PSAD聯合DCE-MRI對前列腺癌診斷價值的研究

羅瀟，何永勝，徐琦，戚軒

(馬鞍山市人民醫院影像科，安徽馬鞍山243000)

PSAD聯合DCE-MRI對前列腺癌診斷價值的研究

羅瀟，何永勝，徐琦，戚軒

(馬鞍山市人民醫院影像科，安徽馬鞍山243000)

目的探討前列腺特異性抗原(PSA)、前列腺特異性抗原密度(PSAD)聯合動態增強掃描磁共振成像(DCE-MRI)定量參數Ktrans、Kep、Ve對前列腺癌(PCa)的診斷價值。方法選取馬鞍山市人民醫院2015年5月至2016年6月前列腺患者66例，其中PCa 25例、前列腺增生(BPH)41例。所有患者均行DCE-MRI檢查、PSA檢測，將得出結果按照11種組合方案，參照病理結果，繪制受試者特性曲線(ROC)，比較所有診斷方案的靈敏度、特異度及準確度。結果BPH組患者的PSA、PSAD、Ktrans、Kep、Ve分別為(14.72±12.86)ng/mL、(0.25±0.23)ng/(mL·cm3)、(0.22±0.10)/min、(1.35±0.59)/min、(0.17±0.07)，PCa組患者分別為(30.42±23.90)ng/mL、(0.84±0.52)ng/(mL·cm3)、(0.52±0.18)/min、(2.51±1.10)/min、(0.24±0.10)，BPH組患者的參數均低于PCa組，差異均有顯著統計學意義(P<0.01)。單參數診斷方案中Ktrans診斷價值最高，靈敏度、特異度、AUCROC分別為85.7%、90.2%、0.93。PSAD+Ktrans在11種組合方案中診斷價值最高，靈敏度、特異度、AUCROC分別為90.5%、95.1%、0.96。結論PSAD及DCE-MRI定量參數Ktrans、Kep對前列腺癌有較好的診斷價值，PSAD聯合Ktrans為前列腺良惡性病變的鑒別診斷提供了重要的參考。

前列腺癌；前列腺特異性抗原；前列腺特異性抗原密度；磁共振成像；動態增強

前列腺癌(prostate cancer，PCa)在我國發病率及致死率呈現逐年增長的趨勢[1]。目前包括：直腸指檢、前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)、前列腺特異性抗原密度(PSA dencity，PSAD)、動態增強掃描MRI成像(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)及經直腸超聲引導穿刺活檢等眾多檢查技術及方法應用于前列腺癌診斷。DCE-MRI定量分析憑借獨特的優勢，可以從病變的大體形態結構至微血管、細胞層面，提供豐富的生理、病理學等功能性信息，其與Gleason評分呈正相關[2]。本研究探討PSAD聯合MRI-DCE定量參數Ktrans、Kep、Ve對PCa的診斷價值，試圖找到最佳診斷的方案，為PCa早期診斷、臨床分期提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧分析我院2015年5月至2016年6月同時行前列腺PSA檢測、常規MRI及DCE-MRI檢查患者資料66例，年齡50～84歲，平均71.9歲，所有患者前列腺病灶均經病理證實。以病理結果為“金標準”將其劃分為良性前列腺增生(benign prostate hyperplasia，BPH)組41例和PCa組25例。

1.2 設備及參數采用1.5T GE，Signa HDxt超導磁共振掃描儀，8通道體部相控陣線圈。掃描序列包括：(1)常規MRI：FOV=32 cm×32 cm，層厚/間隔：5/1 mm；①T1WI：TR/TE：260/11 ms，矩陣：320×256；②T2WI：TR/TE：1 500/102 ms，矩陣：352×320。(2)DCE-MRI(3D LAVA序列)：①TR/TE：3.6/1.7 ms、矩陣256×170，FOV=40×40 cm，層厚：4.2 mm，多翻轉角2°、6°、8°、10°、15°掃描；②參照0.2 mmol/kg、速度2.5 mL/s注入歐乃影對比劑；以15°翻轉角、7 s/組連續40組掃描。

1.3 圖像處理、數據采集方法PSA值：采集靜脈血3 mL，試劑由美國羅氏公司生產，采用雙抗體夾心法。儀器型號：美國羅氏E170型。PSAD值：在常規MR橫斷面、矢狀面圖像上依次測量其前后徑、左右徑、上下徑，依據Ellipse公式體積(V)=左右徑×前后徑×上下徑×π/6及PSAD值=PSA/V得出結果。由兩名主治及以上醫師采用雙盲法，對照MRI資料，充分討論取得一致得出診斷。DCE-MRI定量分析采用GE OmniKinetics軟件，運用Tofts雙室模型，得到血管輸入函數(arterial Input Function，AIF)曲線。運用Extended Tofts Linear血流動力學模型，得到定量參數Ktrans、Kep、Ve值。ROI測量時，剔除尿道、血管、病灶壞死及出血等區域，選取病灶顯著強化區域，以相同ROI大小、連續測量3次，計算平均值。

1.4 統計學方法應用IBM SPSS19.0統計學軟件進行數據分析，計量資料以均數±標準(x-±s)表示，組間兩比較采用獨立樣本t檢驗，以P<0.05表示差異有統計學意義。將所有診斷參數組合方案進行受試者特性曲線(receiver operating characteristic curve，ROC)分析，比較不同方案的診斷價值，確定最佳診斷界值。

2 結果

2.1 典型影像學表現25例Pca樣本內典型病灶22例，其中2例為多發病灶，余為單發病灶，多位于外周帶。典型影像學表現：T2WI呈結節狀低信號，Ktrans、Kep、Ve偽彩圖上病灶區信號增高且集中，呈高滲透改變，見圖1。

2.2 BPH組和PCa組患者不同診斷參數比較BPH組患者的PSA、PSAD、Ktrans、Kep、Ve均低于PCa組，兩組間各參數差異均有顯著統計學意義(P<0.01)，見表1。

2.3 不同方案診斷PCa效能比較11種組合方案分析的診斷PCa效能由高到低為：PSAD+Ktrans、PSA+Ktrans、Ktrans、PSAD+Kep、PSAD+Ve、PSAD、PSA+ Kep、Kep、PSA+Ve、PSA、Ve，分別對應ROC曲線下面積為0.96、0.94、0.93、0.92、0.89、0.86、0.86、0.83、0.83、0.76、0.71，見圖2。PSAD、PSA+Ktrans、PSAD+Ktrans、PSAD+Kep、PSAD+Ve靈敏度90.5%為最高，Ve靈敏度71.4%為最低；PSAD+Ktrans特異度95.1%為最高，Ve特異度65.9%為最低，見表2。

圖1 男，65歲，前列腺癌患者

表1 BPH組和PCa組不同診斷參數比較

表1 BPH組和PCa組不同診斷參數比較

組別3transBPH組PCa組t值P值41 25 14.72±12.86 30.42±23.90 -2.81 <0.01 0.25±0.23 0.84±0.52 -4.94 <0.01 0.22±0.10 0.52±0.18 -7.57 <0.01 1.35±0.59 2.51±1.10 -4.85 <0.01 0.17±0.07 0.24±0.10 -2.91 <0.01例數PSA(ng/mL)PSAD[ng/(mL·cm)]K(/min)Kep(/min)Ve

圖2 不同診斷方案的ROC曲線分析圖

表2 不同診斷方案之間的診斷效能比較

3 討論

3.1 PSAD對PCa診斷的評價PSA是由前列腺上皮細胞分泌的一種酸性糖蛋白酶，絕大部分存在于精液中，正常人體血清中PSA濃度很低。PCa腫瘤組織浸潤性生長，直接破壞鄰近血管結構[3]，PSA大量釋放入血，血清中濃度升高明顯。盡管PSA作為PCa篩查已廣泛應用于臨床工作中，但PSA診斷PCa一直存在敏感度及特異度低的缺點，在PSA灰區(4.0～ 10.0 ng/mL)內PCa的診斷及與BPH鑒別診斷也仍舊是難點，更多的研究人員希望可以發現新的方法，提高PCa的早期檢出率。PSAD診斷PCa引入了前列腺體積大小作為參考，很好的利用了PCa前列腺體積變化不明顯的特征。孫鵬等[4]提出PSAD較PSA作為PCa的篩選指標價值更大，能夠更有效率的篩選PCa與BPH。Tang等[5]認為PSAD與PSA相比，明顯提升了PSA灰區內PCa與BPH鑒別診斷的能力。本項研究PSAD診斷PCa效能(AUCROC0.86)優于PSA (AUCROC0.76)，PSAD對PCa有較高的診斷價值。

3.2 DCE-MRI定量參數Ktrans、Kep、Ve對PCa診斷的評價DCE-MRI時間-信號強度曲線在PCa的診斷方面得到了廣泛的認可，但仍局限于病灶的半定量分析及形態學定性診斷。定量分析是DCE技術對PCa診斷應用更深層次的發展，目前多采用基于藥代動力學的Tofts雙室模型，通過評測定量分析參數Ktrans、Kep、Ve，描述了MRI小分子量造影劑在血管內血漿(中央室)與血管外細胞外間隙(周邊室)的雙向轉移的過程[6]。Ktrans、Kep主要反映了造影劑對組織內微血管的滲透能力，評估微血管的血容量、血流量等灌注程度及管壁的通透程度；Ve=Ktrans/Kep，沒有單位，表示血管外間隙的對比劑在血管外間隙中所占比重。多數學者[7-8]認為PCa腫瘤組織生長活躍，早期易侵犯、破壞鄰近正常組織內血管結構，同時腫瘤組織內新生微血管密度大、結構存在缺陷、且常常伴有微動靜脈瘺，所以PCa病灶的血流灌注及血管通透性較BPH有明顯增強，Ktrans、Kep值明顯升高。本項研究顯示PCa與BPH兩組Ktrans、Kep比較差異有顯著統計學意義(P<0.01)，其中KtransAUCROC為0.93，是所有單參數診斷PCa準確度最高的，KepAUCROC為0.83，診斷效能稍低，提示Ktrans、 Kep很好的反映了PCa腫瘤組織的微血管結構的變化，與馬向征等[9]研究結果相似。Ve的研究結果存在一定的分歧，有學者研究指出Ve在PCa診斷中有較高的價值，Ve值升高是由于PCa組織細胞外間隙擴大所引起[7]，也有學者研究指出中央區PCa與BPH兩組間Ve差異無統計學意義(F=0.553，P>0.05)，VeAUCROC為0.24，無鑒別診斷意義[10]。本項研究結果中Ve靈敏度、特異度及AUCROC分別為71.4%、65.9%、0.71，診斷PCa價值不高，應用時需要結合其他診斷參數。

3.3 PSAD聯合DCE-MRI定量參數對PCa診斷的評價PCa患者臨床癥狀多不典型，影像學表現復雜、多樣，單一的檢查方法及技術已無法滿足臨床需求，而多參數聯合應用在PCa早期檢出、臨床分期方面已經展現出了明顯的優勢。Sciarra等[11]研究認為PSA、MR波譜成像聯合DCE-MR診斷癌性病變靈敏度、特異度分別為92.6%、88.8%。對照本項研究，PSAD聯合Ktrans診斷PCa靈敏度、特異度分別為90.5%、95.1%，診斷能力與之相仿。Na等[12]在對我國一組前列腺病灶穿刺活檢結果研究后證實，即使患者PSA高于灰區(10.1～20.0 ng/mL)，PCa發生率仍然較低，所以準確評估前列腺病灶，對于臨床穿刺活檢術的選擇、方案的制定尤為重要。在本研究中PSAD聯合KtransAUCROC0.96，診斷PCa效能最強，不僅可以較好的評定前列腺穿刺活檢術的必要性，有效降低并發癥的發生，還可以對癌性病灶精確定位，引導穿刺活檢術的實施，提高了穿刺的準確性，有助于降低PCa穿刺活檢術的假陰性率。DCE-MRI定量分析技術在診斷PCa方面取得了一些進展，但仍存在不完善的方面，有待進一步研究解決：①DCE-MRI定量分析技術依賴于專業的硬件設備及后處理軟件等，目前各廠商相關掃描技術參數及診斷標準仍未統一；②DCE-MRI檢查時間長，圖像的配準及運動影響問題還不能很好的解決；③缺少大樣本的研究，結果有一定的局限性等。

綜上所述，PSAD計算簡便，其聯合DCE-MRI定量參數Ktrans為PCa的診斷及鑒別診斷提供了依據，可作為臨床篩查PCa首選的檢查方法。后續研究中我們將會增加體素內不均一運動(IVIM)等成像方法，更加深入的找尋診斷PCa最優化的組合方案。

[1]Zhu Y,Wang HK,Qu YY,et al.Prostate cancer in East Asia:evolving trend over the last decade[J].Asian JAndrol,2015,17(1):48-57.

[2]劉會佳,趙娓娓,任芳,等.3.0T動態增強磁共振對前列腺癌的定量分析研究[J].放射學實踐,2014,29(5):477-481.

[3]姚少利.前列腺特異性抗原在前列腺癌中的診斷價值[J].蚌埠醫學院學報,2013,38(11):1477-1479.

[4]孫鵬,包衛東,楊莉莉,等.f/tPSA、PSAD在PSA灰區對前列腺增生癥和前列腺癌診斷效用的研究[J].海南醫學,2012,23(24):4-6.

[5]Tang P,Du W,Xie K,et al.Transition zone PSA density improves the prostate cancer detection rate both in PSA 4.0-10.0 and 10.1-20.0 ng/ ml in Chinese men[J].Urol Oncol,2013,31(6):744-748.

[6]Sourbron SP,Buckley DL.Classic models for dynamic contrast-enhanced MRI[J].NMR Biomed,2013,26(8):1004-1027.

[7]徐嬿,冷曉明,鄭蕓,等.3.0 T DCE-MRI定量分析在前列腺癌與增生鑒別診斷中的應用價值[J].磁共振成像,2015,6(8):608-612.

[8]Van Niekerk CG,vander Laak JA,Hambrock T,et al.Correlation between dynamic contrast-enhanced MRI and quantitative histopathologic microvascular parameters in organ-confined prostate cancer[J]. Eur Radiol,2014,24(10):2597-2605.

[9]馬向征,王世威,許茂盛,等.DCE-MRI聯合DWI定量分析在前列腺癌診斷中的應用價值[J].浙江醫學,2017,39(1):7-11.

[10]王世威,喻迎星,潘智勇,等.3.0T定量動態對比增強MRI對中央區前列腺癌的應用價值研究[J].醫學影像學雜志,2014,24(5):824-827.

[11]Sciarra A,Panebianco V,Ciccariello M,et al.Value of magnetic resonance spectroscopy imaging and dynamic contrast-enhanced imaging for detecting prostate cancer foci in men with prior negative biopsy [J].Clin Cancer Res,2010,16(6):1875-1883.

[12]Na R,Jiang H,Kim ST,et al.Outcomes and trends of prostate biopsy for prostate cancer in Chinese men from 2003 to 2011[J].PLoS One, 2012,7(11):e49914.

Diagnostic value of prostate specific antigen dencity combined with dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging on prostate cancer.

LUO Xiao,HE Yong-sheng,XU Qi,QI Xuan.Department of Radiology,the People's Hospital of Maanshan,Maanshan 243000,Anhui,CHINA

ObjectiveTo investigate the diagnostic value of prostate specific antigen(PSA),prostate specific antigen dencity(PSAD)combined with dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging(DCE-MRI)quantitative parameters,Ktrans,Kep,Veon prostate cancer(PCa).MethodsSixty-six patients with PCa were collected from May 2015 to June 2016 in the People's Hospital of Ma'anshan,including 25 cases of PCa and 41 cases of benign prostatic hyperplasia(BPH).All patients underwent DCE-MRI and PSA test.The results showed that the receiver operating characteristic curve(ROC)was drawn according to the results of 11 combinations and the pathological results,and the sensitivity,specificity and accuracy of all the diagnostic protocols were compared.ResultsThe PSA,PSAD,Ktrans,Kepand Vevalues of the BPH group were(14.72±12.86)ng/mL,(0.25±0.23)ng/(mL·cm3),(0.22±0.10)/min,(1.35±0.59)/min, (0.17±0.07),which were significantly lower than(30.42±23.90)ng/mL,(0.84±0.52)ng/(mL·cm3),(0.52±0.18)/min, (2.51±1.10)/min,(0.24±0.10)of PCa group,P<0.01.The value of Ktransdiagnosis in single parameter diagnosis was the highest,and the sensitivity,specificity and AUCROC were 85.7%,90.2%,and 0.93,respectively.PSAD+Ktranshad the highest diagnostic value in 11 combinations,and the sensitivity,specificity and AUCROC were 90.5%,95.1%,and 0.96, respectively.ConclusionPSAD and DCE-MRI quantitative parameters Ktrans,Kephave a good diagnostic value in prostate cancer.PSAD combined with Ktransprovides an important reference for the differential diagnosis of benign and malignant lesions of the prostate.

Prostate cancer(PCa);Prostate specific antigen(PSA);Prostate specific antigen dencity(PSAD); Magnetic resonance imaging(MRI);Dynamic contrast-enhanced(DCE)

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.10.027

R737.25

A

1003—6350（2017）10—1629—04

2016-12-12)

安徽省馬鞍山市衛計委科教專項資金資助課題（編號：2014-J-Z-05）

羅瀟。E-mail：imagingcenter@163.com