基于體素內不相干運動的多擴散梯度因子MR擴散加權成像在前列腺癌評價中的初步研究*

張景忠 齊英杰 陳宇 丁暉 徐堅民

（1廣東省深圳市人民醫院 深圳 518020；2暨南大學第二臨床醫學院 廣東深圳 518020）

前列腺癌多發于老年男性人群，磁共振擴散加權成像（DWI）對其應用較廣泛，診斷準確性和敏感性均高于常規序列 T2WI[1～2]。研究表明[3～4]，體素內不相干運動（IVIM）MR成像理論，多b值的DWI成像能夠無創區分組織內單純水分子運動的真性擴散及微循環血液灌注形成的假性擴散，它的潛在應用價值可能超越ADC和DWI。本研究探討基于體素內不相干運動（IVIM）理論的多擴散梯度因子MR擴散加權成像在前列腺癌診斷中的應用價值。現報道如下：

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年7月～2017年10月于我院就診的有完整臨床資料、MR IVIM檢查和穿刺活檢病理結果為前列腺外周帶癌患者60例為實驗組；同期于我院就診的有完整臨床資料、MR IVIM檢查和穿刺活檢病理結果為非前列腺癌者60例為對照組。實驗組年齡53～86歲，中位年齡71歲；血清前列腺抗原（PSA）特異性增高，范圍5.44～150.00 ng/ml。對照組年齡 60～80 歲，中位年齡70歲；PSA范圍3.54～22.17 ng/ml。所有患者穿刺活檢和MRI檢查時間間隔1個月，活檢經直腸超聲引導下進行，采用標準11針法，由操作者繪圖記錄活檢部位。

1.2 影像學檢查 采用西門子3.0 T MR成像，腹部相控陣線圈，以前列腺為中心行常規DWI和MRI檢查。軸面抑脂T2WI掃描參數：TE100 ms、層間距 3 mm、TR4000 ms、層厚 3 mm；多 b 值 DWI（8個 b 值：0、50、100、150、200、400、600、800 s/mm2），掃描條件：TE84 ms、TR3200 ms、層間距 3 mm、掃描時間5 min 15 s、層厚3 mm。

1.3 影像分析方法 將多b值DWI數據發送至IVIM軟件，經軟件自動計算獲取純水分子擴散系數（D值）、灌注相關擴散系數（D*值）及灌注分數（f值）參數圖。主要觀察D、D*和f參數圖前列腺外周帶信號是否異常。結合常規MRI和前列腺穿刺活檢病理結果，在穿刺活檢對應的前列腺外周帶癌區域（實驗組）和非前列腺癌外同帶區域（對照組）中選擇感興趣區（ROI），如果常規MRI圖像外周帶信號改變不典型，則根據穿刺病理結果定位，ROI避開鈣化灶、尿道周圍、出血等。同時測量3幅參數圖，選擇的ROI為圓形，每個ROI包括35個像素，獲得相應的D、D*和f值，每個區域測量3次，取平均值。IVIM 雙指數函數的計算公式：S/S0=（1－f）×exp（－bD）+f×exp[－b（D*+D）]。

1.4 統計學分析 應用SPSS18.0統計學軟件進行數據分析，每組內先進行正態分布性檢驗，經證實為正態分布后，計量資料以（±s）表示，采用t檢驗，P＜0.05為差異具有統計學意義。用受試者工作特征曲線（ROC）評價D值的診斷價值。

2 結果

2.1 擴散加權圖像信號特點表現

2.1.1 實驗組 60例前列腺外周帶癌變累及中央葉20例，盆腔淋巴轉移15例，半骨骼轉移15例，侵犯精囊腺10例。60例中發現病灶69個，其中在T2WI上呈典型低信號改變60個，局部病灶信號欠均勻6個，病灶信號改變不明顯3個。DWI圖像有60個病灶表現為相對高信號，ADC圖上病灶信號相對減低；其中45個病灶隨著b值的增加高信號愈加明顯，其余15個病灶僅在高b值圖像上顯示信號異常。在D值參數圖上，實驗組60個病灶呈現低信號，與周圍前列腺組織間信號反差明顯，在這60個病灶中D*值和f值參數圖中只有45個病灶和周圍前列腺組織信號之間存在顯著差異，有10個病灶與周圍前列腺組織等信號，有5個病灶信號高于周圍前列腺組織。見圖1～6。

圖 1～6（圖 1～3分別為D值、D*值及f值參數圖；圖 4～5分別為 DWI圖和ADC圖；圖6為信號衰減曲線圖）

2.1.2 對照組 60例患者中有10例表現為T2WI上外周帶信號不均勻，有可疑低信號區，在DWI（b=800 s/mm2）圖像上呈高信號。其余前列腺外周帶在常規MR-T2WI表現為均勻稍高信號，無異常低信號。

2.2 IVIM各參數在前列腺外周帶癌組織和對照組外周帶組織之間的差異 實驗組前列腺癌區域的D值顯著低于對照組（P＜0.05）。見表1。

表1 IVIM各參數在前列腺外周帶癌組織和對照組外周帶組織之間的差異（±s）

表1 IVIM各參數在前列腺外周帶癌組織和對照組外周帶組織之間的差異（±s）

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2.3 IVIM參數D值對前列腺癌的診斷價值評估建立D值ROC曲線，曲線下面積為0.956 1，對前列腺診斷的最佳閾值是0.87×10－3mm2/s，其診斷特異性為66.8%，敏感性為100.0%。見圖7。

圖7 對照組前列腺D值系數圖

3 結論

體內素相干運動理論由Le Bihan等提出，DWI計算出的ADC值包括體素內的水分子擴散以及血管內水分子無運動方向，具體表現在MRDWI是隨著b值的不斷增加，ADC值逐漸減少。其原因為擴散信號不僅來源于單純水分子運動的真性擴散，還來源于微循環血液形成的假性擴散，b值較小時血液流動血液質子的位移較大，信號變弱，灌注相關假性擴散的影響大于單純水分子擴散[5]。b值較大時，血液流動質子信號衰減，灌注相關假性擴散對信號的影響變小，因此b值較小時計算出的D*值主要反映微灌注造成的擴散效應，以mm2/s為單位；b值較大時，計算出的D值反映純水分子擴散效應。

IVIM MR成像已經應用于多個組織器官，更多地應用于胰腺、肝臟、腎臟等部位的彌漫性腫瘤疾病中。目前關于前列腺的IVIM的研究主要應用于前列腺癌及前列腺增生的診斷中。本研究結果顯示，前列腺癌區域的D值顯著低于非癌外周帶組織，P＜0.05，差異具有統計學意義。但與B.Guiu等[6]研究相比，其研究時采用了更多的b值，理論上獲得的數據更精確一些。此外，本研究中前列腺外同帶癌區域的D值顯著低于對照組非癌外周帶組織，其原因可能與D*值與f值重復性較差有關。A.H.Penner等[7]研究表明，在IVIM成像中，D值具有良好的可重復性，f值可重復性一般，D*值較差。

綜上所述，IVIM可以精確描述b值的增加與組織信號強弱之間的關系，利用雙指數函數得到分別反映組織水分子擴散及微循環灌注的量化參數，獲得的對前列腺癌具有診斷價值。