磁共振功能成像在診斷前列腺癌的應用價值

勵楊晟 高鋮鋮 錢琦 林敏

我國前列腺癌的患病人數不斷上升，早發現、早治療能明顯提高患者生存率并改善其預后。超聲及前列腺特異性抗原（PSA）檢查作為篩查前列腺癌的方法臨床上被廣泛應用，然而在辨別前列腺良惡性病變上，兩者特異性都較低。MRI因有較高的軟組織分辨率，已被臨床廣泛應用于包括前列腺在內的軟組織檢查中。

1 MR常規成像

MRI 常規掃描獲得T1WI、T2WI 序列，正常前列腺在T1WI 上呈均勻的中等信號，前列腺癌患者癌區與非癌區在T1WI 上的信號差異小，對癌灶的檢出意義不大。正常前列腺T2WI 序列中央帶與移行帶呈較低信號，常不易區分，兩側對稱的外周帶呈高信號，發生在外周帶的癌灶表現為高信號區域中出現結節狀、片狀低信號［1］。劉勇等［2］使用常規序列診斷前列腺癌的檢出率為83%，敏感性80%、特異性84%，準確率89%。作者認為干擾其診斷的原因是發生在外周帶的炎癥、增生、穿刺后的出血也能在T2WI 上表現為低信號，無法與癌灶區分，另外發生在中央帶及移行帶的前列腺癌也難以與前列腺增生鑒別。基于上述原因，僅使用常規序列診斷前列腺癌準確率低，提供信息少，單獨使用價值不大。

2 MR功能成像

2.1 擴散加權成像（DWI） DWI 成像基于水分子的布朗運動，可以反映細胞間隙內水分子的受限情況［3］。其參數表觀擴散系數（ADC）反映水分子的擴散程度，并能提供更客觀的定量數據。前列腺癌細胞增殖快，排列密實，水分子擴散受限，DWI 序列上表現為高信號，ADC 圖上呈低信號，且癌區ADC 值明顯低于非癌區，這一觀點已被國內外專家認同，但目前尚無統一的界定值。學者們另一分歧主要集中在b 值的選擇上。b 值即擴散敏感系數，反映擴散能力的強弱，b 值越小，T2 透過效應越大，圖像信噪比越高，b 值越大，對擴散越敏感，但圖像信噪比越低，選取最合適的b 值才能兼顧圖像信噪比并獲得真正擴散信息，提高DWI 對前列腺癌的診斷率。歐洲泌尿生殖放射學會及美國放射學會認為當b>1400s/mm2，圖像能更好的區分前列腺癌區與非癌區［4］。Zhang 等［5］表示當b 取1000、2000 時，DWI 診斷敏感度分別為73.1%、88.1%。有學者呈相反意見認為b>1000s/mm2時，隨著b 值的增大，癌區與非癌區的信號差異并未顯著提高。

針對學者們在ADC 值與b 值選取上的觀點差異，作者認為可能與掃描機器的型號、磁場強度不同、樣本量的選取以及個體差異有極大的關系，要獲得統一的界定值，還需要進一步擴大樣本量，根據不同的機型場強具體分析；獲取前列腺癌病理時的穿刺點并不能準確的與影像圖像對應，這也會使ADC 值有所偏差。盡管有諸多分歧，且DWI 圖像偽影大、信噪比差，但DWI 仍在前列腺癌的診斷中占據重要地位，因其掃描時間短、可重復性強，且具有較高的診斷效能，顧娟［6］認為ADC 值診斷前列腺癌的靈敏度為68.3%，特異度為62.8%，準確率為65.6%。

2.2 體素內不相干運動擴散加權成像（IVIM-DWI） IVIM是在單指數模型DWI 基礎上發展出來的雙指數模型，通過設立多個b 值實現擴散信息與灌注信息的分離。低b 值時DWI 的信號主要反映灌注所致擴散效應信息，高b 值時主要反映純水分子擴散效應。同時計算出定量參數D（單純擴散系數）、D*（假性擴散系數）、f（灌注分數）。杜舒曼等［7］認為D 值診斷前列腺癌的敏感度為70.4%，特異度為91.7%，D*值分別為55.%、61.1%，f 值分別為77.8%、80.6%。萬紅燕［8］認為只有D 值在前列腺癌區與非癌區的差異有統計學意義，大部分學者認同這一觀點。許多學者認為D*、f 值的差異無統計學意義，這可能與b 值的選取有關，同DWI 一樣，IVIM 在b 值的選取上尚無統一界定值，但b值會對參數計算產生影響。D*、f 值的測量可重復性差，可能存在一定統計誤差。Dopfert 認為f 值在鑒別癌與非癌組織中有統計學意義，但可能與其樣本量僅為13 例，存在隨機誤差有關。IVIM 既能反映擴散信息，又能反映灌注信息，較DWI其參數值剔除灌注效應，具有更高的準確性，然而IVIM 應用于前列腺的診斷上時間少，無大數據支持，仍然需要進一步研究。

2.3 磁共振動態增強（DCE-MRI） DCE-MRI 是通過靜脈注射對比劑后造成掃描區域T1 信號縮短所獲得的圖像，能非侵入性、準確、迅速地評估組織微循環的灌注情況。DCE-MRI 的相關參數可分為定性參數、半定量參數及定量參數三種。定性參數主要通過肉眼觀察前列腺感興趣區的強化情況，并根據信號隨時間的變化繪制時間信號曲線。該曲線根據形態可分為流入型、平臺型及流出型，因前列腺腫瘤血管通透性高，對比劑在組織與血管腔內易于進出，故曲線成流出型。半定量參數則是根據繪制的TIC 曲線，計算出對比劑信號的達峰時間、曲線最大斜率等數據。丁碧嬌等［9］國內外學者皆認為半定量參數能有效區分前列腺癌與非癌組織。定量參數的測量則是通過獲得動脈輸入函數，建立藥代動力學“雙室”模型，計算出前列腺感興趣區的容量轉移常數（Ktrans）、速率常數（Kep）和血管外細胞外間隙容積比（Ve），這些參數主要反映腫瘤血管的通透性。前列腺惡性腫瘤細胞生長快，微血管多，雜亂、密集，血管內皮細胞不成熟、不完整，故通透性較高。目前普遍認為前列腺癌區Ktrans、Kep值明顯大于非癌區，但Ve 值的診斷價值尚存在爭議。景國東等［10］認為Ve 值在前列腺癌與非癌組織中無統計學差異，但另有研究認為前列腺癌的Ve 值高于非癌區，要明確Ve 值的診斷價值，或許還需要大樣本進一步實驗探究。綜上三種參數，定性參數臨床上最常用，但提供的信息少，受影像醫師主觀感受影響大；半定量及定量參數雖能提供更多微循環灌注信息，但由于前列腺癌結節與中央帶增生結節強化方式、Ktrans、Kep值存在部分重疊的原因，給診斷帶來了一定困難。

DCE-MRI 成像技術信噪比高，在各個系統疾病的應用上都較成熟，能獲得豐富的參數提供較多信息，在前列腺的診斷上也具有一定的診斷效能。Panebianco 在研究定量參數時認為其診斷前列腺癌的特異性89.5%，敏感性為76.5%，陽性預測值84.5%，陰性預測值83.7%。但該技術的應用增加檢查費用和時間，造成對比劑的安全隱患。有研究認為MR 對比劑的使用可能與腎源性系統纖維化有關。

2.4 動脈自旋標記技術（ASL） ASL 不依賴于對比劑的使用，原理是通過發射射頻脈沖標記血液質子，引起T1WI 的信號變化，獲得Control 控制像與Label 標記像，兩者相減得到ASL 灌注圖，并通過定量分析軟件獲得對血流量（BF）的估算。李飛宇等［11］通過研究顯示，前列腺癌區的BF 值明顯高于非癌區，Cai 等［12］的研究也支持上述觀點，她還進一步指出其實驗結果與DCE-MRI 所得結果具有一致性。ASL 目前在神經系統領域的應用已日臻成熟，但在前列腺疾病上的應用并不廣泛，國內外文獻對其診斷效能的研究也較少，這可能與其掃描圖像范圍小，易受運動偽影影響，信噪比較差，且只能獲得BF 一種灌注參數這些原因有關，但是ASL 掃描簡單易行，不需要造影劑，可重復檢查，也能有效監測出前列腺癌區與非癌區之間的血流灌注差異，有較好的臨床應用前景。

2.5 磁共振波譜成像（MRS） 在相同溫度、均勻外磁場下，同一原子核由于所處分子結構不同，進動頻率出現不同。MRS 正是利用這一原理定量分析特定原子核及其化合物，并以譜線的方式呈現出來，以此區分正常組織和腫瘤組織所處微環境的差異，以達到鑒別良惡性的目的。枸緣酸鹽（Cit）、膽堿（Cho）、肌酸激酶（Cre）為前列腺的代謝物質，易檢測且在良惡性病變中含量不同。男性精液中存在Cit，因正常或增生的前列腺組織可分泌和濃縮Cit，而前列腺癌細胞具有異型性，該功能部分或全部喪失，Cit 含量少，波譜上表現為峰值減低；Cho 參與細胞膜的形成，前列腺癌細胞增殖快，Cho 含量多，波譜上表現為峰值升高；而Cre 與能量代謝有關，在良惡性病變中含量相近，譜線中與Cho 峰比較接近不易區分，故兩者常共同計算。由此，通常采用（Cho+Cre）/Cit 作為衡量患者組織代謝物的變化的指標。有研究分別認為比值（Cho+Cre）/Cit>0.99、（Cho+Cre）/Cit>2.0 可考慮前列腺癌，標準不統一，且差異較大。筆者認為這可能與個體差異較大有關，同時MRS 技術對磁場均勻度、取值區域的準確性要求較高，也可能造成結果的偏差。目前MRS 在臨床上的應用并不普及，這可能與該技術掃描要求高，掃描時間長，對較小的病灶診斷準確率低等原因有關，然而趙蓮萍［13］在研究MRS 診斷前列腺癌時表明其敏感度為87.5%，特異度為87.1%，診斷效能較高，聯合常規序列及DWI 序列準確性能達95%，想必隨著MRS 技術的發展，其在前列腺癌的診斷中將會發揮更重要的作用。

2.6 磁敏感加權成像（SWI） SWI 是一種利用組織敏感性不同而成像的技術，脫氧血紅蛋白、微量鐵沉積等可以引起微小的磁場不均勻，而SWI 對這種不均勻的磁場具有極高的敏感性。故SWI 序列對前列腺微出血的檢出率高于其他序列。前列腺癌血管結構功能異常、微血管脆弱不穩定，較正常組織有更高的出血傾向，且惡性程度越高，越容易出血，有學者利用SWI 技術發現前列腺癌區較非癌區更易出血，說明SWI 序列能有效鑒別前列腺良惡性病變。ESWAN 序列在SWI 序列的基礎上進一步升級，獲得了更高的信噪比和更短的掃描時間，并可以提取R2*值、T2*值等多個參數。R2*值是梯度回波序列的橫向弛豫率，組織內的磁敏感物質如脫氧血紅蛋白越多，R2*值越大，T2*值與R2*值互為倒數。Jian-Ying 等［14］發現R2*值和T2*值在前列腺癌與非癌區的差異有統計學意義。佟梓濱［15］研究表明R2*診斷前列腺癌效能最高，其靈敏度為92.3%，特異度為83.3%，陽性預測值為82.8%，陰性預測值為92.6%。該技術在前列腺疾病上的應用國內外文獻較少，參數T2*值、R2*值并沒有臨床統一的界定值，仍需更大樣本的研究。同時影響SWI 信號的因素較多，比如場強，PH 值等，給研究帶了難度。但相信隨著未來MR 場強的提升，技術的優化以及參數的標準化，SWI 可以作為常規序列的補充應用于前列腺癌的診斷中。

3 小結與展望

前列腺癌發病率逐年提升，早診斷、早治療可明顯改善患者的預后情況。近年來，隨著MR 技術的迅速發展，MR功能成像因其能從不同的角度提供組織的微觀信息，已廣泛應用于前列腺癌的診斷中。DWI 序列掃描時間短、敏感性強，可反映水分子的受限情況，DCE-MRI 參數多，可提供微循環灌注情況；IVIM 與ASL 在提供灌注信息的同時無需使用對比劑，IVIM 還同時提供了擴散信息；MRS 顯示微環境化合物含量的差異，而SWI 則提供微出血的相關信息。MR 多模態聯合成像因其能集各家所長，提供更豐富的信息，有效提高診斷的準確率［16］，已逐漸成為應用趨勢，歐洲放射學更是將T2WI+DCE+DWI 聯合成像作為前列腺檢查的優先序列。但也有觀點表明僅用T2WI 和DWI 兩個序列與上述三個序列掃描相比結果并無太大差異。目前的技術，各功能成像都有其弊端，而在聯合成像時太多序列的共同應用勢必會延長掃描時間，加大掃描難度，增加費用。但是相信在不久的將來，隨著MR 場強的不斷提高，各個功能成像技術、參數以及聯合成像掃描方案的不斷優化，MR 將會在前列腺癌的診斷與鑒別診斷中發揮更重要的作用，甚至在疾病的分期以及療效評估中發揮作用。