IVIM-DWI聯合動態增強MRI對前列腺癌診斷及分級的評估價值

湖北省天門市第一人民醫院泌尿外科(湖北 天門 431700)

熊 標* 朱 里

前列腺癌是臨床泌尿外科常見泌尿生殖系統腫瘤疾病，其發病率與病死率逐年增加，術前及時有效的診斷有助于制定治療方案及預后評價[1]。MRI是臨床診斷前列腺癌主要檢查方式，同時T2WI、T1WI增強掃描能夠清晰顯示腫瘤組織血管，前列腺含有豐富血供組織，一定程度上影響檢出率[2]。動態增強MRI(dynamic enhanced MRI，DCE-MRI)有助于評估血流灌注及血管通透性，提高診斷準確率[3]。體素內不相干運動成像(intravoxel incoherent motion imaging，IVIM-DWI)作為新型MRI技術，利用無創、定量等優勢，有助于評估組織內水分子擴散情況及微血管灌注情況，極大程度更新了前列腺癌診斷視角[4-5]。但目前臨床對兩種檢查方式聯合應用報道較少，基于此，本研究就我院泌尿外科收治的42例前列腺癌患者臨床資料進行研究，旨在探討IVIM-DWI聯合DCE-MRI對前列腺癌診斷及分級的評估價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2017年3月至2018年4月我院泌尿外科診治的前列腺癌患者42例。42例疑似前列腺癌患者，年齡54～87歲，平均年齡(74.23±8.12)歲。同期38例良性前列腺增生患者作為對照組，年齡55～86歲，平均年齡(73.43±9.25)歲。兩組患者上述一般資料比較差異無顯著意義(P＞0.05)。參照Gleason評分系統5級分類原則，逐級加1分，第五級表示5分，代表癌灶無分化。參照Gleason評分將42例前列腺癌分為低危組(Gleason評分≤6分)11例，中危組(Gleason評分7分)14例，高危組(Gleason評分8～10分)17例。經醫院醫學倫理委員會審核并通過。

納入標準：患者經前列腺MRI檢查，初步診斷為前列腺癌；患者經穿刺術或手術病理確診為前列腺癌；患者臨床資料完整。

排除標準：患者近期有前列腺穿刺或前列腺手術史；患者既往確診為前列腺癌；患者患有其他惡性腫瘤；患者依從性較差。

1.2 方法

1.2.1 MRI檢查 采用3.0T MR掃描儀(美國GE公司，Discovery MR450)進行檢查，數據采集均通過8通道torsal相控陣表面線圈。(1)T2WI propeller 掃描，范圍：軸位、冠狀位及矢狀位，軸位行IVIM-DWI、DCE-MRI掃描，參數：重復時間7130ms，回波時間110ms，視野340mm×340mm，矩陣352×352，層厚4mm，層間距0.5mm，2次激發。(2)軸位IVIM-DWI序列，單次激發自旋回波成像序列，重復時間2000ms，回波時間80ms，15個不同的b值，預制相對應的激勵次數，視野340mm×340mm，矩陣128×160，層厚4mm，層間距0.5mm，帶寬250kHz。(3)軸位DCE-MRI序列，利用LAVA-XV序列，重復時間2.9ms，回波時間1.4ms，反轉角12°，行軸位掃描，矩陣224×192，層厚4mm，視野290mm×290mm，每個期相6s，共60個。馬根維顯為造影劑，劑量15mL，注射后20mL生理鹽水沖管，速率2.5mL/s。

1.2.2 圖像后處理 IVIM-DWI圖像后處理：經典雙指數模型，采用GE AW4.5后處理工作站分析圖像，計算真實擴散系數D、D＊、f值。據T2WI、DWI 序列、經直腸超聲引導下穿刺病理結果，設對應感興趣區(避免囊變、壞死區域及較大鈣化結節)，將感興趣區面積呈現最大，每個病灶感興趣區選3個斷面，連續畫3次，取平均值，見圖1B。DCE圖像后處理：參照Extended Tofts 模型，通過GE AW4.5后處理工作站獲得Ktrans、Kep、Ve、Vp。據T2WI、DWI 序列、經直腸超聲引導下穿刺病理結果，設對應感興趣區，對應IVIM-DWI后處理過程中感興趣區。其余同IVIM-DWI圖像后處理，見圖1C。均由資深影像科醫師進行，排除意見不一致者。

圖1 DCE-MRI、IVIM-DWI圖像。1A:常規 T1WI、T2WI及DWI圖，右側外周及底部(箭頭)前列腺癌病灶；1B：IVIM-DWI偽彩圖；1C：DCE-MRI相關參數偽彩圖。

1.3 統計學方法采用SPSS 20.0進行統計分析。計量資料以(±s)的形式表示，組間采用t檢驗；計數資料以“%”表示，組間比較采用χ2檢驗，比較各參數在前列腺癌及前列腺增生中的差異，并通過受試者工作特性曲線評估其診斷效能。記P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組DCE-MRI、IVIM-DWI各項定量參數比較觀察組Ktrans、Kep、Vp、D＊值高于對照組，而Ve、D、f值低于對照組，差異具有顯著意義(P＜0.05)，見表1。

表1 兩組DCE-MRI、IVIM-DWI各項定量參數比較(±s)

表1 兩組DCE-MRI、IVIM-DWI各項定量參數比較(±s)

組別 DCE-MRI IVIM-DWI Ktrans(min) Kep(min) Ve Vp D(×10-3mm2/s) D＊(×10-3mm2/s) f觀察組(n=42) 0.46±0.13 1.37±0.38 0.39±0.15 0.04±0.01 0.49±0.10 6.79±1.76 0.34±0.10對照組(n=38) 0.31±0.11 0.78±0.29 0.46±0.14 0.03±0.01 0.68±0.09 4.03±1.39 0.58±0.08 t 5.587 7.849 2.158 4.466 8.944 7.820 11.905 P ＜0.001 ＜0.001 0.033 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.2 DCE-MRI、IVIM-DWI各項定量參數診斷價值DCEMRI、IVIM-DWI各項定量參數診斷效能由低到高為Ve值、Vp值、Ktrans值、D＊值、Kep、D、f值，見表2，圖2。

表2 DCE-MRI、IVIM-DWI各項定量參數診斷價值

2.3 Gleason評分低、中及高危組間各參數比較Gleason評分各組Kep、D、D＊、f值比較差異具有顯著意義(P＜0.05)；其中腫瘤Gleason評分越高，Kep、f值呈先大后小，D值減小，D＊值增大，見表3。

圖2 DCE-MRI、IVIM-DWI鑒別診斷前列腺癌與良性前列腺增生ROC曲線。2A：DCE-MRI 各項參數Ktrans、Kep、Ve、Vp鑒別診斷前列腺癌與良性前列腺增生ROC曲線；2B：IVIM-DWID、D*、f鑒別診斷前列腺癌與良性前列腺增生ROC曲線。

表3 Gleason評分低危組、中危組及高危組間各參數比較(±s)

表3 Gleason評分低危組、中危組及高危組間各參數比較(±s)

組別 DCE-MRI IVIM-DWI Ktrans(min) Kep(min) Ve Vp D(×10-3mm2/s) D＊(×10-3mm2/s) f低危組(n=11) 0.43±0.16 1.23±0.45 0.42±0.18 0.03±0.01 0.54±0.11 4.73±2.18 0.36±0.10中危組(n=14) 0.50±0.23 1.70±0.50 0.34±0.15 0.04±0.02 0.50±0.08 7.60±3.81 0.41±0.08高危組(n=17) 0.47±0.19 1.23±0.40 0.42±0.14 0.03±0.01 0.47±0.12 8.50±4.09 0.31±0.09 t 0.39 5.13 1.25 2.33 79.43 3.80 4.80 P 0.681 0.010 0.297 0.110 ＜0.001 0.031 0.013

3 討 論

目前臨床診斷前列腺癌影像學檢查常規為CT、MRI及經直腸超聲等，其中經直腸超聲是臨床診斷前列腺癌“金標準”；MRI具有高空間分辨率，DCE-MRI與IVIM-DWI有助于前列腺癌診斷、分級[6-8]。DCE-MRI有助于動態、定量檢測前列腺組織內血流動力學，可見腫瘤組織微血管；通過Extended Tofts模型得到Ktrans、Kep、Ve、Vp值；Ktrans以表示血管壁通透性變化為主，Vp以表示組織內微血管數量差異為主[9-10]。本研究結果表示，觀察組Ktrans、Kep、Vp值明顯高于對照組，而Ve值明顯低于對照組。提示前列腺癌組織呈高代謝、血流灌注豐富，毛細血管壁不足，血管通透性過大，且腫瘤發展較快，數目較多，使單個體素內血管外細胞外空間減少。

IVIM-DWI通過雙指數函數模型分析不同b值下采集的DWI圖像，獲得D、D＊、f值結果表示，觀察組D值明顯低于對照組，說明不規則分布、緊密排列癌灶內惡性上皮細胞、腺體，抑制水分子擴散。且觀察組D＊值高于對照組，而f值明顯低于對照組，提示與b值范圍及高b值聯系密切。b值較小，擴散信號呈血液磁化，大部分小b值擴散對D＊值表示微循環灌注有利[11]。有研究表示，最高b值≤750s/mm2條件下，前列腺癌f值高于周圍正常組織；但若最高b值＞750s/mm2時，前列腺癌f值逐漸降低[12-13]。本研究發現，高b值條件下f值與血流灌注量、血管通透性聯系密切。前列腺癌中毛細血管壁缺乏，腫瘤血管通透性較大，血管壁屏障作用逐漸減弱，促使部分血管內水分子擴散[14]。本研究計算出曲線下面積，得出IVIM-MRI各參數中D、f值具有較高診斷能力；DCE-MRI各參數中Ktrans、Kep處于中等診斷能力，其中Kep診斷力更高。Ktrans、Kep、Ve關系表達為Ktrans= Kep×Ve，腫瘤中Ve值較低，Ktrans無顯著變化，所以Kep敏感性較強。既往對IVIM-DWI各參數對前列腺癌診斷能力研究較少，且采取b值范圍無系統標準，因此對橫向分析較困難[15]。本研究結果表示，IVIM-DWI參數D、f值診斷效能高于DCE-MRI各定量參數，注射速度、患者間基礎血流速度等不可控因素影響DCE-MRI掃描與圖像處理，使各定量參數診斷效能下降。IVIM-MRI檢測前列腺癌及良性前列腺增生更好。

Gleason病理分級系統為前列腺癌病理學分級系統，在臨床應用較廣，原則為腫瘤內腺體分化程度、腫瘤于間質生長方式[16]。有研究表示，擴散系數值對判斷低、中、高危前列腺癌具有重要意義，而IVIM各參數比較無統計意義，可能與設置b值較低相關[17]。本研究結果表示，腫瘤Gleason評分越高，Kep、f值呈先大后小，D值減小，D＊值增大。腫瘤在早期到中期過程中，間質液壓伴隨血管通透性增加而增加，但未到抑制血管內外被動擴散中的截斷點，血管內與血管外為壓力順差，Kep值增加；腫瘤進展增加了腫瘤細胞，提高了微血管數量，降低了細胞外血管外間質空間，間質液壓至截斷點，進而動擴散機制Kep值降低；血管通透性隨著腫瘤血管內皮分化程度減小，高危組中f逐漸減小[18-20]。

綜上所述，IVIM-DWI聯合DCE-MRI有助于診斷前列腺癌與前列腺增生，且IVIM-DWI優于DCE-MRI，IVIM-DWI參數中D值降低、D＊值升高、f值由大到小表示高級別前列腺癌。