IVIM技術成像量化參數與前列腺癌病理特征的關系及聯合診斷研究

黃繼偉，李健斐，王 佳，劉郭坤，李建麗，王玉芳

(1.河北省邯鄲市中醫院 CT/MRI室，河北 邯鄲 056001；2.河北省邯鄲市中心醫院CT/MRI室，河北 邯鄲 056001)

前列腺癌(prostate cancer，PC)是一種較特殊的惡性腫瘤疾病，早期診斷、早期治療是提升患者生存率的關鍵環節。臨床數據顯示，70%～75%PC發生在外周帶，25%～30%發生在移行帶[1]。盡管近年隨影像學技術發展，磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)在PC診斷、病情評估發揮顯著優勢，但移行帶組織成分復雜且常伴良性前列腺增生，因此如何有效診斷、鑒別診斷移行帶PC是臨床急需解決問題之一[2]。小視野體素內不相干運動(intravoxel incoherent motion，IVIM)是在DWI成像技術基礎上通過掃描多個b值獲取水分子擴散數據并通過雙指數數學模型計算公式得出對應偽擴散系數(pseudo diffusion coefficient，D*)、灌注分數(perfusion fraction，f)、擴散系數(diffusion coefficient，D)、表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)等量化參數[3]。理論上，與MRI常規序列對比，IVIM檢測技術能更全面、更精準地反映生物組織中水分子真實擴散運動情況，同時能有效獲取組織灌注信息，或對提高PC鑒別診斷價值具有積極意義[4]。本研究旨在探討IVIM技術成像量化參數與PC病理特征的關系，為臨床完善診療機制提供參考。現報告如下。

1 資 料 與 方 法

1.1一般資料 選取2017年1月—2020年7月河北省邯鄲市中心醫院收治的PC患者62例作為觀察組，良性前列腺增生癥患者62例作為對照組。納入標準：①經病理診斷確診；②入組前未經內分泌治療、放化療等任何相關治療；③MRI檢查后1個月內獲取病理結果；④患者及家屬知情同意并簽署知情同意書。排除標準：①伴其他原發性惡性腫瘤疾病者；②有血液系統疾病者；③入組前4周內有前列腺手術史、前列腺穿刺史者。2組年齡、吸煙史、飲酒史、體重指數、血脂異常分布、合并疾病差異均無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。見表1。

表1 2組一般資料比較Table 1 Comparison of general information between two groups (n=62，例數，%)

1.2方法 GE3.0T磁共振成像系統，配8通道腹部相控陣線圈；掃描范圍包括前列腺、雙側精囊腺。首先常規MRI掃描：軸位T1WI、軸位FS-T2WI、矢狀位T2WI掃描；軸位FS-T2WI參數：TE 85 ms、TR 5 300 ms、層厚3.0 mm、間距0.6 mm，FOV 230 mm×230 mm，矩陣256×256，NEX 1；IVIM技術：軸位，參數設置：TE 95 ms、TR 3 900 ms、層厚2.0 mm、間距0.24 mm，FOV 280 mm×280 mm，矩陣160×160，NEX 4，取7個b值分別為0、50、100、150、200、400、600 s/mm，掃描時間5 min 10 s。掃描時將整個前列腺分成12個區，即外周帶左右基底部、中間部、尖部，中央區左右基底部、中間部、尖部，獲取數據導入系統軟件ivimMain，雙指數模型處理，得到D*、f、D、ADC數據。

1.3觀察指標 ①比較2組IVIM技術成像量化參數。②分析IVIM技術成像量化參數診斷前列腺癌的價值。③比較不同病理特征[腫瘤大小、前列腺特異抗原(prostate specific antigen，PSA)水平、2016版腎癌WHO泌尿課程/國際泌尿病理協會(2016 renal cancer WHO urology course/international association of urological pathology，ISUP)分級[5]、D′Amico危險度、腫瘤T分期、Gleason評分]患者IVIM技術成像量化參數。ISUP分級標準：Ⅰ級，未見核仁；Ⅱ級，可見核仁；Ⅲ級，低倍鏡可見核仁；Ⅳ級，低倍鏡見多形性或見梭形細胞、橫紋肌樣分化、多核巨細胞。Gleason評分：2～4分為高分化癌；5～7分為中分化癌；8～10分為低/未分化癌。D′Amico危險度：根據血清PSA水平、Gleason評分、腫瘤T分期分低危、中危、高危。④分析IVIM技術成像量化參數與病理特征的相關性。

1.4統計學方法 應用SPSS 19.0統計學軟件處理數據。計數資料比較采用χ2檢驗，計量資料比較采用獨立樣本t檢驗、單因素方差分析；診斷效能分析采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線，獲取曲線下面積(area under the curve，AUC)、95%可信區間(95%CI)、敏感度、特異度及cut-off值，不同預測方案間曲線下面積比較采用DeLong 檢驗，返回預測概率Logit(p)，將其作為獨立檢驗變量；Spearman秩相關系數、Pearson相關系數分析相關性。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.12組IVIM技術成像量化參數比較 觀察組D、ADC低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)；2組D*、f差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 2組IVIM技術成像量化參數比較Table 2 Comparison of imaging quantitative parameters of IVIM technology between two groups

2.2IVIM技術成像量化參數診斷前列腺癌的價值 ROC分析結果顯示，D、ADC診斷PC的AUC值分別為0.800、0.773；D、ADC聯合診斷PC的AUC值為0.865，返回預測概率Logit(p)作為獨立檢驗變量，結果顯示，聯合診斷的AUC值大于單一參數單獨檢測(P<0.05)。見圖1，表3。

圖1 IVIM技術成像量化參數診斷前列腺癌的ROC曲線Figure 1 The ROC curve of quantitative parameters of IVIM technology in the diagnosis of prostate cancer

表3 IVIM技術成像量化參數診斷前列腺癌的價值Table 3 The value of quantitative parameters of IVIM technology in the diagnosis of prostate cancer

2.3IVIM技術成像量化參數與病理特征的相關性 采用Spearman分析發現，D(rs=-0.649，P<0.001)、ADC(rs=-0.700，P<0.001)與ISUP分級呈負相關，D(rs=-0.784，P<0.001)、ADC(rs=-0.712，P<0.001)與D′Amico危險度呈負相關，D(rs=-0.559，P<0.001)、ADC(rs=-0.583，<0.001)與腫瘤T分期呈負相關；采用Pearson分析發現，D(r=-0.594，P<0.001)、ADC(r=-0.653，P<0.001)與Gleason評分呈負相關。見圖2～9。

圖2 D與ISUP分級的關系Figure 2 The relationship between D and ISUP grade圖3 ADC與ISUP分級的關系Figure 3 The relationship between ADC and ISUP grade圖4 D與D'Amico危險度的關系Figure 4 Relationship between D and D′Amico risk圖5 ADC與D′Amico危險度的關系Figure 5 Relationship between ADC and D′Amico risk圖6 D與腫瘤T分期的關系Figure 6 Relationship between D and T stage of tumor圖7 ADC與腫瘤T分期的關系Figure 7 Relationship between ADC and T stage of tumor圖8 D與Gleason評分的關系Figure 8 Relationship between D and Gleason score圖9 ADC與Gleason評分的關系Figure 9 Relationship between ADC and Gleason score

2.4不同病理特征患者IVIM技術成像量化參數比較 不同ISUP分級、D′Amico危險度、腫瘤T分期、Gleason評分患者D、ADC差異有統計學意義(P<0.05)；不同腫瘤大小、PSA水平患者D、ADC差異無統計學意義(P>0.05)。見表4。

表4 不同病理特征患者IVIM技術成像量化參數比較Table 4 Comparison of quantitative parameters of IVIM technology in patients with different pathological characteristics

3 討 論

PC是中老年男性群體常見惡性腫瘤疾病，近年其發病率、病死率逐年升高[6]。如何提高PC早期確診率，為臨床有效治療贏取最佳時機是確保治療效果、提高生存率的關鍵環節。

鑒于血流灌注情況是臨床鑒別PC及良性前列腺增生癥的一項重要指標，MRI是當前輔助診斷PC的最佳影像學技術，但近年隨此技術廣泛應用發現，部分患者僅憑常規序列診斷困難[7]。IVIM技術是近年新興的一項MRI技術，同樣能無創、定量評價組織中水分子擴散、微血管灌注情況，但常規MRI序列的定量參數ADC值是于假設組織中水分子擴散是隨意、簡單的分子運動前提下獲取，此顯然難以真實反映組織中水分子運動狀態，而IVIM技術通過描述多個不同b值下的水分子擴散數據，并借助雙指數數學模型計算對應參數值有助于更準確、全面反映組織內水分子真實擴散狀態。本研究結果發現，2組D*、f參數值間差異無統計學意義(P>0.05)，與丁玉芹等[8]在IVIM技術診斷腎癌中的報道近似。分析可能原因是惡性組織生長及侵襲依賴于血管新生，而新生血管成熟度較低，暢通性差致毛細血管血流速度并未顯著增加[9]；同時IVIM所檢測灌注狀態中不僅包含微血管血流灌注還涉及腺體分泌、腺管中液體流動信息等，D*、f參數值可能偏離實際情況[10]。本研究結果發現，觀察組D、ADC低于對照組(P<0.05)，此特征符合以往報道[11-12]中惡性細胞增殖的生物學特性，隨PC中惡性細胞增殖，病灶組織密度升高，同時細胞核質占比增加，間隙縮小致水分子擴散受限，因此，D、ADC值降低。此外，D值低于ADC值，反映IVIM技術可排除組織內微循環灌注對檢測結果的影響，可更真實地反映細胞內外水分子擴散運動狀態。進一步ROC分析顯示，D值<1.06×10-3mm2/s或(和)ADC值≤1.19×10-3mm2/s時提示PC發生概率較高，二者聯合診斷PC的敏感度為82.26%，特異度為77.42%，具有較高診斷價值，可為臨床鑒別診斷提供一定參考。

此外，能有效、客觀評價PC病理特征對指導臨床完善治療方案亦具有重要意義[13-14]。目前D′Amico危險度、Gleason評分是目前臨床常用PC病理學分級系統，同時還包括ISUP分級、腫瘤T分期等均可為臨床評價PC病理特征提供參考，但上述評價工具共性是易受操作者主觀因素影響，缺乏客觀性[15-17]。本研究結果顯示，不同ISUP分級、D′Amico危險度、腫瘤T分期、Gleason評分患者間D、ADC值差異有統計學意義(P<0.05)，說明D、ADC值可能與PC病理特征存在關聯性。分析主要原因為ISUP分級、D′Amico危險度、腫瘤T分期、Gleason評分越高反映的PC惡性程度越高，惡性細胞增殖活躍可致細胞間隙縮小，影響水分子擴散，或可為臨床評價PC病理特征提供新視角。相關性分析發現，D、ADC與ISUP分級、Gleason評分、D′Amico危險度、腫瘤T分期呈負相關(P<0.05)，證實D、ADC與PC病理特征關系密切，可為臨床早期評價PC病理特征提供數據參考。但本研究不足之處在于首次對IVIM技術成像量化參數與PC病理特征間關系進行探究，且樣本量較少可能缺乏代表性，需后期進一步深入探究。

綜上所述，IVIM技術成像量化參數中D、ADC診斷PC的敏感度、特異度較高，參數值與病理特征關系密切，二者聯合不僅可進一步提高診斷效能，還能為臨床評價病理特征提供參考，便于治療方案的制定。