動態增強磁共振成像聯合擴散峰度成像對前列腺癌的評估價值

吳迪，吳西豪，李依明

(商丘市第一人民醫院 放射科，河南 商丘 476000)

核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)是多種腫瘤的術前診斷手段。但前列腺炎癥、鈣化、出血也可表現為外周帶內低信號，增加了前列腺病變的診斷難度，僅行常規MRI檢查有一定誤診率或漏診率[1]。動態增強磁共振成像(dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)可反映血管通透性及灌注情況，進而評估腫瘤血管生理特征，對鑒別前列腺病變良惡性有一定價值[2]。此外，擴散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)可分析水分子，進而反映組織微觀結構改變，利于為病灶性質鑒別提供可參考的意見[3]。基于此，本研究旨在進一步分析DCE-MRI聯合DKI對前列腺癌的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析商丘市第一人民醫院2019年1月至2021年1月收治的115例前列腺病變患者的臨床資料，年齡52～68歲，平均(59.14±5.72)歲；前列腺增生93例，前列腺癌22例；入院時國際前列腺癥狀評分(international prostate symptom score，IPSS)[4]12～24分，平均(18.59±4.12)分；血清前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)5.7～68.6 μg·L-1，平均(29.85±6.71)μg·L-1。

1.2 入選標準(1)納入標準：①符合前列腺病變的診斷標準[5]，經手術標本病理學檢查確診；②為初次發病；③MRI影像學資料完整。(2)排除標準：①檢查前接受過放射治療或內分泌治療；②檢查前已行前列腺穿刺活檢；③獲取圖像偽影較重或質量較差；④有多發病變，影響圖像觀察。

1.3 檢查方法

1.3.1儀器 儀器選用美國GE公司Discovery MR 750 3.0 T超導全身磁共振掃描儀，射頻發射線圈為體線圈，接收線圈為8通道相控陣線圈，掃描中心為恥骨聯合處，掃描前患者需飲水充盈膀胱，取仰臥位，調整呼吸，于雙外耳道置入耳塞，以減輕不適。

1.3.2常規MRI掃描 軸位T1加權成像(T1weighted image，T1WI)，掃描參數：重復時間(time of repetition，TR)726 ms，回波時間(time of echo，TE)7 ms，層厚4 mm，層距0.4 mm，視野(field of view，FOV)為46 cm×46 cm，矩陣320×224，翻轉角(flip angle，FA)為90°，掃描時長為130 s。三方位T2加權成像(T2weighted image，T2WI)，掃描參數：層厚4 mm，層距0.4 mm，TR為5 338 ms，TE為99 ms，FOV為22 cm×22 cm，矩陣288×224，FA為90°，掃描時長為163 s。軸位脂肪抑制T2WI，掃描參數：層厚為4 mm，層距為0.4 mm，TR為6 058 ms，TE為102 ms，FOV為22 cm×22 cm，矩陣288×192，FA為90°，掃描時長為154 s。

1.3.3DCE-MRI掃描 注射對比劑前，先進行1個周期掃描，所得圖像視為蒙片，經肘靜脈高壓注射軋噴替酸葡甲胺對比劑0.2 mmol·kg-1、生理鹽水20 mL，注射速率為3 mL·s-1，注射同時行第2周期掃描，每周期收集30幅圖像，進行75個周期掃描，掃描時長為313 s。掃描參數：層厚3 mm，層距0 mm，TE為104 ms，TR為4 000 ms，FOV為180 cm×180 cm，矩陣384×384，FA為90°，層數為21，回波鏈長度18。采集時間178 s。

1.3.4DKI掃描 行擴散加權成像和DKI檢查，擴散加權成像參數：FOV為30 cm×30 cm，TR為3 600 ms，TE為54 ms，層間距1 mm，層厚3 mm，矩陣160×160，激勵次數為4，b=0、1 000 s·mm-2。DKI參數：FOV為30 cm×30 cm，TR為4 500 ms，TE為103 ms，層間距0，層厚3 mm，矩陣128×128，激勵次數2，b=0、1 000、2 000 s·mm-2。對非0b值施加15個互相垂直方向的擴散敏感梯度場。

1.3.5圖像處理 將數據上傳至GE AW4.5工作站，采用Functool處理，由2名影像科副主任醫生進行診斷，測量DCE-MRI參數，包括血管外細胞外間隙容積比(extracellular volume fraction，Ve)、速率常數(rate constant，Kep)、容量轉移常數(volumetransfer constant，Ktrans)。生成DKI參數，包括軸向峰度(axial kurtosis，AK)值、平均峰度(mean kurtosis，MK)值、徑向峰度(radial kurtosis，RK)值、平均擴散(mean diffusion，MD)值、各向異性分數(fractional anisotropy，FA)值。勾選感興趣區，避開尿道、血管、鈣化區域。測得感興趣區面積大小，計算表觀彌散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值。

1.4 評價指標以手術標本病理學檢查結果為“金標準”，將患者分為前列腺增生組與前列腺癌組，比較兩組DCE-MRI及DKI各參數，分析DCE-MRI聯合DKI對前列腺病變的診斷效能。

2 結果

2.1 手術標本病理學檢查結果經手術標本病理學檢查結果顯示，115例前列腺病變患者中，有45例(39.13%)前列腺癌，有70例(60.87%)前列腺增生。

2.2 DCE-MRI各參數前列腺癌組Kep、Ktrans高于前列腺增生組(P<0.05)；兩組Ve比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組DCE-MRI各參數比較

2.3 DKI各參數前列腺癌組AK、MK、RK高于前列腺增生組(P<0.05)；兩組MD、FA、ADC比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 兩組DKI各參數比較

2.4 DCE-MRI聯合DKI對前列腺病變的診斷效能將DCE-MRI參數Kep、Ktrans及DKI參數AK、MK、RK作為檢驗變量，將前列腺病變情況作為狀態變量(前列腺癌=“1”，前列腺增生=“0”)，采用SPSS 24.0繪制ROC，檢驗單項參數對前列腺病變的診斷效能，并采用SPSS 24.0的轉換功能，將5個單項參數轉化為聯合參數，分析DCE-MRI聯合DKI對前列腺病變的診斷效能，結果顯示，Kep、Ktrans、AK、MK、RK單項參數診斷前列腺病變的AUC均>0.80，有中等診斷效能，DCE-MRI聯合DKI診斷前列腺病變的AUC為0.974，有高診斷效能。見表3。

3 討論

因前列腺癌發病早期無明顯癥狀，僅有輕微會陰部不適、墜脹及疼痛等癥狀，臨床診斷難度較大。既往臨床將病理學檢查作為診斷前列腺病變的金標準，但穿刺可造成創傷，術前不主張實施穿刺活檢[6]。而術后檢查具有滯后性，術前若能明確患者病灶性質，則能優化手術方案，降低患者預后不良風險。

對前列腺病變患者行影像學檢查有一定優勢，可采用手段包括CT、彩超、MRI等，MRI檢查速率快，分辨率高，無電離輻射，在臨床中應用廣泛。本研究結果顯示，前列腺癌組Kep、Ktrans高于前列腺增生組，說明DCE-MRI在前列腺病變診斷中有一定價值。分析原因在于，前列腺癌組織微血管密度高，在MRI檢查中表現為血流灌注增強、血管密度增加，但單獨憑借血流特征尚無法有效鑒別前列腺病變性質。DCE-MRI定量分析可通過Tofts-Kermode模型擴展的雙室模型進行計算，得出參數，各參數可評價腫瘤血管的生理學特征[7]。Kep水平高低與微血管密度或滲漏有關，主要反饋對比劑從組織間隙進入血管的量；Ktrans水平高低與毛細血管滲透性、表面積、血流量有關，主要反映對比劑從血液進入組織間隙的轉運容積[8]。兩者水平升高可說明患者血管生成速率快，內皮細胞間隙加大，微血管、毛細血管滲漏較高，血流灌注升高。而上述特征是惡性腫瘤的主要特征，因此Kep、Ktrans高多見于前列腺癌，可為鑒別前列腺病變性質，及早診斷患者病情提供可借鑒的意見。

前列腺癌組AK、MK、RK高于前列腺增生組，說明DKI在前列腺病變診斷中有一定價值。分析原因在于，擴散加權成像是傳統擴散技術，原理為高斯擴散模型，通過分析水分子擴散情況，評估病灶特征，可在一定程度上鑒別病灶與正常組織，但良性及惡性病變組織水分子擴散與較多因素有關，造成常規的擴散加權成像診斷尚有局限[9]。DKI在傳統擴散加權技術上進行改進，將水分子呈非高斯分布擴散，可更為準確地分析組織水分子擴散受限程度，并反映不均質性，進而更為科學地反映組織微觀結構改變[10]。各參數中，AK、MK、RK水平高低均與感興趣區組織的結構復雜程度有關。AK值低，組織越趨向于各向同性擴散，而AK值越高，可反饋為組織結構越緊密；MK值高，非正態分布水分子擴散受限，反饋為組織結構復雜；RK主要反饋擴散正交方向上峰度的平均值，擴散受限主要在徑向，RK值高，徑向非正態分布水分子擴散受限[11]。因此AK、MK、RK水平高可反饋為水分子擴散受限顯著，病灶惡性程度高。

繪制ROC曲線發現，DCE-MRI聯合DKI診斷前列腺病變的AUC>0.90，有高診斷效能，臨床可將DCE-MRI聯合DKI在前列腺病變患者中推廣應用。因本研究未觀察CT、彩超等檢查手段對前列腺病變患者的診斷效能，結論尚有局限，未來還可結合多項診斷方法，進一步提高前列腺病變的診斷準確度。

綜上所述，前列腺良性病變患者與惡性病變患者MRI多項參數有明顯差異，DCE-MRI聯合DKI對前列腺癌有高診斷效能，值得臨床推廣應用。