IVIM 相關參數及紋理特征對前列腺癌與前列腺增生的鑒別價值

陳 迪，鄭 鑫，徐運軍

（安徽醫科大學附屬省立醫院影像科，安徽 合肥 230001）

前列腺癌（prostate cancer）及前列腺增生（prostatic hyperplasia）是中老年男性較常見的疾病。根據2020 年全球癌癥統計數據[1]，前列腺癌是2020 年男性第2 大常見癌癥和第5 大癌癥死亡原因。近年來，我國前列腺癌發病率呈增高趨勢并逐漸低齡化發展，嚴重威脅男性健康。血清前列腺特異性抗原（prostate specific antigen，PSA）檢測是目前較常用的篩查方法，然而其受多種因素影響，診斷敏感性高，而特異性不高[2，3]。多參數磁共振成像是目前診斷前列腺癌最重要的影像技術之一?；贒WI 序列的體素內不相干運動（intravoxel incoherent motion，IVIM）能更準確地反映組織內水分子的擴散運動。紋理分析是一種將影像轉化為數據并進行特征分析的一種方法，是對不同組織特性的量化比較，目前已被證實對多種腫瘤有預測價值[4-6]，在前列腺癌方面也有較多研究成果[7-10]。本研究旨在探究IVIM 相關參數及紋理特征對前列腺癌與前列腺增生的鑒別價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2020 年11 月-2021 年8 月安徽醫科大學附屬省立醫院行前列腺MRI 檢查的43 例患者的臨床資料，包括前列腺癌患者23 例設為前列腺癌組，年齡62～84 歲，中位年齡71 歲，PSA 4.750～100 ng/ml。前列腺增生患者20 例設為前列腺增生組，年齡56～88 歲，中位年齡69.5 歲，PSA 0.979～28.440 ng/ml。納入標準：①檢查前未行任何治療，如手術、放療、內分泌治療等；②均行參數統一的MRI檢查；③檢查后14 d 內有明確的病理結果，包括穿刺活檢及全切。排除標準：①存在MRI 檢查禁忌；②穿刺陽性，但MRI 圖像上癌灶不明顯者；③病理描述區域與MRI 影像不匹配，不能準確勾畫腫瘤邊界的病例資料；④圖像偽影重而影響診斷者。

1.2 方法 采用GE Discovery MR 750w MRI 掃描儀，體部線圈，檢查前30 min 使用開塞露清潔腸道。檢查時取仰臥位。常規序列包括軸位T1WI、軸位T2WI、抑脂（FS）-T2WI、矢狀位T2WI、冠狀位T2WI；DWI 序列取3 個b 值（0、800、1400 s/mm2）；IVIMDWI 取15 個b 值（0、10、20、30、40、50、80、100、150、200、400、800、1000、1500 及 2000 s/mm2），TR 2600 ms，TE 102 ms，層厚4 mm，層間距0 mm，視野（FOV）380 mm×100 mm，b≤200 s/mm2時，NEX 為1；b=400 s/mm2時，NEX 為4；b=800 s/mm2時，NEX 為8；b=1000 s/mm2時，NEX 為10；b=1500、2000 s/mm2時，NEX 為15。

1.3 圖像處理 IVIM 相關參數獲?。簩⒃即殴舱駡D像傳至GE 4.6 后處理工作站，選擇MADC 軟件打開多b 值圖像，設置處理范圍（包含整個前列腺），在病灶最大界面，手動勾畫ROI，避開鈣化、囊變、尿道等得到相關參數，包括水分子擴散系數（D）、偽擴散系數（D*）及灌注分數（f）。紋理特征獲取：下載原始圖像T2WI 序列，以DCM 格式導入ITK-SNAP 軟件，打開后逐層手動勾畫ROI，避開鈣化、囊變、尿道等。將原始T2WI 序列及所勾畫感興趣區導入A·K軟件進行分析。用R 軟件提取紋理特征，用曼-惠特尼U檢驗探索兩組數據的關系，用單因素線性回歸分析兩組數據差異，并用最大相關最小冗余法（mRMR）篩選出具有最佳效能的5 個特征（一階紋理特征3 個：一致性、四分位間距、90 百分位數；二階紋理特征-灰度共生矩陣2 個：熵、Id）；另采用多因素線性回歸分析上述特征后構建最終模型，并進行交叉驗證。

1.4 統計學方法 采用SPSS 26.0 統計軟件進行數據分析。正態分布的計量資料以（）表示，采用獨立樣本t檢驗；不符合正態分布的計量資料以中位數（M）表示，采用非參數檢驗。采用ROC 曲線分析IVIM 相關參數及紋理特征參數對前列腺癌及前列腺增生的鑒別價值，AUC＞0.7 表示該參數具有診斷價值。以P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 IVIM 相關參數分析及鑒別診斷效能 前列腺癌組D 及f 值小于前列腺增生組，D*值大于前列腺增生組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。ROC 曲線分析顯示，D 值診斷價值中等（0.7＜AUC＜0.9），f 值診斷效能較高（AUC＞0.9），而D*值對前列腺癌及前列腺增生的診斷無意義，見表2、圖1。

表1 兩組IVIM 相關參數比較（M，）

表1 兩組IVIM 相關參數比較（M，）

表2 IVIM 相關參數鑒別診斷前列腺癌與前列腺增生的效能

圖1 IVIM 相關定量參數的ROC 曲線圖

2.2 紋理特征相關參數分析及鑒別診斷效能 ROC曲線分析顯示，一致性、四分位間距、90 百分位數、熵、Id 對前列腺癌及前列腺增生的診斷價值較高（AUC＞0.9），見表3。

表3 紋理特征鑒別診斷前列腺癌與前列腺增生的效能

3 討論

前列腺癌及前列腺增生是中老年男性常見疾病，臨床上常采用直腸指檢、PSA 測定及超聲檢查進行篩查。但上述方法特異性不佳，兩者不易鑒別，不利于前列腺癌的早期發現，導致前列腺癌患者確診時已是中晚期，生活質量較差，預后不佳，生存率也較低。

MRI 具有軟組織分辨率高、無輻射、無創傷等優點，是目前認為最佳診斷前列腺癌的影像技術之一[11]。基礎序列T2WI 可以清晰顯示前列腺解剖結構，功能序列DWI 可以評估不同組織的水分子擴散的速度，以此評價前列腺病變的性質[12]。但單純ADC 值忽略了毛細血管微循環灌注，不能真正地反映水分子擴散運動情況。當前列腺癌及前列腺增生ADC 值均減低且相差不大時，兩者不易鑒別[13]。IVIM 可將單純水擴散與灌注相關擴散區分開來，能更準確地反映組織內水分子的擴散運動[14]。本研究結果顯示，前列腺癌組D 及f 值小于前列腺增生組，D*值大于前列腺增生組，差異有統計學意義（P＜0.05），與既往研究結果一致[15-18]；ROC 曲線分析顯示，D 值診斷價值中等（0.7＜AUC＜0.9），f 值診斷效能較高（AUC＞0.9），而D*值對前列腺癌及前列腺增生的診斷無意義。腫瘤細胞增殖導致核漿比增高、細胞外間隙減小，水分子擴散受限，因而前列腺癌D 值低于前列腺增生。D*值與組織內血容量相關，癌組織中血管增多，導致D*值增大[19，20]，而本研究中D*值診斷效能不高，認為可能與研究樣本量少、參數測量誤差及圖像質量有關。紋理分析將影像轉化為數據進行分析，客觀性較強。本研究基于T2WI 序列圖像紋理特征進行分析，通過篩選、建模驗證，最終得到5 個對鑒別前列腺癌及前列腺增生有意義的特征，且經ROC 曲線分析顯示，一致性、四分位間距、90 百分位數、熵、Id 對前列腺癌及前列腺增生的診斷價值較高（AUC＞0.9），提示基于T2WI 序列的紋理分析能夠鑒別前列腺癌及前列腺增生。本研究不足之處：樣本量少且病理結果大部分由穿刺活檢獲得，不能完全代表勾畫病灶的特征。

綜上所述，IVIM 相關參數D、f 值及紋理特征參數一致性、四分位間距、90 百分位數、熵、Id 對前列腺癌及前列腺增生的鑒別有一定價值。