MR彌散加權成像診斷前列腺良惡性病變的臨床效果

謝劍云 謝平英 彭小梅

前列腺癌屬于惡性腫瘤，多發于老年男性。近年來，發病率逐漸上升，成為發病率僅低于肺癌的疾病。彌散即布朗運動，指分子自由運動，以水分子為主[1]。MR彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）是指能夠對體內水分子自由運動和程度進行描述的一種技術，另外它可以反映體組織彌散，并且是對人體無創[2-3]。目前，MR-DWI對中樞神經系統疾病鑒別中的價值被越來越多得人所認可，在腦膜瘤的惡性與非典型性，神經膠質瘤與正常組織的鑒別中被廣泛應用[4-5]。隨著我國社會經濟的發展，不斷深入研究醫療設備方面的硬件，大腦以外的其他部位疾病診斷中也在廣泛使用MR-DWI[6]。例如，診斷乳腺良惡性疾病時效果良好。DWI技術運用到實質臟器的前提是，需要通過平面回波成像技術使得運動偽影削弱，部分前列腺疾病診斷中也證實了這一點。為此，選取經福建中醫藥大學附屬人民醫院治療的50例前列腺癌患者作為研究組，選取同期的50名健康者作為對照組，探討MR-DWI診斷前列腺良惡性病變的臨床效果，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取經福建中醫藥大學附屬人民醫院治療的50例前列腺癌患者作為研究組，時間為2016年6月—2020年12月，選取同期的50名男性健康體檢者作為對照組。研究組年齡60～85歲，平均（72.67±2.89）歲；對照組年齡58～83歲，平均（71.66±2.51）歲。上述所有試驗者的基本信息進行比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。上述100例試驗者及其家屬均知悉本次研究內容，并簽字認可。本次研究獲得了醫院倫理委員會批準。納入標準：研究組患者經手術或穿刺活檢病理證實為前列腺癌；順利完成MR、DWI檢查的患者；所有研究對象的影像學資料完整；入選的試驗者均自愿參加本次研究。排除標準：心肝腎功能不全者；嚴重精神疾病者；MR、DWI配合欠佳者；資料不全者。

1.2 方法

（1）儀器：超導高場磁共振[廠家：西門子（深圳）磁共振有限公司]，型號：Magnetom Vision 1.5T，經相控陣體線圈接收信號。

（2）診斷方法：取患者仰臥位。掃描序列參數設置：橫斷位平面自旋回波T1加權（spin echo T1-weighted，SE-T1W）、回波平面成像彌散加權（echo-planar imaging-diffusion weighted imaging，EPI-DWI）、快速自旋回波T2加權（turbo spin echo T2-weighted，TSE-T2W），冠狀位與矢狀位TSE-T2W、TSET2W。DWI序列中，序列層厚為4 mm，b值依次設定為0、500、1 000。DWI的矩陣為96×256，掃描視野為370 mm。剩余序列的矩陣為210×512，掃描視野為330 mm。T2W序列中，掃描均數設置為1，TR/TE設置為3 200/99 ms，掃描范圍限定為前列腺及精囊。DWI掃描結束后經Numaris VB33（掃描儀內置軟件）計算生成反映表觀擴散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）值的ADC圖。

確定感興趣區域（regions of interest，ROI），對照組中，分別于左右兩側的前列腺外周帶（peripheral zone，PZ）的外側部、中部、旁正中和移行帶（transition zone，TZ）的中部，共選擇8個ROI。研究組中，經由操作醫生于前列腺樣圖中在相應位置標出穿刺部位，在尿道、TZ的邊緣、PZ、前列腺包膜等處選擇2～8個ROI。UA先經人工定位，確定分辨率較高的b=0的EPI-DWI與橫斷位T2W圖像，隨后翻錄到相應的ADC 圖并確定ADC的值。手術病例可經病理標本確定癌腫區域后，再經由上述步驟以確定ADC的值。單個ROI的范圍為4 mm×3 mm。

采用Stejskal[7]和Tanner[8]公式，記錄患者ROI中的ADC值，計算其平均值與最低值。

1.3 觀察指標

對比兩組DWI的影像學表現、ADC值的大小。

1.4 統計學方法

經SPSS 21.00分析本研究中的試驗數據，其中計量資料符合正態分布，以（）進行表示，采用t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 典型DWI的影像學表現

對照組，男一，54歲，PSA值為2.3 ng/mL。前列腺ADC值為（1.21～1.75）×10-3mm2/s。具體見圖1。

圖1 對照組男一影像學表現

對照組，男二，64歲，PSA值為3.8 ng/mL，T2WI可見：兩側周圍帶組織完好，移行帶信號不均，可見顯著增生，無法確定是否存在癌灶。ADC圖可見：周圍帶、移行帶未見異常，其彌散值為（1.21～1.87）×103mm2/s。具體見圖2。

圖2 對照組男二影像學表現

研究組，男一，62歲，PSA值為17 ng/mL，T2WI可見：周圍帶未見明確癌灶，移行帶可見顯著增生。MR-DWI可見：移行帶后中部的ADC值顯著減低（0.76×10-3mm2/s)，后經直腸超聲（transerctal ultrasonography，TRUS）穿刺，確認相應區域為癌灶。具體見圖3。

圖3 研究組男一影像學表現

2.2 比較兩組ADC值

研究組和對照組的癌灶ADC平均值、最低值相比較，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 比較兩組 ADC 值（×10-3 mm2/s， ）

表1 比較兩組 ADC 值（×10-3 mm2/s， ）

組別 例數 平均值 最低值對照組 50 1.78±0.17 1.31±0.14研究組 50 0.87±0.13 0.59±0.12 t值 - 30.067 27.612 P值 - 0.000 0.000

3 討論

3.1 DWI的原理和方法

MR-DWI成像技術，對分子運動比較敏感，屬于無創的檢查方法，能夠有效反應活體組織彌散[9]。60年代，有物理學家發現核磁共振下分子的彌散自由運動效應[10-11]。DWI通過在掃描T2加權成像180°脈沖序列前后分別施加一個彌散敏感梯度回波，當靜止水分子（彌散程度較低）在第一個梯度脈沖中發生質子去相位后，在第二個梯度脈沖中發生重聚相位，信號未見降低；而運動水分子（彌散強）卻在第一個梯度脈沖導致的質子去相位后獲得隨機位移，發生重聚失相位，信號出現降低[12]。T2穿透效應為，DWI上的信號強度受到受到受檢組織ADC值、受檢組織的T2值的雙重影響，當受檢組織發生T2值明顯增高的病變時，可在DWI上顯示明顯的T2圖像[13-14]。

3.2 DWI與ADC值之間的病理生理學基礎

水的彌散可直接反映組織內組織的各種微結構、水分子的結合狀態、內環境中的大分子、蛋白質的聚集狀態等參數[15-16]。活體組織中，ADC值的高低受到膜通透性、細胞內外水的比例、溫度、方向、粘滯度等多種因素的影響，可較好反映組織內水分子的彌散運動能力，其中彌散較快的組織因其信號衰減較大而導致ADC值較高，同時彌散較慢的組織因其信號增強而導致ADC值較低。良性前列腺組織中，基質細胞、皮細胞和增生活躍，具有維持上皮細胞分泌酸性磷酸酶、精液、前列腺特異抗原等生理功能，基質分泌的蛋白可促進上皮細胞分化，基質上的皮細胞可促進前列腺腺體增殖，刺激腺體內液體分泌，加快分子彌散運動速度，因此ADC值較高[17-18]。研究表明，細胞密度與惡性程度直接影響腫瘤的ADC值[19]。其表現為腫瘤細胞惡性程度與細胞密度正相關。惡性腫瘤進展時，腫瘤細胞密度也隨之升高，核漿比升高，細胞外水降低，腫瘤細胞水彌散受限，導致ADC值下降[20]。本文得，研究組和對照組的癌灶ADC平均值、最低值相比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。究其原因，研究組患者惡性腫瘤細胞過度增殖、排列緊密，破壞了正常的腺管結構及腺上皮，導致富含水分的腺泡結構被惡性腫瘤細胞取代，腫瘤細胞水彌散受限。學者Song等[21]還認為患者的前列腺被癌組織緊緊包裹，阻礙了腺體內黏液的正常運動，導致水分子的彌散運動受到限制。

3.3 b值對前列腺DWI的影響

b是用來表示彌散加權程度的彌散敏感系數[22]。DWI是基于SE序列，對T進行衰減來檢測的。不施加彌散敏感梯度時，信號的衰減和T衰減呈正相關[23]。DWI信號強度由自旋-自旋橫向馳豫和彌散決定。當b值變小，其對信號的影響越弱，彌散程度越弱,圖像越接近TWI，b值越大,彌散權重越大,產生的梯度場強越強,對彌散更加敏感,但也增加了信號的衰減,圖像易變形、模糊。最初b值設置為0、1 000時,發現圖像信號呈衰減現象,并且對比度和信噪比較低，無法對前列腺外周帶和中央腺體的解剖結構進行分辨，然后b值設置為0、500時，一方面能符合相應的彌散權重，另一方面可以獲得高質量的DWI圖像。

3.4 DWI的臨床意義

近年來，臨床上主要通過直腸指檢（directeral rectun examination，DRE）和前列腺特異抗原（prostate specific antigen，PSA）檢測確定可疑病例之后行穿刺活檢確診[24]。在目前的已有的前列腺影像學檢查方法中，對前列腺癌的病灶檢出率較低的是超聲和CT。MR-T2W，雖然被廣泛應用，但其弊端在于特異性較低。世界范圍內，大量研究證明，對前列腺癌診斷時應用T2W的特異性低于70%。主要是因為前列腺癌病灶在T2W中呈現低信號區，外周帶的炎癥改變、移行帶的良性腺體增生、淀粉樣改變可表現出相似的低信號。MR頻譜鑒別前列腺良、惡性病灶是依靠其特殊的代謝特征，但對移行帶增生腺體常出現假陽性診斷,而且為了提高信噪比，待測定的空間體積要求超過250 mm3，導致其在定位穿刺中的臨床檢測價值大幅降低，另外運用直腸內線圈，檢查時間大于20 min,使得臨床醫師和患者面臨個更大的挑戰。

綜上所述，本文的研究結果為MR-DWI對組織間產生的彌散分子運動進行評價，無創高效，和過去的傳統的T2W以及頻譜技術存在較大的差異。到目前為止證實了，MR-DWI能夠彌補以上方法的部分缺陷，通過ADC值對前列腺組織信息進行定量反應，有利于今后更加高效準確的鑒別診斷前列腺良惡性組織，保證患者預后，為前列腺癌診斷后期標準制定提供了借鑒內容，值得在臨床大力推廣應用。