MRI多参数成像对前列腺癌诊断价值的研究

2014-04-13张永胜陈瑶陈祖华乐玲程凌霄张士更赵再秋

浙江医学 2014年14期

张永胜陈瑶陈祖华乐玲程凌霄张士更赵再秋

张永胜陈瑶陈祖华乐玲程凌霄张士更赵再秋

目的探讨MRI多参数成像对前列腺癌（PCa）的诊断价值。方法回顾性分析经病理证实PCa37例、前列腺增生42例和前列腺炎6例患者的T2WI、弥散加权成像（DWI）及动态增强（DCE）资料。比较PCa与非癌患者的T2WI、DWI、表观扩散系数（ADC）值和DCE表现。组合上述3种技术形成以下4种方案：方案1：T2WI；方案2：T2WI+DWI；方案3：T2WI+DCE；方案4：T2WI+DWI+DCE。绘制ROC曲线，并采用Z检验比较曲线下面积（AUC），计算各方案的敏感度、特异度及准确度。结果PCa在T2WI上多呈斑片状、结节状低信号（25/37），DWI上大多呈斑片状或结节状明显高信号（33/37），动态增强均呈Ⅱ、Ⅲ型曲线（37/37）；前列腺增生T2WI上呈结节状高低混杂信号，DWI上大多呈等或稍高信号（33/42），动态增强大多呈Ⅰ、Ⅱ型曲线（39/42）；前列腺炎T2WI上多呈不规则稍低信号（4/6），DWI上多呈稍高信号（4/6），动态增强大多呈Ⅱ型曲线（4/6）；PCa与非癌患者的ADC值分别约（0．99± 0．21）×10-3mm2/s、（1．75±0．25）×10-3mm2/s，两组间ADC值差异有统计学意义（P＜0．05）。各方案AUC从小到大依次是：方案1：0．741、方案3：0．905、方案2：0．930、方案4：0．974。方案1与方案2～4间AUC值差异有统计学意义（P＜0．05）。方案4的敏感度、特异度及准确度均最高，分别为94．59%、93．75%、94．12%。结论MRI多参数成像显著提高前列腺癌的检出及诊断准确度，其中以T2WI+DWI+DCE的诊断效能最高。

前列腺癌前列腺增生 MRI多参数成像

前列腺癌（prostate cancer，PCa）是危害我国老年男性健康的常见恶性肿瘤之一，在全部恶性肿瘤中发病率和病死率分别为第6位和第9位，且均呈明显上升趋势[1]。MRI扫描是前列腺疾病的最重要影像学检查方法，T2WI、扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）及动态增强（dynamic contrast enhancement，DCE）广泛应用于PCa的检出、定位、分期及内分泌治疗后评价。临床医师一直关注上述序列联合对PCa的诊断价值，以便优选出最有价值且经济的MRI检查序列，然而目前关于MRI多参数成像对PCa诊断价值研究较少且报道不一[2-4]，因此笔者回顾了85例经前列腺MRI检查的患者，并选用4种不同方案，旨在探讨MRI多参数成像对PCa的诊断价值，现报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料 2010-07—2013-11在我院行前列腺MRI检查并获得病理证实的患者共85例，年龄45～85（72.60±8.35）岁；包括PCa37例,前列腺增生（benign prostate hyperplasia,BPH）42例和前列腺炎6例。

1.2 MRI扫描技术采用西门子公司Avanto 1.5T超导型磁共振仪，8通道腹部相控阵线圈。前列腺轴位和矢状位采用抑脂快速自旋回波序列T2WI，TR 4 000ms，TE 95ms，回波链长度14，层厚4 mm，层间距0.8mm，FOV 20cm×20cm，激励次数4，矩阵460×512。DCE采用Mallinkrodt高压注射器经肘静脉以2ml/s给予钆喷酸葡胺15ml，随之以10ml 0.9%氯化钠注射液冲洗后立即行水平位VIBE序列扫描，TR 5.8ms，TE 2.7ms，层厚3.0mm，层数28～32层，FOV 26.3cm×35cm,连续扫描12～15期，单期扫描时间10s，后3期每期间隔1min，共约5min。DWI采用单次激发EPI序列，TR 5 800ms，TE 90ms，FOV 35.6cm×38cm，矩阵 120×128，层厚4mm，层间隔1mm，激励次数4。扩散敏感系数（b值）取0和800mm2/s。

1.3 MRI数据分析对T2WI、DWI及DCE组合形成以下4种方案：方案1：T2WI；方案2：T2WI+DWI；方案3：T2WI+DCE；方案4：T2WI+DWI+DCE。由2位主治以上医师在不知道病理结果的情况下，在syngo MRI工作站上共同分析4种方案的影像资料，意见不同时经协商达成一致，不同方案的分析需间隔约1个月。诊断标准参照2012年欧洲泌尿放射学会推出的前列腺影像报告数据系统[5]（Prostate Imaging Reporting and Data System,PI-RADS）：1分明确没有癌；2分可能没有癌；3分不确定；4分可能是癌；5分明确存在癌；评分1、2分判断为良性，3～5分判断为癌，详见表1。对T2WI、DWI及DCE的独立诊断分值求平均值取整数作为综合评分，并采用以下方法校正[6]：当任一独立评分是5分时，即对综合评分加1分；当任一独立评分是1分时，即对综合评分减1分。对DCE和DWI选择T2WI图像作为参考，手绘感兴趣区，尽量避开移行区与外周带交界处、精囊根部、血管、出血或钙化等，对表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）值重复测量3次，取平均值。

表1 前列腺影像报告数据系统（PI-RADS）评分标准

1.4 统计学处理采用SPSS 17.0统计软件。PCa与非癌患者间ADC值比较采用独立样本t检验。对各方案的影像诊断结果与病理结果对照，绘制ROC曲线，计算曲线下面积（AUC），并用Z检验比较各方案间的差异，计算各方案的敏感度、特异度及准确度。

2 结果

2.1 T2WI、DWI及DCE表现 37例PCa患者在T2WI上，20例外周带PCa中16例呈斑片状或结节状低信号，3例呈斑片状稍低信号，1例呈等信号；12例移行区PCa中3例呈大片状低信号，1例呈凸透镜样低信号，边界不清，8例呈小斑片状低或混杂低信号；5例外周带PCa伴发移行区PCa呈大片状或多个斑片状低信号。DWI上，33例PCa呈斑片状或结节状明显高信号，4例呈斑片状稍高信号，ADC图呈低信号。DCE上，PCa表现为早期快速明显强化，延迟持续强化或强化减退，时间-信号强度曲线（time-signal intensity curve，TIC）呈Ⅱ型（23/37）、Ⅲ型（14/37），详见图1（见插页）。42例BPH移行区T2WI上呈结节状高低混杂信号，少数见斑片状低信号，DWI上大多呈等或稍高信号，9例呈结节状明显高信号，DCE上早期呈明显不均匀强化，TIC多呈Ⅰ型（23/42）、Ⅱ型（16/42）曲线。6例前列腺炎T2WI上4例外周带内见不规则形稍低信号，2例呈楔形低信号，DWI上4例呈稍高信号，2例呈高信号，多呈Ⅱ型（5/6）曲线。PCa与非癌患者的ADC值分别为（0.99±0.21）×10-3mm2/s、（1.75±0.25）×10-3mm2/s，PCa的ADC值明显低于非癌患者，两者的ADC值差异有统计学意义（P＜0.05）。

2.2 4种检查方案对PCa诊断价值的比较方案1～4诊断PCa的AUC值分别为0.741、0.930、0.905、0.974，其中方案4的AUC值最大（图2）；方案1与方案2、3、4，方案3与方案4间AUC值的差异有统计学意义（P＜0.05），除此之外，两种方案间的AUC值比较差异无统计学意义（P＞0.05）。4种方案中，方案4的敏感度、特异度及准确度最高，分别为94.59%、93.75%、94.12%，详见表2。

图2 4种MRI检查方案诊断PCa的ROC曲线图

3 讨论

3.1 T2WI、DWI及DCE对PCa的诊断价值 70%PCa发生于外周带，T2WI上多表现为高信号外周带中出现结节状低信号灶，本研究中大部分外周带癌具有类似表现，但有3例患者外周带癌呈稍低信号及1例等信号。Wang等[7]认为T2WI上高级别PCa相对于低级别PCa信号强度更低，即PCa在T2WI上信号强度的高低与肿瘤分化程度有关。前列腺炎、瘢痕、钙化等亦可表现为外周带内低信号灶，本研究中2例前列腺炎呈楔形低信号。PCa在T2WI上多呈斑片状或结节状均匀低信号，可累及包膜、精囊腺，前列腺炎T2WI上多呈弥漫性或局限性稍低信号，无结节、包膜及包膜外结构不受累，这些特点有助于两者鉴别。25%～30%PCa发生于移行区，由于常与BPH结节混合存在且鉴别困难，T2WI诊断价值有限[7-8]，本研究中12例移行区癌T2WI诊断4例。有研究认为移行区癌多呈均匀性低信号灶，边界模糊，无包膜，典型呈凸透镜或水滴样外观[5]，本研究中1例患者移行区癌呈凸透镜样外观。

表2 不同MRI检查方案对前列腺癌诊断的效能（%）

DWI是目前反映组织细胞水分子扩散运动的无创检查手段。PCa在DWI上弥散受限呈明显高信号，ADC图呈低信号，主要由于肿瘤细胞排列紧密，间质成分少，含水量少，肿瘤细胞较正常的腺上皮细胞有更高的核浆比[9]。BPH和前列腺炎DWI上亦可呈高信号，本研究中6例BPH和2例前列腺炎DWI上呈高信号，容易误诊为PCa。ADC值从量化角度反映水分子扩散程度。本研究结果显示PCa的ADC值明显低于非癌患者，差异有统计学意义，这与国内外研究[8-9]结果一致。笔者认为当DWI图像鉴别PCa、BPH及前列腺炎困难时，测量病灶的ADC值有重要的鉴别意义。

DCE是通过高压注射器经肘静脉注入钆类对比剂后动态观察器官血流灌注情况，反映肿瘤血供及评价血流动力学改变[10]。PCa变伴有肿瘤血管生成，DCE多表现为早期快速明显强化，TIC大多呈Ⅱ、Ⅲ型。BPH和前列腺炎的血供高于正常组织，但低于癌组织，且血管分布不均匀，TIC中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型均可见。本研究显示PCa、BPH及前列腺炎的TIC类型有一定的重叠，因而不能单独依靠DCE来鉴别病灶的良、恶性，需要结合其它影像学检查。量化参数可以更直观反映PCa的血供特征，潘云雷等[11]研究认为PCa与BPH之间的达峰时间、最大强化斜率及信号增强率差异有统计学意义。

3.2 MRI多参数成像对PCa的诊断价值目前应用MRI多参数成像诊断PCa是前列腺影像学研究的热点。沈钧康等[2]认为MR多参数成像可显著提高PCa的检出和诊断准确度，敏感度、特异度及准确度分别为95.35%、84%、89.25%。本研究结果显示MRI多参数成像的诊断效能较T2WI显著提高，敏感度、特异度及准确度分别提高18.92%～27.02%、14.59%～29.17%、16.47%～28.24%，其中方案4（T2WI+DWI+DCE）的诊断效能最高，其敏感度、特异度及准确度分别为94.59%、93.75%、94.12%，其次为T2WI+DWI，可见MRI多参数成像较T2WI显著提高PCa检出及诊断敏感度、特异度。本研究中4例外周带癌患者T2WI上呈稍低信号或等信号，容易漏诊或误诊为前列腺炎，病灶DWI上呈高信号及ADC值降低，TIC呈Ⅱ型，方案2～4诊断为PCa，避免误诊。本研究中6例BPH结节DWI上呈高信号，容易误诊为PCa，病灶T2WI上呈圆形高低混杂信号，包膜完整，TIC类型呈Ⅰ型，方案3、4诊断为PCa，避免误诊。可见MRI多参数成像能够还可以反映PCa不同生物学特性，联合应用可以提高诊断PCa的能力。不过本研究中3例BPH结节在4个方案中均被误诊为PCa，病理结果为间质增生为主型的BPH结节，可见移行区良、恶性结节的鉴别依然是MRI多参数成像诊断的难点。

方案2与方案4的诊断效能差异无统计学意义。相对于方案3，4，方案2扫描时间短，且不存在注入钆类对比剂造成的过敏反应及肾毒性等不良反应，同时具有较高的诊断效能，因而可作为方案4的替代方案，在临床上可用于疑似PCa患者筛查的基本检查方案。笔者未将DWI、DCE单独列入研究，主要基于临床诊断思维考虑。

2012年，欧洲泌尿放射学会推出PI-RADS评分，对T2WI、DWI、DCE及波谱成像均采用1～5分，为PCa的MRI诊断提供了一种半定量的量化标准，指导临床医生对前列腺疾病诊断及治疗。本研究中采用PIRADS评分方法能够标准化评价MRI多参数成像对PCa的诊断价值，避免了研究的主观性和随意性。

3.3 本研究的不足（1）本研究未把磁共振波谱成像列入比较。（2）样本量有限，可能会存在抽样误差；（3）病理学诊断标准大部分来源于穿刺活检，可能会遗漏一部分肿瘤组织；（4）由于ROI放置的误差，可能导致结果存在差异。

综上所述，MRI多参数成像显著提高PCa的检出及诊断准确度，其中以T2WI+DWI+DCE的诊断价值最好。

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（本文编辑：严玮雯）

《浙江医学》对医学论文中有关实验动物描述的要求

在医学论文的描述中，凡涉及实验动物者，在描述中应符合以下要求：（1）品种、品系描述清楚，（2）强调来源，（3）遗传背景，（4）微生物学质量，（5）明确等级，（6）明确饲养环境和实验环境，（7）明确性别，（8）有无质量合格证，（9）有对饲养的描述（如饲料型、营养水平、照明方式、温度、温度要求），（10）所有动物数量准确，（11）详细描述动物的健康状况，（12）对动物实验的处理方式有单独清楚的交代，（13）全部有对照，部分可采用双因素方差分析。

本刊编辑部

Multiparametric magnetic resonance imaging in diagnosis of prostate cancer

Objective To assess the application of multiparametric magnetic resonance imaging in diagnosis of prostate cancer．MethodsThirty seven cases of prostate cancer,42 cases of prostatic hyperplasia and 6 cases of prostatitis confirmed by pathology underwent magnetic resonance imaging(MRI)examination;the parameters of T2weighted imaging(T2WI),diffusion weighted imaging(DWI)and dynamic contrast-enhancement(DCE)were retrospectively analyzed．Four protocols were formed by combination of above three technologies:T2WI (protocol 1),T2WI+DWI (protocol 2),T2WI+DCE (protocol 3)and T2WI+DWI+DCE (protocol 4)．The areas under the receiver operating characteristic(ROC)curve of each protocol in diagnosis of prostate cancer were compared(AUC),and the sensitivity,specificity and accuracy for each protocol were calculated．ResultsProstate cancer often showed patchy,nodular low signal（25/37）on T2WI,patchy or nodular high signal（33/37）on DWI,typeⅡ,Ⅲcurve(37/37)on DCE．Prostatic hyperplasia mainly showed mixed nodular signal on T2WI,equivalent or slightly high signal(33/42) on DWI,typeⅠ,Ⅱcurve (39/42)on DCE．Prostatitis displayed triangular slightly low signal（4/6）on T2WI,higher signal（4/6）on DWI,typeⅡcurve (3/6)on DCE．The apparent diffusion coefficient(ADC)value of prostate cancer and non-carcinoma were (0．99±0．21)×10-3mm2/s and (1．75±0．25)×10-3mm2/s,respectively(P＜0．05)．The areas under ROC curve of protocol 1,2,3 and 4 were 0．74,0．930,0．905 and 0．974,respectively．There was significant difference in AUC values between protocol 1 and protocol 2,3,4 were statistically significant difference (P＜0．05)．Taking cut-off value of protocol 1,2,3,the sensitivity,specificity and accuracy of protocol 4 in diagnosis of prostate cancer were the highest(94．59%,93．75%and 94．12%respectively)．ConclusionMultiparametric magnetic resonance imaging can significantly improve the diagnostic efficiency for detection of prostate cancer,particularly with the combination of T2WI+DWI+DCE．

Prostate cancerProstatic hyperplasia Multiparametric magnetic resonance imaging