DWI和ADC图在前列腺癌诊断中的应用研究

南方医科大学珠江医院放射科(广东 广州 510280)

章绪辉 全显跃 路世龙 黄凡衡

DWI和ADC图在前列腺癌诊断中的应用研究

南方医科大学珠江医院放射科(广东 广州 510280)

章绪辉 全显跃 路世龙 黄凡衡

目的 探讨和比较不同b值DWI和ADC图在前列腺癌诊断中的应用价值。方法 收集行前列腺MRI检查的前列腺癌疑诊患者62例，所有病例均以病理学诊断为金标准，研究对象均行不同b值DWI检查，分析比较不同b值DWI和ADC图对前列腺癌的诊断敏感性和特异性。结果前列腺癌患者35例。b=500s/mm2，DWI对前列腺癌的诊断敏感性和特异性分别为54.3%和70.4%；b=1000s/mm2，DWI和ADC图对前列腺癌的诊断敏感性和特异性分别为80.0%和77.8%、88.6%和85.2%。b=1000s/mm2时，DWI对前列腺癌的诊断敏感性、特异性均高于b=500s/mm2,其中敏感性存在统计学差异；当b=1000s/mm2时，ADC图对前列腺癌的诊断敏感性和特异性高于DWI，但均不存在统计学差异。结论 当b=1000s/mm2时，DWI和ADC图对前列腺癌均有较高的诊断价值；而b=500s/ mm2时，DWI对前列腺癌的诊断敏感性较差。

前列腺癌；磁共振成像；扩散加权成像;表观扩散系数图

前列腺癌是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤，是欧美国家男性发病率第一和死亡率第二的肿瘤[1]。在我国，随着人口老龄化的不断发展和饮食结构的逐渐西方化，前列腺癌的发病率及病死率也在不断增加[2]。扩散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)作为磁共振功能成像的一种，在前列腺癌的诊断和研究中，发挥着越来越重要的作用[3]。目前，国内外学者应用DWI对前列腺癌的诊断价值做了大量研究，但这些研究主要集中在定量表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值对前列腺癌的诊断，而关于DWI和ADC图对前列腺癌的定性诊断研究报道极少[4,5]。由于ADC值的测量受到b值、扫描序列、工作软件及一些生理因素的影响，导致ADC值很难标准化[3,6]。和测量ADC值相比，视觉性观察DWI及ADC图诊断前列腺癌更方便、简单。因此，本研究旨在探讨和比较不同b值的DWI和ADC图对前列腺癌的诊断价值。

1 材料和方法

1.1 临床资料 收集2012年7月至2013年12月在我院行前列腺MRI检查的疑诊前列腺癌患者62例，所有病例经直肠超声引导下穿刺活检病理证实，有8例前列腺癌患者行前列腺癌根治切除术。患者年龄50～82岁，平均69.7岁。临床表现为不同程度尿频、尿急、排尿困难等症状。前列腺特异抗原范围为5.42～470.3ng/ml，中位数为14.03ng/mL。所有患者在MRI检查前未经过内分泌、放射治疗等非手术治疗。

1.2 MR检查方法 使用Philips公司生产的Archieve 3.0 T超导型磁共振扫描仪，以16通道SENSE XL Torso线圈为接收线圈。检查序列包括：快速自旋回波序列(Turbo Spin Echo，TSE)横轴位T1-weighted imaging(T1WI)，TR：192ms，TE：10ms，层厚5mm，层间距1mm，NSA 6次，FOV为240×240mm，矩阵为256×256；T S E横轴位和冠状位抑脂T 2-weighted imaging(T2WI)，TR：1483ms，TE：70ms，层厚5mm，层间距1mm，NSA 6次，FOV为240×240mm，矩阵为256×256。DWI检查采用单次激发自旋平面回波序列行横轴位扫描，b值采用0s/mm2、500s/mm2和1000s/mm2，TR：2000ms，TE：58ms，层厚3.0mm，层间距：1mm，矩阵为256×256，FOV为230mm×230mm。将获得DWI扫描数据传输到MR三维工作站，然后利用本机软件自动生成ADC图。

1.3 图像分析及诊断标准由两位有经验的磁共振高级医师采用盲法共同阅片，对病灶的位置范围、信号特点等进行评价，结果评定为癌灶、非癌灶，所得结果与病理结果相对照。以前列腺周围带或中央腺体正常组织信号为参照，DWI图像上，前列腺周围带或中央腺体内出现高信号灶被诊断为癌灶，前列腺周围带未见高信号或中央腺体内出现等信号、稍高信号或混杂信号灶被诊断为非癌灶；ADC图像上，前列腺周围带或中央腺体内出现低信号灶被诊断为癌灶，前列腺周围带未见低信号或中央腺体内出现等信号、稍低信号或混杂信号灶被诊断为非癌灶(图1-8)。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0软件作统计分析。DWI和ADC图对前列腺癌诊断敏感性和特异性采用配对四格表资料的χ2检验(McNemar test)进行分析，以p＜0.05表示差异有统计学意义。

表1 DWI和ADC图对前列腺癌的诊断结果（n=62例）

图1-4 前列腺右侧外周带癌。图1：T2WI示右侧外周带见一低信号结节（箭头）；图2 b=500s/mm2时，DWI示右侧外周带未见异常高信号结节（箭头）；图3：b=1000s/mm2时，DWI示右侧外周带见一异常高信号结节（箭头）；图4：b=1000s/mm2时，ADC图示右侧外周带见一低信号结节（箭头）。图5-8 前列腺中央腺体癌。图5：T2WI示中央腺体前份两侧见低-等混杂信号影（箭头）；图6：b=500s/mm2时，DWI示中央腺体前份左侧见一异常高信号结节（箭头）；图7：b=1000s/mm2时，DWI示中央腺体前份两侧见异常高信号影（箭头）；图8：b=1000s/mm2时，ADC图示中央腺体前份两侧见低信号影（箭头）。

2 结 果

62例患者中，病理诊断前列腺癌35例，前列腺增生27例。35例前列腺癌中，发生在外周带19例，中央腺体12例，外周带和中央腺体同时受累4例，其中包膜外侵犯5例，发生远处转移2例。27例前列腺增生中，合并慢性前列腺炎4例。

当b=500s/mm2和b=1000s/ mm2，DWI和ADC图对前列腺癌的诊断结果见表1。当b=1000s/mm2时，DWI对于前列腺癌的诊断敏感性较b=500s/mm2明显增高(McNemar test：P=0.012)，而诊断特异性无明显增高(McNemar test：P=0.625)。当b=1000s/mm2时，ADC图对前列腺癌的诊断敏感性和特异性较DWI均见增高，但两者之间均无显著性差异(McNemar test：P=0.453和P=0.688)。

3 讨 论

扩散加权成像的基础是水分子的扩散运动。扩散加权成像通过测量组织水分子的扩散运动速度和方向，推测组织内部微观结构状态的细微变化，其组织信号对比就是基于水分子的扩散运动，如果水分子在体素内能自由移动会使此处失相位，信号减低；反之如果水分子扩散受限制，则较少失相位，信号较高[7]。

扩散加权成像可得到两种图像，一种是扫描直接得出的DWI、一种是由计算机后处理得出的ADC图。扩散快的组织信号衰减大，DWI呈低信号，而在ADC图呈高信号；扩散慢的组织信号衰减小，DWI呈高信号，而在ADC图呈低信号。和DWI比较，由于去除了T2穿透效应的影响，ADC 图能够真正反映组织内水分子扩散变化，能更直观、更精确的观察水分子扩散变化[8]。

前列腺癌灶和非癌区的病理基础不同，水分子的扩散也不同，表现在DWI和ADC图上即为信号的差别[9]。前列腺增生主要表现为中央腺体、平滑肌和纤维结缔组织增生，导致中央腺体体积增大，结构紧密，间质成分增多，而其单位体积内细胞数量没有明显增加，因此组织内的水分子扩散受限程度高于正常前列腺组织，但明显低于前列腺癌，在DWI上表现为等或稍高信号，ADC图表现为等或稍低信号，且信号常常不均匀[10,11]。前列腺癌细胞体积较小、细胞核增大，胞浆减少；同时，癌组织缺乏足够的储存液体和粘蛋白的腺管，腺体杂乱分布，互相融合直至腺体减少呈条索状、实性巢片状，围绕腺管的基底细胞层和基底膜遭到破坏，细胞外间隙减小，因此前列腺癌组织的水扩散运动受限明显低于正常前列腺组织和前列腺增生，在DWI上表现为高信号，在ADC图上表现为低信号[12,13]。Rosenkrantz[5]研究b值=1000s/ mm2时，DWI和ADC图对前列腺外周带癌的检出率，发现29例前列腺外周带癌中，DWI只检出15例(51.7%)，而ADC图检出了21例(72.4%)，两者之间有统计学差异。Rosenkrantz认为b值=1000 s/mm2时，DWI对前列腺癌诊断敏感性低的原因是正常外周带扩散程度不够，T2透视效应仍较大，T2与扩散的成分相互抵消，从而使前列腺癌灶显示不明显，而这些癌灶能被ADC图显示出来，是因为ADC图消除了T2透视效应的影响。在本组35例前列腺外周带癌和中央腺体癌中，DWI检出28例(80.0%)，而ADC图检出了31例(88.6%)，虽然ADC图敏感性要高于DWI，但两者之间没有统计学差异，和Rosenkrantz研究结果不完全一致，我们认为其原因可能与两组研究使用的MRI设备和选择的病例不同等有关。

DWI是在某一b值下测得的信号强度成像。低b值时，DWI对水分子的扩散不够敏感，容易受T2穿透效应的影响，不利于癌灶的检出。随着b值的增加，DWI的扩散权重增大，前列腺病变组织和正常组织的对比度增加，提高了DWI的敏感性。本组资料比较b=500s/mm2和b=1000s/mm2时，DWI对35例前列腺癌的检出能力，研究发现b=500s/mm2，DWI检出了19例，而b=1000s/mm2，DWI检出了28例，两者之间有统计学差异。我们的研究结果提示b=1000s/mm2，DWI对前列腺癌的诊断敏感性较b=500s/mm2明显增高。

综上所述，当b=1000s/mm2时，DWI和ADC图对前列腺癌均有较高的诊断价值，虽然ADC图诊断敏感性高于DWI，但两者之间没有统计学差异；当b=500s/mm2时，DWI对前列腺癌的诊断敏感性较差，其对前列腺癌的诊断敏感性明显低于b=1000s/mm2。

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3. 张鑫,余永强.MR扩散加权成像在前列腺癌中的临床应用进展[J].国际医学放射学杂志,2013,36(6):561-564.

4. Rosenktratz AB,Hindman N,Lim RP,et al.Diffusion-Weighted Imaging of the Prostate: Comparison of b1000 and b2000 Image Sets for Index Lesion Detection[J].J Magn Reson Imaging,2013,38(3):694-700.

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11.肖利华,郑晓林,蔡庆文,等.MR扩散加权成像对前列腺癌的诊断价值[J].临床放射学杂志,2010,29(7):923-925.

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(本文编辑: 汪 兵)

Application of DWI and ADC Maps in the Diagnosis of Prostate Cancer

ZHANG Xu-hui, QUAN Xian-yue, LU Shi-Long, HUANG Fan-heng． Department of Radiology, Zhujiang Hospital, Southern Medical University, Guangzhou 510280, China

Objective To explore and compare the value of DWI and ADC maps with different b values in the diagnosis of prostate cancer．Methods Sixty-two patients with clinical suspicion of prostate cancer were scanned with MRI, all cases were pathological diagnosis as the gold standard, and they underwent DWI examination with different b values． The sensitivity and specificity for the diagnosis of prostate cancer were evaluated by DWI and ADC maps．Results 35 patients were confirmed histopathologically to have prostate adenocarcinoma． DWI at a b-value of 500s/mm2were found to have a sensitivity of 54．3% and a specificity of 70．4%． DWI at a b-value of 1000s/mm2were found to have a sensitivity of 80．0% and a specificity of 77．8%． ADC maps at a b-value of 1000s/mm2were found to have a sensitivity of 88．6% and a specificity of 85．2%． DWI at a b-value of 1000s/mm2had higher sensitivity and specificity than DWI at a b-value of 500s/mm2, the sensitivity was statistically different between them． The sensitivity and specificity were higher for ADC maps at a b-value of 1000s/mm2compared to DWI at a b-value of 1000s/mm2, but there were not statistically different．Conclusions DWI and ADC maps at a b-value of 1000s/mm2have a high value in the diagnosis of prostate cancer; DWI at a b-value of 500s/mm2have a low sensitivity in the diagnosis of prostate cancer．

Prostate Cancer; Magnetic Resonance Imaging; Diffusion-weighted Imaging; Apparent Diffusion Coefficient Maps

R445.2；R737.2

A

2014-09-22

10.3969/j.issn.1672-5131.2014.08.22

全显跃