DWI对前列腺癌疗效监测及ADC值与PSA相关性研究

刘会佳，赵娓娓，任芳，黄旭方，李娜，侯炜寰，潘奇，宦怡，任静

·前列腺MRI专题·

DWI对前列腺癌疗效监测及ADC值与PSA相关性研究

刘会佳，赵娓娓，任芳，黄旭方，李娜，侯炜寰，潘奇，宦怡，任静

目的探讨前列腺癌(PC)患者治疗前后扩散加权成像(DWI)表现及表观扩散系数(ADC)值与前列腺特异性抗原(PSA)的相关性，从而以ADC值为定量分析指标，将DWI用于PC疗效的监测与评估。方法48例经病理证实的PC患者均行内分泌治疗，其中12例行去势手术。分别在患者治疗前及治疗后30天行常规MRI及DWI检查，测量其治疗前后的ADC值和血清PSA水平，并对其进行相关性分析。结果48例PC患者治疗前病灶ADC值为(0.778±0.108)×10-3mm2/s，PSA值为(28.055±28.880) μg/L；治疗后病灶ADC值显著升高为 (1.068±0.187)×10-3mm2/s(P<0.05)，PSA值显著降低为(6.265±13.203) μg/L(P<0.05)；Pearson相关分析结果显示PC患者治疗前后ADC值与PSA均呈负相关(r=-0.677,P=0.001；r=-0.644,P=0.00)。结论PC患者内分泌治疗后ADC值升高，与PSA水平呈负相关，DWI有望连续、定量、便捷地监测和评估PC疗效。

前列腺肿瘤；磁共振成像；扩散加权成像；前列腺特异性抗原

MRI对于前列腺癌的诊断优势已得到临床的广泛认可，研究表明前列腺癌病灶在常规MRI、扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)、磁共振成谱学(magnetic resonance spectroscopy，MRS)、磁共振增强中的表现均有各自的特征，MRS要求磁场均匀性好、扫描时间长等因素使其不能广泛应用于临床；另外部分患者对比剂过敏等情况也使得MRI增强扫描的应用受到了限制；而DWI的优势已日趋明显，本研究旨在探讨前列腺癌(prostate cancer，PC)患者治疗前后DWI表现和表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值的变化情况及其与前列腺特异性抗原(prostate specific antigen，PSA)的相关性，从而以ADC值作为定量分析指标，将DWI用于PC疗效的监测与评估。

材料与方法

1.病例资料

搜集2011年1月-2013年12月在本院行前列腺MRI检查的前列腺癌患者共48例(25例病变发生部位在外周带，12例在中央带，11例外周带和中央带均累及)，所有病例均经病理学或穿刺证实。患者年龄56～87岁，平均71.2岁，PSA值为5.94～132 μg/L。所有患者均在治疗前及内分泌治疗后30天行MRI检查，并记录治疗前后行MRI检查时的PSA值。

2 检查方法

MRI常规及DWI扫描采用Siemens magnetom trio tim 3.0T磁共振扫描仪，体相控阵线圈，患者取仰卧位，扫描范围以前列腺中央部为中心，行前列腺整体扫描，检查前排便，适度充盈膀胱。MRI检查序列包括横轴面T1WI、T2WI及冠状面T2WI。扫描参数：SE序列T1WI，视野220 mm×220 mm，TR 550 ms，TE 13 ms，层厚4.0 mm，激励次数3次，矩阵448×448；T2WI序列，视野220 mm×220 mm，TR 4430 ms，TE 78 ms，激励次数3次，矩阵320×256；DWI使用单次激发EPI序列，视野400 mm×400 mm，TR 7200 ms，TE 67 ms，激励次数8次，矩阵320×256，b值分别采用0和1000 s/mm2。

在轴面显示病灶最大层面观察病灶在T2WI及DWI上的信号特点，并由2位放射科医生各选一个包含60个像素的兴趣区分别测量ADC值，取其平均值，并记录PSA值；在行内分泌治疗后30天再用相同方法测量治疗后病灶处ADC值，病灶尽量选择在同一层面，并记录PSA值。

统计学分析采用SPAA软件，采用非参数检验分别对治疗前后PSA值及ADC值进行比较，对治疗前后PSA值及ADC值的相关性进行Pearson相关分析，以P<0.05为差异有统计学意义。

结果

1.PC治疗前后MRI表现

发生于中央带及外周带的PC在T2WI上均呈低信号，肿瘤边界可光滑或欠清，DWI上呈高信号，ADC值降低；累及精囊腺者表现为T2WI上片状低信号，骨转移表现为斑片状长T2信号且DWI上呈高信号。本组25例发生于外周带的PC患者，治疗后14例肿块在T2WI上基本消失，显示不清，8例肿块未见明显变化(其中5例ADC值明显升高)，3例肿块变大；12例发生于中央带的PC患者，治疗后7例肿块显示不明显，4例肿块未见明显变化(其中2例ADC值明显升高)，1例肿块变大；11例中央带及外周带均累及的PC患者，治疗后6例肿块显示不明显，3例肿块未见明显变化(其中2例ADC值明显升高)，2例肿块变大。治疗后前列腺信号较前略减低，体积减小，尤以外周带明显(图1、2)。

图1 患者，59岁，治疗前PSA值为46.3μg/L，治疗后PSA值为1.02μg/L。a) 治疗前横轴面T2WI示前列腺肿块向右后上方生长侵犯右侧NVB; b) DWI图像示肿瘤呈明显高信号影；c) 同一层面ADC图像示肿瘤ADC值降低，ADC值为0.82×10-3mm2/s；d) 行去势手术及内分泌治疗后复查MRI示前列腺肿瘤体积较前明显减小，侵犯右侧NVB较前好转; e) 同一层面横轴面DWI图像；f) 同一层面横轴面ADC图像，ADC值为1.12×10-3mm2/s。

2.PC治疗前后PSA、ADC值的变化特点

48例PC治疗后6例PSA值升高，4例未见明显改变，38例PSA值减低；ADC值变化趋势与PSA相反。分别对治疗前后PSA、ADC值进行参数检验，治疗后患者血清PSA明显减低(P<0.05)，而ADC值明显升高(P<0.05，表1)；对治疗前后PSA值及ADC值的相关性进行Pearson相关分析(r=-0.677,P=0.001；r=-0.644,P=0.001，图3)，显示PSA值与ADC值呈负相关。

图3 治疗前后PSA值及ADC值相关性分析。a) 治疗前PSA值与ADC值相关性分析；b) 治疗后PSA值与ADC值相关性分析。

讨论

1.内分泌治疗

目前用于前列腺根治性切除术后、根治性放疗后或根治性前列腺切除术前、放疗前给予辅助性的内分泌治疗，可采用单独去势治疗、抗雄激素药物及联合雄激素阻断治疗，对于PC晚期患者可以治疗残余病灶、微小的转移病灶、残余阳性淋巴结，提高患者长期存活率。对较早期前列腺癌患者可有一定的降低分期、生化复发率、外科切缘阳性率的作用。

2.PSA值变化特点

PSA是前列腺上皮细胞分泌的丝氨酸蛋白酶，目前广泛用于PC的早期诊断和治疗监测，正常情况下前列腺腺泡内容物与淋巴系统之间存在着由内皮层、基底细胞层和基底膜构成的屏障，发生前列腺癌病变时这道屏障遭到破坏，腺泡内容物随之漏入淋巴系统，并进入血循环，导致外周血中PSA升高。PSA是前列腺上皮细胞的标记物但并不是前列腺癌的特异性标记物，前列腺增生、前列腺炎、前列腺梗死、缺血等疾病及前列腺按摩、膀胱镜检、经直肠超声检查等都会使血清PSA值升高，易得出假阳性结果。有报道指出约43%的早期前列腺癌PSA在正常范围内，另有文献指出在男性与女性近尿道及近肛门的腺体、膀胱炎、正常的子宫内膜及肿瘤组织中，尤其是在膀胱癌、尿道癌、阴茎癌、肾癌、腮腺癌、结肠癌、肾上腺癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、卵巢癌中均可检测到PSA，膀胱癌和肾癌中的瘤组织具有分泌PSA功能。所以仅靠PSA监测评估PC的疗效具有很大的局限性和片面性。

3.DWI成像特点

DWI是目前唯一无创反映活体组织扩散能力的MR功能成像方法，能在分子水平反映活体组织结构和功能。ADC值为水分子移动的自由度，反映水分子在组织中的扩散程度，扩散快的组织ADC值高，且ADC值还与微循环灌注有关，一般来说，低b值时ADC值受灌注影响大导致测量结果偏大，误差增大；高b值更能精确反映扩散情况，测量的ADC值受灌注影响较小。相关文献指出不同b值时前列腺癌区治疗后ADC值均有升高，对照组和治疗组不同b值之间外周带癌区ADC值差异均有统计学意义[1]。本实验旨在了解PC治疗前后ADC值的变化情况，因此选取更能精确反映扩散情况的高b值。既往研究表明PC病灶内结构紊乱，腺泡拥挤，癌细胞核增大，胞浆减少，核浆比增大，这些均导致其扩散受限，从而使病变在DWI多呈高信号影，ADC值明显降低[2,3]。

4.PC治疗前后ADC值及PSA值变化分析

本组48例PC治疗后6例PSA值升高，4例未见明显改变，38例PSA值减低；ADC值变化趋势同PSA相反，统计学分析显示随着治疗前后PSA差值的减少，ADC差值有增加的趋势，PSA与ADC值呈负相关，以ADC值作为定量分析指标，将DWI用于PC疗效的监测与评估是可行的。本组48例患者中9例T2WI上肿块形态未见明显改变，但ADC值却明显升高，且与 PSA值变化趋势相反。笔者分析由于组织细胞代谢及功能学改变往往早于形态学的变化，因此对于PC内分泌治疗后的疗效判断应不仅仅从形态学上观察，也应结合功能成像方法即通过反映活体组织的扩散情况来判断疗效。另外内分泌治疗后随着肿瘤细胞及腺体的萎缩、死亡及间质成分增加，导致前列腺信号降低、体积减小[4-8]，部分患者肿块消失；除肿块本身体积减小、信号减低以外，正常前列腺组织信号也有不同程度地减低，使肿块与正常前列腺组织难以区分，对于这部分病灶也应结合ADC值的变化情况来判断疗效。

5.不足和展望

本研究样本量较少，治疗后选择的时间节点单一，对于治疗后30天以后前列腺癌ADC值的变化情况以及与PSA值的相关关系未能进一步研究，因此，下一步本实验将增加治疗后时间节点来进一步研究ADC值对前列腺癌内分泌治疗疗效的监测效果。

总之，本研究表明，PC患者内分泌治疗后ADC值升高，与PSA水平呈负相关，因此，DWI有望连续、定量、便捷地监测和评估PC疗效。

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StudyofDWIinprostatecancertherapeuticeffectmonitoringandthecorrelationbetweenADCvaluesandPSA

LIU Hui-jia,ZHAO Wei-wei,REN Fang,et al.

Department of Radiology,Xijing Hospital,Fourth Military Medical University,Xi'an 710032,P.R.China

Objectives：To explore the value of DWI in prostate cancer therapeutic effect monitoring and to analyze the correlation between ADC values and PSA.MethodsForty-eight patients with pathologically proved prostate cancer who underwent conventional MRI and DWI examination before and after hormone therapy were enrolled in this study.Their PSA and ADC values were measured before and after treatment.Correlation between ADC values and PSA was analyzed.ResultsBefore and after treatment,the ADC values were (0.778±0.108)×10-3mm2/s and (1.068±0.187)×10-3mm2/s,respectively;PSA were (28.055±28.880)μg/L and (6.265±13.203)μg/L,respectively.Pearson correlation analysis showed that ADC values and PSA were negatively correlated before and after the treatment (r=-0.677,P=0.001;r=-0.644,P=0.001).ConclusionThe ADC values of PC increase after treatment,and negatively correlate with PSA.Therefore,DWI may be a good method to guide clinical treatment and monitor therapeutic effect in prostate cancer.

Prostatic neoplasms; Magnetic resonance imaging; Diffusion weighted imaging; Prostate specific antigen

710032 西安，第四军医大学西京医院放射科

刘会佳(1986-)，女，河北人，硕士研究生，主要从事腹部MRI功能成像研究工作。

任静，E-mail: jrenmm@126.com

国家自然科学基金(81370039)；西京医院临床高新技术新业务助推项目(XJGX13LC11)

R737.25; R445.2

A

1000-0313(2014)05-0487-04

2014-02-19

2014-04-14)