磁共振灌注加权成像定量参数在前列腺外周带前列腺癌鉴别诊断中的价值

方俊华，闵祥德，冯朝燕，彭莉，马扬之，叶章群，王良*

1.华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科，武汉 430030

2.湖北省枝江市中医院影像科，枝江443200

3.华中科技大学同济医学院附属同济医院泌尿外科，武汉 430030

前列腺癌(prostate cancer)是男性常见的恶性肿瘤之一，世界范围内，前列腺癌发病率居男性所有恶性肿瘤第二位[1]。我国前列腺癌患病率虽然远低于欧美国家，但近年来呈显著增长趋势[2]。前列腺癌在T2加权图像上呈现低信号结节，良性前列腺病灶可表现相似，鉴别诊断存在困难。多参数MRI是目前前列腺疾病最好影像检查方法[3]。磁共振灌注成像技术(perfusion weighted MRI，PWI)是多参数磁共振成像的重要组成部分[3-4]。PWI能够提供多种反应组织微循环状态的定量参数，在多种肿瘤性病灶的鉴别诊断中具有重要价值。本研究拟探讨PWI在前列腺外周带前列腺癌鉴别诊断中的价值，为前列腺的计算机辅助诊断(computed aided diagnosis，CAD)提供数据支持。

1 资料与方法

1.1 患者资料

回顾性分析2013年10月至2014年8月期间在我院行前列腺MRI检查患者资料。纳入标准为：(1)临床资料齐全；(2)检查包括常规MRI和PWI检查；(3)前列腺外周带T2加权图像表现低信号的病灶；(4)MR检查前未接受任何治疗如内分泌、放射治疗等；(5)通过超声引导下经直肠行6针或12针系统穿刺活检病理证实，其中前列腺癌组有6例患者采用前列腺根治切除进一步证实；(6)MR检查在前列腺穿刺活检之前进行。最终51例患者纳入分析，其中前列腺癌患者25例，良性病灶患者26例。

1.2 MR检查方法

使用Siemens公司3.0 T Skyra 磁共振扫描仪行前列腺常规MR、PWI序列检查。前列腺常规MRI以体线圈为射频发射线圈，以腹部相控阵线圈为接收线圈。扫描前适当充盈膀胱，取仰卧位，扫描中心为耻骨联合上方2.0 cm处。前列腺局部行轴位、矢位和冠位TSE T2W检查。PWI序列扫描参数：(1)双反转角T1map扫描：轴位抑脂T1WI序列，TR 4.09 ms，TE 1.39 ms，激励次数6次，反转角分别为2度和15度，FOV 260 mm×260 mm，矩阵192×153，层厚3.50 mm，层间距0.70 mm，共20层；(2)PWI扫描：反转角15度，TR 5.08 ms，TE 1.77 ms，其余参数同双反转角T1map扫描，单期扫描时间8 s，共35期，PWI扫描时间280 s。PWI扫描第2个时相结束时，同步采用高压注射器经肘正中静脉团注对比剂Gd-DTPA(马根维显,德国拜耳)，注射流率为2 ml/s，剂量为0.2 mmol/kg，然后以相同流率静脉团注20 ml生理盐水。

1.3 图像分析(图1～图6)

运用Siemens公司PWI定量分析软件(Tissue 4D)进行后处理，其定量参数计算基于Tofts模型。由两名医师在不知道病理结果和临床资料的前提下，参照T2WI外周带低信号区，协商取得一致后共同在PWI病灶区放置ROI，电脑自动生成ROI内的定量参数值，包括转运常数(Ktrans)、血管外细胞外间隙体积百分数(Ve)及速率常数(Kep)。ROI放置于病灶最大层面，尽量避开外周带与中央带交界处，精囊根部血管、出血或钙化灶。根据病理结果来明确病变性质，并将病灶分为前列腺癌灶组和良性前列腺病灶组。磁共振图像与穿刺活检对应采用6分区法，即将轴位图像层数除以3，分成底部、体部和尖部3部分，然后以中央沟为界分为两个部分。

1.4 统计学分析

所有数据应用SPSS19.0统计学软件处理。采用独立样本t检验比较前列腺癌、良性前列腺病灶的Ktrans、Kep、Ve组间的统计学差异，应用MedCalc软件的ROC曲线下面积分析评价Ktrans、Kep、Ve鉴别前列腺癌与良性病灶的效能。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

根据穿刺病理结果包括36个癌灶ROI，29个良性病灶ROI。

2.1 PWI定量参数分析结果(表1)

前列腺癌和良性前列腺病灶组的Ktrans、Kep、Ve分别为(0.150±0.046)VS(0.086±0.037)、(0.518±0.181)VS(0.325±0.142)、(0.288±0.147)VS(0.306±0.141)，两组间Ktrans和Kep独立样本t检验结果差异有统计学意义(P＜0.01)，Ve之间差异无统计学意义(P=0.61)。

图1～3 男58岁，PSA29.651 ng/ml，进行性排尿困难 图1：轴位T2WI示前列腺左侧外周带信号减低结节；图2：PWI图显示前列腺左侧外周带信号减低结节；图3：示病理结果示病灶区为前列腺癌(HE,×200)图4～6 男，83岁，PSA 119 ng/ml 图4：轴位T2WI示前列腺左侧外周带信号减低区；图5：PWI图显示前列腺左侧外周带信号减低结节；图6：病理结果示病灶见炎症细胞浸润(HE,×200)Fig.1 -3 Images in a 58-year-old man with PSA level of 29.651 ng/mL and dysuria.Fig.1:Transverse T2-weighted MR image shows a nodule demonstrating low T2 signal intensity in the left peripheral zone; Fig.2:Corresponding PWI with the presence of a nodule in the left peripheral zone; Fig.3:Corresponding pathologic fi ndings confi rm the presence of a cancer nodule in the left peripheral zone.Fig.4-6 Images in an 83-year-old man with PSA level of 119 ng/mL.Fig.4:Transverse T2-weighted MR image shows a nodule demonstrating low T2 signal intensity in the left peripheral zone; Fig.5:Corresponding PWI with the presence of a nodule in the left peripheral zone; Fig.6:Corresponding pathologic fi ndings confi rm the presence of benign nodule in the left peripheral zone.

表1 前列腺癌、良性前列腺病灶PWI定量参数结果Tab.1 Ktrans Kep and Ve for prostate cancer and begin lesions

图7 PWI定量参数ROC曲线分析图Fig.7 ROC curve graph of PWI quantitative parameters

2.2 ROC曲线分析结果(见图7)

Ktrans、Kep、Ve诊断前列腺癌和良性前列腺病灶的曲线下面积分别为0.885、0.803、0.554。分别以0.108 min-1、0.38 min-1为界值点， Ktrans、Kep鉴别前列腺癌和良性前列腺病灶的敏感性及特异性分别为86.11%、80.6%和79.32%、75.9%。

3 讨论

正常前列腺外周带在T2WI中变现为高信号，前列腺外周带病灶多表现为T2WI低信号区。但是，由于前列腺肿瘤多见于外周带，常常表现为外周带T2信号减低，与多种外周带良性病灶表现类似，如前列腺炎、前列腺治疗后纤维化等，所以T2WI诊断前列腺外周带疾病的特异性较低。此外，由于良性改变也可以伴随PSA的升高，因此在临床工作中鉴别外周带前列腺良恶性病变有一定困难。磁共振成像检查具有多参数、多方向、多序列成像，组织分辨率高，无辐射等优点，已经成为前列腺的最佳影像检查方法。但不能否认，仍有一定的病灶在MRI图像中鉴别困难，因此，研究者不断探索新的磁共振成像技术在前列腺中的应用，希望能提高MRI鉴别前列腺良恶性病灶的准确率[5-7]。2012年泌尿生殖放射学欧洲协会(ESUR)的前列腺磁共振成像指南中，指出多参数磁共振成像是前列腺癌的最佳影像检查方法[3]。

前列腺癌的定量诊断一直是前列腺影像探索的重点，目前可以用于前列腺疾病定量诊断的方法包括DWI[8-9]、DTI[6,10]、DKI[7,11]、MRS[8,12]、PWI[13]等，这些研究为前列腺疾病的客观、定量诊断提供了重要帮助。CAD是影像学发展的重要方向[14-15]，其在前列腺疾病诊断中的价值也已有报道[16]，CAD的正确诊断需多中心、大样本的数据支持。

PWI定量参数能够反映组织血流动力学方面的信息。转运常数Ktrans代表单位时间内每单位体积组织中从血管进入血管外细胞外间隙的对比剂量，大小取决于血流量、毛细血管渗透性及表面积[17-18]；速率常数Kep代表单位时间内对比剂从组织间隙进入血管的量[17,19]；血管外细胞外间隙体积百分数Ve代表的是单位体积组织内细胞外间隙的体积[18]。笔者的研究表明Ktrans、Kep能够良好的鉴别前列腺癌和良性前列腺病灶，这与何为等[13,20]其他研究者一致。何为等研究结果显示外周带癌区Ktrans、Kep分别为(0.95±0.31)/min、(1.31±0.51)/min，外周带非癌区Ktrans、Kep分别为(0.32±0.07)/min、(0.52±0.13)/min，Ktrans、Kep在外周带癌区和非癌区均有统计学意义。本研究显示外周带前列腺癌、良性前列腺病灶之间Ve值之间差异无统计学意义，这与程悦等[18]研究一致。程悦等[18]结果显示外周带癌区和非癌区的Ve值分别为(0.61±0.14)和(0.59±0.11)，外周带癌区和非癌区的Ve值差异无统计学意义(F=0.533,P＞0.05)。但笔者关于Ve的结果与何为等[13]研究结果不一致，他们的研究结果显示，Ve在外周带癌区和非癌区的值分别为和(0.76±0.13)、(0.64±0.14)，差异有统计学意义。这可能与笔者研究样本量较少，病理结果为穿刺活检获得，可能存在一定的偏倚。因此，需要特别指出的是Ve鉴别良恶性病灶的价值尚存在争议，还需要进一步大样本数据的研究。

本研究的局限性在于病理样本为经直肠穿刺活检获得，存在一定的假阴性，且样本量相对较少，可能存在一定的偏倚。需要指出的是，PWI定量参数受计算模型、对比剂、扫描方法等影响，不同研究结果之间存在一定差异。因此在实际应用中，应结合各个研究中的研究条件制定自己的诊断标准。但随着多中心、大样本研究的进展以及扫描规范[21]的进一步统一，PWI定量诊断将会使更多患者受益。

综上所述，笔者的研究结果表明，PWI定量参数对外周带前列腺癌的鉴别诊断具有重要价值，为前列腺癌多参数定量诊断提供了帮助。

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