扩散加权成像与超声对血清PSA＜10.0 μg/L前列腺癌的诊断意义

黄乐生，黎晋宇，李深福，刘金丰，马丽，袁少英，汤力昌，刘光德，彭广宇，胡小露(广东省中医院珠海医院影像科，广东 珠海 519015)

扩散加权成像与超声对血清PSA＜10.0 μg/L前列腺癌的诊断意义

黄乐生，黎晋宇，李深福，刘金丰，马丽，袁少英，汤力昌，刘光德，彭广宇，胡小露(广东省中医院珠海医院影像科，广东 珠海 519015)

目的 探讨扩散加权成像(DWI)与超声检查对前列腺特异性抗原(PSA)(4～10 μg/L)患者前列腺癌(PCA)的诊断价值。方法收集2014年1月至2015年9月我院62例前列腺疾病患者，均行超声、常规磁共振及DWI检查，所有患者PSA均为4～10 μg/L，分析DWI和表观扩散系数(ADC)图，测量感兴趣区ADC值,根据病理结果对DWI与超声诊断PCA的准确率进行分析。结果经病理证实PCA 32例，前列腺增生(BPH)30例，DWI、超声诊断PCA准确率分别为93.8%、50.0%。PCA癌灶在DWI呈明显高信号，ADC则为低信号。增生结节分为腺体增生与肌纤维增生，DWI与ADC图上信号各异。前者DWI为不均匀高信号，ADC图上呈稍高信号；后者DWI图上为低信号，ADC图上呈稍低信号。b=800 s/mm2时PCA灶、BPH外周带、腺体增生、肌纤维增生ADC值分别为(0.76±0.08)× 10-3mm2/s、(2.04±0.22)×10-3mm2/s、(1.78±0.19)×10-3mm2/s、(1.43±0.13)×10-3mm2/s，四者之间比较差异有统计学意义(P＜0.05)。结论PCA、腺体增生与肌纤维增生在DWI及ADC上信号与ADC值差别较大。DWI能提高PSA (4～10 μg/L)内PCA诊断准确率，对鉴别PCA和BPH有重要意义，明显弥补常规磁共振及超声检查的不足。

前列腺癌；前列腺特异性抗原；扩散加权成像；超声

前列腺癌(Prostate cancer，PCA)在中国等亚洲国家发病率近年来呈显著增长趋势，早期诊断PCA意义重大[1]。前列腺特异性抗原(Prostate specific antigen，PSA)是PCA的特异性标志物，有助于PCA的诊断，但在4～10 μg/L范围内是诊断PCA的灰色区。超声费用低、操作简捷，已广泛应用于前列腺疾病，但对于等回声及位于中央区的肿瘤则较难以发现。常规磁共振(Magnetic resonance imaging，MRI)能较好地显示前列腺病变，但对于PCA的准确性仍有待提高。近年来随着磁共振技术的快速发展，扩散加权成像(Diffusion weighted imaging，DWI)已广泛应用于前列腺疾病诊断中[2-13]，大大提高PCA的诊断准确性。本文通过DWI与超声对前列腺疾病进行检查，探讨两者在血清PSA值(4～10 μg/L)范围中诊断PCA的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2014年1月至2015年9月我院62例前列腺疾病患者，均行超声、常规磁共振检查及扩散加权成像检查，经穿刺或手术病理学证实32例PCA，均为腺癌。经穿刺或手术病理学证实30例为前列腺增生(Benign prostatic hyperplasia，BPH)。所有患者平均年龄67.7岁，临床表现有不同程度的尿频、尿急、尿痛、血尿、排尿困难、排尿不畅等症状以及PSA值升高(4～10 μg/L)来就诊。

1.2 方法 超声机采用西门子S2000、ACUSON sequoia512、GE Logiq9三种机型，采取经腹壁超声与经直肠超声两种检查手段。磁共振机采用GE HDX1.5T磁共振机，体部相控线圈，放置在前列腺区域当中，MRI检查序列为快速自旋回波序列(FSE)横断面T2WI和脂肪抑制T2WI，脂肪抑制冠状面和矢状面T2WI。扫描TR 640～3 800 ms，TE 7.6～134 ms，层厚5.0 mm，层距0 mm，视野(FOV)380 mm×380 mm，矩阵320×320。应用GRE-EPI序列行DWI检查，扩散梯度因子b值=800 s/mm2，扫描前进行呼吸训练，使常规MR与DWI在横断面扫描层面上尽量保持一致。

1.3 资料分析 扫描结束后采用双盲法，由两位高年资MR诊断医师单独阅片，有疑问者经讨论后统一决定，从而避免研究对象选择的不正确所导致诊断及期望性产生偏倚。将数据传到GE ADW4.4工作站中，应用Functool测量感兴趣区的表观扩散系数(Apparent diffusion coefficient，ADC)值，选择固定感兴趣区，测量病灶最大显示层面上的3个兴趣区域平均ADC值，扫描、后处理及数据的整理分析均专例担任，以此避免出现测量性偏倚。

2 结 果

2.1 超声表现 32例PCA中超声诊断PCA有16例，诊断准确率为50.0%。PCA在超声上表现以前列腺区低回声结节为主，边界模糊，包膜不完整，连续性中断，内外腺分界不清，彩色多普勒(CDFI)显示局部血流信号增高(见图1A、1B)。

2.2 常规MRI及DWI表现 32例PCA中DWI诊断PCA并符合病理有30例，诊断准确率为93.8%。 20例PCA位于外周带，4例局限于中央腺体，6例中央腺体与外周带同时累及并侵犯精囊腺。30例PCA灶在DWI上与邻近前列腺组织比较表现为明显高信号(见图1C)，ADC图上表现为低信号(见图1D)，有精囊侵犯，淋巴结转移或骨转移在DWI上表现为高信号，ADC上为低信号(见图1E、1F)。

图1 75岁，PSA：8.2 μg/L，前列腺右侧外周带癌并右侧耻骨联合骨转移

30例BPH发生在中央腺体，前列腺轮廓光整，体积明显增大，两侧对称或不对称，外周带变薄、消失。增生结节信号各异，以腺体增生为主的增生结节T2WI表现为不均匀高信号，以肌纤维增生为主的结节T2WI表现为不均匀低信号。在DWI上增大的中央腺体信号不均匀，不同类型的增生结节信号不一，以腺体增生为主的DWI呈不均匀高信号，ADC图上呈稍高信号。以肌纤维增生为主的DWI呈较低信号，ADC图上呈稍低信号(见图2A和图2B)。

图2 64岁，BPH

2.3 感兴趣区ADC值 对30例DWI诊断PCA并符合病理结果的癌灶和30例病理确诊BPH进行感兴趣区的测量，PCA癌灶平均ADC值为(0.76±0.08)× 10-3mm2/s，BPH外周带平均ADC值为(2.04±0.22)× 10-3mm2/s，肌纤维增生结节平均ADC值为(1.43± 0.13)×10-3mm2/s，腺体增生结节平均ADC值为(1.78± 0.19)×10-3mm2/s。PCA癌灶、BPH外周带、前列腺腺体增生结节，肌纤维增生结节的ADC值进行两两比较，差异均有统计学意义(P＜0.05)。

3 讨 论

PSA是由前列腺上皮细胞特异分泌的一种蛋白酶，正常情况下前列腺泡内容物与淋巴之间存在血-上皮屏障，避免PSA直接进入血液内。当血-上皮屏障受到破坏时，PSA可进入淋巴系统并随之入血，导致外周血内PSA值升高。PSA诊断PCA的特异性不高，原因是能使PSA增高的因素较多，除了PCA之外，如前列腺炎症、BPH、急性尿潴留、前列腺按摩及前列腺穿刺等因素均可使PSA增高。一般认为PSA＜4 μg/L为正常，PSA＞10 μg/L患PCA的危险性增高，PSA在 4～10 μg/L范围内诊断PCA特异性较低，称之为“灰质地带”[5]。如何在这灰质区域内对PCA进行诊断与鉴别诊断正是本次研究的重点。

超声价格低廉，简捷并可重复检查、需时短，是临床上首选的前列腺疾病检查方法，可从病灶内回声、包膜完整度以及是否侵犯精囊来判断肿瘤的良恶性。在本研究当中超声检查发现的PCA以低回声为主，等回声的较少。等回声癌结节内部局部血流信号增加，从而提示该部位存在异常。

前列腺超声检查分为经直肠超声与经腹壁超声两种，本研究当中两者均有使用。前者距前列腺较近，无需憋尿，肠道气体及腹部脂肪干扰少，分辨率高，图像质量好，可以检查出较小的PCA灶，敏感性更高，检查结果准确[6]。但当前列腺体积过大时，前列腺与周围组织的关系以及邻近组织是否侵犯显示不清，部分患者容易有疼痛等不适感。后者在于操作简捷，快速，不易产生不适感，对前列腺的大小、形态能快速得出结果，也能显示前列腺结构与病灶。不足之处在于膀胱充盈度会对检查结果产生一定影响。本次研究当中超声对PCA的诊断率仅为50.0%，其原因在于未能单一使用经直肠超声，以致不能更好地评价超声与DWI对PCA的诊断准确率，也是在这次研究当中为何超声对PCA的诊断准确率少于DWI的重要原因。

PCA与BPH在常规磁共振平扫上主要依靠病变的部位与信号改变。PCA约75%发生于外周带，而中央带仅占8%[7]。在本研究当中有20例PCA发生在外周带，其T2WI表现为在高信号外周带中出现局灶性低信号结节影，在T1WI上信号未见异常。然而常规磁共振扫描对于外周带内T2WI低信号结节,MR诊断特异性并不高，原因在于如肌纤维型增生结节、前列腺炎、结核、瘢痕、萎缩、钙化、出血等等病变均可出现相似征象。不仅如此，对于发生在中央带的PCA，在信号上也难与以肌纤维增生为主的增生结节鉴别。

DWI是目前唯一能反映活体组织水分子扩散运动的成像方法。在本次研究中发现PCA在DWI图上表现为明显高信号，相应ADC图上呈低信号。前列腺结节DWI上表现为不均匀较低或高信号，ADC图显示增生结节呈稍低信号或高信号。两者在DWI图像上表现各异，原因是两者病理结构不同，水分子扩散运动各异。前列腺癌灶的内部结构紊乱，细胞体积小，核大，胞浆少，灶内的腺体成分被紧密包裹，致使癌灶内水分子含量降低，水分子扩散运动受限[8]。BPH内腺体积明显增大，结构紧密，间质成分增多，但单位体积内细胞的数量并没有显著增加，其密度、形态功能均接近正常的前列腺组织，水分子的扩散运动受限程度明显低于PCA。PCA与BPH在DWI特有征象，可明确鉴别位于前列腺中央带癌灶与以肌纤维增生为主的结节[9]。

增生结节在组织学上分为腺体型和肌纤维型2种类型，在本研究中的BPH组中发现两者的DWI及ADC图像上信号各不相同。原因是两者病理结构不同，以腺体增生为主，其组织内含有大量扩张的腺体成分和潴留囊肿，液体含量高，水分子扩散运动受限相对低，ADC值增加，DWI和ADC图同时表现为高信号。以肌纤维成分增生为主时，内部多为胶原和基质细胞，如成纤维细胞和平滑肌细胞，腺体少，液体含量也少，水分子运动受限相对高，ADC值降低，DWI和ADC图表现均为稍低信号。

ADC值是一个量化指标，能定量反应组织内水分子运动方向及范围。鉴于目前机型、软件、扫描参数不同，以及测量者、诊断者存在主观因素等等原因，导致国内外关于PCA的ADC值诊断标准尚无统一，但ADC值的测量对于鉴别PCA仍具有重要的临床意义，尤其对鉴别位于中央腺体内的PCA尤为重要。本研究当中PCA平均ADC值(0.76±0.78)×10-3mm2/s；前列腺外周带平均ADC值(2.04±0.22)×10-3mm2/s；BPH组中腺体增生平均ADC值为(1.78±0.19)×10-3mm2/s，肌纤维增生ADC值为(1.43±0.13)10-3mm2/s，四者的ADC值逐渐下降，与其病理基础相对应，更与国内外研究相符[10]。对于常规MR无法明确诊断病例，结合ADC值的高低，可获得比较准确诊断。

b值是一个重要的参数，前列腺的最佳b值选取一直没有达成共识，厂家的不同，选取的b值也不尽同，b值取向对PCA灶信号影响甚大。在研究b值(0～1 000 s/mm2)过程当中发现，当b值较小时，周围正常前列腺外周带T2穿透效应大，癌灶显示不明显。当b值升高时，癌灶周围正常组织的信号明显下降，甚至接近背景噪声，但癌灶DWI信号反而变化不明显，两者图像信号存在差异。正因如此，如何选择合适的b值尤为重要，同时b值选取对ADC值也存在一定影响。丁建平[11]研究认为b值为1 000 s/mm2和 800 s/mm2时前列腺外周带和中央带ADC值之间有明显的差异，而在b值为600 s/mm2和300 s/mm2时前列腺外周带和中央带ADC值之间差异无统计学意义，提示低b值取得的ADC值无法区分前列腺内不同组织结构。在保证图像质量的前提下,选择较高的b值有助于显示癌灶。目前，对前列腺DWI，大家一致认为b值为800～1 000 s/mm2[11，13]比较理想。在本次研究当中根据丁建平[11]等的研究结果以及结合本机型特点，选择b值800 s/mm2，得到的DWI图像既兼顾ADC值准确性，又获得较好图像质量和对比度。

近年来随着超高场磁共振机(3.0T)不断应用以及技术进步，对b值取向又有新的进展，一些学者开始研究超高场磁共振机(3.0T)中超高b值(≥2000 s/mm2)下对PCA的诊断价值。李世杰等[12]发现超高b值对鉴别PCA与前列腺炎具有较高的灵敏度和特异性，表明当b值高达2 000 s/mm2也可提高对PCA的特异性诊断[12，14-15]。对位于前列腺中央腺体的恶性结节，超高b值DWI更能显著提高与良性结节的鉴别诊断能力。而且最新研究表明超高b值ADC值只是受到细胞内水的影响，而与细胞大小无关[16]，证明超高b值更有利于良恶性病变的鉴别。

综上所述，前列腺常规磁共振及DWI根据其形态、信号、大小以及ADC值的变化，可以很好的鉴别PCA与BPH。但是磁共振不能作为PCA的首先检查方法，替代不了前列腺特异性抗原及超声在PCA筛查诊断中的作用，更不能作为PCA的筛查。超声是目前前列腺检查当中不可缺少的一项检查。扩散加权图像其特有的信号特点使之成为前列腺MR检查当中不可缺少的检查序列。只有将前列腺特异抗原与超声、常规磁共振及扩散加权成像四者相结合才能更准确、更早的诊断PCA，为临床制定治疗方案提供依据，改善患者的生活质量。

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Value of diffusion weighted imaging and ultrasonography in the diagnosis of prostate cancer with PSA＜10.0 g/L.

HUANG Le-sheng,LI Jin-yu,LI Shen-fu,LIU Jin-feng,MA Li,YUAN Shao-ying,TANG Li-chang,LIU Guang-de,PENG Guang-yu,HU Xiao-lu.Department of Radiology,Zhuhai Branch,Guangdong Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine,Zhuhai 519015,Guangdong,CHINA

Objective To investigate the diagnostic value of diffusion weighted imaging(DWI)and ultrasonography in patients of prostate cancer(PCA)with prostate specific antigen(PSA)of 4～10 μg/L.MethodsFrom January 2014 to September 2015,sixty-two patients of prostate disease in our hospital were selected,which all underwent ultrasonography,routine magnetic resonance imaging(MRI)and DWI.PSA in all the patients was in the range of 4～10 μg/L. DWI and apparent diffusion coefficient(ADC)maps were analyzed,and ADC value of the region of interest was measured.The accuracy of DWI and ultrasonography was analyzed based on pathological findings.ResultsThirty-two patients were pathologically proved as prostate cancer,and thirty patients were pathologically proved as benign prostatic hyperplasia(BPH).The diagnostic accuracy of PCA with DWI and ultrasonography separately were 93.8%and 50.0%, respectively.PCA showed high signal intensity on DWI,and low signal intensity on ADC.Hyperplastic nodules were divided into glandular hyperplasia and muscle fiber hyperplasia,and the signal intensity were different on DWI and ADC. The former showed heterogeneous high signal intensity on DWI and slightly high signal intensity on ADC,while the latter showed low signal intensity on DWI and slightly low signal intensity on ADC.When b=800 s/mm2,the ADC values (×10-3mm2/s)of PCA foci,BPH peripheral zone,glandular hyperplas,muscle fiber hyperplasia were(0.76±0.08), (2.04±0.22),(1.78±0.19),(1.43±0.13),respectively,with statistically significant difference(P＜0.05).ConclusionThe signal intensity and ADC values were different of PCA,glandular hyperplas,muscle fiber hyperplasia on DWI and ADC. DWI can improve the diagnostic accuracy of PCA with PSA of 4～10 μg/L.It has important significance for the identification of PCAand BPH,and can make up for the lack of routine magnetic resonance imaging and ultrasound examination.

Prostate cancer;Prostate specific antigen;Diffusion weighted imaging;Ultrasonography

R737.25

A

1003—6350（2016）05—0741—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.05.019

2015-09-21)

广东省珠海市卫生局医学科研基金项目（编号：2014106）

刘金丰。E-mail：jfliuzhuhai@163.com