MRI动态增强扫描对前列腺病变的诊断价值

崔婉婷，钱丽霞

（1.山西医科大学医学影像系，山西太原030032；2.山西医学科学院山西大医院核磁室，山西太原030032）



MRI动态增强扫描对前列腺病变的诊断价值

崔婉婷1，钱丽霞2

（1.山西医科大学医学影像系，山西太原030032；2.山西医学科学院山西大医院核磁室，山西太原030032）

［摘要］目的：探讨MRI动态增强扫描对前列腺增生、高级别上皮内瘤变、前列腺癌的诊断价值。方法：回顾性分析经病理证实的23例前列腺癌（PCa），41例前列腺增生（BPH），13例高级别上皮内瘤变（HGPIN）的常规MRI和动态增强扫描（DCE-MRI）资料，分析其影像表现。分析基质型增生（sBPH）、腺体型增生（gBPH）、混合型增生（mBPH）、HGPIN和PCa的时间信号强度曲线的特征。计算时间信号强度曲线的达峰时间（Tmax）、最大强化程度（SImax）和最大强化率（Rmax），并比较各组间的差异。结果：时间信号强度曲线参数，Tmax从低到高依次为PCa、HGPIN、mBPH、sBPH（P=0.000）；SImax从低到高依次为sBPH、PCa、mBPH、HGPIN（P= 0.000）；Rmax从低到高依次为sBPH、mBPH、PCa、HGPIN（P=0.000）。结论：DCE-MRI可提高对前列腺良恶性疾病的诊断及鉴别诊断水平。

［关键词］磁共振成像；前列腺肿瘤；高级别上皮内瘤变；前列腺增生

随着高场MRI，尤其是各种MRI新技术在前列腺疾病诊断中的应用，前列腺疾病早期诊断和鉴别诊断的敏感性、特异性及准确性大大提高［1-2］。MRI动态增强扫描（dynamic contrast-enhancement MRI，DCE-MRI）近年来发展较快，对前列腺癌（prostatic carcinoma，PCa）的诊断、分期和判断预后价值较大［3-5］。许多学者认为高级别上皮内瘤变（high-grade prostatic intraepithelial neoplasia，HGPIN）是PCa的癌前病变［6-7］。因此，诊断HGPIN对PCa的早发现、早治疗有重要意义。本研究旨在通过3.0 T MRI多期动态增强扫描技术，探讨时间信号强度曲线相关动态增强参数对前列腺增生（benign prostatic hyperplasia，BPH）、HGPIN、PCa的诊断价值。

1　资料与方法

1.1一般资料收集2015年1—10月山西大医院经病理证实的前列腺疾病患者77例，年龄53～85岁，平均72.5岁。临床症状表现为不同程度尿频、尿急、排尿困难等，6例因血清前列腺特异性抗原（PSA）升高就诊。均行常规MRI和三维容积内插扰相梯度回波T1WI脂肪抑制序列（T1high resolution isotropic volume excitation，THRIVE）多期动态增强扫描，检查前均未行相关治疗及前列腺穿刺。PCa 23例，PSA 8.79～13 584.22 ng/mL，Gleason评分中分化（6～7分）3例，低分化（8～10分）20例。HGPIN 13例，PSA 4.06～68.70ng/mL。BPH 41例，PSA 0.47～31.97ng/mL。

1.2仪器与方法采用Philips Achieva 3.0 T多源发射超导型MRI仪，以体线圈为射频发射线圈，腹部相控阵线圈为接收线圈。患者头先进、取仰卧位。常规扫描序列：横断位T1WI、T2WI、DWI；冠状位压脂快速自旋回波（TSE）T2WI。DCE-MRI采用小角度激发三维容积内插快速GRE T1WI序列THRIVE［8-9］，TR 与TE均采用最短时间，层厚4.0 mm，层距2.0 mm，层数49层，FOV 260 mm×260 mm，NSA 1，共扫描19期，于第2期用高压注射器经手背静脉以2.5 mL/s流率注入Gd-DTPA，总量15 mL。

1.3数据处理将所有的扫描数据传输至MRI工作站。对PCa组及HGPIN组在病变区最显著部位绘制ROI，获得时间信号强度曲线。BPH组根据T2WI信号特点，分为基质型增生（sBPH）、腺体型增生（gBPH）、混合型增生（mBPH）3组。T2WI上结节以低信号为主认定为基质型增生，以高信号为主认定为腺体型增生，以偏低、偏高混杂信号为主认定为混合型增生。在病变最显著部位绘制ROI，获得时间信号强度曲线。绘制ROI时尽量避开周围脂肪、血管、淋巴结、尿道、钙化及出血等。

本研究DCE-MRI用3个比较常用的参数描述时间信号强度曲线的特点［10-12］：①峰值时间（Tmax），从开始扫描到强化峰值所需要的时间。②最大强化程度（SImax），即峰值信号强度减去开始强化时强度再除以后者，SImax=［（SIpeak-SIpre）/SIpre］×100%。③最大强化率（Rmax），即峰值信号强度减去开始强化时信号强度再除以峰值时间，Rmax=（SImax- SIpre）/Tmax。

1.4统计学分析采用SPSS 17.0软件包。所有数值以x±s表示，分别对sBPH、gBPH、mBPH、HGPIN 和PCa的各种动态参数（Tmax、SImax、Rmax）进行统计学分析，多组间比较采用单因素方差分析，并行两两比较。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

41例BPH，T2WI均表现为中央带体积增大，中央带内可见多发圆形、类圆形结节影，多数信号混杂，5个病灶T2WI呈明显高信号，17个T2WI呈明显低信号（图1）；15例见增生结节向上生长突入膀胱，外周带受压变窄成环状。23例PCa病灶DWI呈明显高信号（图2），17例前列腺包膜不完整，17例可见转移。13例HGPIN病灶DWI呈等或稍高信号。

DCE-MRI显示gBPH的时间信号强度曲线类型均为持续缓升型；mBPH、sBPH的时间信号强度曲线以持续缓升型及速升平台型为主，5例可见对比剂缓慢流出。所有癌灶增强扫描早期呈明显强化，延迟后扫描39例对比剂流出，呈低信号，6例对比剂流出较少；HGPIN的时间信号强度曲线14例为速升缓降型。

41例BPH共获得52个ROI，其中sBPH 20个，mBPH 32个；23例PCa获得45个ROI；13例HGPIN获得20个ROI。

对sBPH、mBPH、PCa、HGPIN的DCE-MRI参数进行比较分析（表1），结果表明Tmax各组间差异均有统计学意义（均P＜0.05）；SImax在PCa组与mBPH组差异无统计学意义（P＞0.05），其余各组间差异均有统计学意义（均P＜0.05）；Rmax在mBPH组与sBPH组、PCa组与HGPIN组间差异均无统计学意义（均P＞0.05），其余各组间差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

表1 4组间动态增强扫描参数比较结果（x±s）

图1　男，74岁，前列腺增生（基质型），总前列腺特异性抗原（tPSA）：8.33 ng/mL；既往排尿困难4年，未治疗；因排尿困难加重、血尿入院　图1a～1d分别为T2WI、DWI、MRI动态增强扫描（DCE-MRI）和时间信号强度曲线图。前列腺中央带偏右侧可见类圆形低T2结节影，与DWI图呈等低信号，病灶于动态增强扫描呈渐进性强化，时间信号强度曲线呈缓升型　图2男，75岁，前列腺癌，tPSA：13 584.32 ng/mL；既往无泌尿系症状，因肉眼血尿1 d，伴尿频、尿急、尿痛入院　图2a～2d分别为T2WI、DWI、DCE-MRI和时间信号强度曲线图。前列腺正常形态消失，代之以等长T2团块影，DWI图呈高信号，病灶于动态增强扫描早期呈明显强化，时间信号强度曲线呈速升速降型

3　讨论

DCE-MRI最常用的对比剂是Gd-DTPA，经静脉高压团注，经血管迅速进入组织内部，组织强化达到顶峰；随着时间增加，对比剂逐渐流出，进入相对平衡期，然后逐渐吸收及排泄，使得组织内对比剂减少，信号强度逐渐减低。因此，在DCE-MRI操作中重要的技术因素有对比剂的给药途径、流率及用量。本研究采用经手背静脉，用高压注射器以2.5 mL/s流率注入Gd-DTPA，总量15 mL，均获得满意的DCEMRI图像。病变强化程度由病变的血供多少、血管的通透性及细胞外间隙的大小决定［11］。Tmax主要取决于病变的血管密度和对比剂进入血管外间隙的多少［11］。时间信号强度曲线用来描述病变的强化过程。Tmax和Rmax均反映病变的血供进出快慢情况，而SImax主要反映组织血供的血流量。

本研究中45个PCa的ROI在DCE-MRI时均表现为早期快速明显强化，与周围的正常组织呈鲜明对比，39例延迟后信号强度明显减低，时间信号强度曲线表现为速升速降型，提示肿瘤微血管密度大、血管通透性较大；本组6例早期强化，延迟后信号减低程度较轻，病理Gleason评分均为7分，可能与肿瘤的分化程度有关，提示DCE-MRI在诊断分化较好的PCa时有一定的局限性。因本研究缺少高分化（Gleason评分＜7分）癌的病例，对该观点还应进一步研究。

本研究中，由于gBPH例数较少，且其时间信号强度曲线可很好地与PCa进行鉴别，故未对gBPH的定量参数进行讨论。本研究发现Tmax在PCa、sBPH 和mBPH这3组间差异均有统计学意义，Rmax在PCa 与mBPH、sBPH间差异均有统计学意义；PCa组与mBPH组间SImax差异无统计学意义；原因可能是由于Tmax和Rmax主要反映对比剂流入组织的速度，而SImax主要反映对比剂流入组织的量。PCa中血管内皮生长因子的表达和微血管密度明显高于BPH［14］，提示PCa生长过程中生成大量不成熟的新生血管，其基底膜不连续，且通透性高，血流阻力小，致使对比剂进入癌组织的量多且速度快，因此Tmax更早、SImax更大、Rmax更高。而BPH虽然血供相对丰富，但其血管生成相对成熟，并不能明显影响血管壁的通透性和血流阻力，因此BPH的Tmax明显迟于癌组织，Rmax也明显低于癌组织［6］。但对mBPH，由于VEGF也会在其增生的腺上皮细胞中表达，虽癌组织中大量的新生血管增加了SImax，但并不一定都超过血供丰富的mBPH。

HGPIN组的Tmax大于PCa、小于BPH，SImax大于BPH、PCa，Rmax大于BPH，而Rmax与PCa差异无统计学意义。分析原因，这可能与HGPIN是PCa的癌前病变有关。现在多数研究［7，15］认为，与HGPIN相关的分子生物学改变超过50种，至少有10种与PCa相关。此外，至少有36种以上介于正常前列腺和PCa之间。HGPIN与PCa在分子生物学上有一定的相似性，这可能是造成两者DCE-MRI部分特征相似的原因，因此对两者进行鉴别诊断时还应结合常规MRI、DWI及血清PSA等。

本研究例数有限，仅为初步研究，尚需大样本进一步研究。

［参考文献］

［1］Tobias P，Clare M. Prostate cancer detection and diagnosis：the role of MR and its comparison to other diagnostic modalities-a radiologist's perspective［J］. NMR Biomed，2014，27：3-15.

［2］Francesco P，Angelo T，Alessandro C. Imaging in prostate cancer diagnosis：present role and future perspectives［J］. Urologia Internationalis，2011，86：373-382.

［3］Seln s KM，Heerschap A，Jensen LR，et al. Peripheral zone prostate cancer localization by multiparametric magnetic resonance at 3T：unbiased cancer identification by matching to histopathology［J］. Invest Radiol，2012，47：624-633.

［4］Baccos A，Schiavina R，Zukerman Z，et al. Accuracy of endorectal magnetic resonance imaging（MRI）and dynamic contrast enhanced-MRI（DCE-MRI）in the preoperative local staging of prostate cancer［J］. Urologia，2012，79：116-122.

［5］Verma S，Turkbey B，Muradyan N，et al. Overview of dynamic contrast-enhanced MRI in prostate cancer diagnosis and management［J］. AJR Am J Roentgenol，2012，198：1277-1288.

［6］周雁玲，郑国良，陈其锋.磁共振DWI及动态增强扫描在前列腺疾病诊断中的价值［J］.医学影像学杂志，2012，22（8）：1363-1366.

［7］林洋，原劲杨，安瑞华.高级别前列腺上皮内瘤（HGPIN）的研究新进展［J］.现代生物医学进展，2014，14（6）：1188-1190.

［8］杨正汉，冯逢，王霄英，等.磁共振成像技术指南［M］.北京：人民军医出版社，2010：120-124.

［9］苗华栋，张长萃，刘海泉，等. 3T VIBE动态增强在鉴别前列腺良恶性病变中的应用［J］.中国医学计算机成像杂志，2013，19（4）：342-345.

［10］任静，宦怡，赵海涛，等.磁共振动态增强扫描SI-T曲线对前列腺良恶性病变的鉴别诊断［J］.实用放射学杂志，2006，22（9）：111-114.

［11］陈自谦，吴道清，倪萍. MR动态增强和扩散加权成像对前列腺良恶性病变的评价［J］.临床影像技术，2011，26（1）：140-143.

［12］李鹏，杨文君，陈志强，等.动态增强MRI诊断前列腺中央腺体癌和不同类型前列腺增生［J］.中国医学影像技术，2013，29（6）：962-966.

［13］Sciarra A，Panebianco V，Ciccariello M，et al. Magnetic resonance spectroscopic imaging（1H-MRSI）and dynamic contrastenhanced magnetic resonance（DCE-MRI）：pattern changes from inflammation to prostate cancer［J］. Cancer Invest，2010，28：424-432.

［14］倪新初，沈钧康，陆之安，等.前列腺癌与良性前列腺增生症的MR动态增强与血管生成的相关性研究［J］.中国放射学杂志，2005，39（1）：54-59.

［15］Jeffrey J，Fergus V，Jeffry P，et al. High-grade prostatic intraepithelial neoplasia in patients with prostate cancer：MR and MR spectroscopic imaging features--initial experience［J］. Radiology，2007，242：483-489.

Diagnostic value of dynamic contrast-enhancement MRI in prostate diseases

CUI Wanting，QIAN Lixia.

Department of Imaging，Shanxi Academy of Medical Sciences Shanxi Dayi Hospital，Taiyuan，030032，China.

［Abstract］Objective：To evaluate the value of MRI dynamic contrast-enhancement（DCE-MRI）in diagnosis of prostatic carcinoma（PCa）、high-grade prostatic intraepithelial neoplasia（HGPIN）and benign prostatic hyperplasia（BPH）. Methods：MRI and DCE-MRI data of 23 patients with PCa、41 patients with BPH and 13 patients with HGPIN proved by pathology were analyzed retrospectively. Analyzing the characteristics of T2WI and DCE-MRI、signal intensity-time curve. Time to minimum（Tmax），whole enhancement degree（SImax）and maximum slope（Rmax）of the curve were calculated，and the differences of Tmax、SImax、Rmaxbetween sBPH、mBPH、and HGPIN were compared. Results:Tmaxfrom high to low was PCa、HGPIN、mBPH、sBPH（P=0.000）respectively. SImaxfrom high to low was sBPH、PCa、mBPH、HGPIN（P=0.000）. Rmaxfrom high to low was sBPH、mBPH、PCa、HGPIN（P= 0.000）. Conclusion：DCE-MRI is very helpful to diagnose and differentiate benign and malignant diseases of prostates.

［Key words］Magnetic resonance imaging；Prostatic neoplasms；High-grade prostatic intraepithelial neoplasia；Prostatic hyperplasia

收稿日期（2015-10-20）

［通信作者］钱丽霞，E-mail：lixiaq@126.com。

DOI：10.3969/j.issn.1672-0512.2016.03.012