前列腺癌、增生结节及外周带非癌组织在3.0T MR动态增强灌注成像中的强化表现

景国东， 金爱国， 吴骋， 张盼盼， 王振， 陈玉坤， 王莉， 陆建平， 汪剑



·腹部影像学·

前列腺癌、增生结节及外周带非癌组织在3.0T MR动态增强灌注成像中的强化表现

景国东， 金爱国， 吴骋， 张盼盼， 王振， 陈玉坤， 王莉， 陆建平， 汪剑

目的：探讨动态增强磁共振灌注成像(DCE-MRPI)及定量分析对前列腺良恶性病变的诊断价值。方法：经手术病理证实的35例前列腺癌和23例前列腺增生患者在术前均行常规MRI和DCE-MR灌注成像检查。共采集216个兴趣区的数据，包括前列腺癌结节87处，前列腺增生结节75处，外周带非癌组织54处。在相应的灌注参数图上分别测量各兴趣区的Ktrans和Kep值，并比较三类组织之间的差异，并对其强化曲线类型进行分析。结果：前列腺癌结节、增生结节及外周带非癌组织之间比较，Ktrans和Kep的差异均有统计学意义(χ2=152.54和111.84，P<0.001)；前列腺癌结节呈高灌注，外周带非癌组织呈低灌注，增生结节介于两者之间，仅26.7%的增生结节呈高灌注。前列腺癌主要强化方式为速升速降型(62/87)和速生缓降型(24/87)；前列腺增生结节的强化方式为速升缓降型(22/75)、速升平台型(20/75)、缓升平台型(22/75)、缓慢上升型(11/75)；外周带非癌组织主要强化方式为缓升平台型(37/54)和缓慢上升型(15/54)。结论：磁共振动态增强灌注成像及定量分析在鉴别前列腺良恶性结节中具有较高的临床价值。

磁共振成像； 动态增强扫描； 灌注成像； 前列腺肿瘤； 前列腺增生； 鉴别诊断

前列腺癌是男性常见的恶性肿瘤，在全球男性癌症死亡人数中居第二位[1]。磁共振成像具有较好的软组织对比度，但是常规MRI在前列腺癌定位和定性诊断中存在不足。因此，需要新的MRI技术应用于前列腺良恶性病变的诊断，而磁共振动态增强灌注成像(DCE-MR perfusion imaging)是近几年开始应用于临床的一种新的功能成像技术。本文旨在探讨该技术对前列腺肿瘤的诊断价值。

材料与方法

1.一般资料

搜集我院2013年6月-2014年1月共58例前列腺疾病患者的病例资料，所有患者行常规MRI及DCE-MRI检查。其中前列腺癌35例，年龄58～82岁，血清前列腺特异抗原(prostate specific antigen，PSA)水平11.8～>100 ng/ml；前列腺增生23例，年龄52～76岁，PSA水平4.75～18.6 ng/mL，所有患者均经手术病理证实。纳入标准：①前列腺穿刺至少1个月后行MRI检查，检查前未进行过放射治疗及内分泌治疗；②无前列腺炎等并发症；③病灶直径>0.5 cm；④于我院行磁共振检查后行前列腺癌根治术。

2.检查方法

使用Siemens Skyra 3.0T MR成像仪和18通道相控阵体表线圈，扫描中心位于耻骨联合上方约2 cm处。常规MRI扫描序列为横轴面、矢状面和冠状面2D TSE T2WI。

DCE-MRI扫描：对比剂选用，第一个扫描周期结束时经肘前静脉注射对比剂Gd-DTPA，流率3.0 mL/s，总量30 mL，随后注射30 mL生理盐水冲管。共75个扫描周期，每个周期6 s，扫描时间7 min 30 s；采用T1加权压脂序列，扫描参数：TR 4000 ms，TE 104 ms，视野18 cm×18 cm，层厚3.0 mm，层间距0 mm，层数21，矩阵384×384，翻转角134°，回波链长度18，激励次数1。灌注扫描注射对比剂之前，先平扫两个周期T1-mapping，用于T1值的计算。Ktrans和Kep由Siemens Syngo Multi Modality Workplace Tissue 4D后处理软件获得，根据前列腺癌根治术后标本的取材位置，在相应部位勾画兴趣区。

3.统计学分析

使用SPSS 20.0软件进行统计分析。对指标先进行方差齐性检验，因方差不齐，采用Kruskal-Wallis检验比较前列腺癌组织与非癌组织的Ktrans和Kep值的差异，P<0.05为差异有统计学意义。

结　果

本研究共采集216份组织，其中前列腺癌结节87份，前列腺增生结节75份，外周带非癌组织54份。前列腺癌结节、增生结节及外周带非癌组织的Ktrans和Kep的测量结果见表1。三组间Ktrans和Kep的差异均有统计学意义(χ2Ktrans=152.54，P<0.001；χ2Kep=144.84，P<0.001)。

表1　Ktrans和Kep值的测量结果

注：因Ktrans和Kep值非正态分布，故采用中位数进行数据分析，括号内为四分位数间距。

前列腺癌结节呈高灌注，外周带非癌组织呈低灌注，增生结节介于两者之间(图1～3)。强化表现方式为速升缓降型的前列腺增生结节和癌结节的Ktrans值和Kep值的测量结果见表2。两组间Ktrans值的差异有统计学意义(χ2=15.26，P<0.001)，而Kep值的差异无统计学意义(χ2=0.83，P=0.364)。

根据时间-信号强度曲线的形态将其分为5种类型(图1d、2d、3h)。前列腺癌主要强化方式为速升速降型(62/87)、速升缓降型(24/87)；前列腺增生结节主要强化方为速升缓降型(22/75)、速升平台型(20/75)、缓升平台型(22/75)和缓慢上升型(11/75)；外周带非癌组织主要强化方式为缓升平台型(37/54)和缓慢上升型(15/54)。

表2　呈速升缓降型强化的前列腺病变的Ktrans和Kep值

注：因Ktrans和Kep值非正态分布，故采用中位数进行数据分析，括号内为四分位数间距。

讨　论

磁共振灌注成像是一种新的功能成像技术，可以无创性反映肿瘤血管密度和通透性，动态观察肿瘤组织的血流灌注，分析肿瘤组织的血供特点[2]。与常规MRI成像相比，DCE-MRI能明显提高对前列腺癌的诊断准确性，并且DCE-MRI在中低分化前列腺癌的诊断中更具优势[3]。DCE-MRI药代动力学模型定量分析主要参数有容积转换常数(Ktrans)、速率常数(Kep)和血管外细胞外容积分数(Ve)，有研究结果显示Ve在前列腺不同组织中的差异无统计学意义，对前列腺癌的诊断价值不大[4]，因此本研究中只分析了灌注参数Ktrans和Kep。DCR-MRI可以间接反映前列腺癌病灶内微血管密度的增加，表现为肿瘤组织呈高灌注，而组织微血管密度增加同样可见于良性前列腺增生结节和前列腺上皮内瘤变。前列腺癌组织微血管密度要高于正常外周带组织，但与前列腺增生结节存在部分重叠；而且微血管密度与组织学分级有关，可作为判断特定疾病的生存率与治疗结果的一个预后因素[5]。

许多研究证实与周围正常组织相比，前列腺癌组织在DCE-MRI扫描呈早期明显强化，而且Ktrans和Kep在前列腺癌组织与正常组织间存在显著性差异[6-7]。在本研究中，我们定量分析前列腺不同组织的强化表现，将兴趣区的时间-信号强度曲线分为五型：Ⅰ型为速升速降型，主要见于前列腺癌结节；Ⅱ型为速升缓降型，主要见于前列腺癌结节和前列腺增生结节；Ⅲ型为速升平台型，主要见于前列腺增生；Ⅳ型缓慢上升型主要见于外周带非癌组织、少数前列腺增生结节；Ⅴ型为缓升平台型，主要见于前列腺增生和外周带非癌组织。本组分型与以往部分学者的分型略有不同，他们将前列腺组织强化曲线分为四种类型：Ⅰ型速升速降型，Ⅱ型速升缓降型，Ⅲ型平台型，Ⅳ型持续缓升型[5，8]。

本研究结果显示，前列腺癌结节、增生结节及外周带非癌组织间Ktrans和Kep的差异均有统计学意义(P<0.001)；前列腺癌结节主要呈高灌注，外周带非癌组织为低灌注，增生结节介于两者之间，26.7%的增生结节表现为高灌注。前列腺癌在DCE-MRI的早期表现为快速显著强化，强化程度明显高于前列腺增生及正常前列腺组织，并且反映前列腺癌组织血管密度的Ktrans和Kep值均高于正常前列腺组织及前列腺增生组织[9-11]。

由于前列腺癌血供丰富，动态增强扫描呈快进快出的表现，主要见于Ⅰ型强化曲线，前列腺良性病变多表现为缓慢持续的强化，强化曲线见于Ⅲ～Ⅵ，而Ⅱ型强化曲线均可见于良恶性结节。Padhani等[12]通过半定量分析研究发现，前列腺癌组织与前列腺增生强化类型存在重叠，部分前列腺增生结节与癌结节强化曲线表现为快速上升缓慢下降。同样Oyen等[13]研究发现，部分前列腺增生与前列腺癌组织中微血管密度相似，组织的强化表现与其微血管密度有关。因此，前列腺增生结节和前列腺癌的强化模式部分重叠。本研究中对表现为Ⅱ型强化曲线的良恶性结节进行比较，结果显示Ktrans值的差异有统计学意义，而Kep值的差异无统计学意义，对这种强化类型的结节的鉴别诊断需借助于其它方法，需要临床上不断更新技术，提高MRI诊断前列腺癌的性能。Kim等[15]对前列腺癌进行DCE-MRI检查，发现癌组织的强化率高于非癌组织，这一指标对前列腺癌的诊断效能要优于T2WI，诊断前列腺癌的敏感度为96%、特异度为82%，而单独应用T2WI时敏感度和分别为65%和60%；他们还发现前列腺癌与非癌组织的强化率有较大的重叠。与本研究中不同之处是，之前的研究多是半定量分析，而本研究通过对组织灌注情况进行定量分析，将组织灌注图像与其强化曲线相结合，结果显示组织灌注高低与强化曲线密切相关，二者在前列腺诊断中均具有较高价值。同时我们把强化曲线的类型进一步细分，将平台型分为速升平台型和缓升平台型，反映了前列腺增生组织与外周带非癌组织的不同表现。

DCE-MRI在前列腺癌诊断应用越来越广泛，随着后处理软件的不断更新及广泛应用，可能会起到重要作用。而且，DCE-MRI与其它功能成像方法的联合应用，如扩散加权成像和波谱成像等，能够提供更多的肿瘤生理和代谢方面的信息。本研究中存在一些不足之处，例如患者样本量不够大，在今后的工作中将搜集更多病例的数据以进一步提高此研究的准确性。

DCE-MRI作为功能成像的一部分，与其相应的药物动力学模型和参数在前列腺癌诊断中应用越来越广泛，与常规MRI相比，它在前列腺癌的诊断、定位和分期中具有较高临床价值。

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Prostate cancer,hyperplastic nodules and peripheral zone:manifestations of contrast enhanced perfusion imaging using 3.0T MR scanner

JING Guo-dong,JIN Ai-guo,WU Chen,et al.Department of Radiology,Changhai Hospital,the Second Military Universtiy,Shanghai 200433,China

Objective:To assess the diagnostic value of dynamic contrast enhanced MR perfusion imaging (DCE-MRPI) with quantitative analysis using 3.0T MR scanner for benign and malignant lesions.Methods:35 patients with prostate cancer and 23 patients with prostate hyperplasia underwent conventional MRI and DCE-MRPI scan,and DCE-MRI data of totally 216 valid regions of interest (ROIs) were selected and analyzed,including 87 prostate cancer foci,75 benign prostatic hyperplasia nodules and 54 non-cancer tissues in the peripheral zone.The values of perfusion parameters including Ktransand Kepwere measured,dynamic enhanced curve types were obtained,and the difference of these three indexes among the three types of ROIs were compared statistically.Results：There was significant difference in Ktrans(χ2=152.54,P<0.001) and Kep(χ2=111.84,P<0.001) among the prostate cancer,prostatic hyperplasia nodules and non-cancer tissue in the periphe-ral zone.Prostate cancer showed high perfusion,the non-cancer tissue in the peripheral zone showed low perfusion,and prostatic hyperplasia nodules showed medium perfusion including 26.7% nodules of high perfusion.DCE curves of prostate cancers were mainly fast-increase and fast-decrease pattern (62/87) and fast-increase and slow-decrease pattern (24/87);those of hyperplasia nodules were fast-increase and slow-decrease (22/75),fast increase-platform (20/75),slow rising-platform (22/75) and slow rising (11/75) pattern;and those of the non-cancer tissue in the peripheral zone were slow rising-platform (37/54) and slow rising (15/54) pattern.Conclusion：DCE-MRI with quantitative analysis can play a significant role in diagnosis and differential diagnosis of benign and malignant prostate nodules.

Magnetic resonance imaging； Dynamic contrast-enhanced imaging； Perfusion imaging； Prostate neoplams； Prostatic hyperplasia； Differential diagnosis

200433上海，第二军医大学附属长海医院放射科(景国东、金爱国、王振、陈玉坤、王莉、陆建平、汪剑)，统计教研室(吴骋)；200433北京，北京中日友好医院急诊科(张盼盼)

景国东(1984-)，男，山东人，硕士，住院医师，主要从事前列腺癌的磁共振诊断工作。

汪剑，E-mail：wjatsh@163.com

长海医院“1255”学科建设计划(CH125520803)

R445.2； R737.25

A

1000-0313(2016)08-0756-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.08.019

2016-01-05

2016-03-14)