DWI及动态增强MRI定量检测在前列腺癌诊断中的应用

王海宝，刘　灿，贾　媛，马　宁，吴津明



·影像医学·

DWI及动态增强MRI定量检测在前列腺癌诊断中的应用

王海宝，刘灿，贾媛，马宁，吴津明

目的：探讨弥散加权成像(DWI)和动态增强MRI (DCE-MRI)定量检测在前列腺良恶性病变鉴别诊断中的价值。方法：回顾性分析15例前列腺DWI和DKtransCE-MRI定量参数，包括表观扩散系数(ADC)、容积转运常数Ktrans、回流速率常数kep、血管外细胞外间隙体积比(ve)值。并运用SPSS进行统计学分析。结果：前列腺癌癌灶和增生灶的ADC、Ktrans和kep值分别为(1.21±0.26)mm2/s和(0.83±0.32)mm2/s、(0.45±0.22)min-1和(0.17±0.08)min-1、(0.95±0.44)min-1和(0.49±0.26)min-1，差异均有统计学意义(P<0.01)。结论：ADC、Ktrans、kep值在前列腺良恶性病变中存在显著不同，DWI和DCE-MRI定量评估对前列腺良恶性病变的鉴别具有一定的价值。

前列腺肿瘤；动态增强磁共振；弥散加权成像；定量评估

前列腺癌系中老年男性的最常见死亡原因之一。近年来前列腺癌发病率呈逐渐上升趋势,其早期诊断、早期治疗是影响预后的重要因素。随着MRI多种技术的发展，弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)和动态增强扫描MRI(dynamic contrast-enhanced MRI,DCE-MRI)运用于前列腺癌的鉴别尤其值得关注。本文对术前MRI诊断并术后病理证实的15例前列腺癌患者的DWI和DCE-MRI扫描相关资料进行总结，分析其影像学表现特征，探讨DWI及DCE-MRI定量评估在前列腺癌诊断中的价值。

1　材料与方法

1.1材料收集我院2011年1月至2016年5月15例术前MRI诊断及术后病理或穿刺活检证实的前列腺癌患者临床及MRI影像学资料。年龄58～80岁，12例患者主要表现为进行性排尿困难，3例因体检发现前列腺特异性抗原(PSA)增高就诊。

1.2方法

1.2.1MRI扫描采用GE HDxt 3.0T及MR750W 3.0T超导型磁共振扫描仪，8通道腹部相控阵线圈。扫描序列依次包括：(1)常规平扫。包括轴位FSE T1WI (TR 540 ms,TE 7.4 ms，矩阵352×192，2次平均)和脂肪抑制FSE T2WI (TR 4 400 ms，TE 132.9 ms，矩阵 320×224，4次平均)，两扫描序列：层厚4.0 mm，层间隔1.0 mm，FOV 300 mm×300 mm。(2)DWI轴位扫描。单次激发SE-EPI序列，b值取1 500 s/mm2，TR/TE 5 200 ms/74.3 ms，层厚4.0 mm，层间隔1.0 mm，矩阵96×130，FOV 300 mm×300 mm， NEX 8。(3)动态增强扫描。使用轴位T1WI容积采集序列(M3D- LAVA)，TR/TE/TI 5.4 ms/2.0 ms/5.0 ms，矩阵 320×224，FOV 320 mm×288 mm。增强造影剂使用马根维显(Gd-DTPA)，经静脉注射15 mL，增强前先扫描2个空白时相，然后开始注射造影剂，再连续扫描18个时相，单个时相9 s。(4)常规增强扫描。使用轴位T1WI容积采集序列(M3D-LAVA)，然后生成横、矢、冠三方向三维重建图像。

1.2.2图像数据分析在GE ADW4.4工作站上，观察病灶的形态、大小、数目、边缘、信号特点、周围情况及有无淋巴结转移。使用Functool4.3软件包进行功能图像后处理。分别在DWI和DCE-MRI图像上，于病灶区(癌灶)和病灶对侧(增生灶)手工勾画相应的兴趣区(见图1)，获取对应的ADC值及 时间-信号强度曲线(time-signal intensity curve,TIC)图像。判断TIC曲线类型：缓慢上升型(Ⅰ型)，平台型(Ⅱ型)，速升速降型(Ⅲ型)[1]。

运用DCE@urLAB v1.0软件包进一步分析DCE-MRI数据[2]。首先选定右侧股动脉，获得AIF曲线模型，再手工绘制癌灶、对侧增生灶感兴趣区(region of interest,ROI)(同上)。采用Extended Tofts Linear双室模型，设置血浆T1为1 600 ms，软组织T1为1 580 ms。获得动态增强的药代动力学容积转运常数(Ktrans)、回流速率常数(kep)、血管外细胞外间隙体积比(ve)参数图谱，并获取相关参数值。

1.3统计学方法采用配对t检验和秩和检验。

2　结果

TIC曲线为Ⅲ型10例,Ⅱ型5例，无Ⅰ型。增生灶多逐渐强化，多数未达峰值。15例前列腺癌的对侧增生灶TIC曲线为Ⅰ型8例，Ⅱ型6例，Ⅲ型1例(见图1)。癌灶和增生灶的TIC曲线类型Ⅰ型和Ⅲ型间差异有统计学意义(T=145，P<0.01)。2组的Ktrans和kep值差异均有统计学意义(P<0.01)，而ve值差异无统计学意义(P>0.05)(见表1)。

3　讨论

前列腺癌是男性泌尿生殖系统恶性肿瘤中较常见的疾病之一，55～80岁好发。本组年龄范围为58～80岁。主要临床表现进行性排尿困难等。好发于外周带[3]。本组15例前列腺癌患者，9例(60%)癌灶位于外周带。前列腺癌早诊断、早治疗对于患者预后起着至关重要的作用。既往主要通过超声等影像手段进行检测，从形态学上对病变性质进行判断。MRI具有软组织分辨率高，可多方位、多参数检测的优势。多模态MRI联合运用，对前列腺癌的早期诊断、分期评估和鉴别诊断具有重要价值。本文DCE-MRI结果显示，增强早期多数癌灶呈明显强化，增强晚期强化反而较增生灶明显减弱。增生灶多逐渐强化，多数未达峰值。

表1　前列腺癌癌灶和对侧增生灶DCE定量比较

恶性度较高的前列腺癌毛细血管通透性大，造影剂容易快速通过血管壁进入周围组织间隙，局部血流容积增加，从而导致MRI信号快速上升，同时造影剂也容易快速从周围组织返回血管内流出，TIC显示为Ⅲ型曲线为主，即速升速降特点。本组病例中，TIC曲线为Ⅲ型9例,Ⅱ型6例，无Ⅰ型。低度恶性或良性肿瘤毛细血管壁相对较为完整，造影剂通过相对较慢，呈逐渐强化方式，TIC以Ⅰ～Ⅱ型曲线为主。本组15例前列腺癌的增生灶TIC曲线为Ⅰ型8例，Ⅱ型6例，1例Ⅲ型。既往研究[4]显示，根据TIC曲线，DCE-MRI对前列腺癌的诊断敏感性和特异性分别为59%和74%。

DCE-MRI对前列腺癌鉴别诊断的定量分析法需通过Tofts模型衍生的扩展Tofts线型(Extended Tofts Linear)双室模型进行数学计算[5]，得出一系列药代动力学参数，可反映血管的通透性。其中，Ktrans即转运常数，为单位时间内对比剂从血浆经毛细血管壁进入组织间隙的剂量。kep即速率常数，为单位时间内对比剂从组织间隙返回血管内的剂量。ve为血管外细胞外间隙体积比，三者的函数关系：kep=Ktrans/ve。本研究显示前列腺癌癌灶较对侧增生灶的Ktrans、kep值显著升高，分别为(0.45±0.22)min-1和(0.95±0.44)min-1。这可能与肿瘤组织血管生成速度过快，毛细血管血管壁不成熟，其内皮细胞间隙较正常细胞间隙大有关，从而导致肿瘤血管的通透性增大[6-7]。

DWI可以活体检测水分子弥散情况， ADC值可以反映组织细胞的密度大小,细胞密度越大,水分子扩散越受到限制,DWI呈高信号，ADC下降。既往研究[8]报道，DWI结合T2WI检测前列腺癌，敏感性达54%～98%，特异性达58%～100%。本组病例结果显示，b取1 500 s/mm2时，ADC值为(0.83±0.32)×10-3mm2/s，与国内相关研究报道基本一致，对恶性前列腺肿瘤诊断的特异性较高。研究[9]显示，DCE-MRI联合DWI对前列腺癌检测的敏感性达87%，特异性达74%。

综上所述，DWI和DCE-MRI用于前列腺癌的量化评估，可以提供丰富的鉴别诊断信息，为临床治疗方案的选择提供依据，具有重要价值。结合病变形态学改变、DCE-MRI的TIC曲线形态、Ktrans、kep和DWI的ADC值，有利于鉴别前列腺的良恶性病变。

[1]潘云雷，张辉，李祖银，等．3.0T DCE-MRI 与DWI对前列腺癌的诊断价值及与前列腺特异性抗原的相关性[J].安徽医科大学学报，2012,47(10):1201．

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(本文编辑卢玉清)

The application value of the quantitative detection of diffusion weighted imaging and dynamic contrast-enhanced MRI in the diagnosis of prostate cancer

WANG Hai-bao,LIU Can,JIA Yuan,MA Ning,WU Jin-ming

(DepartmentofRadiology,TheFirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,HefeiAnhui230022,China)

Objective:To explore the value of quantitative detection of diffusion weighted imaging(DWI) and dynamic contrast-enhanced MRI(DCE-MRI) in the differentiation diagnosis of malignant and benign lesions of prostate.Methods:The quantitative parameters of DWI and DCE-MRI in 15 cases with prostate cancer were retrospectively analyzed.The quantitative parameters included the ADC,Ktrans,kepandve,and which was statistically analyzed by SPSS.Results:The values of the ADC,Ktransandkepin malignant lesion and benign lesion of prostate were (1.21±0.26) mm2/s and (0.83±0.32)mm2/s,(0.45±0.22)min-1and (0.17±0.08)min-1,and(0.95±0.44) min-1and (0.49±0.26)min-1,respectively,the difference of which was statistically significant(P<0.01).Conclusions:The values of the ADC,Ktransandkepbetween malignant lesion and benign lesion of prostate are different,and the quantitative assessment of DWI and DCE-MRI has certain value in the differentiation diagnosis of malignant lesion and benign lesion of prostate.

prostate neoplasms;dynamic contrast-enhanced MRI;diffusion weighted imaging;quantitative assessment

2016-06-08

国家自然科学基金项目(8171326)

单位] 安徽医科大学第一附属医院 放射科，安徽 合肥 230022

[作者简介] 王海宝(1971-)，男，博士，副主任医师.

1000-2200(2016)09-1234-03

R 737.25

ADOI:10.13898/j.cnki.issn.1000-2200.2016.09.037