多模态MRI技术对早期前列腺癌的应用研究

章绪辉，梁 文，全显跃，张序昌，林 婷

（南方医科大学珠江医院放射科，广东 广州 510280）

多模态MRI技术对早期前列腺癌的应用研究

章绪辉，梁 文，全显跃，张序昌，林 婷

（南方医科大学珠江医院放射科，广东 广州 510280）

目的：探讨多模态MRI技术对早期前列腺癌的诊断价值。方法：收集行前列腺MRI检查的前列腺疾病患者100例，以病理学诊断为金标准，所有患者均行T2WI、DWI和DCEI检查。组合上述3种检查形成以下4种方案：方案1：T2WI；方案2：T2WI+DWI；方案3：T2WI+DCEI；方案4：T2WI+DWI+DCEI。对影像与病理对照结果进行ROC曲线分析，Z检验比较各组方案的曲线下面积（AUC），并计算各组方案的敏感度、特异度和准确度。结果：4种检查方案中，方案4的诊断敏感度、特异度及准确度最高，分别为92.6%、87.0%及90%，方案1的诊断敏感度、特异度及准确度最低，分别为68.5%、63.0%及66%。各组方案AUC值从大到小依次为：方案 4：0.916、方案 2：0.908、方案 3：0.870、方案 1：0.697，方案1与方案2、方案 3及方案 4间的 AUC值比较均有统计学差异（P＜0.05），方案 2、方案 3及方案 4间两两比较 AUC值均无统计学差异（P＞0.05）。结论：T2WI+DWI，T2WI+DCEI和T2WI+DWI+DCEI对早期前列腺癌均有较高的诊断价值，其中T2WI+DWI较T2WI+DCEI临床应用价值更高，而T2WI+DWI+DCEI诊断能力最强。

前列腺肿瘤；磁共振成像

前列腺癌是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤，在我国前列腺癌的发病率在近年来不断上升[1]。MRI是无创性检查前列腺癌的首选方法，由于T2WI、DWI、DCEI及 MRSI等在单独应用于早期前列腺癌时有其局限性，综合多模态MRI技术，可以相互弥补和印证，但如何联合这些MRI技术，应用何种诊断标准以及诊断效能的评价，文献报道并不一致[2-4]。本研究拟联合应用T2WI、DWI和DCEI三种成像技术，诊断标准参照2012年欧洲泌尿放射学会推出的前列腺影像报告数据系统（PI-RADS）[5]，探讨多模态MRI技术对早期前列腺癌的诊断价值，期望为临床提供一种诊断效能更高、更简单实用的检查方法。

1 材料和方法

1.1 临床资料

收集我院2012年8月—2015年10月期间行多模态MRI检查的前列腺疾病患者100例，均为男性。 患者年龄 52～83岁，平均（68.9±7.5）岁。 患者纳入标准：①T2WI提示病灶局限在前列腺包膜内；②MRI检查前从未做过前列腺穿刺检查和放射治疗、内分泌等治疗；③全部病例结果行前列腺穿刺活检病理确诊，且在MRI检查后一周内获得。

1.2 MR检查

采用Philips公司Archieve 3.0T超导性磁共振扫描仪，16通道SENSE XL Torso线圈。

T2WI检查：采用快速自旋回波序列（TSE），横轴位、 冠状位 SPIR 抑脂 T2WI，TR：1 483 ms，TE：70 ms，层厚5.0mm，层间距1.0mm，FOV为240mm×240mm，矩阵为 256×256。

DWI检查：采用自旋平面回波序列（EPI），b 值采用 0 s/mm2和 1 000 s/mm2，TR：2 000 ms，TE：58 ms，层厚 3.0 mm， 层间距：1.0 mm，FOV为 230 mm×230 mm，矩阵为256×256。将DWI数据传输到MR后处理工作站自动生成ADC图。

DCEI检查：采用3D快速场回波序列，注射对比剂前先平扫8期，动态增强扫描开始同时用双筒高压注射器经静脉以0.1 mL/kg团注对比剂Gd-DTPA，流率2.5 mL/s，随之冲入生理盐水15 mL冲冼。TR：5.5 ms，TE：1.7 ms，层厚 6.0 mm，层间距 0 mm，FOV 为 230 mm×230 mm，矩阵为 256×256，翻转角15°，连续扫描96期，每期20层，单期扫描时间2.9s。

1.3 MRI图像分析

组合三种MRI检查方法形成以下4种方案：方案 1：T2WI；方案 2：T2WI+DWI；方案 3：T2WI+DCEI；方案4：T2WI+DWI+DCEI。由两位磁共振专家采用盲法共同阅片，意见不同时经协商达成一致。

诊断标准参照2012年欧洲泌尿放射学会推出的前列腺影像报告数据指南：1分，肯定没有癌；2分，可能没有癌；3分，不确定；4分，可能是癌；5分，肯定是癌；评分1、2分判定为非癌灶，3～5分判定为癌灶。

各序列的诊断评分标准如下：①T2WI外周带：1分，均匀高信号；2分，边界不清的线状、楔形或地图样低信号；3 分， 非 1、2、4、5 分的中间表现；4 分，局限在外周带内散在、均匀的低信号灶或肿块；5分，散在、均匀的低信号灶，侵犯包膜或向包膜外扩展。②T2WI移行带：1分，不均匀结节信号，边界清楚；2分，边界清楚的均匀低信号灶；3 分，非 1、2、4、5 分的中间表现；4分，边界不清的均匀低信号灶；5分，同4，但累及前纤维基质或外周带前角，呈透镜状或水滴形。 ③DWI（b=1 000 s/mm2）：1 分，DWI信号未增高，ADC信号未见减低；2分，DWI信号稍增高，ADC信号稍减低，呈弥漫性、线样、三角形或地图样；3 分，非 1、2、4、5 分的中间表现；4 分，局灶性结节，DWI呈等信号，ADC呈低信号；5分，局灶性结节或肿块，DWI呈高信号，ADC呈低信号。④DCEI：1分，病灶呈渐进性强化（流入型）；2分，病灶呈早期明显强化，延迟期病灶信号未见明显减退（平台型）；3分，病灶呈早期明显强化，延迟期病灶信号明显减退（流出型）；其中平台型、流出型中，局灶性强化病灶加1分，不对称病变及位于特殊部位病灶加1分。对T2WI、DWI及DCEI的独立诊断分值求平均值取整数作为联合检查方案的综合评分，并采用以下方法校正[6]：当任一评分是5分时，即对综合评分加1分；当任一独立评分时1分时，即对综合评分减1分（图 1，2）。

1.4 统计学方法

［1］陈新谦，金有豫主编 .新编药物学［M］.第13版.北京:人民卫生出版社，1992:181-184.

图1 前列腺左侧外周带癌。图1a：T2WI示左侧外周带见一低信号结节；图1b：DWI图示左侧外周带结节呈高信号；图1c：ADC图示左侧外周带结节呈低信号；图1d：MRI动态增强早期示左侧外周带结节明显强化；图1e：MRI动态增强延迟期示强化结节信号明显减低。Figure 1. Prostate cancer of the left PZ.Figure 1a：The T2WI showed abnormal hypointense area in the left PZ.Figure 1b：The DWI image showed hyperintense area in the left PZ.Figure 1c：The ADC image showed hypointense area in the left PZ.Figure 1d：The DCE-MRI soon after contrast showed early and strong enhancement of lesion in the left PZ.Figure 1e：In later DCE-MRI acquisitions,the lesion exhibited obviously washout.

图2 前列腺中央腺体癌。图2a：T2WI示两侧中央腺体见稍低信号结节；图2b：DWI图示两侧中央腺体结节呈高信号；图2c：ADC图示两侧中央腺体结节呈低信号；图2d：MRI动态增强早期示中央腺体结节明显强化；图2e：MRI动态增强延迟期示强化结节信号明显减低。Figure 2. Prostate cancer of the central gland.Figure 2a：T2WI showed slightly hypointense area in the bilateral central gland.Figure 2b：The DWI image showed hyperintense area in the bilateral central gland.Figure 2c：The ADC image showed hypointense area in the bilateral central gland.Figure 2d：The DCE-MRI soon after contrast showed early and strong enhancement of lesion in the bilateral central gland.Figure 2e：In later DCE-MRI acquisitions,the lesion exhibited obviously washout.

采用SPSS 17.0软件包对各组检查方案的影像与病理对照结果进行ROC曲线分析，Z检验比较各组方案的曲线下面积（AUC），并计算各组方案的敏感度、特异度及准确度。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

100例患者中，早期前列腺癌54例，前列腺增生46例。54例早期前列腺癌中，发生在外周带39例，中央腺体11例，外周带和中央腺体同时受累4例。46例前列腺增生患者中，合并慢性前列腺炎10例。

4种检查方案中，方案4的诊断敏感度、特异度及准确度最高，分别为92.6%、87.0%及90.0%，方案1的诊断敏感度、特异度及准确度最低，分别为68.5%、63.0%及66.0%。检查方案1～4诊断早期前列腺癌的 ROC AUC分别为 0.697、0.908、0.870和0.916，其中方案4的AUC值最大，方案1的AUC值最小。方案1分别与方案2、方案3及方案4比较AUC 值，差异均有统计学意义（P＜0.05），Z 值分别为3.409、2.629和 3.537，方案2、方案 3与方案 4之间两两比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。详见表1和图3。

3 讨论

前列腺解剖分带结构在T2WI上显示最好，因此T2WI对早期前列腺癌的准确定位具有重要价值，是前列腺MRI检查必不可少的基本成像方法。早期前列腺癌在T2WI上表现为局限于包膜内的低信号灶，但前列腺增生、炎症、瘢痕及出血等也可表现为低信号，特别是中央腺体的基质增生，导致T2WI对早期前列腺癌诊断敏感度及特异度不高[7-8]。本组研究中，T2WI对早期前列腺癌的诊断敏感度为68.5%，特异度为63.0%，准确度为66.0%，AUC值为0.697，诊断价值较低。

图3 4种MRI检查方案诊断早期前列腺癌的ROC曲线图。Figure 3. ROC curves of 4 kinds of MRI examination for early diagnosis of prostate cancer.

表1 4种不同MRI检查方案对早期前列腺癌的诊断效能

近年来，MR 功能成像如 DWI、DCEI、MRSI 等已广泛应用于前列腺癌的诊断，弥补T2WI诊断方面的不足。DWI反映活体组织中水分子的扩散状况。前列腺癌组织水分子扩散受限程度明显低于前列腺非癌组织，表现为DWI呈高信号，ADC图呈低信号。DCEI反应活体组织的血流动力学情况。肿瘤微血管密度是邻近正常组织的2倍，肿瘤血管通透性增高、细胞外间隙增大，因此前列腺癌常表现为早期明显强化，对比剂快速流出，延迟信号明显减低。MRSI以波谱曲线的形式和数值反映组织细胞的代谢情况。发生前列腺癌时，Cit浓度明显降低，Cho和Cre水平升高，Cho+Cre/Cit比值明显升高。为了提高前列腺癌的早期检出率及诊断准确率，目前多采用多模态MRI技术，即T2WI联合至少一种MR功能成像如 DWI、DCEI、MRSI等。 前列腺 MRSI检查需要内置直肠线圈，检查时间很长，患者对其难耐受，且不易配合，这不利于临床日常工作的开展。因此，本研究采用T2WI联合DWI、DCEI二种MR功能成像的多模态MRI方法。

多数文献研究结果表明多模态MRI技术诊断前列腺癌可以获得比T2WI更佳的诊断效果[9-10]。本组资料研究结果显示，T2WI+DWI的AUC值为0.908，T2WI+DCEI的 AUC 值为 0.870，T2WI+DWI+DCEI的AUC值为0.916，与 T2WI比较，这3种MRI联合检查方法均显著提高了对早期前列腺癌的诊断效能（P＜0.05），其中 T2WI+DWI+DCEI对早期前列腺癌的诊断效能最高，其次是T2WI+DWI，T2WI+DCEI诊断效能最低，尽管两两比较AUC值均无统计学差异（P＞0.05），但 T2WI+DWI、T2WI+DWI+DCEI对早期前列腺癌的诊断效能要优于T2WI+DCEI。DWI不仅扫描时间短，而且无需注射对比剂，DCEI则要注射对比剂，不仅增加了检查费用，而且延长了检查时间，因此T2WI+DWI是一种经济便宜、操作相对简单、临床诊断效能又高的早期前列腺癌MRI检查方法，也是最适合推广应用的一种检查方法，但要获得对早期前列腺癌最佳的诊断效果，则需选择T2WI+DWI+DCEI。

多模态MRI技术对前列腺癌的诊断标准和方法，目前文献报道并不一致。本研究采用的MRI诊断方法具有以下特点及优势：①本研究诊断标准参照2012年欧洲泌尿放射学会推出的前列腺影像报告数据系统（PI-RADS），此系统评分层次清楚，可操作性强，能够减少研究的主观性和随意性，有利于开展多中心临床研究和推广。②多数研究采用测量ADC值诊断前列腺癌，由于ADC值的测量受b值、扫描序列及工作软件等因素的影响，导致ADC值很难标准化，而且需要后处理分析获得。本研究则是直接观察DWI和ADC图的影像表现诊断前列腺癌，和测量ADC值比较，本方法简单、实用。③本研究DCEI时间分辨率2.9 s，连续动态期相96期，延迟时间接近300 s，能全面、完整的观察前列腺病变的动态增强改变，相对于其他研究应用软件获得前列腺疾病动态增强曲线，本方法更直观、方便。

总 之 ，T2WI+DWI，T2WI+DCEI 和 T2WI+DWI+DCEI对早期前列腺癌均有较高的诊断效能，其中T2WI+DWI是一种既经济方便、临床应用价值又高的早期前列腺癌检查方法，也是最适合推广应用的一种多模态MRI检查方法，而T2WI+DWI+DCEI的诊断能力最强。

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Application of multi-parametric magnetic resonance imaging in the diagnosis of early prostate cancer

ZHANG Xu-hui,LIANG Wen,QUAN Xian-yue,ZHANG Xu-chang,LIN Ting
(Department of Radiology,Zhujiang Hospital,Southern Medical University,Guangzhou 510280,China)

Objective:To evaluate the diagnostic value of multi-parametric MRI for early prostate cancer.Methods:One hundred patients with prostatic diseases were scanned with MRI,all cases were pathological diagnosis as the gold standard,and they underwent T2WI,DWI and DCEI.Four protocols were formed by combination of above three technologies：T2WI(protocol 1),T2WI+DWI(protocol 2),T2WI+DCEI(protocol 3),T2WI+DWI+DCEI(protocol 4).The image data was diagnosed and made contrast with pathological findings.The AUC value of each protocol in the diagnosis of prostate cancer was compared with Z-test,and the sensitivity,specificity and accuracy for each protocol were calculated.Results:In the four protocols,the sensitivity,specificity and accuracy for protocol 4 in the diagnosis of prostate cancer were the highest(92.6%,88.9%and 90%),the sensitivity,specificity and accuracy for protocol 1 were the lowest(68.5%,63.0%and 66%).The AUC value of 4 protocols in descending order：protocol 4(0.916),protocol 2(0.908),protocol 3(0.870)and protocol 1(0.697).There were significant differences in AUC values between protocol 1 and 2,protocol 1 and 3,protocol 1 and 4(P＜0.05).There were not significant differences in AUC values between protocol 2 and 3,protocol 2 and 4,protocol 3 and 4(P＞0.05).Conclusion:T2WI+DWI,T2WI+DCEI and T2WI+DWI+DCEI have highly diagnostic value for early prostate cancer,the clinical value of T2WI+DWI is higher than that of T2WI+DCEI,and T2WI+DWI+DCEI is the best diagnostic efficiency.

Prostatic neoplasms;Magnetic resonance imaging

R737.25；R445.2

A

1008-1062（2017）02-0116-04

2016-05-23；

2016-06-02

章绪辉（1975-），男，江西奉新人，副主任医师。xuhuizh1219@126.com

章绪辉，南方医科大学珠江医院放射科，510280。xuhuizh1219@126.com

广东省医学科学技术研究基金资助项目（A2015291）；广东省科技计划资助项目（2014A020212665）。