DCE-MRI定量参数结合DWI对前列腺癌的诊断价值

2017-08-16王永杰陈建华

中国医学计算机成像杂志 2017年3期

王永杰金彪吴斌陈建华陈峰

王永杰金彪吴斌陈建华陈峰

目的：探讨1.5T磁共振动态增强（DCE-MRI）定量参数及弥散加权成像(DWI)对前列腺癌的诊断价值。方法：收集我院74例经手术或穿刺活检病理证实的前列腺疾病患者，其中前列腺癌（PCa）32例，前列腺增生（BPH）42例。均行磁共振平扫、DCE-MRI和DWI扫描，参照MR图像及病理，选择感兴趣区（ROI）并测定DCE-MRI定量参数Ktrans、Kep、Ve及弥散加权表观弥散系数（ADC）值，分析两组间Ktrans，Kep，Ve值、DWI图像信号特点、ADC值，做统计学分析。结果：两组间Ktrans、Kep值差异有统计学意义（P＜0.05），Ve差异无统计学意义（P=0.63）；两组间DWI信号差异及ADC值差异均有统计学意义（P＜0.05）。DCE-MRI结合DWI-ADC值对Pca诊断的敏感度、特异度和准确度高于单纯的DCE-MRI或DWI检查。结论：DCE-MRI定量分析结合DWI成像及ADC值可有效提高对Pca的诊断效能。

前列腺癌；DCE-MRI；定量测量；ADC值

除CT扫描、直肠超声和前列腺特异性抗原（PSA）检测外，磁共振检查已成为前列腺疾病重要的无创检查手段［1-2］，但常规MRI检查仍难以鉴别部分前列腺良恶性病变［3-4］。本研究针对PCa及BPH患者采用1.5T磁共振行MR平扫、DWI扫描及DCE-MRI扫描，记录分析病灶DWI信号特征，在感兴趣区（ROI）内测量其ADC值及DCE-MRI定量参数 Ktrans、Kep、Ve值，探讨 DCE-MRI和DWI对前列腺良、恶性病变的鉴别诊断价值。

方法

1.临床资料

收集我院2015年5月-2016年10月期间74例经手术或穿刺活检病理证实的前列腺病患，其中Pca32例，BPH 42例，平均年龄（68.33±7.8）岁。纳入标准为：PSA异常升高（PSA＞4.1ug/L）；直肠指检前列腺扪及硬块或结节；B超显示前列腺有低回声区；磁共振检查前均为接受穿刺及治疗；均知情同意；均行磁共振行常MR扫描、DWI扫描及DCE-MRI扫描。

2.检查方法

采用GE Signa Excite 1.5T超导磁共振行常MR扫描、DWI扫描及DCE-MRI扫描。应用体部相控阵线圈，图像采集区域中心对准耻骨联合，所有病例行常规矢状位T2WI、横断位T2WI、横断位脂肪抑制T2WI (TR 3900ms、TE 85ms、矩阵256×256)，横断位 T1WI(TR 500ms、TE 11ms、矩阵 320×192)、DWI (TR 5000ms、TE 56ms、矩阵192×192)扫描，以上序列层厚为3mm，层间距 0mm，FOV 24mm×24mm。DCE-MRI以0.1mmol/kg，流速 2.5ml/s为标准高压团注钆双胺注射液（欧乃影），随后注射20ml生理盐水冲洗。用3DFSPGR序列先平扫三组作为蒙片，之后行DCE-MRI，单期扫描时间13s，图像采集16个周期。TR 17 ms，TE 1.6ms，层厚 3.0mm，层间0mm，矩阵224×224，FOV230mm×230mm，翻转角15°。

3.图像及数据处理

两位有十余年诊断经验的医师分析所得的常规MRI和DCE-MRI图像，结合手术和穿刺病理结果，确明病变ROI，通过Omni Kinetics软件计算Ktrans、Kep、Ve值；使用 MRI自带工作站 AW4.2 Functool2测量ROI ADC值，ROI置于前列腺包膜内，避开前列腺周围脂肪，中央带和外周带交界，血管，钙化，出血区等；所有数值测量3次，取平均值。

4.统计学方法

采用SPSS16.0软件作统计学分析。计数资料比较采用χ2检验；计量Ktrans、Kep、Ve值及ADC值以表示，组间比较t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

结果

1.两组前列腺DWI信号表现（图1）

在前列腺DWI图像上，40例前列腺癌患者中，25例（78.1%）病灶表现为明显高信号，7例（21.9%）病灶表现为稍高信号。42例前列腺增生者中32例（76.2%）病灶表现为稍高信号，其余10例（23.8%）稍低、等或混杂信号。经χ2检验，两组DWI信号差异有统计学意义（P＜0.05）（表1）。

2.两组ADC值比较

经t检验，两组间ADC值差异有统计学意义（P＜0.05）（表2）。

表1 两组病变DWI信号改变

图1 前列腺癌。A.T1WI呈等低信号；B.T2WI呈等信号；C.FRFSE脂肪抑制 T2WI呈稍高信号；D.DWI呈高信号；E.DCE示结节早期强化；F.病理。

表2 两组ADC值比较

表3 两组Ktrans、Kep、Ve值

表4 3种MRI检查方法对前列腺癌的诊断效能

3.两组 Ktrans、Kep、Ve值比较

经t检验，Ktrans和Kep值在两组间差异有统计学意义(P＜0.05)，Ve结果无统计学意义(P=0.63)（表3）。

4.MG和CESM诊断效能的比较

见表4。

讨论

MR因其软组织分辨率高，可多相位成像等优点已在前列腺疾病的诊断和鉴别诊断中普遍应用，但磁共振常规T2WI主要靠观察病灶的信号和形态学改变，对Pca的诊断和鉴别诊断存在局限性［5-6］。

Pca在T2WI上主要表现为局灶性信号减低，但相当一部分良性病变也可有此表现，如BPH、前列腺炎、钙化、出血等［5］。DCE-MRI可无创评估病变组织、肿瘤等血管生理学变化及其灌注情况，主要通过注射对比剂后，观察和计算对比剂在组织和血管中的浓度变化来量化分析病变区微血管密度、血管通透性及细胞外间隙大小等参数，量化后的数据更有利于对前列腺良、恶性病变的诊断和鉴别诊断[7]。本研究通过Omni Kinetics软件计算得出一系列定量参数如Ktrans、Kep、Ve，Ktrans为对比剂容积转换常数，代表血管内对比剂渗透到血管外细胞外间隙的速率，它取决于单位体积血流量、毛细血管表面积及其渗透性[8-9]；Kep为对比剂由血管外细胞外间隙进入血管内的速率常数[8，10]；Ve细胞外间隙分数[9]。笔者研究显示两组间Ktrans和Kep值有统计学差异（P＜0.05），Ve值无统计学差异（P=0.63），这与程悦等[9]、方俊华等[11]研究结果一致，但关于Ve值有不同的研究结论，邱铁峰等[12]、史春雷等[13]认为两组间Ktrans、Kep和Ve值差异均有统计学意义。笔者分析认为本研究样本量偏少，所得数据准确性不足；部分病理结果是通过穿刺活检取得，可能遗漏微小病灶，结果存在假阴性；另外不同MR设备扫描参数、所用对比剂、图像测量软件、计算模型等都不尽相同，最终结果难以一致。但随着该研究的进展，扫描参数的规范和统一[14]，必将得出更准确的研究结论。

弥散加权成像(DWI)是目前观察活体组织、细胞内水分子扩散运状态的唯一方法，本研究中，DWI成像是基于前列腺组织内水分子布朗运动受限程度的不同，而得到不同信号的DWI图像来区分前列腺的良、恶性病变［15］。PCa中癌细胞增殖较快，癌组织代替正常腺体和间质，细胞排列紧密，间隙小，水分子活动受到限制，故DWI呈高信号，ADC值低；相反，前列腺增生中细胞数目并未增加，细胞形态变化不大，且排列相对规则，组织内水分活动自由或轻度受限，故DWI呈低信号，ADC值高。两者DWI图像信号和ADC值差异明显，可依据此表现鉴别前列腺良、恶性病变。本研究DWI图像上，40例PCa患者中，25例表现为明显高信号，7例表现为稍高信号；42例BPH患者中，32例表现为稍高信号，其余10例为稍低、等或混杂信号。两组DWI信号差异有统计学意义。

Gibbs等［16］最早提出ADC值在前列腺良、恶性组织中差异显著。本研究PCa ADC值明显低于BPH，也证实了ADC值对PCa的诊断和鉴别诊断价值。有报道称前列腺良、恶性病变ADC值有重叠［17］。笔者分析认为，当BPH以腺体增生为主时，其内腺体扩张并液体潴留，水分自由活动程度高，DWI信号低，ADC值高；间质增生为主时，胶原纤维和基质细胞较多，水分子自由活动受限制，DWI信号高，ADC值低。故BPH在DWI上可表现为稍高、稍低、等或混杂信号。另外，外周带的间质结节与结节状前列腺类似，都可导致ADC值降低［18］，也有报道称前列腺炎和PCa的ADC值存在重叠［19］。

本研究结果显示，在磁共振平扫基础上，DCEMRI定量分析结合DWI成像及ADC值对Pca的诊断效能较单纯使用DCE-MRI或DWI-ADC值要高，者与梁洁等［20］研究结果一致。

总之，DCE-MRI定量分析结合DWI成像及ADC值可有效鉴别Pca和BPH，但在定量参数Ve值的研究当中不同文献存在不同观点，且ADC值在良、恶性病变中存在部分重叠，本研究只是初步探讨，前列腺病变比较复杂，各方法还需进一步研究论证，且需要结合临床综合分析。

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Value of DCE-MRI Quantitative Parameters Combined with DWI in Diagnosis of Prostate Cancer

WANG Yong-jie, JIN Biao ,WU Bin, CHEN Jian-hua, CHEN Feng

Purpose:To investigate the diagnostic value of 1.5T dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) quantitative parameters and diffusion weighted imaging (DWI) in prostate cancer.Methods:We collected 74 cases of prostate disease confirmed by surgery or biopsy pathology results, including prostate cancer (Pca) in 32 cases, benign prostatic hyperplasia (BPH) in 42 cases. All the patients were undergone routine MRI scanning, DCE-MRI and DWI. According to the results of MR images and clinical pathology,the area of interest (ROI) was selected, and the DCE-MRI quantitative parameters Ktrans, Kep, Veand DWI parameter apparent diffusion coefficient (ADC) value were measured. The difference of Ktrans, Kep, Ve, DWI signal characteristics, ADC values between the two groups were analyzed.Results:There were significant differences in Ktransand Kepbetween the two groups (P＜0.05), and no significant difference in Ve(P=0.63);The difference of DWI signal and ADC value between the two groups were with statistical significant (P＜0.05). The sensitivity, specificity and accuracy of DCE-MRI combined with DWI in diagnosis of Pca were higher than that of simple DCE-MRIor DWI.Conclusion:DCE-MRI quantitative analysis combined with DWI imaging can effectively improve the diagnostic efficacy of Pca.

Prostatic cancer ; DCE-MRI; Quantitative measurement; ADC

s: 1.Scientific research project foundation of health development planning commission of china No: 201540148; 2.Shanghai Jiao Tong University School of Medicine technology foundation No.14XJ22013; 3.Chongming of Shanghai Science and Technology Committee qimingxing item foundation No.CQYL2014-09

R445.2

1006-5741（2017）-03-0247-05

2017.02.08;修回时间：2017.04.03)

中国医学计算机成像杂志，2017，23：247-251

上海交通大学医学院附属新华医院崇明分院放射科

通信地址：上海市崇明县城桥镇南门路25号, 崇明 202150

金彪(电子邮箱：kking1105@163.com)

1 卫计委科研基金项目No.201540148；

2 上海交通大学医学院科技基金项目No.14XJ22013；

3上海市崇明县科委启明星项目No.CQYL2014-09

Chin Comput Med Imag，2017，23：247-251

Department of Radiology,Xinhua Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University School of Medicine Chongming Branch