3.0T磁共振诊断前列腺癌的效能:T2WI联合DWI及DCE

1.首都医科大学附属北京潞河医院放射科

2.首都医科大学附属北京潞河医院泌尿外科 (北京 101149)

彭峰河1 沈秀芝1 蔡建新1李艳翠1 孔广起2 彭如臣1

随着社会的发展，人口老龄化的加速，我国前列腺癌(prostate cancer，PCa)的发病率不断上升，已成为老年男性常见肿瘤之一，严重威胁患者生存质量，因此早期诊断前列腺癌具有积极的临床意义。磁共振检查具有多参数、多序列及软组织分辨率高等优势，已成为前列腺癌检查的最佳方法之一[1]。而各扫描序列对前列腺癌的诊断能效不同，选择最佳的扫描序列尤为重要。本研究使用3.0T磁共振比较常规T2WI联合各功能成像诊断前列腺癌的能效，旨在发现一种最佳的前列腺癌检查方法。

1 材料与方法

1.1 一般资料 纳入2016年1月至2017年5月首都医科大学附属北京潞河医院病理确诊的前列腺疾病患者123例，其中前列腺癌72例，非前列腺癌患者51例，年龄50～88岁，平均(75.24±12.38)岁，临床表现有尿频、尿急、尿痛、排尿困难、血尿等。入选标准：1.前列腺MRI检查序列完整，图像质量满足诊断及评分要求；2.MRI检查后一周内进行直肠超声引导下经会阴24针前列腺饱和穿刺活检术[2]；3.前列腺癌病变仅累及或大部分病变位于移行带或外周带；4.病理结果明确；5.患者MRI检查前未进行治疗(内分泌治疗或放射治疗)或穿刺活检。

1.2 检查方法 使用德国西门子3.0T(MAGNETOM Skyra)超导型磁共振成像仪，18通道腹部相控阵线圈行常规前列腺T2WI像、T1WI像及弥散加权像(diffusion weighted imaging，DWI)、动态增强MRI(dynamic contrast enhance MRI，DCEMRI)功能成像。常规MRI扫描：TSE-T1WI前列腺薄层轴位扫描，TR 650ms，TE 13ms，层厚4mm，层距1mm，FOV 30cm×30cm，矩阵224×256；TSE-T2WI薄层轴、矢和冠状扫描，TR 4000ms，TE 89ms，层厚4mm，层距1mm，FOV 30cm×30cm，矩阵240×320。DWI扫描：采用平面回波成像(echoplanar imaging，EPI)序列，TR 4000ms，TE 58ms，层厚4mm，矩阵60×148，b值为50、800s/mm2，自动生成表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)图。DCE-MRI扫描：TR 5.3ms，TE 1.9ms，层厚4mm，连续扫描10次，扫描时用高压注射器经静脉注入对比剂钆喷酸葡甲胺，流速2 mL/s，剂量0.2mmoL/Kg。

1.3 图像评估 两位资深影像学诊断医师采用盲法共同评估图像，依据2015年前列腺影像报告和数据系统第二版(prostate imaging reporting and data system version 2，PI-RADS V2)[3]采进行评判，评分意见不一致时通过协商达成一致。PIRADS V2评分标准(5分制)：1分为良性，2分可能良性，3分不能确定，4分可能是癌，5分肯定是癌。

1.4 PI-RADS V2诊断标准依据PI-RADS V2诊断标准，采用5分制对T2WI及DWI图像进行评判，评分标准见表1。DCE序列评分只区分阳性结果和阴性结果，阳性结果为病变局限性强化，早于邻近周围正常组织或与邻近正常前列腺同时强化，相应T2WI及(或)DWI能发现对应病灶；阴性结果为与周围组织对比病灶早期不强化或弥漫性强化，强化部分在T2WI及(或)DWI上无对应病灶。PIRADS V2对联合序列的诊断标准(5分制)：T2WI联合DWI或DCE的评分标准见表2，T2WI联合DWI、DCE见表3。

1.5 统计学分析 使用MedCalc 11.4.2.0、SPSS 19.0软件进行统计学分析。MedCalc绘制T2WI、T2WI+DWI、T2WI+ DCE 、T2WI+DWI+DCE四种诊断方法的受试者工作特征曲线 (receiver operating characteristic curve，ROC)，计算曲线下面积(area under curve，AUC)，分析四种方法AUC的差异性。依据ROC曲线确定最佳诊断阈值，使用SPSS19.0软件统计四种方法诊断前列腺癌的敏感度、特异度。P＜0.05认为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 一般结果 共123患者经病理确诊前列腺癌72例，其中移行带癌12例(图1-4)，外周带癌60例(图5-8)；51例非前列腺癌患者，其中前列腺增生41例，前列腺炎10例。

2.2 四种诊断方法对前列腺疾病的诊断结果 四种诊断方法对123例前列腺病变患者(72例前列腺癌，51例非前列腺癌)的PI-RADS评分结果见表4。经Medcalc检验T2WI、T2WI+DWI、T2WI+DCE、T2WI+DWI+DCE四种方法诊断前列腺癌的ROC曲线见图9，AUC分别为0.911、0.936、0.935、0.962，最佳诊断阈值均为PI-RADS评分=3。行AUC两两比较发现：T2WI与T2WI+DWI、T2WI与T2WI+DCE、T2WI与T2WI+DWI+DCE、T2WI+DWI与T2WI+DWI+DCE、T2WI+DCE与T2WI+DWI+DCE存在差异，p值分别为0.010、0.016、0.001、0.015、0.012；T2WI+DWI与T2WI+DCE无差异(P=0.870)。

2.3 四种方法诊断前列腺癌的效能 当PI-RADS评分=3时，T2WI联合DWI、DCE诊断前列腺癌的灵敏度、特异度最高(93.1%、92.2%)，其次T2WI+DWI(90.3%、88.2%)，T2WI+DCE(88.9%、88.2%)略高于T2WI(88.9%、86.3%)。

表1 PI-RADS对前列腺病变T2WI及DWI评分标准

表2 PI-RADS对前列腺病变T2WI联合DWI或DCE评分标准（分）

表3 PI-RADS对前列腺病变T2WI联合DWI、DCE评分标准（分）

表4 123例前列腺病变患者PI-RADS评分结果（例）

3 讨 论

MRI是目前诊断PCa公认的最好的影像学检查方法[4]，其扫描序列包括常规序列T1WI、T2WI及DWI、DCE-MRI等功能成像，各序列对诊断PCa具有不同的价值。2015年PI-RADS第二版更详细说明了磁共振各序列在评价PCa的价值、具体应用及各种联合序列的诊断标准。本文基于PI-RADS V2诊断标准比较3.0T磁共振常规T2WI联合各功能成像(DWI、DCEMRI)诊断前列腺癌的能效，旨在发现最佳的前列腺癌诊断方法。

3.1 常规序列(T1WI、T2WI)诊断价值 T1WI、T2WI序列是前列腺常规扫描序列图像，但T1WI序列不能区分前列腺的组织结构，并且肿瘤或炎症时均表现为等信号，对疾病诊断价值有限，但可以显示前列腺、精囊腺或穿刺活检后病灶内高信号出血灶，以及骨骼的转移及盆腔淋巴结增大情况。T2WI序列组织对比度好，能够观察前列腺各带和包膜解剖结构，因此可用于前列腺癌的定位、诊断及分期。T2WI上外周带PCa表现为在正常外周带高信号内出现圆形、边界模糊的低信号区，这主要是由于癌细胞排列紧密，储存液体和黏蛋白的空间不足导致病灶信号减低。但外周带低信号对诊断癌灶特异性低，其他病变如前列腺炎、穿刺后瘢痕组织、出血、放化疗后也可呈现低信号影，同时有些粘液性PCa在T2WI上表现高信号，因此鉴别困难。移行带PCa在T2WI上为中度“抹炭样”低信号影[5]，形状可呈“透镜样”或“水滴样”，但是良性前列腺增生病变也可低信号影，因此单独应用T2WI序列诊断前列腺病变价值有限。本研究中单纯T2WI像诊断前列腺癌的AUC最小(0.911)，诊断PCa的灵敏度、特异度为88.9%、86.3%，均低于T2WI+DWI(90.3%、88.2%)、T2WI+DCE(88.9%、88.2%)、T2WI+DWI+DCE(93.1%、92.2%)任一联合序列组合，因此利用T2WI像诊断前列腺疾病时必须联合其他序列以提高疾病的诊断能效。

3.2 T2WI+DWI序列的诊断价值 DWI是目前唯一能观察活体细胞内、外水分子的微观扩散运动的成像方式。PCa在DWI上多表现为明显的高信号，对应ADC上呈低信号，这主要是因为癌细胞紧密，细胞核大，细胞外容积成分减少，水分子运动扩散受限。刘会佳等[6]认为DWI信号的强度变化能反映恶性肿瘤的组织病理特征，有利于与非肿瘤组织鉴别。本研究发现T2WI+DWI诊断前列腺癌AUC(0.936)大于单纯T2WI(0.911)，两者存在统计学差异，其灵敏度和特异度均比单纯T2WI都有所提高。PI-RADS V2评分中T2WI联合DWI、DCE时外周带病变的总体评分主要由DWI序列决定。Ren等[7]分析认为T2WI+DWI有助于提高诊断可能是前列腺癌的ADC值改变比其他因素(出血、炎症、纤维化)引起的变化要大的缘故。

图1-4 患者男，72岁，PCa。图1 TSE-T2WI轴位示右移行带前缘结节状边界欠清的中低信号影（箭），长径＜1.5cm，评分为4分；图2 DWI示对应区域轻度高信号，图3 ADC图见边界清晰低信号影，评分为3分；图4 DCE病变明显早期强化，阳性结果，最后病灶PI-RADS评分4分。图5-8 患者男，68岁，PCa。图5-6 TSE-T2WI轴位、冠位示左侧外周带内均质低信号影（箭），边界清，长径＜1.5cm，评分为4分；图7 对应ADC示局灶性轻微低信号，评分3分；图8 DCE病变明显早期强化（阳性），PI-RADS评分由3分升为4分。

图9 四种方法PI-RADS评分诊断前列腺癌的ROC曲线。

3.3 T2WI+DCE序列的诊断价值DCE-MRI是一种无创评价肿瘤血管生成的常用方法，并可通过客观指标定性、半定量、定量评价肿瘤的血流动力学特征和代谢特征[8]。PCa病灶内血管生成增加，血管密度是正常组织的2倍，血管通透性增高，癌灶表现为快速强化、快速廓清的“流出型”增强模式，而非肿瘤病灶早期强化不明显廓清慢，多呈“流入型”，这些强化特点有助于前列腺癌、非前列腺癌病变鉴别，有助于提高PCa诊断准确率[9]。Hara[10]等利用DCE-MRI对90例前列腺癌扫描后发现前列腺癌的检出率为92.9%，特异度为96.2%。Fütterer等[11]亦发现DCE-MRI在前列腺癌的定位中明显优于T2WI序列。但部分PCa和BPH强化模式均可以表现为“平台型”，此时诊断存在困难。有学者报道移行区的PCa和BPH强化方式有较大重叠，对病变定性不高，而在外周带强化方式很少重叠，易于定性诊断[12]。在PI-RADS V2版中DCE序列评分不定量，只区分阳性结果和阴性结果，并只对PI-RADS 3分的外周带病变进一步分析，对移行区病变评分无影响。本研究显示T2WI+DCE曲线下面积及灵敏度和特异度均高于单纯TWI，两者存在差异，但均低于其他两种方法。Bloch等[13]也认为T2WI+DCE联合序列提高了PCa诊断准确率，发现病变的灵敏度提高＞25.00%，与单独应用T2WI相比更易判断前列腺包膜是否破坏。

3.4 T2WI+DWI+DCE序列的诊断价值 T2WI+DWI+DCE的多参数MRI(multi-parametric MRI，Mp-MRI)扫描模式已经广泛应用于临床检查。Mp-MRI是指常规序列结合功能序列的MRI检查，功能序列包括DWI、DCE-MRI和磁共振波谱成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)。本研究发现T2WI联合DWI、DCE任一序列均可不同程度提高前列腺癌的灵敏度、特异度，与梁洁等[14]结果相似；同时Mp-MRI可以提高对前列腺癌的检出率，并有助于前列腺癌的早期诊断和分期[15-16]及周围组织浸润的显示[17]。王蕊等[18]对64例前列腺病变研究发现基于PIRADS V2的Mp-MRI扫描诊断前列腺癌具有较高临床价值，特别是诊断前列腺临床显著癌(敏感度：96.55%；特异度88.57%)。MRS扫描也应用于前列腺癌的检查，能够评估前列腺组织的生化代谢变化[19]，但MRS检查耗时，对磁场均匀性要求高。PI-RADS V2并未引入MRS的评分标准，可能因为MRS扔处在研究阶段无法指定统一的评分标准。总之，基于PI-RADS V2评分磁共振各序列在诊断前列腺癌方面具有不同能效，T2WI联合DWI、DCE等功能均能提高诊断前列腺癌的灵敏度和特异度，T2WI+DWI+DCE多参数MRI成像模式诊断能效最高临床价值最高，是诊断前列腺癌的最佳序列组合，同时采用PI-RADS评分系统能为临床医师提供更具客观性、系统性的影像诊断。