环状与线状分子结构钆螯合物增强MRI评价前列腺增生的对照研究

范宪淼，郑晓林，邹玉坚，袁灼彬，沈海平

(东莞市人民医院放射科，广东 东莞 523059)

线状分子结构钆螯合物如Magnevist(钆喷酸葡胺)、Consun(钆喷酸葡胺)和Omniscan(钆双胺)，均为目前临床广泛应用的MRI对比剂，均在安全性方面存在一定不足。线状分子结构钆螯合物稳定性差，钆离子从分子中析出，可存积在脑、肌肉、皮肤、肾脏等组织内，具有一定毒性，肾功能不良者甚至肾功能正常者使用后可能引起系统性纤维化[1]。环状分子结构钆螯合物的结构特点是钆与分子的螯合形式为钆离子位于环状结构内，具有更多共价键，稳定性高[2]。Gatedotera(钆特酸葡胺)为稳定性和安全高的大环状钆螯合物。本研究分析Gatedotera增强扫描前列腺中叶增生结节的多期动态增强(dynamic enhancing contrast， DEC)和延迟期增强MRI表现，与线状对比剂对照，观察其增强效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2016年12月—2017年7月75例前列腺增生患者MRI资料，年龄48～86岁，平均(69.7±8.4)岁；主要临床表现为排尿困难、排尿不尽，下腹部不适等。MRI均诊断为前列腺中叶增生，其中32例经组织病理学检查证实；43例经MRI及前列腺特异抗原(prostate specific antigen， PSA)随访2～6个月，结合临床表现确诊为前列腺增生。

根据MR检查所用对比剂种类，分为观察组[Gatedotera(钆特酸葡胺)，20例]和对照组1[Magnevist(钆喷酸葡胺)，15例]、对照组2[Consun(钆喷酸葡胺)，16例]及对照组3[Omniscan(钆双胺)，24例]。各组MR扫描参数及对比剂注射方法、剂量相同。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Magnetom Verio 3.0T MR扫描仪和体部相控阵线圈行前列腺MR扫描，范围自精囊腺上缘至耻骨联合下方。先行Flash序列T1WI、Haste序列T2WI及TSE序列小视野高分辨率T2WI，参数：TR 4 000 ms，TE 101 ms，带宽200 Hz，FOV(read) 180～200 mm，FOV(phase)100%，层厚3 mm，层间距0.9 mm，距离因子30%，矩阵288×384，FA 150°，NEX 2次。DWI采用单次激发平面回波成像(echo planar imaging， EPI)，参数：TR 2 900 ms，TE 75 ms，带宽2110 Hz；FOV(read) 350～380 mm，FOV(phase) 75.9%，层厚6 mm，层间距1.8 mm，距离因子30%，层数20层，矩阵158×158，NEX 2次，选用3个不同的扩散敏感系数，b值分别为0、500和800 s/mm2。

DEC扫描采用改良动态3D VIBE三维容积式内插值法屏气检查[3]，参数：TR 5.21 ms，TE 1.74 ms，FA 15°，带宽260 Hz，FOV(read) 260 mm，FOV(phase) 100%,层厚3 mm，层间距0.6 mm，距离因子20%，矩阵192×168，NEX 2次，FA 15°。每期采集时间8.5 s(18幅图像)，共采集20期。于第3期扫描末注入对比剂，采用MR专用双筒高压注射器经肘正中静脉注入，剂量0.1～0.2 mmol/kg体质量，流率3 ml/s，并以生理盐水15 ml冲管。将多期DEC图像传入工作站，通过meancurve软件获得ROI的动态增强曲线。

随后行大范围3D VIBE序列延迟期增强扫描，参数：TR 3.92 ms，TE 1.39 ms，带宽 400 Hz，FOV(read) 380 mm，FOV(phase) 90%，层厚3 mm，层间距0.6 mm，距离因子20%，矩阵320×240，FA 9°。

1.3 图像分析 基于高分辨率T2WI，选定前列腺中叶增生结节作为观察目标，需满足以下条件：①结节显示清楚；②具有稳定的三维形态；③边缘可分辨。选取结节最大层面测量其短径和长径，计算结节体积。

观察同层面结节DEC表现，测量基础信号强度、最大信号强度、增强幅度、达峰时间，计算曲线上升斜率。

观察同层面结节延迟期强化表现，测量结节包膜及实质的信号强度，同时测量邻近闭孔内肌信号强度和图像噪声；计算前列腺增生结节实质、包膜的强化程度及CNR，强化程度=实质/包膜信号强度-闭孔内肌信号强度，CNR=(实质/包膜信号强度-闭孔内肌信号强度)/噪声。包膜显示清晰度分为包膜清晰(包膜完整、具有一定厚度，边缘清晰，明显强化)、包膜可见(包膜较薄、完整或少部分不清，强化程度略低)和包膜不清(包膜显示不清，与实质部分不能分辨)。

表1 各组间患者临床资料及前列腺结节MR平扫测量径线比较(±s)

表1 各组间患者临床资料及前列腺结节MR平扫测量径线比较(±s)

组别年龄(岁)PSA(μg/ml)结节短径(mm)结节长径(mm)观察组(n=20)71.5±7.711.83±11.0716.07±4.6320.00±5.71对照组1(n=15)67.8±9.111.58±7.8415.64±3.7322.36±6.91对照组2(n=16)70.4±8.18.73±5.8114.82±4.2121.81±6.63对照组3(n=24)68.7±9.011.11±11.2314.53±3.4617.87±4.27F值0.7070.3641.1512.391P值0.5510.7790.3350.076

1.4 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件。计量资料以±s表示，以方差分析进行4组间比较，组间两两比较采用SNK法；计数资料以百分率表示，采用χ2检验进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

观察组与3个对照组间患者年龄、血清PSA水平及前列腺增生结节短径及长径差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

2.1 DEC表现 观察组与3个对照组间前列腺增生结节基础信号强度、最大信号强度、增强幅度及曲线上升斜率差异均无统计学意义(P均>0.05)，而达峰时间差异有统计学意义(F=3.812，P=0.014)，见表2；其中观察组达峰时间明显短于对照组2(P=0.021)，对照组2达峰时间明显长于对照组1(P=0.011)及对照组3(P=0.023)，其余组间两两比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。

2.2 延迟期强化表现 各组间闭孔内肌信号强度及图像噪声差异均无统计意义(P均>0.05)，前列腺增生结节实质强化程度及实质CNR差异亦无统计学意义(P均>0.05)，而包膜强化程度及包膜CNR差异均有统计学意义(P均<0.05)，见表3；其中观察组包膜强化程度明显高于与对照组2(P=0.005)及对照组3(P=0.047)，包膜CNR明显高于对照组1(P=0.016)、对照组2(P<0.001)及对照组3(P<0.001)，其余组间两两比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。

各组间MR增强扫描延迟期包膜显示清晰度差异有统计学意义(χ2=127.86，P<0.010)，见表4、图1～3。观察组中，包膜清晰及可见者占85.00%(17/20)。

表2 各组间前列腺增生结节DEC观察指标比较(±s)

表2 各组间前列腺增生结节DEC观察指标比较(±s)

组别基础信号强度(AU)最大信号强度(AU)增强幅度(AU)达峰时间(s)曲线上升斜率(AU/s)观察组(n=20)75.84±13.74344.28±43.08265.38±52.0051.55±20.666.58±4.85对照组1(n=15)72.04±12.99354.21±86.56281.57±80.1255.67±69.696.74±4.29对照组2(n=16)78.31±7.21356.08±62.82278.26±60.7386.56±46.294.48±3.69对照组3(n=24)85.20±17.96362.52±87.83278.06±82.6961.83±31.336.21±5.01F值2.0790.2311.9323.8120.840P值0.3300.8750.9060.0140.476

表3 各组间闭孔内肌信号强度、图像噪声及前列腺增生结节延迟期强化观察指标比较(±s)

表3 各组间闭孔内肌信号强度、图像噪声及前列腺增生结节延迟期强化观察指标比较(±s)

组别闭孔内肌信号强度(AU)图像噪声(AU)增生结节实质强化程度(AU)实质CNR包膜强化程度(AU)包膜CNR观察组(n=20)305.20±38.741.09±0.17247.90±37.35231.82±80.29298.90±81.96277.93±85.05对照组1(n=15)290.60±40.921.22±0.30249.33±61.35220.98±73.51256.80±69.68221.54±77.43对照组2(n=16)308.56±37.581.18±0.22245.69±86.57209.77±72.94224.81±86.23187.20±54.43对照组3(n=24)297.96±31.361.27±0.33225.29±75.62180.86±55.71251.92±70.05201.82±48.17F值0.7641.7280.4692.1402.9186.794p值0.5160.1690.7050.1030.040<0.001

图1 观察组前列腺增生患者，85岁，Gatedotera(钆特酸葡胺)MR增强扫描延迟期示前列腺中央带右后侧增生结节包膜较厚，清晰，明显强化(箭) 图2 观察组前列腺增生患者，68岁，Gatedotera(钆特酸葡胺)MR增强扫描延迟期示前列腺中央带右侧增生结节包膜较清楚，基本完整，强化较明显(箭) 图3 对照组1前列腺增生患者，75岁，Magnevist(钆喷酸葡胺)MR增强扫描延迟期示左侧前列腺增生结节包膜显示不明显，局部信号强度减低(箭)

表4 各组前列腺增生结节MR增强扫描延迟期包膜显示情况[例(%)]

3 讨论

环状对比剂注入人体后化学结构稳定，钆离子结合牢固，不易断离、析出，无钆离子存积[2,4]，安全性较高，且毒性校低[5]。线状对比剂具有较强缩短T1作用，增化效果显著。本研究将环状对比剂Gatedotera用于检查前列腺增生患者，观察增生结节强化表现，并与使用其他3种线状对比剂(Magnevist、Consun和Omniscan)对照，评估其对前列腺增生的增强效果。

高分辨率T2WI显示前列腺增生发生于中央区移行带，表现为大小不等的结节，其组织成分为增生的腺体，平滑肌和增生结节压迫周围组织可形成边缘清楚的假包膜。前列腺增生结节具有非浸润性特征[6-7]。本研究对比观察组Gatedotera与其他3组对比剂DEC的基础信号强度、最大信号强度、达峰时间和曲线上升斜率，发现观察组与其他3个对照组间除达峰时间外，其余差异均无统计学意义。观察组达峰时间较短的原因尚不清楚，可能与对比剂在血管内的流速、黏滞程度及患者生理情况等多种因素有关，也不除外分组存在潜在不均一性。虽然观察组达峰时间较短，但综合多种参数可见观察组强化效果与其他3组相似。

前列腺增生T2WI可见包膜完整，边缘清楚，而前列腺癌边缘不清、包膜不完整[8-11]。本研究分别将观察组与3个对照组前列腺增生结节的包膜与实质相对于闭孔内肌的强化程度和CNR进行比较，发现4组间包膜强化程度及包膜CNR差异均有统计学意义(P<0.05)；将延迟强化显示结节包膜的清晰度进行分级，发现观察组包膜清晰及可见者所占比例最高(表3)。

有研究[12]采用钆布醇(环状对比剂)与钆喷酸葡胺(线状对比剂)行三维对比增强MRA，观察腹部血管，比较2种对比剂增强效果，结果显示钆布醇的主动脉及其多个分支的SNR和CNR明显高于钆喷酸葡胺图像，前者显示动、静脉小分支更佳，提示环状对比剂的增强效果优于线状对比剂[13]。Attenberger等[4]建立大鼠胶质瘤模型，观察环状与线状对比剂的延迟期MRI强化效果，在注射对比剂后间隔扫描(间隔1～9 min)，发现环状对比剂MRI胶质瘤延迟强化幅度明显高于线状对比剂。本研究中，环状对比剂MRI增生结节实质的强化程度和CNR均与3种线状对比剂MRI差异无统计学意义(P均>0.05)，但增生结节包膜MRI表现更具良性病变特点。

总之，环状对比剂MRI对前列腺增生结节实质的显示效果与线状对比剂相似，且对包膜的显示能力更强。但本研究仅对前列腺增生进行分析，未与恶性结节对比，结果的可靠性有待进一步证实。