3.0T动态增强磁共振成像定量参数分析与前列腺癌Gleason评分相关性的研究

马 瑞 李文武

目前，前列腺癌最佳诊断方法是磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)技术，但前列腺增生结节与中央带癌灶结节的MRI表现相似，常规MRI技术较难鉴别，导致对中央带癌灶结节检出率较低，影响其诊断价值[1-2]。

动态增强磁共振成像(dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI)作为一种新型磁共振技术，其无创性成像方法有助于预估前列腺癌的Gleason评分、鉴别前列腺病变的良恶性。为此，本研究对67例前列腺癌患者资料进行回顾性分析，探究前列腺癌病理Gleason评分与3.0 T DCEMRI定量参数的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性选取2017年2月至2018年4月济宁市第一人民医院放射科收治的67例前列腺癌患者，获取其DCE-MRI定量参数，根据Gleason评分将其分为低危组(19例，Gleason评分≤6分)和中高危组(48例，Gleason评分＞6分)。低危组中年龄50～90岁，平均年龄(71.5±8.2)岁。中高危组中年龄53～87岁，平均年龄(72.0±8.3)岁。67例患者经超声引导下前列腺穿刺活检，符合《前列腺癌临床诊断与治疗》[3]中相关标准，证实为前列腺癌。高危组中双侧病灶27例，单侧病灶21例，病灶数≥3个19例；前列腺特异性抗原(prostate specific antigen，PSA)水平4.8～100 ng/ml。患者对研究知情并签署同意书。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准[4]：①均经病理证实为前列腺癌；②有完整的DCE-MRI增强扫描资料与临床资料；③患者DCE-MRI检查与手术或病理穿刺活检间隔时间＜1个月；④患者穿刺活检、DCE-MRI检查期间未接受手术、放射及内分泌等治疗。

(2)排除标准：①无法同时被DWI序列、DCE-MRI及T2WI检出病灶者；②获取相关图像质量较差，无法用于定量分析者；③癌灶病理描述区域与MRI不匹配，或癌灶最大径＜5 mm，无法准确勾勒癌灶边界者。

1.3 仪器设备

采用3.0 T Ingenia MR扫描仪(荷兰Philips)。

1.4 检验方法

(1)穿刺活检：在经直肠超声引导(transrectal ultrasound guidance，TRUS)下穿刺活检，由上至下将前列腺分为基底部、体部及尖部，再将不同部位分为左右两区，将体部、基底部左右区域分为外侧部与内侧部，共计10个分区；穿刺活检时，对每个分区穿刺取活检组织，并详细记录穿刺进针深度、部位等资料，由泌尿系统专业病理医生完成相关检验，并进行前列腺Gleason评分。

(2)磁共振扫描：67例前列腺癌患者均行3.0 T DCE-MRI和常规MRI检查。使用3.0 T Ingenia MR扫描仪，接收线圈用32通道体部相控阵线圈。常规扫描包括轴面T2W1、T1WI和矢状面T2WI及频率反转恢复脂肪抑制T2WI；DCE-MRI扫描运用各向同性脂肪抑制容积激发序列，矩阵124×121、反转角10°、激励次数2次、视野220 mm×220 mm、回波时间(echo time，TE)1.5 ms、重复时间(repetition time，TR)3.2 ms、层厚3 mm，无间距扫描，扫描64期、时间分辨率为5.8 s/期，总扫描时间为3611 s或6.18 min取其一。动态增强扫描前T1mapping扫描(3个反转角分别为5°、10°、15°)，扫描结束后，将对比剂扎双胺经肘静脉使用双筒高压注射器注入，剂量0.1 mmol/kg、速率为2.5 ml/s，注入后将20 ml生理盐水以相同流率冲管。

1.5 图像分析

根据穿刺分区方法将前列腺分为尖部右侧区、尖部左侧区、体部右外区、体部右内区、体部左外区、体部左内区、基底部右外区与右内区以及基底部左外区与左内区。依照“前列腺影像报告与数据系统(prostate imaging reporting and data system，PIRADS)(第2版)”[5]进行DCE-MRI像、常规MRI像阅读；若靶区病理证实为前列腺癌，3.0 T DCE-MRI为阳性，该区域T2WI检测PI-RADS评分4～5分，则预定义该区域为前列腺癌区。

1.6 图像处理

感兴趣区域(region of interest，ROI)的勾画均在T2WI上进行，以保证常规MRI与DCE-MRI的范围一致。由2名接受过PI-RADS培训的专业放射科医师，结合Gleason评分、病理穿刺结果，勾画前列腺癌区。DCE-MRI定量参数使用美国GE Omni-Kinetics动态对比增强软件分析，选择Extended Tofts Linear模型作为药代动力学模型，运用Population AIF软件进行动脉输入函数(arterial input function，AIF)，对前列腺癌区定量参数进行计算，包括血管外细胞外间隙体积百分数(volume fraction of extravascular extracellular space，Ve)、速率常数(rate constant，Kep)及转运常数(transport constant，Ktrans)。

1.7 统计学方法

直方图分析使用SPSS20.0软件完成，获取3.0T DCE-MRI定量参数的25%位数、中位数、75%位数以及平均值等；使用Spearman秩相关分析对Gleason评分与3.0 T DCE-MRI定量参数相关性进行评价，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同Gleason评分患者DCE-MRI定量参数直方图

本研究显示，67例前列腺癌患者中，低危组与中高危组患者直方图参数(25%位数、中位数、75%位数、平均值)中Kep值和Ktrans值对比，差异有统计学意义[Kep值(t=9.261，t=7.765，t=6.861，t=8.490；P＜0.05)，Ktrans值(t=3.457，t=3.477，t=1.482，t=3.676；P＜0.05)]；而两组直方图参数Ve值比较，差异无统计学意义(P＞0.05)，见表1。

2.2 病理Gleason评分与癌区Ktrans、Kep及Ve相关性

研究根据Spearman秩相关性分析，前列腺癌区3.0 T DCE-MRI定量参数中Ve(25%位数、中位数、75%位数、平均值)与病理Gleason评分无相关性；而DCE-MRI定量参数中Ktrans与Kep与病理Gleason评分呈正相关，见表2。

3 讨论

前列腺癌是临床男科常见生殖系统恶性肿瘤疾病，其病死率居于癌症死亡第二位，仅次于肺癌[6]。近年来，随着人们饮食结构病变及人口老龄化加剧，前列腺癌发病率不断升高，临床治疗中术前病理分级具有重要指导作用，Gleason评分≤6分为低危前列腺癌，该类患者可采取局部治疗与动态观察，且部分惰性癌灶可能终生无进展；而Gleason评分＞6分为中高危前列腺癌，需接受科学、正确的治疗干预。因此，临床中对部分患者盲目治疗或过度治疗，不仅不能达到预期效果，甚至造成严重不良影响[7]。病理确诊前无创性、科学性及准确性的癌灶恶性程度的预测是临床热点话题。

表1 不同Gleason评分前列腺癌患者3.0T DCE-MRI定量参数直方图(±s)

表1 不同Gleason评分前列腺癌患者3.0T DCE-MRI定量参数直方图(±s)

注：①表中Ve为血管外细胞外间隙体积百分数，Kep为速率常数，Ktrans为转运常数；②低危组Ve比较at=1.104，t=0.785，t=0.065，t=0.257；P＞0.05，低危组Ktrans比较bt=3.457，t=3.477，t=1.482，t=3.67；P＜0.05，低危组Ktrans比较，ct=9.261，t=7.765，t=6.861，t=8.490；P＜0.05

表2 病理Gleason评分与前列腺癌区Ktrans、Ve及Kep相关性

目前，临床中以TRUS穿刺活检作为前列腺癌病理Gleason评分的主要方法，但该方法取样活检存在一定局限性，无法对前列腺多灶性癌病变程度全面反映，且该方法属于侵入性操作，具有创伤性。前列腺是男性特殊生理结构，癌灶周围血供丰富，且组织血管通透性较高、新生血管生成较多；同时，Gleason评分与前列腺癌的微血管密度、远端转移、淋巴结转移、肿瘤浸润范围等生物学行为存在密切相关性。

近年来，随着我国科学技术进步，MRI技术得到巨大突破与发展，临床中利于DCE-MRI定量参数与Gleason评分及预后结果的相关性研究越来愈多。据有关文献[8]指出，在前列腺癌诊断中，应用3.0 T DCE-MRI诊断的准确性、敏感性更高；同时其研究指出，3.0 T DCE-MRI更有利于鉴别中低分化癌灶，预测癌灶侵袭性与恶性程度。前列腺癌灶微血管密度中，低危灶与中高危灶密度存在差异。而3.0 T DCE-MRI定量参数可对癌灶微血管密度、生物学行为进行无创性定量分析；进而通过3.0 T DCE-MRI定量参数预测前列腺癌侵袭性。

本研究显示，低危组与中高危组患者直方图参数(25%位数、中位数、75%位数、平均值)中Kep值、Ktrans值对比差异有统计学意义；而两组直方图参数Ve值比较差异无统计学意义，表明中高危癌灶与低危灶Gleason评分存在明显差异。前列腺癌组织分化程度较好时其结构异型性较小，相对较缓慢的细胞增殖与代谢，对营养物质的消耗、需求较小，减少新生微血管形成，降低癌灶毛细血管、组织灌注通透性；而中高危癌灶其恶性程度高、分化低，癌灶细胞增殖旺盛、代谢高，新生微血管丰富，对物质需求大，毛细血管及组织灌注通透性高。DCE-MRI定量参数中Ktrans、Kep与病理Gleason评分呈正相关，表明病理Gleason评分越高，前列腺癌灶恶性程度则越大，Ktrans与Kep值越高；与国内学者研究结果基本一致，进一步证实前列腺癌恶性程度及侵袭性可通过3.0T DCE-MRI定量参数进行预测[9-10]。

DCE-MRI定量参数Ktrans与Kep值与前列腺癌Gleason评分呈正相关，Gleason评分越高，病灶恶性程度越高，可作为早期无创性预测前列腺癌侵袭性的重要方法。