多模态MRI定量参数与前列腺癌Gleason评分及血清PSA相关性

李淑华 朱广辉 李长健 宋宏伟

1 蚌埠医学院第一附属医院放射科，安徽省蚌埠市 233004；2 蚌埠医学院医学影像诊断学教研室

前列腺癌(Prostate cancer，PCa)是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，严重威胁着中老年男性的健康及生活质量[1]。PCa的检查方法包括影像学检查、直肠指检、血清前列腺特异性抗原(Prostate specific antigen，PSA)检测及穿刺活检等。血清PSA虽然特异性不高，却是筛查PCa的重要指标。Gleason评分系统是目前评估前列腺腺癌分化程度最常用的方法。而肿瘤的分化程度是PCa患者治疗方案的选择及预后评估的重要参考因素，所以准确地预测术前病理分期显得至关重要。前列腺多模态磁共振成像作为一种非侵入性方法，已成为前列腺疾病的最佳成像方法，磁共振扩散加权成像(Diffusion weighted MR imaging,DWI)及磁共振动态增强扫描(Dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)可以提高前列腺癌诊断的敏感性及特异性[2]。本研究主要探讨MRI定量参数表观扩散系数(Apparent diffusion coefficient，ADC)、容积转移常数(transfer rate constant，Ktrans)、速率常数(rate constant，Kep)、血管外细胞外间隙容积分数(EES volume fraction，Ve )与PCa肿瘤组织病理学Gleason评分及血清PSA的相关性，为术前无创性评估PCa的分化程度及病理分级提供参考。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾性分析我院2018年1月—2019年3月满足纳入标准的58例前列腺癌患者临床资料，年龄45～89岁，平均年龄(63±4)岁。纳入标准：(1)前列腺MRI检查前均未进行穿刺活检或治疗；(2)行3.0T MR前列腺常规扫描、DWI、DCE-MRI检查；(3)MRI检查后2周内进行前列腺活检；(4)临床病史和实验室检查资料完整。

1.2 检查方法 采用PHILIPS Achieva 3.0T TX MR扫描仪，16通道腹部相控阵线圈，Philips Extended MR Workspace 2.6.3.5工作站。常规平扫:T1WI,T2WI使用TSE序列，扫描范围包括前列腺及精囊腺。横轴位T1WI:TR 675ms,TE 20ms,NEX 3，层厚4.0mm,层间距0,FOV 240mm×240mm;横轴位脂肪抑制(SPAIR)T2WI:TR 4 700ms,TE 100ms,NEX 3，层厚4.0mm，层间距0,FOV 240mm×240mm。DWI:单次激发自旋平面回波序列(EPI),b值分别为0,1 000s/mm2,TR 3 000ms,TE 56ms,NEX 2，层厚4.0mm，层间距0,FOV 240mm×240mm。DCE-MRI:采用3D快速场回波序列(Fastfield-echo,FFE),TR 7.0ms,TE 3.0ms,NEX 1，层厚1.5mm,FOV 240mm×240mm，翻转角10°;经肘静脉以剂量0.2ml/kg注射对比剂钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)，速率3m1/s，对比剂注入后再注入15ml生理盐水。注射对比剂前扫描1期，作为本底，注射对比剂同时连续进行17期动态增强扫描，总扫描时间6min 51s。

1.3 MRI图像分析 将所得MRI数据传至Philips Extended MR Workspace 2.6.3.5后处理工作站，利用系统软件对DWI图像进行处理，在所生成的ADC图上，选择感兴趣区(ROI)，并测量及记录ADC值；同样在DCE-MRI软件后处理得出的伪彩图上选择ROI，测得Ktrans、Kep、Ve值。ROI的放置面积10～30mm2，避开囊变、钙化、血管及尿道处。各个参数值重复测量3次，最后取其平均值。

1.4 实验室检查 采用放射免疫分析法测定总前列腺特异性抗原(tPSA)和游离前列腺特异性抗原(fPSA)，测定PSA与MRI检查的时间间隔<2周。

1.5 病理诊断 经直肠超声引导下双平面依次分别穿刺前列腺两侧叶、体部及尖部行13针活检法，穿刺后送检病理科，由病理科医师进行病理诊断及Gleason评分，Gleason评分2～4分的患者11例划分为高分化组，5～7分的患者29例为中分化组，8～10分的患者18例为低分化组。

2 结果

2.1 ADC、Ktrans、Kep、Ve值与Gleason评分、tPSA、fPSA相关性 ADC值与Gleason评分、tPSA、fPSA均呈强度负相关(P<0.05)；Ktrans值与Gleason评分呈强度正相关，Kep值与Gleason评分呈中度正相关(P<0.05)；Ktrans值与fPSA呈强度正相关，与tPSA呈中度正相关，Kep值与tPSA、fPSA呈中度正相关(P<0.05)；Ve值与Gleason评分、血清tPSA、fPSA均无相关性(P>0.05)，见表1。

表1 PCa患者的多模态MRI定量参数与Gleason评分及血清PSA相关性分析

注：*P>0.05差异无统计学意义 。

2.2 ADC、Ktrans、Kep、Ve、tPSA、fPSA在各组间差异性分析 ADC值随分化程度的降低而降低，在各组间差异有统计学意义(P<0.05)；Ktrans、Kep值在各组间差异有统计学意义(P<0.05)，随分化程度的减低而升高；tPSA、fPSA随分化程度分减低呈升高趋势，差异有统计学意义(P<0.05)；Ve值在各组间差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表2 ADC、Ktrans、Kep、Ve、tPSA、fPSA在不同PCa病理分组间比较

注：*P>0.05差异无统计学意义。

3 讨论

MRI是目前前列腺检查的最佳方法，在PCa的早期诊断、定位、分期、侵袭及随访等方面具有重要价值[3]。第二版前列腺成像报告数据系统(PI-RADS v2)证实了多模前列腺MR定量分析在前列腺癌中的作用[4]。Meta分析显示，多模MRI对PCa诊断的特异度和敏感度分别为73%和89%[5]。同时，有学者指出，对于PCa的诊断，MRI的四个定量参数的综合诊断性能远远高于一个参数的诊断效率[6]。DWI是前列腺多模MRI中不可缺少的一部分，可以非侵入性反映水分子的随机运动，可重复性好，成像时间短。且大多数PCa表现为扩散受限。研究显示ADC值与前列腺癌Gleaason评分呈负相关，但不同分化程度的前列腺癌之间存在一定的重叠[7]。其中，也有研究数据表明[8]ADC直方图低百分位数区域对PCa的分级诊断更有意义，诊断Gleason低评分前列腺癌的敏感度和特异度分别为67.9% 和75%。DCE-MRI能反映组织的微血管特性，PI-RADS v2中将DCE-MRI用于外周带病灶的评估，然而，一些学者指出，使用 DCE-MRI可以显著提高诊断在常规T2WI不敏感的中央带前列腺癌的敏感性[9]。DCE-MRI可通过定性、半定量及定量三种方式进行病灶评估。DCE-MRI的定量参数指标有Ktrans、Kep及Ve。同时，一些学者利用DCE-MRI的定量参数直方图分析结果，得出第25个分位数值在鉴别 PCa分化程度时， 可能具有最大的鉴别效果[7]。血清PSA作为PCa诊断及管理的生物学指标，活性PSA可能是促进PCa生长的一个因素。流行病学研究表明PSA水平与PCa的进展具有相关性,说明PSA水平对PCa的进展或分化程度具有一定作用[10]。Gleason评分是通过侵入性获得病灶组织，然后在显微镜下观察其组织学表现进行评分，是目前临床上评价前列腺癌生物学特性与疗效预测的重要指标[11]。

国内研究学人员报道，ADC值在PCa与前列腺增生患者中有明显统计学差异，对PCa的诊断具有很高的诊断效能。不同PCa分化组之间的差异具有统计学意义，ADC值与病理Gleason评分相关[12]。国外学者还发现ADC值与Gleason评分呈负相关，也可以预测PCa的Gleason评分，是高评分PCa的良好预测指标[13]。在比较ADC值与血清PSA间的关系方面，国内外均有研究证实在PCa患者中DWI图像所测得ADC值与患者血清PSA呈负相关。研究还表明，ADC值与血清tPSA之间存在相关性，但与fPSA无显著相关性[14]。大部分关于DCE-MRI在PCa中的应用价值研究，针对于DCE-MRI的定性或半定量方式，利用时间—信号强度曲线或血流动力学参数进行PCa的诊断与评估。有学者证实，DCE-MRI的定量参数在PCa的敏感性和特异性方面较高。并且定量指标反映了肿瘤组织的微血管特征和血管通透性的变化。在分析DCE-MRI的定量参数与PCa的Gleason评分及血清PSA水平的相关性方面，各研究亦有不同。陈钇地等[15]对84例前列腺癌患者进行DCE-MRI检查，并采集血清PSA水平及行病理Gleason评分，最后通过相关性分析得出Ktrans、Kep值与Gleason评分均呈中度正相关，Ktrans、Kep值与tPSA、fPSA均呈中度正相关，与Ve值无相关性；高、中、低分化组的Ktrans和Kep值依次增高。还有报道称DCE-MRI的定量参数值和Gleason评分之间没有统计学上的显著差异[16]。

本研究表明ADC、Ktrans、Kep与Gleason评分及血清tPSA、fPSA具有一定相关性，说明MRI多参数定量值能够预估PCa的评分，指导临床治疗方案的选择及预后判断。本研究样本量较少，此结论仍需进一步研究。