基于多参数MRI在前列腺癌诊治中的临床应用及研究现状

徐国厚 综述 左翔 审校

华东疗养院放射科，江苏 无锡 214065

随着生活方式的改变和人口老龄化的进展，PCa发病率和死亡率呈逐年上升趋势，成为男性发病率较高的恶性肿瘤之一。PCa危害个人健康的同时，也给家庭和社会带来了沉重的负担。另外，由于PCa的早期临床症状不明显，患者的感知率低，往往会延误诊断和治疗而引发严重的后果。近年来，随着影像检查技术的不断发展，mp-MRI成为前列腺检查的最佳影像手段之一[1]。本文就当前现有的mp-MRI在PCa的诊断、分期、疗效评估等方面的临床应用及研究现状进行了综述。

1 前列腺检查的mp-MRI的常规技术规范

由于3.0T MRI设备在信噪比、空间分辨率及时间分辨率方面都优于1.5T MRI设备，其对前列腺疾病的检测取得了良好的效果。mp-MRI检查序列主要包括常规序列与至少两个功能序列。其中常规序列有T1WI和T2WI，功能序列主要包括扩散加权成像(diffusion-weighted imaging，DWI)、动 态 增 强 MRI(dynamic contrastenhanced MRI，DCE-MRI)和磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy，MRS)等。另外，MR 弹性成像(MR elastograph，MRE)、扩散张量成像 (diffusion tensor imaging，DTI)、扩 散 峰 度 成 像(diffusionkurtosis imaging，DKI)等序列也在研究之中。常用各序列的扫描技术参数如下[2]。T2WI：多方位(包括轴面、冠状面和矢状面)成像，采用二维快速自旋回波序列，伴或不伴脂肪抑制，层厚3 mm，无间距，相位编码方向≤0.7 mm，频率编码方向≤0.4 mm。T1WI：采用自旋回波或梯度序列，伴或不伴脂肪抑制，中心定位同轴面T2WI。DWI：应在轴向平面上成像，推荐采用单次激发自旋回波平面回波成像结合频谱脂肪抑制序列，层厚≤4 mm，无间距，相位编码方向和频率编码方向≤2.5 mm。应该包括1个ADC图和高b值图像，其中最大b值≥1 400 s/mm2。DCE-MRI：使用三维T1WI梯度回波，采用脂肪抑制或减影技术。层厚3 mm，无间距，时间分辨率＜10 s，相位和频率编码≤2 mm，采集持续时间为5 min。

2 mp-MRI成像在PCa诊断中的临床应用

2.1 多序列联合在诊断中的应用 前列腺解剖学分为腺性组织(外周带、移形带和中央带)和非腺性组织(前纤维肌肉基质区)。CHATTERJEE等[3]将在T2WI上正常前列腺被分为两个部分，即中央腺体和外周带，中央腺体包括前纤维肌肉基质、中央带和移行带。PCa一般源于前列腺腺泡或导管上皮细胞，病理上多为腺癌。70%～75%的PCa发生在前列腺外周带，其典型的表现为T2WI呈低信号，DWI扩散受限，DCE-MRI早期强化[4]。但是，T2WI对PCa诊断的特异性较低，许多良性病变T2WI也呈低信号改变，如前列腺炎、出血、萎缩、良性增生或治疗后的瘢痕，致使对外周带中的局灶性T2WI低信号病变难以进行鉴别[5]。当前，对于外周带PCa的判定以DWI为主，主要表现为扩散受限；在MRS上表现为胆碱/枸橼酸盐升高或者(胆碱+肌酸)/枸橼酸盐升高[6]。

中央腺体的PCa发生率偏低，但仍有25%～30%的PCa发生在该部位。其中大多数早期中央腺体的PCa一般无明显临床症状，到晚期才会被发现，严重影响到了患者诊治和预后结果[7]。其典型中央腺体的PCa表现为T2WI呈中等均匀低信号，透镜状，边界模糊，无囊性变，缺乏完整的低信号包膜，DWI扩散受限，DCE-MRI类型变化多样[8]。发生在中央腺体的PCa与正常腺体、良性前列腺增生结节(benign prostate hyperplasia，BPH)的影像特征相似。因此，对于前列腺中央腺体肿瘤的鉴别诊断一直是困扰临床和放射科医生的难题。

随着多中心、大样本临床研究的深入，mp-MRI扫描参数的进一步优化，多种序列联合应用在PCa诊断中更具优势。有研究显示，单纯使用T2WI或DCE来检测PCa，对中央腺体PCa的漏诊率分别为26.1%和4.1%，而对移形带PCa的漏诊率会更高[9]。NAIIM等[10]发现，在T2WI、DWI基础上进一步联合IVIM-DWI后，其PCa诊断敏感度、特异度、准确度较高，分别为100%、96%、98%。陆洋等[11]研究认为，DWI和MRS两个序列具有很强的互补性，二者联合诊断PCa的敏感度、特异度、准确度可达91.67%、93.33%、92.59%。MUGLIA等[12]报道，在T2WI基础上增加DCE-MRI检查，PCa诊断的特异度可由37%上升到88%。陈桂娥等[13]发现MRI平扫联合功能成像DWI、MRS、DCE-MRI可明显提高PCa诊断的敏感性、特异性甚至定量诊断。

DWI是功能MRI的基础，能够探测水分子的布朗运动，多项研究证明DWI能够区分前列腺病变的良恶性[14]。许多研究发现，扩散敏感因子(b)值大小的在PCa的诊断中非常关键，在高b值情况下DWI图像仅仅反映水分子的扩散情况[15]。陆健美等[16]应用3.0T MR对24例病理证实的PCa患者研究发现，超高b值(2 000 s/mm2)DWI对PCa的诊断价值极高，具有良好的敏感性、特异性及准确性。张琨等[17]对73例患者行前列腺MRI检查，发现2 000 s/mm2、3 000 s/mm2超高b值DWI诊断外周带PCa的灵敏度分别为88.1%和92.5%，诊断移行区PCa的灵敏度分别为80.0%和88.0%，均高于常规DWI。但是，WOO等[18]研究发现高b值下的DWI对PCa的诊断价值提高不明显，认为b值为1 000 s/mm2时DWI诊断PCa的效能最高。因此，超高b值DWI对前列腺良恶性的鉴别诊断有重要的临床价值，但其最佳b值仍需要临床实践进一步验证。

为了保证前列腺疾病的诊断更加标准化和规范化，2012年欧洲放射学会推出前列腺影像报告和数据系统(the prostateimaging reporting and data system，PI-RADS V1)，引起学者及专家的普遍关注。2014年美国放射学会、欧洲泌尿生殖放射学会等组织共同发表了PI-RADS V2，进一步对T2WI、DWI及DCE-MRI的诊断价值进行了细化，该系统是基于常规序列(T1WI、T2WI)联合功能 MRI序列(DWI、DCE 等)的mp-MRI方法。尽管PI-RADS V2这个评分系统并不是很完善，但具有极高的临床指导价值，特别是DCE-MRI成像可以发现中央区在DWI中发现不确定病变的特征[19]。最近有Meta分析发现，与PI-RADSV1评分相比，PI-RADSV2评分具有更高的敏感度[0.95(95%CI 0.85～0.98)vs0.88(95%CI 0.80～0.93)，P=0.04]和相似的特异度[0.73(95%CI 0.47～0.89)vs0.75(95%CI 0.36～0.94)，P=0.90][20]。

目前，PI-RADSv2推荐的前列腺mp-MRI检查均包含DCE-MRI，但临床上对于DCE-MRI对PCa诊断价值存在巨大的争议。因此，有学者提出采用简化的双参数MRI(biparametric MRI，bp-MRI)用于PCa的评估[21]。bp-MRI主要包括常规序列T2WI和功能DWI。bp-MRI不仅能够对PCa进行检出、定位，还可引导对可疑病灶的靶向穿刺[22]。刘艳等[23]在对病理证实的131例前列腺疾病患者研究后发现，bp-MRI诊断cs-PCa的敏感度、特异度、阳性预测值及阴性预测值分别为90.67%、69.23%、81.00%、83.72%。张跃跃等[24]在对纳入研究的978例患者分析后认为，Bp-MRI在鉴别前列腺良恶性方面具有良好的稳定性，对PCa及cs-PCa的检出效能与Mp-MRI相似。bp-MRI对PCa的评估具有独特的优势，该方法无需使用钆对比剂，检查序列少，既可缩短检查时间，又能节省了有关的费用。但其使用价值仍需后续临床工作研究中进一步验证。

2.2 mp-MRI在检测局部包膜外侵犯(local extraprostatic extension，EPE)和 精 囊 受 侵 (seminal vesicle invasion，SVI)的应用 mp-MRI不但可以判断前列腺包膜外侵犯情况，还能对精囊腺、淋巴结及神经血管束的累及状况进行评估。EPE一般在T2WI上进行评估，DCE-MRI的脂肪抑制成像也有一定的帮助。在诊断过程中，需要特别注意EPE的“直接”征象，如前列腺周围脂肪或膀胱壁信号强度变化、直肠前列腺角闭塞等；“间接”征象，如肿瘤的局部隆起、病灶与包膜宽基底的关系[25]。SVI的特征主要有局灶性或弥漫性T2WI呈低信号，精囊内异常强化、扩散受限、前列腺底和精囊夹角消失，肿瘤直接从前列腺底部延伸至精囊及其周围[26]。有研究显示，mp-MRI在评价EPE和SVI的特异度较高，但灵敏度偏低[27]。有关的一项Meta分析显示，mp-MRI诊断EPE和SVI的敏感性和特异性分别为0.57(95%CI 0.49～0.64)和0.91(95%CI 0.88～0.93)、0.58(95%CI 0.47～0.68)和0.96(95%CI 0.95～0.97)；其敏感度较低的原因主要是mp-MRI无法进行细胞学变化的检测[28]。王慧慧等[29]对52例PCa根治术后的患者用mp-MRI对EPE进行评估，结果发现55个PI-RADS≥4分的真阳性病灶，EPE评分ROC曲线AUC 0.694(P=0.013)，最佳截断值为3分，诊断准确率、敏感性和特异性分别为69.3%、70.4%和67.9%。除T2WI外，使用高场强(3.0T)或功能成像可提高EPE或SVI检测的灵敏度[30]。

3 mp-MRI在临床显著性前列腺癌(clinically significant prostate cancer，cs-PCa)诊疗中的应用

cs-PCa的定义为Gleason评分≥7分和/或体积＞0.5 mL和/或有前列腺外延伸[31]。mp-MRI对侵袭性肿瘤的敏感度较高，许多研究者利用其来提高cs-PCa的检出和诊断率。与术后病理结果的比较发现，mp-MRI对cs-PCa的检出率取决于肿瘤Gleason评分和体积的大小，其中对Gleason评分为7分及体积≥0.5 mL的敏感度最高[32]。两个独立研究者分别对175个PCa切除术前进行mp-MRI评估，结果显示Gleason评分≤6分、体积≤0.5 mL的检出率分别为21%～29%和49%～60%，Gleason≥评分7分、体积＞0.5mL的检出率分别为56%～63%和88%～92%，Gleason评分8分的检出率为96%[33]。

除了能提高PCa的检出率，mp-MRI还可以引导对可疑病灶进行靶向穿刺。靶向穿刺可以进一步提高PCa的检出率和准确性。PUECH等[34]通过比较了95例穿刺活检的阳性率，靶向穿刺的总阳性率高于TRUS引导系统穿刺(69%vs59%，P=0.033)。系统穿刺阴性的再次活检的病例中，靶向穿刺的阳性率高达41%，其中87%的病变具有临床意义。

mp-MRI低特异度会导致一些假阳性。有学者对500例患者进行随机研究，mp-MRI为阴性(PIRADS V2评分 2 分)，仅进行 10～12 个核心的系统穿刺[35]；mp-MRI阳性，进行靶向穿刺(最多3个病灶，每个病灶最多4个核心)，结果Gleason评分为7分的患者靶向穿刺发现更多的病灶，并显著减少了cs-PCa。因此，穿刺前进行mp-MRI可以提高cs-PCa的发现率。

但是，目前对于是否省略系统穿刺仍存在一定争议。几个研究中心发现，系统和靶向穿刺联合诊断效果优于单独靶向活检，运用MRI-TRUS融合导航穿刺不仅可以提高cs-PCa的检出率，还能提高穿刺活检的阳性率，减少不必要的穿刺[36]。SIDDIQUI等[37]发现，与系统穿刺相比，MRI-TRUS融合导航靶向穿刺对高危PCa的检出率增加了30%(173例vs122例)，且差异有显著统计学意义(P＜0.001)。高芬等[38]认为，融合穿刺活检对PCa整体及有临床意义PCa的检出率分别为61%、43%，均高于单独系统穿刺的检出率(41%、23%)。最新有研究发现，不同研究机构报道的穿刺活检前进行mp-MRI检查总癌症和cs-PCa的检出率差异较大(分别为13%～74.7%和13.7%～50.9%)[39]。

因此，在确定系统或靶向活检之前，有必要进行mp-MRI检查。mp-MRI检查阴性的高风险患者仍有必要进行系统穿刺，而mp-MRI检查阳性的低风险患者并非都需要穿刺活检，而是需要取决于病变的PI-RADS评分。据最新文献报道，综合mp-MRI检查结果和临床资料，如年龄、PSA水平、大小、既往穿刺或直肠指检等，可以显著提高前列腺活检结果的预测值[40]。虽然靶向穿刺有着诸多的优势，但仍存在一定的不足之处，譬如检查费用昂贵、仪器设备操作复杂、工作人员需要掌握更多操作技能等。

4 mp-MRI在主动监测(active surveillance，AS)中的应用

主动监测是通过严密随访，积极监控病变的发展，直到PCa出现进展或具有侵袭征象时再给予主动治疗。2014年欧洲泌尿外科协会专业指南推荐，接受主动监测适用标准包括：预期寿命＞10年、PSA≤10 ng/mL、Gleason评分≤6分、阳性活检数≤2且每条穿刺标本的肿瘤≤50%的临床T1c-2a的PCa患者[41]。另有学者认为还应包括年龄超过70岁、Gleason评分为7分的PCa患者[42]。另外，还有许多研究者认为，再次穿刺可以发现更高级别的PCa，当患者需要接受主动监测时，可以考虑再次穿刺活检[43]。

mp-MRI在筛查需要接受主动监测患者中发挥着重要的作用。mp-MRI能够很好地筛选出适合接受主动监测的人群，其敏感度为93%，总体符合率约为92%，效果明显优于临床特征[44]。MULLINS等[45]对50例接受主动监测低风险PCa患者的mp-MRI影像资料进行了分析，以随访中两次独立的系统穿刺病理为对照，结果发现mp-MRI检测PCa具有较高的特异度(97.4%)和阴性预测值(89.7%)；与mp-MRI阴性的病例比较，阳性患者重复穿刺活检后需重新分类的比例明显增高(40%vs12.5%，P=0.04)。然而，WILT等[46]对早期PCa患者的随访发现，主动监测并没有减少患者的生存期，而是避免根治性前列腺切除术带来的相关副作用，如尿失禁以及性功能障碍等。目前，在主动监测过程中，就是否连续进行mp-MRI检查、检查间隔最佳时间以及能否避免重复穿刺等问题还存在一定的争议[47]。

5 mp-MRI在PCa疗效监测及复发评估的应用

mp-MRI对PCa治疗效果的监测和复发的判断具有独特的优势，为进一步的采取相应的补救措施提供科学依据。据有关数据统计显示，在PCa根治术或放疗后，27%～53%的患者会出现生化复发，虽然半数患者的PSA水平仅为0.2～0.5 ng/mL，但是mp-MRI检查仍会发现有关的病灶[48]。

常规序列T2WI对PCa复发的诊断有一定局限性，但联合功能序列DWI、DCE-MRI或MRS可以明显提高诊断的准确度，高达80%～90%[49]。YANG等[50]发现，放射治疗后DWI的ADC值明显升高，对PCa治疗后复发病灶的检出具有非常重要的意义，其在判断外照射治疗后病变复发的敏感度高达96%。DCE和MRS是监测疗效、判断肿瘤复发最有价值的序列，单独DCE在评估放疗后肿瘤复发的敏感度为70%～74%，两者联合检测复发的敏感度可高达89%[51]。KARA等[52]对172例外放射治疗术后患者进行多种影像随访比较发现，DCE对放疗后复发病灶检出的准确性显著高于T2WI，是监测放疗后PCa患者局部复发的有效方法。另有学者发现，MRS中的比值变化可以作为判断PCa残存及复发的重要指标，其中Cho/Cr＞1.5为临界值，判断复发的特异度和敏感度分别为72%和87%[53]。

6 存在的问题

随着mp-MRI使用越来越广泛，未来需要面对解决下列三个问题。首先是重复检查的问题。如果转诊医院的MRI检查结果不能在其他医疗机构获得认可，那么前列腺mp-MRI项目就难以得到进一步推广。为了解决这一难题，已经开展了大量前瞻性工作，如改进PI-RADS评分、放射科医师专业化、开展多学科会诊、制定认证程序和有效质量控制等。其次，如何避免不必要的穿刺也是需要引起重视的问题。但是，解决这个问题仍需要前瞻性多中心的研究来进一步验证。最后，如何评估靶向穿刺的准确性也是一个很关键的问题。因为靶向穿刺的准确性受到引导方法、穿刺方式、操作人员熟练度等诸多方面的影响。

7 小结

随着磁共振影像技术的发展，mp-MRI不仅可以对PCa进行检测、诊断和分期，还可穿刺活检前定位cs-PCa，引导靶向穿刺活检，在PCa的诊疗中发挥着越来越重要的作用。随着临床实践和研究的进一步深入，mp-MRI需要更标准、更高效地运用于PCa的临床诊疗中，以期增加患者的治愈机会、降低病死率及改善生活质量，让更多的患者从中获益。