动态对比增强MRI定量分析在前列腺癌鉴别诊断及病理分级中的应用价值

靳洪亮，吴瑕

1沈阳市中医院，沈阳110003；2浙江大学附属邵逸夫医院

前列腺癌是男性泌尿生殖系统常见的恶性肿瘤之一，近年发病率呈上升趋势，其病因复杂，与遗传因素、饮食习惯、性活动有关。早期患者常无典型症状，晚期可发生尿路梗阻、骨骼疼痛等[1]。目前，尚无有效措施预防前列腺癌的发生，因此，早诊断早治疗是提高患者生存率的关键，而前列腺癌的鉴别诊断及级别鉴定对治疗方案的选择至关重要。临床诊断前列腺癌主要依靠直肠指诊、血清前列腺特异性抗原(PSA)、经直肠前列腺超声和盆腔MRI检查。CT对早期前列腺癌的诊断敏感性低于MRI[2]。MRI对软组织有较高的分辨率，是检查前列腺的常用方法。动态对比增强MRI可用药代动力学模型计算出动态增强定量参数，可定量分析前列腺肿瘤的微血管生成及通透性等血流动力学信息[3]。本研究探讨动态对比增强MRI定量分析在前列腺癌鉴别诊断及病理分级中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2016年1月～2019年6月笔者所在医院收治的前列腺癌患者52例，均经术后病理检查确诊，血清PSA为6.3～320.5 μg/L，年龄52～79(57.49±5.16)岁；前列腺外周带癌22例，中央腺体癌30例；Gleason评分6分13例，7分18例，8分14例，9分5例，10分2例；病理分级为低级别前列腺癌24例，高级别前列腺癌28例。纳入标准：符合前列腺癌诊断标准；均为初诊；均接受动态对比增强MRI检查，且均于检查后1周内手术取组织进行病理检查。同期选取前列腺增生患者50例，均经术后病理检查确诊，年龄54～76(58.41±6.35)岁。前列腺癌患者与前列腺增生患者年龄具有可比性。本研究经医院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 检查方法 前列腺癌患者与前列腺增生患者均接受前列腺动态对比增强MRI检查。采用飞利浦Achieval、1.5T、8通道MRI设备，采用腹部相控线圈。扫描序列及参数：矢状位、冠状位和轴位快速恢复FSET2WI，TR 3 500 ms，TE 120 ms，矩阵288×288，FOV 22 cm×22 cm,层厚4.0 mm，层间距0.4 mm；常规轴位FSE序列T1WI，TR 450 ms，TE 10 ms，矩阵320×224，FOV 32 cm×32 cm，层厚5.0 mm，层间距0.5 mm；DWI，TR 5 000 ms，TE 60 ms，矩阵128×128，FOV 30 cm×30 cm,b值为0、1 000 s/mm2，层厚4.0 mm，层间距0.4 mm；动态增强扫描采用轴位三维容积超快速多期动态序列T1W，TR 4.30 ms，TE 1.95 ms，矩阵256×128，FOV 28 cm×28 cm，层厚3.60 mm，层间距0.72 mm。对比剂：Gd-DTPA 0.2 mmol/kg，注射速率2.5 mL/s，经肘静脉以同样流速注射生理盐水10 mL。注射对比剂的同时开始扫描，在210 s内共采集6期。

1.3 血流动力学参数检测 将采集的数据传至工作站，用GenIQ自动后处理软件对数据进行处理，由2名放射科副主任医师于强化最明显处标记感兴趣区，范围30 mm×30 mm，进行信号强度测量，绘制时间信号曲线图。通过拟合动脉输入函数和组织对比剂浓度曲线到两腔室的扩展Toft模型获得药物代谢动力学参数，包括容积运转常数(Ktrans)、回流速率常数(Kep)、血管外细胞外组织间隙体积分数(Ve)。重复测量2次，取平均值。

1.4 前列腺癌病理分级标准[4]采用Gleason 10级计分法。以5级分类为基础，将占肿瘤主要成分的级数与占次要成分的级数相加，分化最好的肿瘤为1+1=2分，分化最差的肿瘤为5+5=10分。Gleason评分≤6分或肿瘤主要成分Gleason评分3分+肿瘤次要成分Gleason评分4分=7分为低级别，Gleason评分≥8分或肿瘤主要成分Gleason评分4分+肿瘤次要成分Gleason评分3分=7分为高级别。

2 结果

2.1 前列腺癌患者与前列腺增生患者的鉴别诊断结果 前列腺增生的动态增强峰值时间晚于前列腺癌，增强幅度及强化率低于前列腺癌；曲线类型前列腺增生多见于上升型，前列腺癌多见于流出型。以病理检查为诊断的金标准，动态对比增强MRI对前列腺癌与前列腺增生的诊断准确率均为100%。

2.2 前列腺癌患者与前列腺增生患者血流动力学参数比较 前列腺癌患者Ktrans、Kep均较前列腺增生患者高，比较差异有统计学意义(P均<0.05)；前列腺癌患者Ve与前列腺增生患者比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 前列腺癌患者与前列腺增生患者血流动力学参数比较

2.3 前列腺癌患者血流动力学参数与肿瘤病理分级的关系 高级别前列腺癌患者Ktrans、Kep均较低级别前列腺增生患者高，比较差异有统计学意义(P均<0.05)；低级别前列腺癌患者Ve与高级别前列腺增生患者比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。用Spearman等级相关分析前列腺癌患者血流动力学参数与肿瘤病理分级的关系，Ktrans与肿瘤病理分级呈正相关(rs=0.681，P<0.05)，Kep、Ve与肿瘤病理分级无明显相关性(rs分别为0.304、0.090，P<0.05)。

表2 低级别与高级别前列腺癌患者血流动力学参数比较

2.4 血流动力学参数的诊断价值

2.4.1 血流动力学参数对前列腺癌诊断的价值 Ktrans诊断前列腺癌的曲线下面积(AUC)、最大约登指数、敏感度、特异度均高于Kep，比较差异有统计学意义(P均<0.05)。见表3。

表3 Ktrans、Kep对前列腺癌的诊断价值

2.4.2 血流动力学参数对前列腺癌级别的诊断价值 Ktrans鉴别诊断低级别与高级别前列腺癌的AUC、最大约登指数、敏感度、特异度均高于Kep，比较差异有统计学意义(P均<0.05)。见表4。

表4 Ktrans、Kep对前列腺癌级别的诊断价值

3 讨论

前列腺癌是发生在前列腺上皮的恶性肿瘤，早期无症状，随着肿瘤的发展，可有压迫症状和转移症状，易发生骨转移，引起骨痛或病理性骨折、截瘫，严重危及男性身体健康及生命[5～7]。在我国随着社会老龄化及生活方式的改变，前列腺癌的发病率及病死率也呈升高趋势。前列腺癌与前列腺增生常并存，这给临床鉴别诊断带来困难。且前列腺癌治疗方案需要依据病灶位置、浸润及转移情况进行选择[8]。因此选择合适的影像学诊断工具极为关键。MRI是目前公认的诊断前列腺疾病的影像学检查方法，于静脉中注入对比剂，观察随时间变化各组织间的强化变化，可以无创评价肿瘤的组织学变化[9]。本研究结果显示，前列腺增生的动态增强峰值时间晚于前列腺癌，增强幅度及强化率低于前列腺癌；曲线类型前列腺增生多见于上升型，前列腺癌多见于流出型。

李春媚等[10]研究发现，定量动态对比增强MRI可用于前列腺癌与前列腺增生的鉴别诊断。定量动态增强MRI可通过药物代谢动力学参数反映对比剂在肿瘤内的动态分布过程,可早期评价活体前列腺增生结节及肿瘤新生血管形态及结构，在前列腺癌诊断、分期、治疗方案的制定及预后评估中发挥重要作用。定量动态增强MRI前列腺增生的上皮组织血供也增加，但是其血管构成类似于正常组织，对血管的灌注无明显影响[11]。定量动态对比增强MRI扫描后，通过拟合动脉输入函数和组织对比剂浓度曲线到两腔室的扩展Toft模型获得药物代谢动力学参数(Ktrans、Kep、Ve)。Toft模型建立了开放的药代动力学双室模型，对比剂注射后进入血管内(血浆)为第一室，对比剂进入组织间隙(血管外细胞内间隙)为第二室[12]。Ktrans是指单位时间内对比剂从第一室到第二室的转运容积。由于肿瘤新生微血管不成熟，基底膜不完整，内皮细胞间隙增宽，微血管通透性增加[13]，所以前列腺癌组织中Ktrans较前列腺增生组织高。Kep指单位时间内由血管外细胞外间隙回流入血管的对比剂量[14]，因此理论上Kep可用于鉴别前列腺癌与前列腺增生，但研究证实[14，15]，Kep与Gleason评分无相关性，本研究结果也证实这一点。Ve指单位体积组织内血管外细胞外间隙体积百分比，可反映组织坏死及组织细胞化程度。本研究中前列腺癌患者Ktrans、Kep均较前列腺增生患者高，而前列腺癌患者Ve与前列腺增生患者比较差异无统计学意义。

前列腺癌的分级是前列腺病理学的一个重要主题，有关前列腺癌的分级方法至少有40种，其中影响较大且具有代表性的有Gleason 10级计分法、WHO分级法、mostofi分级法及Anderson医院分级法，其中国内外文献及临床病理最为推荐的为Gleason 10级计分法，同样我国前列腺癌诊疗指南也采用该方法。Gleason 10级计分法于1974年由Donlad Gleason依据前列腺癌的结果特点提出，完全根据低倍镜下癌的组织结果和浸润程度来确定，而不考虑细胞异型性，具有良好的临床相关性[16，17]。Gleason 10级计分法可于治疗前估计前列腺癌患者预后，分级越高，肿瘤转移的概率越大，局部治疗的效果越差；对正在治疗的或发生转移的患者，也可作为参考。本研究分析前列腺癌患者血流动力学参数与肿瘤病理分级的关系，结果显示高级别前列腺癌患者Ktrans、Kep均较低级别前列腺增生患者高，低级别前列腺癌患者Ve与高级别前列腺增生患者比较差异无统计学意义。进一步用Spearman等级相关分析显示，Ktrans与肿瘤病理分级呈正相关，说明Ktrans可辅助进行前列腺病理分级。而Kep、Ve与肿瘤病理分级无明显相关性，可能与本研究样本少有关，且Kep还受微血管通透性、对比剂的量、血管内外渗透压等的干扰，因此变异性较大。

为进一步探讨血流动力学参数的诊断价值，本研究绘制了ROC曲线。结果显示，Ktrans诊断前列腺癌的AUC、最大约登指数、敏感度、特异度均高于Kep，Ktrans鉴别诊断低级别与高级别前列腺癌的AUC、最大约登指数、敏感度、特异度均高于Kep。提示Ktrans在鉴别诊断前列腺癌及其病理分级中有较高的效能。

综上所述，前列腺癌是男性泌尿生殖系统常见的恶性肿瘤之一，动态对比增强MRI可定量分析前列腺肿瘤的微血管生成及通透性等血流动力学信息，可明确诊断前列腺癌及其病理分级，且血流动力学参数Ktrans的诊断效能较高。本研究尚存在不足，Kep、Ve的诊断效能低可能与研究样本少有关，后期将扩大样本量，进一步探讨Kep、Ve对前列腺癌的诊断效能。