MRI弥散加权成像在前列腺增生和前列腺癌诊断鉴别中的应用

1.中煤矿建总医院磁共振室(安徽 宿州 234000)

2.中国人民解放军联勤保障部队第901医院影像科 (安徽 合肥 230001)

周 飞1 王国超2 曹 跃1

随着医学技术水平与卫生条件的不断提高，人类寿命在不断延长的同时患癌概率也不断增高[1]。前列腺癌(prostate cancer，PCa)与前列腺增生(benign prostate hypertrophy，BPH)是老年男性的常见病，由于不同个体前列腺癌生物特征差异较大，导致其诊断难度较大[2]。随着磁共振技术的不断发展，MRI检查在临床上的应用范围不断增加，其中功能性成像——弥散加权成像(diffusion-weighted imaging，DWI)已从最初的神经中枢性疾病诊断扩展至体部各个脏器的诊断[3]。为研究DWI成像在鉴别前列腺良恶性疾病中的诊断价值，我院开展如下研究。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2015年01月至2018年01月间于我院接受MRI平扫及DWI检查的40例前列腺疾病患者临床资料，患者年龄51～78岁，平均(65.25±13.25)岁，均因尿频尿急、尿痛、尿线变细等不适症入院检查，经手术或穿刺病理学证实BPH共28例，PCa共12例，排除检查前接受药物或手术治疗者及影像学资料不全者。

1.2 检查方法 (1)检查设备：西门子3.0T Skyra及Verio。(2)检查准备：嘱咐患者检查前1d减少渣食物，必要时口服少量缓泻剂，并排空大小便。(3)扫描参数：①MRI平扫：T2WI采用快速自璇回波(FSE)，TR=4000ms，TE=85ms，T1WI采用自旋回波(SE)TR=5000ms，TE=14ms，Slice thickness=5.0mm，层间隔1.0mm，FOV=36，分别行轴位、矢状位及冠状位扫描。②DWI扫描：单次激发SE-EPI序列加脂肪抑制(FS)，TR=170ms，TE=94ms，Flip Angle=90°，分别在SE序列180°脉冲前后施加不同扩散浓度因子，使用b值表示，分别为0s/mm2，600s/mm2，1000s/mm2，取层面选择、频率编码、相位编码3个方向，使用GE ADW4.4工作站，选用Functool软件处理，软件自动生成ADC图像。(4)选择感兴趣区域(ROI)：结合MRI平扫图像，要求ROI完全位于外周带或中央腺内，尽量避开病灶与正常组织交接区、尿道、周围脂肪、血管结构等，BPH组及PCa组：选取增生组织、癌灶面积最大层绘制，所有ROI的ADC值均测量3次取平均值。

1.3 研究方法 ①比较BHP及PCa患者MRI平扫特征。②比较DWI扫描中b=600s/mm2及1000s/mm2时，正常中央腺、正常外周带、BHP病灶及PCa癌灶的值。③将b=1000s/mm2时，所测的表现弥散系数(apparentdiffusion coefficient，ADC)求平均值，分析患者入院时前列腺特异性抗原(Prostate Specific Antigen，PSA)检测水平与ADC值间的相关性。

1.4 统计学方法 数据分析用SPSS19.0软件处理，计量资料以表示，采用t检验；计数资料以例或百分比形式表示，采用χ2检验；采用Pearson相关分析ADC值与患者入院时PSA水平间的相关性，以上数据P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 BHP及PCa患者MRI平扫特征比较 分析BHP与PCa患者MRI平扫图像一般参数发现，BHP与PCa在发病部位、边界表现、信号类型均存在显著性差异(P＜0.05)，体积大小无显著性差异(P＞0.05)。见表1。

2.2 不同b值正常中央腺、正常外周带、BHP病灶及PCa癌灶ADC值比较 在DWI不同b值扫描下，正常中央腺、正常外周带、BHP病灶及PCa病灶ADC值均存在显著性差异(P＜0.05)。见表2。

2.3 ADC值与PSA间的相关性分析 经相关性分析提示，DWI扫描b=1000s/mm2时，平均ADC值与患者入院时PSA检测水平呈负相关(r=-0.36，P＜0.05)。

3 讨 论

既往PCa的诊断常采用直肠指检、经直肠超声检查以及CT等，但在鉴别前列腺良恶性疾病中敏感性差、特异性不高[4-5]。随影像学技术的不断发展，MRI逐渐应用于前列腺疾病的诊断，本研究发现，DWI序列能有效提示癌变组织，反映PCa及BPH病理变化，且ADC值在鉴别BPH与PCa中具有极强的参考价值。

由于前列腺组织在MRI T1加权扫描图像中均表现为低信号，难以分辨前列腺各分带解剖结构，故T1加权扫描在诊断前列疾病中应用性不强。T2加权扫描能有效分辨前列腺软组织内部结构，是目前前列腺MRI检查中的主要扫描方式[6]。由于外周带在T2加权扫描下呈高信号，而癌变区域呈低信号，故T2加权扫描对发生于外周带的癌变病灶具有较好的提示效果。本研究中有75%的PCa发生于外周带，25%的PCa发生于中央腺体区，相比于外周带，T2加权对发生于中央腺区的癌变病灶提示效果不强，这与中央腺区在T2加权下也呈低信号相关。此外，前列腺其他良性病变，如前列腺肌纤维增生、炎症在T2加权扫描下也呈低信号[7]，故单独应用T2加权扫描在鉴别前列腺恶性病变中假阳性较高，诊断价值受限。

表1 BHP及PCa患者MRI平扫特征比较

表2 不同b值正常中央腺、正常外周带、BHP病灶及PCa癌灶ADC值比较

DWI技术是目前最流行的显像癌症方式，其能利用微观层面上组织内水分子布朗运动的变化，有效提示组织结构、分辨良恶性病变，是目前最常用的癌症显像序列[8]。水分子布朗运动是DWI扫描成像的物理基础，与T1、T2加权成像不同的是，DWI扫描在反映人体组织分子水平微观几何结构中更具优势[9]。DWI扫描采用ADC值表示水分子扩散速度，水分子运动范围大，ADC值高，相应失相位时信号损失多，图像信号低。本研究采用1.5T磁共振扫描系统、气体填充的直肠线圈进行扫描，直肠内线圈获得的前列腺图像信噪比较高，前列腺DWI图像较为清楚，同时也提高了MRI对前列腺癌分级的敏感性与特异性[10]。

由于正常外周带内腺体较多，平滑肌较少，水分子弥散自由度较中央腺体大，故外周带在DWI上呈低信号，ADC图像呈高信号，而中央腺体区正好相反，这为DWI扫描识别前列腺软组织结构提供了基础。前列腺癌组织细胞排布紧密，腺管破坏程度大，含水量较少，细胞间受压，导致水分子扩散受限，在DWI图像上表现为高信号，ADC表现为低信号[11]。而前列腺增生主要表现为中央腺体体积增大，但水分子自由运动受限程度远低于PCa，此为鉴别前列腺良恶性病变提供了基础。本研究中，DWI不同b值扫描下，正常中央腺、正常外周带、BHP病灶及PCa病灶ADC值均存在显著性差异，且PCa病灶ADC值显著低于其余组织，提示ADC值在诊断癌病病灶中具有较好的参考价值。

此外，我们将患者入院检查时的PSA也纳入研究内容。PSA是一种雄雌激素调节的蛋白水解酶，正常情况下，前列腺基底层与基底膜组成屏障，血浆中PSA含量保持在0～4ng/mL之间，而在前列腺发生病变后，内部细胞组织结构遭到破坏，血浆中PSA水平将大幅度升高，其已成为PCa监测及其分期的重要手段。本研究发现，ADC值与PSA水平呈负相关，与李香营等[12]研究结果一致，提示DWI扫描在前列腺病变中的应用效果。

综上所述，T2增强扫描在提示前列腺良恶性病变中具有一定的价值，但诊断假阳性高；DWI序列能有效反映PCa及BPH的病理差异，ADC值在鉴别BPH与PCa间具有极强的参考价值。