多模态MRI参数检测在前列腺疾病中的应用价值⋆

孔凡武 李健康 闫玉玲

1.河南省商丘市中医院磁共振室(河南 商丘 476000)

2.河南省商丘市中医院CT室 (河南 商丘 476000)

3.河南省商丘市中医院病理科(河南 商丘 476000)

前列腺癌为男性群体高发恶性肿瘤类型，其发病率仅低于肺癌，但近来来其发病率一直呈逐年上升趋势，由于其早期症状尚不明显，患者病情确诊已经进展到中晚期，导致患者丧失根治最佳时机[1]。研究显示无症状或者处于早期前列腺癌患者术后5年生存率可以达到99%，而中晚期前列腺癌患者5年(变)生存率甚至不超过50%[2]，可见前列腺疾病准确诊断、评估病理分级对患者治疗及预后改善意义重大。CT、超声、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)是前列腺疾病诊断常见影像学手段，但是CT与超声用于前列腺疾病诊断特异性不佳，MRI由于其优异软组织分辨率逐渐成为前列腺疾病诊断首选影像学手段，尤其是近期多模态MRI应用使其在前列腺疾病诊断上优势更加明显[3]。多模态MRI有效结合可常规MRI扫描、扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)、动态增强MRI(dynamic enhanced MRI，DCE-MRI)等多种MRI扫描技术，可以有效反映器官结构功能变化及代谢异常，有助于进一步提高前列腺疾病诊断价值[4]。基于此，本研究多模态MRI参数检测在前列腺疾病诊断及病理分级中应用价值，为后期多模态MRI参数检测在前列腺疾病诊断上应用提供更多参考依据。

1 资料和方法

1.1 一般资料对2019年8月至2022年8月医院收治82例前列腺疾病患者相关资料予以回顾性分析。

纳入标准：患者存在明显排尿不畅及尿潴留表现，血清前列腺特异性抗原>10ng/L；患者在接受多模态MRI检查前尚未接受治疗；经由手术或者穿刺活检证实患者病情；患者各项资料完整。排除标准：身体重要脏器功能障碍者；伴其他肿瘤者；MRI检查影像质量差或者多模态MRI检查不全者；资料不全者。82例患者年龄49～78岁，平均(62.11±11.95)岁；前列腺特异性抗原10～218.65ng/L，平均(82.53±16.92)ng/L。

1.2 方法

1.2.1 多模态MRI检查 检查应用GE SIGNA Pioneer 3.0T扫描仪(美国GE公司)，线圈选择体部相控阵线圈。常规MRI扫描：轴位T1加权薄层扫描参数：重复时间、回波时间、翻转角、层厚、层间距、视野、激励次数、矩阵分别为700ms、11ms、150°、3mm、0.3mm、230mm×230mm、1、256×192；轴位T2加权薄层扫描：重复时间、回波时间、层厚、层间距、视野、激励次数、矩阵分别为3500ms、101ms、3mm、0.3mm、230mm×230mm、1、320×320。DWI：扫描参数：重复时间、回波时间、层厚、层间距、视野、激励次数、矩阵分别为2900ms、86ms、3mm、0.3mm、224mm×260mm、4、111×172，扩散敏感系数分别设置为0和1000s/mm2，依据扫描结果获得表观扩散系数(Apparent diffusion coefficient，ADC)图。DCE-MRI：轴位动态增强扫描选择VIBE序列，相关参数：重复时间、回波时间、层厚、层间距、翻转角、视野、时间分辨率、矩阵分别为4.0ms、1.4ms、2mm、0mm、9°、317mm×350mm、10s、203×320，扫描应用脂肪抑制技术；对比剂扎喷酸葡胺选择高压注射器以1.5mL/s速度由肘静脉注射，其注射剂量为0.2mmol/kg，进行2期扫描后行对比剂注射，每期扫描时间均为13s，一共需要进行30期扫描，扫描持续时间为6min，解剖定位选择第1个序列轴位T1加权，需要与参数图融合。获得所有MRI图像后由两位影像科医师应用双盲法进行数据分析，影像科医师均需要是副主任及以上医师，图片审阅意见不一致需要经过协商获得统一意见。应用仪器附加图像处理软件在MRI常规扫描、DWI以及DCE-MRI扫描获得图像上划定病灶最显著部位作为感兴趣区，需要尽可能避免囊变、坏死、出血以及钙化部位，随机选择3次测定结果计算其均值。在ADC图上明显低信号部位划定感兴趣区，以自动形成ADC值。DCE-MRI扫描获得时间-信号强度曲线，依据曲线获得最快强化率(Rmax)、达峰时间(Tmax)、最大强化程度(SImax)。

1.2.2 穿刺活检及病理检查 应用Bard Magnum活检仪器(美国Bard公司)及穿刺针在超声帮助下进行经直肠前列腺穿刺活检，每位患者均需要收集12条前列腺组织，如果患者存在感染及出血高风险，收集前列腺组织应该一定程度减少。将切片切为3～5mm行病理检查，确诊为前列腺癌患者依据Gleason分级标准[5]获得病理分级，其中评分≤6分、7分及≥8分分别纳入低级别、中级别与高级别病变。

1.3 观察指标分析前列腺疾病患者影像学表现，比较前列腺癌与前列腺良性病变多模态MRI参数，分析多模态MRI参数对前列腺疾病诊断价值，比较不同病理分级前列腺癌多模态MRI参数，分析多模态MRI参数与前列腺癌病理分级相关性。

1.4 统计学方法本研究中数据通过SPSS 20.0软件予以分析处理，计量资料与计数资料分别表示为(χ-±s)与例(%)，计量资料比较应用t检验与方差分析，计数资料采用χ2检验进行差异比较，诊断价值应用受试者操作特征(er operating characteristic，ROC)曲线，相关性分析采用Spearman相关性进行分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 前列腺疾病患者影像学表现分析病理检查结果显示82例前列腺疾病患者中前列腺良性病变29例，前列腺癌53例。前列腺良性病变：边界清晰，T2加权扫描可以观察到弥漫稍低或者低信号；DWI：ADC图上显示为稍低信号，ADC值轻微减低；DCE-MRI曲线主要为Ⅱ型曲线，显示为病灶早期强化，但对比剂未发现廓清。

前列腺癌：部分患者边界模糊，T2加权扫描可以观察到不规则或者结节状低信号影(图1A)；DWI：可见弥漫性片状、结节状或者不规则状超高信号(图1B)，ADC值下降(图1C)；DCE-MRI曲线主要为Ⅲ期曲线，显示为病灶早期迅速强化并可见对比剂廓清(图1D)。

图1 前列腺癌患者MRI影像学表现，图1A：常规T2加权扫描影像学表现；图1B:DWI扫描影像学表现；图1C:DWI扫描获得ADC图；图1D:DCE-MRI扫描影像学表现。图2 多模态MRI参数对前列腺癌诊断价值分析ROC曲线

2.2 前列腺癌与前列腺良性病变多模态MRI参数比较前列腺癌患者边界清晰比例低于前列腺良性病变，ADC值与Tmax低于前列腺良性病变，Rmax、SImax高于前列腺良性病变，差异比较存在统计学意义(P<0.05)，前列腺癌患者与前列腺良性病变T2信号强度比较没有统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 前列腺癌与前列腺良性病变多模态MRI参数比较

2.3 多模态MRI参数对前列腺癌诊断价值分析ROC曲线显示多模态MRI参数边界、ADC值、Rmax、Tmax、SImax用于前列腺癌诊断曲线下面积(area under curve，AUC)分别为0.686、0.788、0.782、0.811、0.602，各指标联合AUC为0.958，见表2与图2。

表2 多模态MRI参数对前列腺癌诊断价值分析

2.4 不同病理分级前列腺癌多模态MRI参数比较Gleason分级结果显示低级别、中级别与高级别前列腺癌患者分别15例、26例、12例，不同病理分级前列腺癌患者边界及T2信号情况比较没有统计学意义(P>0.05)，而随着患者病理分级上升，前列腺癌患者ADC、Tmax逐渐减小，而Rmax及SImax逐渐增大，不同病理分级患者比较存在统计学意义(P<0.05)，见表3。

表3 不同病理分级前列腺癌多模态MRI参数比较

2.5 多模态MRI参数与前列腺癌病理分级相关性Spearman相关性分析显示，边界及T2信号情况与前列腺癌病理分级不相关(r=0.106，0.183；P>0.05)，ADC、Tmax与前列腺癌病理分级负相关(r=-0.463，-0.376；P<0.05)，Rmax、SImax与前列腺癌病理分级正相关(r=0.519，0.487；P<0.05)。

3 讨论

多模态MRI作为非侵入式影像学检查方式，其检查多方位与参数成像、优异对比度及高分辨率特点使其在前列腺疾病诊断上具有独有优势。相对于常规MRI，DWI有助于弥补T1与T2加权扫描不足，同时其可以敏感性反映机体组织中水分子运动[6-7]。DCE-MRI经由Rmax、Tmax、SImax等定量参数反映病灶组织信号强度、微循环血流灌注以及血管渗透性情况[8]。本研究结果显示前列腺癌患者ADC值与Tmax低于前列腺良性病变，Rmax、SImax高于前列腺良性病变，分析认为ADC值显示水分子运动情况，肿瘤细胞增殖时会因为细胞外间隙逐渐减小，因此水分子在其中运动受限，ADC值随之减小；而随着恶性肿瘤增殖，组织灌注能力逐渐增强，因此DCE-MRI测定Tmax减小，Rmax、SImax变大[9]。另一项研究显示前列腺癌患者ADC值及Tmax低于良性前列腺增生患者，而SImax及Rmax高于良性前列腺增生患者[10]，与本研究中相关结论一致。除上述因素外，前列腺癌患者边界清晰比例低于前列腺良性病变，影像学上可以明显观察到良性病变边界光滑完整，而恶性病变边界模糊，且显示为浸润性生长。本研究中将多模态MRI参数用于前列腺疾病诊断，结果显示边界、ADC值、Rmax、Tmax、SImax用于前列腺癌诊断AUC分别为0.686、0.788、0.782、0.811、0.602，各指标联合AUC为0.958，显示多模态MRI参数用于前列腺癌诊断有一定价值，而多模态参数联合有助于进一步提高前列腺癌诊断价值。罗瑛译等[11]研究也显示ADC值、SImax及miR-301a指标用于前列腺癌中危及高危鉴别ADC值分别为0.659、0.771、0.747，而三指标联合AUC值为0.839，显示多指标联合有助于提高中危、高危前列腺癌鉴别。

前列腺癌病理分级是患者病理诊断中重要组成部分，可以有效反映病灶生物学行为，不仅是患者治疗方案选择参考依据，还与患者预后关系密切[12-13]。本研究结果显示而随着患者病理分级上升，前列腺癌患者ADC、Tmax逐渐减小，而Rmax及SImax逐渐增大，显示前列腺癌患者多模态MRI参数与患者病理分级关系密切，分析认为病理分级越高，细胞分化越差，组织中腺体结构减少，细胞间隙缩小，水分子运动受到限制，因此ADC值下降，同时肿瘤细胞增殖及代谢速度加快，新生血管变多，内皮细胞间隙变大，因此其通透性增加，组织灌注能力增加[14-15]。另一项研究也显示多模态MRI测定前列腺癌病灶ADC值与DCE-MRI参数与病理Gleason评分存在明显相关性，该研究认为Gleason评分高前列腺癌病灶组织中遍布分化不成熟新生血管，这些血管中细胞由于异常增殖，血管间隙减少，水分子运动受到限制，因此ADC值减小，血管壁通透性增加，导致对比剂更易通过[16]。张俊等[17]研究显示前列腺癌患者病灶组织中微血管密度明显增加，高危患者Tmax较短，而SImax及Rmax较高，显示病理分级越高，病灶组织血管生成越丰富，血供量越大。

综上所述，前列腺疾病可以应用多模态MRI参数予以鉴别诊断，多模态MRI参数联合有助于提高对于前列腺癌诊断价值，同时还与前列腺癌组织病理分级存在明显关系，可以为患者病情诊断及评估提供合适影像学参考依据。