王振強(qiáng) 王冬芳 朱艷麗

DCE-MRI和DWI在前列腺癌臨床診斷與PSA表達(dá)的相關(guān)性分析

王振強(qiáng) 王冬芳 朱艷麗

目的探討MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)（DCE-MRI）和彌散加權(quán)成像（DWI）在前列腺癌（PCa）臨床診斷中的應(yīng)用價(jià)值及其與前列腺特異性抗原（PSA）表達(dá)水平的相關(guān)性。方法回顧性分析66例PCa患者及30例前列腺增生（BHP）患者臨床診斷資料，所有患者均以病理診斷結(jié)果為最終診斷依據(jù)，并進(jìn)行MRI常規(guī)、DCE-MRI、DWI檢查及血清PSA水平檢測(cè)，比較PCa及BHP在DCE-MRI中的信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間（SI-T）曲線及各參數(shù)值差異，比較兩者在DWI中表觀彌散系數(shù)值（ADC）差異，并采用Person相關(guān)性分析各診斷參數(shù)與PSA的相關(guān)性。結(jié)果在DCE-MRI中，PCa和BHP在達(dá)峰時(shí)間［（69224.14±18245.14）vs（82911.42±26742.37）］、最大增強(qiáng)斜率［（231.83±38.15）vs（187.35±39.35）］、信號(hào)增強(qiáng)率［（124.29±14.42）vs（101.31±10.24）］以及Ⅲ型SI-T曲線類型病例數(shù)（42例 vs 3例）上差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；在DWI中，PCa和BHP在ADC［（0.73±0.21）vs（1.00±0.19）］及指數(shù)表觀擴(kuò)散系數(shù)［（0.51±0.08）vs（0.39±0.08）］，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；此外，DCE-MRI聯(lián)合DWI診斷PCa準(zhǔn)確度可達(dá)91.7%，高于單獨(dú)使用DCE-MRI（78.2%）或DWI（78.1%），在ROC曲線線下面積中，ADC高于其他指標(biāo)，且ADC與PAS具有一定的負(fù)相關(guān)性（r=-0.572，P=0.032）。結(jié)論DCEMRI、DWI在鑒別PCa與BHP中具有一定診斷價(jià)值，且聯(lián)合兩者可提高診斷準(zhǔn)確度，此外，ADC值可作為PAS表達(dá)水平變化的支持依據(jù)。

MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng) 彌散加權(quán)成像 前列腺癌 前列腺特異性抗原

隨著我國(guó)老年化程度加劇，前列腺癌（prostate cancer，PCa）等好發(fā)于老年男性的惡性腫瘤發(fā)病率明顯增加。但是作為PCa診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，穿刺活檢后創(chuàng)傷引起的出血及感染等一系列并發(fā)癥，限制了其臨床應(yīng)用［1］。而以磁共振成像（MRI）為代表的無(wú)創(chuàng)診斷技術(shù)正逐漸被越來(lái)越多的醫(yī)患所接受，如MRI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)（DCE-MRI）、彌散加權(quán)成像（DWI）等。此外，臨床研究證實(shí)［2］，PCa患者血清中前列腺特異性抗原（PSA）表達(dá)水平較高，可作為臨床診斷指標(biāo)之一。但不可否認(rèn)，任何一種無(wú)創(chuàng)診斷技術(shù)都存在臨床應(yīng)用的盲區(qū)，如DCE-MRI需要復(fù)雜的計(jì)算機(jī)軟件處理定量參數(shù)，DWI診斷結(jié)果可因工作軟件、掃描序列或患者生理因素不同，導(dǎo)致結(jié)果偏差［3］，而PSA濃度在處于4~10ng/ml時(shí)，又無(wú)法準(zhǔn)確區(qū)分前列腺癌或前列腺增生（BPH）［4］。因此，本文通過(guò)回顧性分析，比較DCEMRI及DWI在PCa診斷準(zhǔn)確度及靈敏度，并將兩者各參數(shù)與PSA值進(jìn)行相關(guān)性分析，從而為各診斷技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用提供可參考依據(jù)。

1 臨床資料

1.1 一般資料 收集2013年3月至2016年5月在本院經(jīng)穿刺及病理診斷確診為PCa患者66例，前列腺增生30例。年齡57~84歲，平均年齡（67.3±9.2）歲，血清PSA 2~173ng/mL，平均PSA值（45.5±40.1）ng/ ml。101例患者中82例因出現(xiàn)泌尿系統(tǒng)異常就診，如排尿困難、尿急、鏡下血尿等。14例因PSA異常增高就診。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）完整診斷病例資料。（2）均有常規(guī)MRI、DCE-MRI、DWI診斷記錄及血清PSA濃度。排除標(biāo)準(zhǔn)：MR檢查前曾有前列腺穿刺、膀胱鏡檢查等有創(chuàng)操作史。

1.2 儀器與方法 DCE-MRI：選用Philips Archieve 3.0-T 磁共振掃描儀，16通道體部相控陣線圈。常規(guī)進(jìn)行T1WI、T2WI軸位掃描后，進(jìn)行DCE-MRI。大致操作如下：采用3D快速場(chǎng)回波序列進(jìn)行橫軸掃描，TR/TE為5.3ms/1.6ms，層厚5.5mm，，層間距0mm，視野 為360mm×340mm，矩陣256×256，翻轉(zhuǎn)角25°，激勵(lì)次數(shù)為1。按照0.1ml/kg經(jīng)肘靜脈團(tuán)注對(duì)比劑馬根維顯。團(tuán)注前需平掃8期，團(tuán)注射對(duì)比劑時(shí)即可開始DCE，掃描范圍包括前列腺及精囊腺，共連續(xù)掃描28次，總用時(shí)5min 20s。DWI：采用平面回?fù)艹上裥蛄屑夹g(shù)，對(duì)前列腺及精囊腺進(jìn)行橫斷位掃描，TR/TE為5000ms/80ms，視野為300mm×300mm，矩陣96×160mm，層厚3.7mm，激勵(lì)次數(shù)3，擴(kuò)散敏感系數(shù)（b值）=500s/mm2，掃描用時(shí)53s。

1.3 影像學(xué)分析 所有圖像均有兩名副主任醫(yī)師以上按照雙盲法對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析及診斷。DCE-MRI圖像分析：手動(dòng)繪制約25mm感興趣區(qū)（RIO），通過(guò)Siemens公司的syngo工作站對(duì)病灶區(qū)進(jìn)行強(qiáng)度信號(hào)檢測(cè)，生成信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間（SI-T）曲線，采用軟件直接測(cè)出達(dá)峰時(shí)間（Tmax）、峰值強(qiáng)度（SIpeak）、最大增強(qiáng)斜率（MSI）、信號(hào)增強(qiáng)率（SER）四項(xiàng)指標(biāo)。其中Tmax是指病灶從強(qiáng)化到達(dá)強(qiáng)化峰值所用時(shí)間；SIpeak是指病灶經(jīng)過(guò)Tmax時(shí)的峰值強(qiáng)度；MSI=（曲線峰值時(shí)信號(hào)強(qiáng)度-初始強(qiáng)化時(shí)信號(hào)強(qiáng)度）/ Tmax×100%；SER=（曲線峰值時(shí)信號(hào)強(qiáng)度-初始強(qiáng)化時(shí)信號(hào)強(qiáng)度）/初始強(qiáng)化時(shí)信號(hào)強(qiáng)度100%。SI-T曲線可分為Ⅰ型上升型（信號(hào)強(qiáng)度緩慢增高）、Ⅱ型平臺(tái)型（信號(hào)強(qiáng)度增高并出現(xiàn)平臺(tái)）、Ⅲ型速升速降型（信號(hào)強(qiáng)度早期快速增高后迅速下降）。其中Ⅰ、Ⅱ型判定為前列腺增生，Ⅲ型判定為前列腺癌。DWI圖像分析：圖像由syngo工作站直接生成表觀彌散系數(shù)（ADC）圖，由兩位醫(yī)生手工繪制面積約25mm的ROI，測(cè)量ADC值及指數(shù)表觀擴(kuò)散系數(shù)（EADC）。每個(gè)區(qū)域測(cè)三遍，取均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)數(shù)資料進(jìn)行χ2檢驗(yàn)，計(jì)量資料以（x±s）表示，并根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)或單因素方差分析。采用受試者工作特征曲線（ROC）反應(yīng)DCE-MRI、DWI、PSA在診斷中的靈敏度及特異性。DCE-MRI各指標(biāo)及DWI指標(biāo)分別與PSA進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 DCE-MRI結(jié)果 66例PCa患者中，23例屬于中央?yún)^(qū)癌，43例屬于外周帶癌，且絕大多數(shù)患者病灶增強(qiáng)后早期可見明顯不均勻強(qiáng)化。30例BHP患者中則大部分增生結(jié)節(jié)增強(qiáng)后為不均勻強(qiáng)化，僅部分為明顯強(qiáng)化。雖然PCa及BHP早期增強(qiáng)后均可見不均勻強(qiáng)化，但PCa癌灶造影劑退出時(shí)，信號(hào)降低，而BHP增生結(jié)節(jié)信號(hào)降低不顯著，見圖1。對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知，PCa和BHP在Tmax、MSI、SER上差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），但在SIpeak上差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）（見表1）；同時(shí)，PCa和BHP在SI-T曲線類型分布上差異也存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=23.834，P=0.000）（見表2）。

表1 PCa、BHP的DCE-MRI各指標(biāo)比較（x±s）

表2 PCa、BHP的SI-T曲線類型標(biāo)比較（n）

圖1 男68歲，病理診斷為左側(cè)PCa

2.2 DWI 結(jié)果 DWI影像結(jié)果顯示，病灶多為高信號(hào)，而ADC值明顯偏低；而增生結(jié)節(jié)則多為稍高信號(hào)，少部分可為高信號(hào)，ADC值稍有降低（見圖2）。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，PCa和BHP兩組在ADC值及EADC值上差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見表3。

表3 PCa及BHP患者的DWI相關(guān)參數(shù)比較

圖2 男65歲，病理診斷為前列腺增生

2.3 聯(lián)合診斷 結(jié)果顯示，DCE-MRI聯(lián)合DWI相對(duì)于單獨(dú)使用其中任何一種診斷方法具有更高的準(zhǔn)確度、特異性及敏感度，見表4。

表4 DCE-MRI、DWI在前列腺癌中的診斷結(jié)果（%）

2.4 ROC曲線結(jié)果 結(jié)果顯示，各指標(biāo)曲線下面積比較中，ADC（0.880）>EADC（0.856）>Tmax（0.659）>MSI（0.521）>SER（0.479）。

2.5 DCE-MRI及DWI參數(shù)與PSA的相關(guān)性 由Person相關(guān)性結(jié)果分析可知，僅DWI中的ADC與PSA具有一定的負(fù)相關(guān)性，而DCE-MRI各指標(biāo)與PSA均無(wú)明顯相關(guān)性。

3 討論

3.1 DCE-MRI診斷結(jié)果 DCE-MRI在PCa診斷中具有較好的空間分辨率及時(shí)間分辨率，可有效評(píng)價(jià)機(jī)體血液動(dòng)力學(xué)及對(duì)微小腫瘤進(jìn)行甄別。而軟件所得數(shù)據(jù)，又可對(duì)腫瘤血管等特點(diǎn)進(jìn)行定量分析。腫瘤血管生成特點(diǎn)不僅可用于區(qū)分PCa和BHP，也有助于提示腫瘤的惡性程度。當(dāng)然，由于PCa與BHP的增生結(jié)節(jié)血供均高于正常組織，其在DEC-MRI中均為早期強(qiáng)化表現(xiàn)，但PCa誘導(dǎo)形成的血管多構(gòu)筑不良且血管通透性較大，以至于組織滲透水平及灌注水平較高，血流阻力降低，從而增強(qiáng)了早期強(qiáng)化，縮短峰值出現(xiàn)時(shí)間。而增生結(jié)節(jié)形成血管在一定程度上接近正常組織，血管差異導(dǎo)致了PCa與BHP在DEC-MRI部分診斷參數(shù)的差異。正如本研究中PCa患者Tmax明顯短于BHP患者，而MSI、SER則高于BHP也正是基于以上原因所致。而采用SI-T曲線進(jìn)行定性分析時(shí)，由于PCa的Tmax較短，其強(qiáng)化程度及信號(hào)增強(qiáng)率又較高，從而大部分PCa患者表現(xiàn)為Ⅲ型速升速降型。而BHP多為Ⅰ型上升型和Ⅱ型平臺(tái)型。但本資料中，仍有10例PCa誤診為BHP，而有11例BHP誤診為PCa。其可能原因?yàn)椋海?）癌變區(qū)域的影響，10例PCa誤診患者其癌變區(qū)域均為外周帶，雖然癌組織可誘導(dǎo)新生血管生成，但其信號(hào)強(qiáng)度并不一定能超過(guò)血供豐富的中央?yún)^(qū)。（2）對(duì)比劑劑量及流速，而這常直接影響信號(hào)強(qiáng)度值。

3.2 DWI診斷結(jié)果 正常組織和癌組織中水分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)差異正是DWI鑒別腫瘤的基本原理。由于正常前列腺腺泡結(jié)構(gòu)中含有大量水分，而惡性腫瘤組織中腺泡結(jié)構(gòu)已破壞并進(jìn)行重構(gòu)。而眾多排列緊密腫瘤細(xì)胞，以及快速增殖率，使得腫瘤細(xì)胞外間隙明顯縮小，核漿比又高于正常細(xì)胞，使得水分子布朗運(yùn)動(dòng)受到明顯限制，從而導(dǎo)致兩者在ADC圖中存在差異［5］。正如本資料中PCa患者的ADC值及EADC值均明顯低于BHP患者。但是本資料中有7例PCa誤診為BHP，有14例BHP誤診為PCa，作者認(rèn)為其可能原因是由于：（1）BHP可分為肌組織、纖維及腺體增生，當(dāng)以肌組織或纖維增生為主時(shí)，其細(xì)胞內(nèi)含水量仍較少，從而表現(xiàn)出低ADC值；而以腺體增生為主時(shí)，由于腺體細(xì)胞中含水量偏高，從而表現(xiàn)出高ADC值。（2）b值的

影響，由于b值小時(shí)，ADC值穩(wěn)定性較差，且受到機(jī)體其他生理機(jī)能的影響。

3.3 聯(lián)合診斷及ROC曲線分析 通過(guò)ROC曲線確定各診斷指標(biāo)診斷閾值的同時(shí)，作者還發(fā)現(xiàn)，ADC指標(biāo)的敏感度及特異性高于其余診斷指標(biāo)。此外，作者發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用DCE-MRI及DWI診斷PCa的準(zhǔn)確度在78%左右時(shí)，而聯(lián)合診斷時(shí)準(zhǔn)確度可達(dá)91.7%，且具有較高的特異性及敏感度。作者分析，由于兩種診斷方式在原理上存在差異，從而在應(yīng)用中具有互補(bǔ)作用。如針對(duì)外周帶癌，DWI具有更高的敏感性，而針對(duì)微小癌灶，DCE-MRI則能更快的鑒別出癌組織。正如文獻(xiàn)報(bào)道［6］，單獨(dú)應(yīng)用DWI準(zhǔn)確度為82.4%，而單獨(dú)應(yīng)用DCE-MRI準(zhǔn)確度為85.7%，聯(lián)合應(yīng)用，其準(zhǔn)確度可達(dá)93.2%。本文結(jié)果基本與前人報(bào)道相符合。

3.4 PSA與各指標(biāo)的相關(guān)性 PSA是由前列腺上皮細(xì)胞分泌，并廣泛存在于正?；虬┳兊那傲邢俳M織中的一種絲氨酸蛋白酶。當(dāng)前列腺癌變時(shí)，阻斷PSA入血的屏障被破壞，從而引起血液中PSA濃度升高，但目前發(fā)現(xiàn)PCa及BHP的PSA濃度均可為4~10ng/ml，因此，這個(gè)區(qū)間濃度被認(rèn)為是灰區(qū)。而從相關(guān)性分析結(jié)果可知，ADC值與PSA濃度具有一定負(fù)相關(guān)性，而這或許是由于腫瘤細(xì)胞增殖情況及血管異形程度可同時(shí)影響ADC及PSA所致。而通過(guò)本研究，作者推測(cè)，在PSA處于診斷灰區(qū)時(shí)，若聯(lián)合ADC值，將有助于提高診斷效率。而ADC值的高低為可解釋PSA值的變化提供生物學(xué)信息支持。

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ObjectiveTo discuss on the value of dynamic contrast-enhanced MRI（DCE-MRI）and diffusion-weighted imaging（DWI）in diagnosising prostate cancer（PCa）and its relationship with prostate-specifi c antigen（PSA）expression.MethodsA retrospective analysis of 66 cases of PCa and 30 cases of benign prostatic hyperplasia（BHP）in our hospital，all patients were diagnosed by pathology based on the fi nal diagnosis，and underwent conventional MRI，DCE-MRI，DWI examination and serum levels of PSA testing.Compared the differences of PCa and BHP in the DCE-MRI signal intensity-time（SI-T）curve，parameters value and apparent diffusion coefficient（ADC）in DWI，and used Person correlation analysis to analyze the correlation between the diagnostic parameters and PSA.ResultsIn DCE-MRI，PCa and BHP at peak time［（69224.14±18245.14）vs（82911.42±26742.37）］，the maximum slope of increase（231.83±38.15 vs 187.35±39.35）］，signal enhancement ratio［（124.29±14.42）vs（101.31±10.24）］and III in the DWI，［（0.73±0.21）vs（1.00±0.19）］and the index of apparent PCa and BHP in ADC type SI-T curve type number of cases（42 cases vs 3 cases）the differences were statistically signifi cant（P<0.05）diffusion coeffi cient［（0.51±0.08）vs（0.39±0.08）］，the difference was statistically signifi cant（P<0.05）.In addition，DCE-MRI diagnosis of PCa joint DWI accuracy of up to 91.7%，higher than DCE-MRI（78.2%）or DWI（78.1%），in the area under the ROC curve lines，ADC was higher than other indicators，and the ADC and PAS had a negative correlation（r=-0.572，P=0.032）.ConclusionDCE-MRI and DWI have a certain diagnostic value in differentiating PCa and BHP，and the combination of both can improve the diagnostic accuracy.In addition, ADC values can be used as a basis for PAS expression changes.

Dynamic contrast enhanced MRI Diffusion weighted imaging Prostate cancer Prostate specifi c antigen

322002 浙江省義烏市中心醫(yī)院