張亞飛 黃冉冉 張國(guó)偉

1.濱州醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院，山東 煙臺(tái) 264003； 2.煙臺(tái)市煙臺(tái)山醫(yī)院影像科，山東 煙臺(tái) 264003

前列腺癌（prostate cancer， PCa）是老年男性泌尿生殖系統(tǒng)常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，發(fā)病率位列男性惡性腫瘤第2位［1］；因其癥狀隱蔽，早期病灶不易被發(fā)現(xiàn)。近年來(lái)，PCa有年輕化的趨勢(shì)，且年輕PCa患者預(yù)后比老年患者更差［2］。老年男性患者因前列腺增生較為普遍，PCa與前列腺增生的臨床表現(xiàn)相似，往往被患者、臨床醫(yī)生疏漏，確診時(shí)常為PCa晚期，多伴有其他部位轉(zhuǎn)移。目前我國(guó)PCa篩查不僅參與率低，且確診患者五年生存率較西方國(guó)家也有極大差距［2］。PCa的早期篩查對(duì)于具有臨床診治意義的早期PCa患者尤為重要，可早診早治、改善預(yù)后、提高生活質(zhì)量、顯著降低死亡率。

PCa的早期篩查方法眾多，隨著磁共振技術(shù)的快速發(fā)展，超高場(chǎng)強(qiáng)磁共振的成像序列多、軟組織分辨率高、成像速度快及圖像質(zhì)量好，在PCa早期篩查中呈現(xiàn)明顯優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者一致認(rèn)為因前列腺腫瘤病變的磁共振信號(hào)變化具有特征性，可提高診斷的準(zhǔn)確性，有助于減少臨床實(shí)踐中的過(guò)度檢測(cè)和過(guò)度治療［3-4］。

目前常用于前列腺篩查的磁共振技術(shù)主要包括高分辨小FOV的T2WI FS序列、T1WI序列、DWI序列和DCE-MRI等。

1 高分辨小FOV的T2WI FS序列

高分辨小FOV的T2WI FS序列，較常規(guī)T2WI序列剔除了脂肪組織的影響，可以提高前列腺的組織分辨率，更利于觀察前列腺的中央帶（central zone，CZ）、結(jié)合帶（transition zone，TZ）、外周帶（peripheral zone，PZ）及病灶、轉(zhuǎn)移情況。一項(xiàng)關(guān)于PZ癌的多參數(shù)MR成像研究認(rèn)為，當(dāng)患者配合度較差或外部因素影響彌散成像（diffusion weighted imaging，DWI）或磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)成像（dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCEMRI）質(zhì)量時(shí)［5］，T2WI FS可以結(jié)合其他序列，對(duì)可疑病灶進(jìn)一步對(duì)照比較。Christophe等［6］對(duì)PCa患者術(shù)前及術(shù)后病理對(duì)照MR多參數(shù)研究發(fā)現(xiàn)， T2WI FS的影像學(xué)特征是預(yù)測(cè)前列腺外侵犯的最重要的標(biāo)準(zhǔn)，而前列腺外侵犯的診斷對(duì)于患者實(shí)現(xiàn)最佳手術(shù)策略、安全保存神經(jīng)血管束以及進(jìn)行劑量與強(qiáng)度調(diào)整放療至關(guān)重要。

2 T1WI序列

T1WI序列可有效識(shí)別前列腺內(nèi)出血灶對(duì)其他序列的影響，使DWI及DCE-MRI感興趣區(qū)的測(cè)量數(shù)值更加準(zhǔn)確。Panda等［7］結(jié)合T2WI、T1WI及表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient， ADC）值研究TZ癌發(fā)現(xiàn)，T1WI提高了TZ癌和正常TZ組織的鑒別能力。另有研究將T1WI圖像與DWI和T2WI圖像配準(zhǔn)，然后用完整的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)前列腺完整腺體邊界分割優(yōu)于之前單純基于T2WI的分割方案，可以獲得更好的診斷效能［8］。

3 DWI序列

DWI序列用于活體中評(píng)價(jià)分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的最佳無(wú)創(chuàng)性檢查方法，主要采用平面回波成像技術(shù)施加擴(kuò)散敏感梯度場(chǎng)；其中衡量擴(kuò)散敏感梯度的參數(shù)用b值表示，與施加的擴(kuò)散敏感梯度的大小和持續(xù)時(shí)間有關(guān)，理論上b值越高，診斷效能越高，但超高b值帶來(lái)的圖像信噪比減低，圖像失真較重，不利于前列腺病灶的對(duì)比觀察［9］，故選擇合理的b值可提高前列腺病灶的檢出率，并縮短掃描時(shí)間。除了DWI圖像直觀的信號(hào)改變，經(jīng)后處理獲得的ADC圖，可直接消除T2穿透效應(yīng)［10］，獲得病變真實(shí)的彌散信息。曲源等［11］研究多b值在診斷前列腺病變中的價(jià)值認(rèn)為，前列腺病變DWI序列有明顯的信號(hào)改變，不同b值的DWI圖像所測(cè)得的ADC值有助于正常組織、良性前列腺增生癥（benign prostatic hyperplasia， BPH）和PCa的鑒別診斷。多個(gè)研究證實(shí)，前列腺良、惡性病變ADC值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，定量的ADC值作為檢測(cè)指標(biāo)可提升PCa的檢出率［12］。黃松等［13］探討ADC值對(duì)于PCa診斷及惡性程度Gleason評(píng)分的相關(guān)性也發(fā)現(xiàn)，DWI聯(lián)合ADC值不僅對(duì)PCa的診斷價(jià)值較好，且ADC值與惡性程度Gleason評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。扶昭等［14］對(duì)PCa轉(zhuǎn)移及非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)研究發(fā)現(xiàn)， ADC值對(duì)周?chē)馨徒Y(jié)轉(zhuǎn)移的診斷有鑒別作用。雖然不同設(shè)備廠家的磁共振存在差異，但ADC值改變始終被證明與腫瘤分級(jí)、腫瘤侵襲性和病理分期呈明顯相關(guān)性，是PCa研究的充分證據(jù)指標(biāo)［15］。有研究證實(shí)，即使在不同MR硬件和成像環(huán)境中，經(jīng)過(guò)定量成像生物標(biāo)志物聯(lián)盟評(píng)估， ADC值表現(xiàn)出其結(jié)果的穩(wěn)定性，有良好的可重復(fù)性和可再現(xiàn)性［16］。

DWI技術(shù)作為多參數(shù)MRI檢查和PCa評(píng)估的重要組成部分、PI-RADS評(píng)分中的決定序列，近年來(lái)研發(fā)了各種模型來(lái)定量地將DWI信號(hào)與前列腺組織的微觀結(jié)構(gòu)特征聯(lián)系起來(lái)，目前臨床應(yīng)用的DWI模型有單指數(shù)ADC模型、雙指數(shù)模型（biexponential mode，BE）、體素內(nèi)非相干運(yùn)動(dòng)（intravoxel incoherent motion，IVIM）、擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）和擴(kuò)散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）［17］。單指數(shù) ADC 模型數(shù)值量化的是組織內(nèi)水分子彌散及毛細(xì)血管灌注的綜合效益，信號(hào)強(qiáng)度隨著擴(kuò)散權(quán)重的增加而呈指數(shù)式衰減［9］，操作簡(jiǎn)單。BE、IVIM模型則通過(guò)參數(shù)進(jìn)一步量化區(qū)分組織內(nèi)水分子擴(kuò)散及微循環(huán)血流灌注擴(kuò)散情況，獲取純水分子擴(kuò)散系數(shù)，對(duì)PCa診斷具有重要價(jià)值［18］。DTI是單指數(shù)ADC模型的推廣，可以獲取有序組織中的各向異性擴(kuò)散系數(shù)（fractional anisotropy， FA），描述分子擴(kuò)散的方向依賴(lài)性，更好地反映組織纖維變化情況［17，19］；Gholizadeh 等［20］對(duì)PCa周?chē)?rùn)的DTI研究發(fā)現(xiàn)纖維束密度的增加有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且與PCa活檢結(jié)果纖維密度的增加一致，并與癌癥侵襲性相關(guān)。DKI模型是為了量化在高b值時(shí)（≥ 1 000 s/mm2）與指數(shù)信號(hào)衰減的偏差，評(píng)估擴(kuò)散位移概率分布的峰度，常采用無(wú)因次數(shù)K值及峰度修正后的擴(kuò)散系數(shù)Dk評(píng)估［17］；Brancato等［21］認(rèn)為， K與Gleason得分呈顯著正相關(guān)，Dk與Gleason得分呈顯著負(fù)相關(guān)，PCa中K值顯著降低，這可能與中高級(jí)別病變前列腺結(jié)構(gòu)樣腺泡的逐漸破壞以及細(xì)胞和間質(zhì)密度越來(lái)越高有關(guān)，中高級(jí)別病變的k值顯著升高，表明水?dāng)U散減少，可能與顯微結(jié)構(gòu)復(fù)雜性增加有關(guān)。盡管DWI相關(guān)模型眾多，但不同的模型在前列腺病變的診斷中提供了相似的診斷效能，目前研究認(rèn)為，沒(méi)有任何非高斯和雙指數(shù)擬合模型具有明顯優(yōu)于單指數(shù)ADC模型的診斷能力，在臨床中使用簡(jiǎn)單的單指數(shù)ADC和直方圖分析可能更適合于評(píng)估PCa腫瘤的侵襲性［22-23］。DWI技術(shù)用極少的時(shí)間成本換取了重要診斷信息，在最新的PI-RADSv2.1更新中認(rèn)為，因DWI圖像獲得的ADC值在PCa診斷中的重要性，使得它成為磁共振前列腺篩查技術(shù)中的重要成員［24］。

4 DCE-MRI

DCE-MRI作為一種功能性成像技術(shù)，可獲得對(duì)比劑在血液中的分布及其在血管內(nèi)和血管外運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)信息，反映腫瘤微循環(huán)和灌注等定量的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，可以明確區(qū)分PCa與良性前列腺病灶，提高腫瘤的檢出率［25-26］。其原理與腫瘤內(nèi)部新生血管形成有關(guān)，癌性病灶的特征性改變?yōu)檠苊芏群凸鼙谕ㄍ感栽黾樱苊芏雀叩哪[瘤對(duì)比正常組織會(huì)造成早期大量的造影劑內(nèi)流，從而使其迅速達(dá)到強(qiáng)化峰值，管壁通透性增加使造影劑快速流出［27］。這一過(guò)程用時(shí)間強(qiáng)度曲線(xiàn)（time intensity curve，TIC）來(lái)描述，前列腺增生病灶動(dòng)態(tài)增強(qiáng)表現(xiàn)為流入型或平臺(tái)型強(qiáng)化曲線(xiàn)，而PCa病灶動(dòng)態(tài)增強(qiáng)早期病灶迅速?gòu)?qiáng)化之后其強(qiáng)化程度迅速下降，呈現(xiàn)流出型曲線(xiàn)［28］，需要鑒別的是不同病灶的TIC曲線(xiàn)存在重疊現(xiàn)象，血供豐富的增生結(jié)節(jié)也可產(chǎn)生類(lèi)PCa的強(qiáng)化曲線(xiàn)［29］。DCE-MRI可進(jìn)一步定量分析，參數(shù)包括血管滲透性參數(shù)容量轉(zhuǎn)移常數(shù)（transfer constant，Ktrans）、速率常數(shù)（rate constantrate，Kep）、血管外細(xì)胞外間隙容積比（the volume of the extravascular extracellular space，Ve）。Ktrans可以評(píng)估對(duì)比劑從血漿經(jīng)血管壁擴(kuò)散到間隙，代表血管通透性；Ve和Kep則評(píng)估對(duì)比劑從血管外間隙擴(kuò)散回血漿內(nèi)的參數(shù)，Ktrans和Kep被認(rèn)為與腫瘤內(nèi)的微血管密度有關(guān)，而Ve則與腫瘤內(nèi)的細(xì)胞密度有關(guān)，因此Ktrans、Kep和Ve可以反映腫瘤的組織病理學(xué)特征［27］。Zhu等［30］研究認(rèn)為， DCE-MRI定量參數(shù) Ktrans、kep 及ADC值為PCa與BPH的鑒別診斷提供了有效的參考，為PCa的侵襲性分級(jí)提供了更精確、可靠的定量參數(shù)。而Meyer等［27］試圖將PCa的DCE-MRI參數(shù)與Gleason評(píng)分相關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)Ktrans的相關(guān)性最高，但DCE-MRI不能用于預(yù)測(cè)PCa中的Gleason評(píng)分，因此不能區(qū)分臨床顯著性腫瘤和非顯著性腫瘤。雖然DCE-MRI經(jīng)過(guò)定性、半定量及定量的處理方式可提供多種參數(shù)評(píng)估前列腺病灶，但研究發(fā)現(xiàn)，半定量和定量參數(shù)沒(méi)有提供額外的改進(jìn)，并沒(méi)有提高PCa的檢出率，不能區(qū)分臨床顯著與非顯著PCa，僅對(duì)穿刺活檢前癌結(jié)節(jié)的評(píng)級(jí)產(chǎn)生影響［31］。

臨床實(shí)踐中DCE-MRI成像比其他序列更耗時(shí)，并且使用的造影劑存在固有成本和可能發(fā)生的副作用［27］。DCE-MRI圖像質(zhì)量對(duì)外部因素依賴(lài)較大，如技術(shù)人員注射對(duì)比劑速度不同、患者間基礎(chǔ)血流速度不同、各廠家提供的后處理軟件有區(qū)別等，均會(huì)影響其圖像質(zhì)量與后處理，進(jìn)而影響前列腺病灶的診斷效能［32］。由此DCE-MRI在整個(gè)磁共振前列腺篩查中帶來(lái)了最高的成本和最大的不良事件的風(fēng)險(xiǎn)。因此在前列腺篩查中不建議使用DCE-MRI。

目前在臨床工作中多采用磁共振多參數(shù)聯(lián)合成像，可以從不同方向、不同角度提供診斷信息，優(yōu)劣互補(bǔ)［33］，提供準(zhǔn)確可靠的診斷結(jié)果及解剖學(xué)觀察，從而最大限度提高前列腺病變的診斷效能［34］。但Mp-MRI中存在掃描序列過(guò)多、檢查時(shí)間長(zhǎng)、固有成本高等不利因素，限制了其在前列腺快速篩查中的廣泛應(yīng)用。Bass等［35］進(jìn)行了一項(xiàng)系統(tǒng)回顧和薈萃分析發(fā)現(xiàn)，眾多雙參數(shù)MRI研究，僅使用T2WI和DWI已被認(rèn)可為是一種可行的替代方法，可獲得較高特異性和診斷符合率。Wallstr?m等［36］也認(rèn)為，雙參數(shù)MRI在低風(fēng)險(xiǎn)情況下是一個(gè)合理的選擇，使更多PSA篩查人群可以按更低的成本進(jìn)行MRI檢查，不僅避免靜脈通路的侵入性，在癌癥檢測(cè)方面并不遜色于多參數(shù)MRI，且假陽(yáng)性更少。因PCa的發(fā)生與其體積、信號(hào)變化具有較強(qiáng)相關(guān)性，而DCE、DWI序列均可敏感地觀察到這種變化［37］；與DCE-MRI相比，T2WI聯(lián)合DWI無(wú)需注射對(duì)比劑，避免了因造影劑毒性作用出現(xiàn)的過(guò)敏等不良反應(yīng)，更多的研究證實(shí)DWI模型參數(shù)診斷效能高于DCE-MRI各定量參數(shù)［32］，剔除DCE也未使局部病灶分期準(zhǔn)確性降低［38］，提示DCE-MRI在前列腺篩查中的價(jià)值較為局限。

綜上所述，高分辨小FOV的T2WI FS、T1WI、DWI序列能提供基礎(chǔ)的解剖學(xué)觀察、病灶信號(hào)改變、擴(kuò)散情況，在成像速度、診斷效能等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，而且通過(guò)ADC值的測(cè)量，可以快速有效地進(jìn)行前列腺癌的篩查。未來(lái)隨著磁共振技術(shù)的不斷完善，前列腺癌的早診早治將變成現(xiàn)實(shí)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突