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        磁共振擴散加權成像在前列腺癌檢出和鑒別診斷中的價值

        2010-06-02 09:38:24梁宇霆靳二虎鄧立剛付靜媛
        磁共振成像 2010年4期
        關鍵詞:中央?yún)^(qū)水分子前列腺癌

        梁宇霆,靳二虎,張 藝,鄧立剛,付靜媛

        前列腺癌的發(fā)病率近年來在我國呈上升趨勢。前列腺癌的臨床診斷目前依靠前列腺特異性抗原(prostate specific antigen,PSA)篩查、經(jīng)直腸前列腺觸診及前列腺穿刺活檢[1]。影像檢查中,超聲(US)主要用于測量前列腺體積、測定膀胱殘尿量及引導前列腺穿刺活檢;普通CT和增強CT掃描,由于軟組織密度分辨力差,在前列腺癌的診斷中作用有限;常規(guī)MRI主要用于對前列腺癌進行分期診斷,但不易發(fā)現(xiàn)前列腺移行帶、中央帶及尖部的癌灶。臨床實踐發(fā)現(xiàn),功能磁共振成像技術,如擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)在腫瘤的檢出和診斷中具有很大的潛能[1-3]。因此,本文探討DWI在前列腺癌診斷和鑒別診斷中的價值。

        圖1 ADC值測量過程示意圖?;颊?8歲,前列腺癌,T-PSA 11.50 ng/ml,腫瘤位于前列腺中部左側(cè)外周帶,Gleason評分3+4=7分。A. T2WI顯示左側(cè)外周帶低信號結(jié)節(jié)(箭);B. 同層面DWI顯示左側(cè)外周帶結(jié)節(jié)狀高信號;C. 對照T2WI、DWI表現(xiàn)及病理結(jié)果,確認腫瘤區(qū)域,設ROI后測ADC值;D. 經(jīng)工作站后處理,獲得ADC圖和興趣區(qū)的ADC值

        1 資料和方法

        1.1 一般資料

        收集我院2008年6月至2009年12月期間因排尿困難、PSA升高而進行前列腺MRI掃描的患者87例,所有患者MRI掃描后1個月內(nèi)均經(jīng)前列腺穿刺證實為前列腺癌或前列腺增生。其中41例為前列腺癌,46例為前列腺增生。前列腺癌中13例行根治性切除、28例行內(nèi)分泌及放射等治療;46例前列腺增生中,10例行經(jīng)尿道前列腺電切,36例保守治療?;颊吣挲g58~87歲,中位年齡71歲,兩組病例之間的年齡無顯著性差異。

        1.2 檢查方法

        MRI掃描采用GE 3.0 T超導成像系統(tǒng)。線圈為8US TORSOPA,對所有患者進行常規(guī)橫斷面和冠狀面T2WI、橫斷面動態(tài)增強T1WI和DWI掃描。T2WI采用FSE序列,TE/TR 115/3500 ms,F(xiàn)OV 36 cm,層厚 4 mm,層間距 0.5 mm,矩陣288×256,NEX 4。DWI采用單次回波平面成像技術,擴散敏感系數(shù)(b)采用0和1000 s/mm2,TE/TR 59.5/3500 ms,F(xiàn)OV 36 cm,層厚與層間距同T2WI,矩陣128×128,NEX 8,總掃描時間1 min 52 s。動態(tài)增強采用LAVA序列進行三期掃描,分別在靜脈內(nèi)注射對比劑Gd-DTPA后于30 s行動脈期、75 s靜脈期和4 min延遲期掃描,流率2.5 ml/s,劑量 0.1 mmol/kg體重,TE/TR 1.5/215 ms,層厚3 mm,矩陣512×129,NEX 1。

        1.3 圖像分析及后處理

        由兩位在體部MRI診斷領域有豐富經(jīng)驗的高年資醫(yī)師對所有MRI影像進行分析。在前列腺癌組,對照病理結(jié)果分析T2WI和DWI表現(xiàn)。將DWI圖像數(shù)據(jù)傳入工作站,經(jīng)后處理獲得ADC圖。根據(jù)病理及影像所示腫瘤位置,在DWI上設興趣區(qū)(ROI)后測量ADC值(圖1),同時在同層面無腫瘤浸潤區(qū)域,設ROI測正常組織的ADC值。在前列腺增生組,分別在中央?yún)^(qū)(增生組織)和外周帶設ROI并測量ADC值。

        1.4 統(tǒng)計學處理

        應用SPSS 13.0軟件包對觀察數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學處理,計量資料用均值±標準差表示。對所有數(shù)據(jù)進行方差分析,以P<0.05作為差異有統(tǒng)計學意義。

        2 結(jié)果

        本組41例前列腺癌患者中,腫瘤位于外周帶及尖部28例(圖2),位于中央?yún)^(qū)5例(圖3),外周帶和中央?yún)^(qū)均累及者8例。影像上測量的病灶直徑為0.8~4.7 cm??蛇M行ADC值測量的最小腫瘤直徑為0.8 cm,該組前列腺惡性組織和正常組織的平均ADC值分別為(0.97±0.25)×10-3mm2/s和(1.34±0.16)×10-3mm2/s。在前列腺增生組,中央?yún)^(qū)和外周帶的平均ADC值分別為(1.37±0.24)×10-3mm2/s 和(1.43±0.31)×10-3mm2/s。方差分析顯示,腫瘤組織的平均ADC值明顯低于同組的正常組織(P<0.001);比較腫瘤組織與前列腺增生組的良性前列腺組織的平均ADC值,兩者具有顯著性差異(P<0.001);而前列腺增生組的中央?yún)^(qū)與外周帶之間以及腫瘤組的正常組織與增生組之間的平均ADC值無顯著性差異。

        圖2 尖部前列腺癌MRI表現(xiàn)?;颊?0歲,T-PSA 5.44 ng/ml。A、B為經(jīng)前列腺尖部橫斷面FS-T2WI,病灶信號不明顯;C、D為同層面DWI,前列腺尖部可見結(jié)節(jié)狀高信號(箭)。根治性切除手術證實腫瘤位于前列腺尖部

        圖3 中央?yún)^(qū)前列腺癌MRI表現(xiàn)?;颊?3歲,T-PSA 7.0 ng/ml。A. 軸面FS-T2WI顯示病灶不明顯;B.同層面DWI顯示前列腺中央?yún)^(qū)結(jié)節(jié)狀高信號(箭)

        3 討論

        3.1 DWI在前列腺癌診斷中的應用基礎

        DWI是一種磁共振功能成像方法,反映的是水分子的擴散運動。水分子在體外保持隨機布朗運動,運動不受限制,即自由擴散。而在生物組織內(nèi),它的運動受到細胞膜和大分子物質(zhì)的影響及限制。生物組織內(nèi)水分子的擴散包括水分子在細胞內(nèi)、細胞外及血管內(nèi)的擴散運動,其受限制的程度與組織內(nèi)的細胞量和細胞膜的完整性成正比,即生物組織內(nèi)細胞越密集、細胞膜越完整,水的擴散運動越受限制。細胞膜對水在細胞內(nèi)、外的擴散起著屏障作用。相反,生物組織內(nèi)細胞密度越低、細胞膜越不完整,水的擴散運動越不受限[2]。

        采集DWI信號目前多在T2加權自旋回波序列上疊加兩個對擴散敏感的梯度回波。兩次梯度回波作用后,靜止水分子的相位將完全重聚,產(chǎn)生的信號不受影響。而對處于擴散運動中的水分子,在第2次梯度回波后,水分子的相位將不能完全重聚,信號發(fā)生衰減[2,4]。鑒于此,水分子的擴散運動狀態(tài)可以在DWI上通過測定信號衰減得以體現(xiàn)。擴散受限制的程度越高,越接近靜止的水分子狀態(tài),由擴散引起的信號衰減越少,在DWI上信號越高。在MRI工作站上將DWI圖像進行后處理后,得到ADC圖。在ADC圖上設定興趣區(qū),可以得到局部組織的表觀擴散系數(shù)(ADC),并定量分析水分子的擴散運動。

        病理檢查發(fā)現(xiàn)前列腺癌區(qū)域的腫瘤細胞較正常細胞體積小、排列密集。這是DWI檢出前列腺癌并與良性前列腺增生鑒別診斷的前提。本組對前列腺癌及增生進行常規(guī)T2WI和DWI研究的結(jié)果表明,前列腺癌組織在DWI上信號高于周圍正常組織,ADC值測量則提示前列腺癌組織的ADC值明顯低于周圍的正常前列腺組織和良性前列腺增生組織,從定量的角度證明腫瘤組織與正常組織中水分子擴散狀態(tài)不同。本組測到腫瘤組織ADC值的最小腫瘤直徑是0.8 cm,說明小至0.8 cm的腫瘤灶就有可能在DWI顯示,這對早期前列腺癌的診斷具有臨床意義。

        3.2 DWI對前列腺癌的診斷價值

        常規(guī)T2WI對發(fā)生于外周帶的前列腺癌有較大的診斷價值,但不易發(fā)現(xiàn)中央?yún)^(qū)的癌灶。這是因為外周帶水分較多,在T2WI表現(xiàn)為高信號。當前列腺癌變時,腫瘤細胞密集排列,液體減少,信號減低,在T2WI易于顯示。而中央?yún)^(qū)在T2WI表現(xiàn)為中等或稍低信號,與前列腺癌的信號不易區(qū)分。然而,一些外周帶的前列腺癌,由于發(fā)病年齡偏大,或合并前列腺增生,使外周帶腺體受壓萎縮,加之老年人腺體分泌功能下降,生理情況下外周帶的MR信號就有所降低[5]。此外,慢性前列腺炎或瘢痕組織也可引起外周帶信號減低。這些因素使T2WI診斷和鑒別診斷外周帶前列腺癌的作用受到限度。臨床上,前列腺癌的診斷現(xiàn)狀是:在PSA篩查基礎上,對可疑病例進行超聲引導下的前列腺穿刺活檢。穿刺活檢雖然可取得細胞學或組織學樣本并確診疾病,但它是一種有創(chuàng)的檢查。其次,前列腺穿刺常見的操作方法是在前列腺上、中、下部位,依左、中、右順序各取1~2針,漏檢難以避免[1,6]。

        與T2WI不同,DWI反映水分子的擴散運動。前列腺癌由于腫瘤細胞分裂快,細胞量增多,腫瘤細胞密集排列,這在T2WI和DWI引起不同的信號變化。在T2WI由于腫瘤細胞替代正常腺體組織,腺體分泌減少,信號減低;在DWI水分子在腫瘤細胞中擴散受限,由水分子擴散運動引起的信號衰減減少,故信號相對增高。可見,T2WI和DWI從不同側(cè)面反應了同樣的病理改變。

        本組41例前列腺癌中,37例在DWI顯示高信號,其中9例(5例局限于中央?yún)^(qū)、4例發(fā)生于前列腺尖部)在常規(guī)T2WI較難發(fā)現(xiàn)異常信號。這9例中有2例MRI報告可疑前列腺尖部癌灶,但因組織學穿刺活檢時未進行針對性穿刺,仍在常規(guī)位置穿刺,結(jié)果未發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞,也未對患者進行特別處理。2例患者分別于12和15個月后復查MRI,可疑部位腫瘤組織增大,其中1例患者出現(xiàn)骨轉(zhuǎn)移。

        發(fā)生于前列腺尖部及中央?yún)^(qū)等部位的前列腺癌,無論在常規(guī)T2WI,還是組織學活檢,都是診斷的難點。前列腺尖部和中央?yún)^(qū)由于位置相對深,觸診不易觸及;組織學活檢由于是盲穿,如果腫瘤體積不大,遺漏不在少數(shù)。本研究表明,DWI可提高前列腺癌的檢出率,特別是早期癌灶和外周帶以外的前列腺癌。對于外周帶前列腺癌,DWI與常規(guī)T2WI可以相互印證,提高診斷準確性。因此,DWI是常規(guī)T2WI的重要補充。

        文獻中關于DWI在前列腺癌診斷中的價值,意見比較統(tǒng)一,即DWI增加前列腺癌的檢出率[6-11]。但對于外周帶以外的前列腺癌,DWI的檢出作用意見不一。有人認為,DWI結(jié)合T2WI未提高中央?yún)^(qū)前列腺癌的檢出率[10]。也有人認為,DWI可提高前列腺癌(包括中央?yún)^(qū)癌灶)的檢出率[11]。本組結(jié)果支持后一種觀點。

        目前,前列腺癌的確診和進一步診治是建立在組織學活檢結(jié)果的基礎上。前列腺穿刺活檢多由泌尿外科醫(yī)生進行。有必要加強影像診斷科與泌尿科醫(yī)生的溝通,在常規(guī)穿刺時,有針對性地對MRI顯示的可疑部位穿刺取材,有望提高前列腺癌的活檢陽性率,從而使患者得到更早更及時的治療,提高患者的生存質(zhì)量。

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