河北北方學院附屬第一醫(yī)院影像科(河北 張家口 075000)

王麗霞 高晉軍 齊志民

劉 菲 史新樂 班旭霞

吳 朋 郎曉燕

T2WI結合彌散加權成像對前列腺癌危險分級的應用

河北北方學院附屬第一醫(yī)院影像科(河北 張家口 075000)

王麗霞 高晉軍 齊志民

劉 菲 史新樂 班旭霞

吳 朋 郎曉燕

目的探討T2WI結合DWI對低危(Gleason 評分＜6)、中?；蚋呶leason評分≥7前列腺癌診斷價值。方法51例前列腺癌患者在前列腺切除術前執(zhí)行3.0T磁共振檢查。由2名放射醫(yī)師在T2WI和T2WI結合ADC圖像分析8個區(qū)前列腺癌可能。結果分為低危、中?；蚋呶Ｇ傲邢侔﹥山M，及與病理結果相關性。采用ROC進行T2WI和T2WI結合DWI診斷分析，結果在2名放射醫(yī)師中，T2WI結合DWI對中危或高危前列腺癌診斷性曲線下面積大于T2WI曲線下面積(放射醫(yī)師1：0.887、0.859；放射醫(yī)師2：0.732、0.662)，P＜0.05，但T2WI結合DWI對低危前列腺癌診斷性曲線下面積(放射醫(yī)師1：0.719、0.725；放射醫(yī)師2：0.685、0.680)無統(tǒng)計學意義，P＞0.05。2名醫(yī)師為0.689。結論DWI結合T2WI能夠增加中危或高危前列腺癌檢出率，但對低危前列腺癌無診斷作用。

前列腺癌；彌散加權成像；磁共振成像

MRI是目前檢查前列腺最好影像學檢查方法，傳統(tǒng)T2WI能夠準確檢出前列腺癌。目前研究結果顯示彌散加權成像(diffusion-weighted imaging，DWI)有助于檢查前列腺癌組織，因為癌組織表觀彌散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)值低于非癌組織。T2WI結合DWI有助于提高前列腺癌檢出率，然而最近更多研究認為T2WI結合DWI和單獨應用T2W檢出相似結果[1]。

Gleason評分系統(tǒng)是國際公認前列腺癌參考評分系統(tǒng)[2]。對于侵襲性腫瘤，腫瘤危險級別類型如下：低危(Gleason評分≤6)，中危(Gleason評分為7)，高危(Gleason評分≥8)。最近研究前列腺癌ADC值與評分呈負相關性[3]。DWI檢出前列腺癌敏感性和特異性分別為54-94%、61～100%[4]。對于相當大癌灶Gleason評分為6分在T2WI和ADC圖難以發(fā)現(xiàn)。筆者認為T2WI和DWI診斷前列腺癌取決于Gleason評分。本研究目的是T2WI結合DWI對前列腺癌診斷能力，比較T2WI和T2WI結合DWI對不同危險級別前列腺癌檢出效果。

1 材料與方法

1.1 臨床資料本研究入選標準如下：(1)選取2007～2011年見河北北方學院進行3.0T MR(報進行DWI檢查)前列腺癌患者；(2)MRI檢查至少在前列腺活檢后3周進行檢查；(3)根治性前列腺切除術在前例腺MRI檢查后6個月進行手術。根據原先選取58例患者，5例患者被排除研究范圍，因在MRI檢查前進行激素治療，2例患者因組織病理學切片損壞，不能進行研究。結果51例患者符合入選標準。年齡50～72歲，平均，年齡63歲。術前平均血清PSA(prostate specific Antigen，PSA)為11.5ng/ml(范圍為4.23～43.83 ng/ml)。術后，27例(53%)Gleason評分為6分，20例Gleason評分為7分(39%)，4例(8%)Gleason評分為≥8分或以上。這次研究得到本單位和患者支持，病人同意并填寫同意書。

1.2 方法

1.2.1 MRI掃描技術：采用3.0T MRI進行掃描(Magnetom Trio,Siemens Healthcare)，應用盆腔相陣線圈。MR圖像檢查參數如下：自旋回波(turbo spin-echo sequence images)橫斷位T1WI(TR/TE,724/11；層厚，4mm；翻轉角150°；有效視野，260mm；相陣，384×297)，橫斷位、冠狀位及失狀位T2WI BLADETU圖像(TR/TE，7、110-3、 200/113-106；層厚，3～4mm；翻轉角，120～140°；有效視野，200-280mm；相陣，320-384×320-384)；橫斷回波平面DWI序列(b值，0、1000s/mm2；TR/ TE，3、200/71；帶寬，2604 Hz/像素；層厚，4mm；有效視野，280mm；相陣，128×80)。從2次b值為0、1000s/mm2，DWI序列自動獲取ADC圖。

1.2.2 MRI圖像分析：有2名經驗豐富放射醫(yī)師在PACS(Piview，Infinitt)工作站獨自分析每個病例2WI和ADC圖。在分析前列腺MRI圖像時，醫(yī)師1有11年診斷經驗，醫(yī)師2有4年診斷經驗。放射醫(yī)師知道患者有前列腺癌病史，但未知其他臨床病史和病理組織學結果，包括Gleason評分和腫瘤位置等。2名醫(yī)師隨機回顧分析單獨T2WI和T2WI結合ADC圖，兩次分析間隔3周，避免分析偏倚。系統(tǒng)化評估前列腺MRI圖像，在左右兩葉前列腺分為8區(qū)：基底區(qū)、中間區(qū)、外周區(qū)和移行區(qū)醫(yī)師根據標準規(guī)則，獨立完成前列腺癌讀片。接著分析前列腺癌MRI特點：T2WI顯示在移行區(qū)結節(jié)性或腫瘤樣均勻低信號，邊界不清、包膜不完整，在ADC圖表現(xiàn)為局限性彌散受限。根據上述標準，放射醫(yī)師用如下0～4分評估每個區(qū)存在前列腺癌可能性：0為肯定無癌；1為很可能無癌；2為可能有癌；3為很可能有癌；4為肯定有癌。后評估MRI表現(xiàn)與組織病理學相關性，將感性興趣區(qū)(regions of interest，ROI)放在2名醫(yī)師評定結果均認為可能有癌區(qū)(≧2分)進行測量ADC值，與相應病理結果證實。手動在低信號腫瘤中心畫出ROI區(qū)，ROI區(qū)范圍為2.3～3.0mm2。當在ADC圖選取ROI，放射醫(yī)師應排除腫瘤邊緣、前列腺包膜、神經血管束和尿道。由工作站(Leonardo,Siemens Medical Solutions)自動計算出平均ADC值。

圖1-3 前列腺患者，Gleason評分為6分。圖1和2：T2WI結合ADC圖在右外周區(qū)可見低信號影(箭頭)，ADC值為818.6×10-6mm2/s，2放射醫(yī)師評分均為4分，圖3 病理切片顯示右外周區(qū)和中間區(qū)癌細胞。圖4-6 前列腺患者，Gleason評分為7分。圖4左外周區(qū)可以低信號影(箭頭)，放射醫(yī)師1：可能無癌；放射醫(yī)師2肯定無癌，圖5 ADC圖顯示左外周葉低信號影(箭頭)，ADC值為785×10-6mm2/s，評分4分，兩者均為肯定癌。圖6顯示左外周區(qū)癌細胞（劃線輪廓）。圖7-12為采用ROC曲線分析，T2WI和T2WI結合ADC圖對總體、低危(Gleason評分6分)、中?；蚋呶?Gleason評分≧7分)前列腺癌診斷性能。圖7-9為放射醫(yī)師1，在總體腫瘤評分中，T2WI結合ADC圖(0.808)曲線下面面積與T2WI(0.795)無明顯統(tǒng)計學差異；T2WI(0.725)和T2WI結合ADC圖(0.719)在檢查低危前列腺癌無統(tǒng)計學差異，T2WI(0.859)和T2WI結合ADC圖(0.887)在檢查中?；蚋呶Ｇ傲邢侔┚哂忻黠@統(tǒng)計學差異。圖10-12為放射醫(yī)師2，在總體腫瘤評分中，T2WI(0.709)結合ADC圖曲線下面積明顯大于(0.671)T2WI；T2WI(0.680)和T2WI結合ADC圖(0.685)在檢查低危前列腺癌無統(tǒng)計學差異，T2WI(0.662)和T2WI結合ADC圖(0.732)在檢查中?；蚋呶Ｇ傲邢侔┚哂忻黠@統(tǒng)計學差異。R1和R2分別為放射醫(yī)師1,2。圖13為低危和中?；蚋呶Ｇ傲邢侔┑南渚€圖，中心線=平均值，箱頂=5%，箱底=25%，o=極端值，★=顯著性差異(P＜0.01)。Mean ADC values of tumours were as follows：Gleason評分6分=874.6±131.4×10-6mm2/s；Gleason評分≧7分=779.4±170.9×10-6mm2/s。

表1 2名醫(yī)師用兩種方法前列腺癌診斷準確率、敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值

表2 2名醫(yī)師用兩種方法檢出低危前列腺癌與中?；蚋呶Ｇ傲邢侔┑臏蚀_率、敏感性、特異性比較

表3 2名醫(yī)師用兩種方法檢出低危前列腺癌與中?；蚋呶Ｇ傲邢侔┣€下面積和95%置信區(qū)間

1.2.3 組織病理學分析和與MRI檢查結果相關性分析：采用墨汁標記前列腺切除樣本，在10%福爾馬林固定至少24h。每個手術樣本軸向逐層切片，厚4mm，然后將切片分為兩部分(左右兩部分)或四部分(左右前后四部分)取決于樣本固定在載玻片大小。有1名從事病理20多年經驗豐富病理醫(yī)師在未知病理情況下，評估前列腺癌灶和評定每個載玻片的Gleason分數。在載玻片上繪畫出在前列腺8區(qū)腫瘤病灶圖，與MRI結果進行相關性分析，發(fā)現(xiàn)早期病灶。1名有有9年經驗放射醫(yī)師根據前列腺大小、形態(tài)特點、精囊腺位置、尿道和鈣化及基地部和頂端最大距離，評估T2WI和相應ADC圖。

1.3 統(tǒng)計學處理應用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析。根據每位患者Gleason評分、MRI圖像和病理學相關性將其分為兩組：低危前列腺癌組(Gleason評分為6)，中?；蚋呶Ｇ傲邢侔┙M(Gleason≧7分)。計算2名醫(yī)師應用兩種方法的準確性、敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值采用ROC分析每組兩種方法對前列腺診斷性能，采用Z檢驗比較兩種方法間準確性、敏感性和特異性。曲線下面積 比較兩組兩種方法。采用檢驗分析2名醫(yī)師間一致性。低危、中威及高危前列腺癌的ADC值間差異采用t檢驗。P＜0.05有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

組織病理學顯示在408區(qū)發(fā)現(xiàn)171(41.9%)個腫瘤灶，其中在27例患者中78個區(qū)癌瘤Gleason評分為6分，20例患者中79個區(qū)癌瘤Gleason評分為7分，4例患者中14個區(qū)癌瘤Gleason評分為≧8分。

50患者中，T2WI結合ADC圖檢出前列腺癌準確率、敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值，見表1

醫(yī)師1應用兩種方法對中?；蚋呶Ｇ傲邢侔z出敏感性和準確性明顯高于低危前列腺癌患者，見表2。

2名放射醫(yī)師應用兩種方法低危、中?；蚋呶Ｇ傲邢侔┑腞OC曲線和曲線下面積顯示見圖1-3和表3。在醫(yī)師1中，T2WI結合ADC圖曲線下面積大于T2WI，但無統(tǒng)計學意義。而醫(yī)師2中，T2WI結合ADC圖(0.709)曲線下面積明顯大于T2WI(0.671)。對于2名醫(yī)師在檢查中危或高危前列腺患者中，T2WI結合ADC圖曲線下面積明顯大于T2WI，在檢出低危前列腺癌患者中，T2WI結合ADC圖與T2WI曲線下面積無統(tǒng)計差異。

中危和低危前列腺癌曲線下面積見圖4-12。2名放射醫(yī)師在T2WI檢出結果一致性為κ=0.670(95%置信區(qū)間：0.607，0.733)，在T2WI結合ADC圖檢出結果一致性為κ=0.689(95%置信區(qū)間：0.630，0.748)。

腫瘤ADC值values與評分等級相關性，見圖13。前列腺癌Gleason評分為≧7分的平均ADC值(779.4×10-6mm2/s)明顯低于前列腺癌Gleason評分為6分的平均ADC值(874.6×10-6mm2/s)，P＜0.01。

3 討 論

數個研究報道DWI結合T2WI比單獨應用T2WI更能夠顯著提高對前列腺癌檢出(83～88%、69～77%)[5]。最近Portalez等研究表明T2WI和DWI使用分區(qū)進行前列腺檢查，能夠發(fā)現(xiàn)12倍病灶壁常規(guī)T2WI，然而在正常組織與癌組織有較大重疊，因此表明DWI檢測前列腺癌具有一定局限性[6]?；颊呓M織病理學取材比例多少直接顯著影響MRI定性結果[7]。Woodfield等報道[3]Gleason評分為6分腫瘤較難在ADC圖發(fā)現(xiàn)。國外研究報道[8]評估依據Gleason評分，DWI結合T2WI能夠顯著增加對前列腺癌診斷準確性。T2WI結合高B值(1000s/mm2)在檢測Gleason評分＞6癌腫敏感性明顯高于單獨序列檢查。然而沒有觀察ADC圖，僅比較T2WI結合高B值圖像和單獨單獨序列檢查敏感性，沒有進行ROC曲線分析。

在報道MRI對檢出前列腺準確性廣泛不一致，可能由于檢查方法不同：經直腸超聲檢查活組織檢查、整個組織病理學作為參考標準、將前列腺葉分成不同區(qū)域；應用直腸內或盆腔相陣線圈[9]。到目前為止，少量研究集中在MRI對前列腺癌診斷能力及與Gleason評分相關性[10]。Zakian等[11]報道應用MRI波譜對Gleason評分為6和≥8前列腺癌敏感性分別為44.4%、89.5%，Vargas等[1]MR對Gleason評分為6分腫瘤敏感性為53%～63%，同時T2WI結合ADC圖對Gleason評分≧8分敏感性為100%。在本研究結果顯示T2WI結合DWI對低危前列腺癌敏感性為44%～49%，對中危或高危前列腺癌敏感性為54%～81%，與上述研究結果基本一致，表明MRI檢查前列腺癌取決于Gleason評分。Gleason評分為6分的小體積腫瘤與正常前列腺組織ADC值有較高重疊性，可能影響MRI檢出腫瘤的敏感性，本研究未進行評估。另外，由于醫(yī)師間診斷水平不同，可能影響DWI檢出腫瘤敏感性。在本研究，T2WI結合ADC圖對于中?；蚋呶Ｇ傲邢侔z查明顯優(yōu)于T2WI檢查。雖然，2名醫(yī)師分析結果較為一致，但經驗不足對檢出中?；蚋呶Ｃ舾行暂^低，因此表明MRI診斷前列腺癌需要更多的臨床經驗。

局限性前列腺癌不同于侵襲性前列腺癌治療方法，同時保守治療無痛惡性腫瘤同樣有效[12]。雖然動態(tài)增強掃描MRI能夠提高前列腺癌診斷，但在本研究沒有進行，因掃面技術的局限性[13]。最近研究發(fā)現(xiàn)定量動態(tài)增強掃描MRI參數與Gleason評分無相關性[14]。多個研究報道ADC值能夠預測侵襲性前列腺癌[15]，ADC值對于檢測中?；蚋呶Ｇ傲邢侔┚哂休^高敏感性，同時ADC值與Gleason評分呈顯著負相關性，T2WI結合DWI有助于中?；蚋呶Ｇ傲邢侔z出，更有助制定治療方案，如手術治療或放射性治療?；顧zGleason評分與術后Gleason評分是不一致的，經直腸內超聲引導活檢常低估了Gleason評分值[16]。Bittencourt等[17]研究顯示，測量ADC值與術后Gleason評分相關性顯著優(yōu)于經直腸內超聲引導活檢評分與術后Gleason評分相關性。然而需要進一步區(qū)別低危與中危或高危前列腺癌ADC值。

研究局限性：①盡管精確匹配同一區(qū)域大小和內部結構，如射精管，圖像與逐層切片組織病理學內部聯(lián)系具有一定局限性，因前列腺固定式軸索變形。②由于高危前列腺癌病例較少，所以放在中危組進行評估。③本研究在選擇樣本和醫(yī)師間評定結果可能存在偏倚。④因高信噪比直腸內線圈在本研究單位費用較高，故僅應用盆腔表面相陣線圈。

總之，Gleason評分影響ADC值，測量ADC值影響MRI對前列腺癌診斷性，與T2WI比較。DWI結合T2WI能夠增加中危或高危前列腺癌檢出，但對低危前列腺癌并無顯著診斷作用。

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(本文編輯: 黎永濱)

Application Value of Classification of Risks Prostate Cancer with Combined T2-weighted and Diffusion-weighted Imaging

Objectives To evaluate the value of diffusion weighted imaging (DWI) in combination with T2-weighted imaging to detect low (Gleason score≤6) and intermediate or high risk (Gleason score≥7) prostate cancer．MethodsFifty-one patients who underwent MRI examinations before prostatectomy were evaluated． Two radiologist independently scored the probability of tumour in eight regions of prostate on T2-weighted images (T2WI) and T2WI combined with apparent diffusion coefficient (ADC) maps． Data were divided into low risk and intermediate or high risk prostate cancer two groups and correlated with histopathological results．Receiver-operating characteristic curve (ROC) was used to diagnose．ResultsFor both readers, ROC of combined T2WI and ADC maps were greater than those of T2WI in intermediate or high risk (radiologist 1: 0．887, 0．859; radiologist 2:0．732 , 0．662,) prostate cancers, P＜0．05, but not in low risk (radiologist 1:0．719, 0．725; radiologist 2: 0．685,0．680)prostate cancers, P＞0．05． κ value of combined T2WI and ADC maps was 0．689．ConclusionsThe addition of DWI combined with T2-weighted imaging can improves the accuracy of detecting intermediate or high risk prostate cancers, but not for low risk prostate cancer detection．

Prostate Cancer; Diffusion-weighted Imaging; Magnatic Resonance Imaging

R445.2；R737.25

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.03.24

王麗霞

2015-02-09