黃云海， 郭永梅， 徐宏剛， 徐向東， 楊文俊， 江新青

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磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)TIC曲線及Ktrans值在前列腺癌診斷中的對(duì)比

黃云海， 郭永梅， 徐宏剛， 徐向東， 楊文俊， 江新青

目的：對(duì)比研究磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)TIC曲線及Ktrans值在前列腺癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法：搜集本院行前列腺DCE-MRI以及穿刺病理活檢的前列腺癌(PCa)及良性前列腺增生(BPH)各36例；DCE-MRI原始數(shù)據(jù)經(jīng)TISSUE 4D軟件進(jìn)行圖像后處理，繪制病灶感興趣區(qū)(ROI)及對(duì)側(cè)對(duì)照ROI，繪制時(shí)間信號(hào)曲線(TIC)并進(jìn)行PI-RADS評(píng)分，測(cè)量定量參數(shù)Ktrans值，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果：PCa組：病灶與對(duì)照ROI的PI-RADS評(píng)分均值分別為3.47、2.36，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)，病灶與對(duì)照ROI的Ktrans值分別為(0.270±0.151)/min、(0.216±0.116)/min，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.028)。BPH組：可疑病灶與對(duì)照ROI的PI-RADS評(píng)分均值分別為2.22、1.94，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.069)、病灶與對(duì)照ROI的Ktrans值分別為(0.199±0.110)/min、(0.183±0.099)/min，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.415)。以PI-RADS評(píng)分及Ktrans值診斷PCa的ROC曲線下面積分別為0.854、0.632。結(jié)論：DCE-MRI對(duì)前列腺癌的診斷提供了重要信息，其中TIC曲線的PI-RADS評(píng)分以及定量參數(shù)Ktrans值對(duì)診斷PCa有重要價(jià)值，前者診斷效能高于后者，診斷實(shí)踐中宜綜合應(yīng)用。

磁共振成像； 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)； TIC曲線； Ktrans； 前列腺腫瘤

磁共振成像是目前診斷前列腺癌(prostate carcinoma,PCa)的公認(rèn)最佳成像方法。其中動(dòng)態(tài)增強(qiáng)磁共振(dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)相比起常規(guī)序列可提供更多病變信息，包括形態(tài)學(xué)特征、反映組織灌注的時(shí)間-信號(hào)曲線(time-intensity curve，TIC)以及通過藥代動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算所得的定量參數(shù)，其對(duì)前列腺癌診斷的優(yōu)勢(shì)逐漸被廣泛認(rèn)可。歐洲放射學(xué)會(huì)基于前列腺多參數(shù)MRI制定的前列腺影像報(bào)告評(píng)分系統(tǒng)(PI-RADS)，其中包括了DCE-MRI中TIC曲線的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。但目前前列腺DCE-MRI定量參數(shù)的可靠性還在摸索和探討之中。本研究擬對(duì)前列腺癌患者以及一組對(duì)照的良性前列腺增生患者，對(duì)比以TIC曲線及轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)Ktrans的診斷效能，以求積累經(jīng)驗(yàn)并指導(dǎo)DCE-MRI在前列腺癌診斷的實(shí)踐應(yīng)用。

材料與方法

1.研究對(duì)象

回顧性分析2013年7月-2015年11月因前列腺相關(guān)臨床癥狀或體檢懷疑PCa而行前列腺DCE-MRI檢查的病例。搜集符合下列標(biāo)準(zhǔn)且病理確認(rèn)的前列腺癌(PCa)36例及良性前列腺增生(BPH)36例。

入選標(biāo)準(zhǔn)：①DCE-MRI檢查前無前列腺活檢史；②有包括DCE-MRI在內(nèi)的完整MRI檢查資料，圖像中可見疑似病灶；③DCE-MRI檢查后2周內(nèi)在本院進(jìn)行前列腺穿刺活檢，且病理學(xué)結(jié)果可與MRI可疑病變對(duì)應(yīng)。患者年齡58～87歲，平均(64.2±7.3)歲。各受檢者在DCE-MRI前均簽署知情同意書。

2.MR掃描方法

前列腺常規(guī)MRI及DCE-MRI：采用德國西門子VERIO 3.0T超導(dǎo)型MR成像儀，相控陣體線圈。常規(guī)序列包括T2WI軸面及矢狀面(視野230～240 mm、層厚4 mm，TR 4500～5000 ms，TE 85～93 ms)，T1WI軸面(視野230 mm、層厚4 mm，TR 700 ms，TE 11 ms)、DWI軸面等；DCE-MRI序列包括：T1-mapping(VIBE序列，雙翻轉(zhuǎn)角2°、15°，視野260 mm，矩陣138×192，層厚3.6 mm，TR 5.0 ms，TE 1.7 ms)；注射對(duì)比劑后連續(xù)35期動(dòng)態(tài)掃描(VIBE序列，翻轉(zhuǎn)角15°，視野及層厚同前，TR 4.2 ms，TE 1.7 ms，掃描時(shí)間共約5 min 30 s)，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)時(shí)間分辨率為9.4 s。對(duì)比劑采用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA，商品名：馬根維顯，濃度0.5 mmol/mL)，劑量為0.2 mmol/kg，以高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射，速率3 mL/s，再以等量生理鹽水助推。

3.病灶定位與ROI分析

DCE-MRI原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入西門子Leonardo工作站的TISSUE-4D軟件處理，由1位具有10年前列腺M(fèi)RI診斷經(jīng)驗(yàn)的影像醫(yī)師進(jìn)行分析。首先將導(dǎo)入的多期圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校正、圖像匹配。PCa組資料根據(jù)病理結(jié)果提示部位，在橫軸面T2WI及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)系列圖像找到對(duì)應(yīng)病灶，劃定病灶感興趣區(qū)(region of interest,ROI)，記為A1，并在同一層面以正中線為對(duì)稱軸在前列腺對(duì)側(cè)劃定對(duì)照ROI，記為A0。BPH組則以T2WI及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)系列圖像，選取與正常前列腺組織差異最大的區(qū)域劃定ROI，記為B1，并同樣在對(duì)側(cè)劃定對(duì)照ROI，記為B0。劃定時(shí)注意避開囊變、出血區(qū)域。繪制各ROI對(duì)應(yīng)的信號(hào)-時(shí)間曲線(TIC曲線)，TIC曲線分為3型：Ⅰ型為流入型曲線，表示持續(xù)漸進(jìn)性強(qiáng)化；Ⅱ型為平臺(tái)型，為早期快速強(qiáng)化后維持在較高的平臺(tái)水平；Ⅲ型為流出型，為早期快速強(qiáng)化后又較快減弱。

根據(jù)PI-RADS系統(tǒng)對(duì)各ROI進(jìn)行評(píng)分：3型曲線分別對(duì)應(yīng)1、2、3分，而表現(xiàn)Ⅱ型或Ⅲ型曲線的局灶性病變或不對(duì)稱病變均額外加1分。；再采用Tofts雙室藥代動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行定量分析，在Ktrans偽彩圖上測(cè)量ROI的Ktrans值。

4.穿刺病理活檢

采用經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下前列腺4區(qū)12針法穿刺活檢，1～6針依次對(duì)應(yīng)前列腺右半外側(cè)上、中、下部及內(nèi)側(cè)上、中下部；7～12針分別對(duì)應(yīng)前列腺左半外側(cè)上、中、下部及內(nèi)側(cè)上、中、下部?；顧z組織病理類型經(jīng)石蠟切片組織學(xué)檢查確認(rèn)。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件。采用配對(duì)樣本W(wǎng)ilcoxon非參數(shù)檢驗(yàn)分別比較兩組病灶ROI與對(duì)照ROI的TIC曲線評(píng)分之間差異；再采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)分別比較兩組病灶ROI與對(duì)照ROI的Ktrans值之間差異。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。并進(jìn)行受試者工作特征曲線(ROC)分析。

結(jié)　果

1.穿刺病理結(jié)果

36例PCa中9例為一針陽性，27例為相鄰兩針或以上陽性。病理Gleason評(píng)分4～8分。36例BPH中穿刺12針組織均未見癌。

2.DCE-MRI表現(xiàn)

72例病例前列腺均有不同程度的體積增大；依據(jù)平掃異常信號(hào)及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)早期強(qiáng)化的可疑病灶，病變最大層面長徑8～38 mm，其中位于外周帶的21例，位于中央帶的3例，同時(shí)累及外周帶及中央帶的12例。DCE-MRI數(shù)據(jù)導(dǎo)入4D-TISSUE軟件，經(jīng)運(yùn)動(dòng)校正及配準(zhǔn)后根據(jù)劃定可疑病灶ROI以及對(duì)側(cè)對(duì)照ROI(圖1a、2a、3a)，繪制TIC曲線及運(yùn)算生成Ktrans偽彩圖(圖3)。TIC曲線類型及PI-RADS評(píng)分見表1、2。定量參數(shù)Ktrans見表3。

表1　PCa組病灶ROI與對(duì)照ROI的TIC曲線類型及評(píng)分

注：*PI-RADS評(píng)分配對(duì)樣本非參數(shù)Wilcoxon檢驗(yàn)(Z值=-5.028，P值=0.000)。

表2　 BPH組病灶ROI與對(duì)照ROI的TIC曲線類型及評(píng)分

注：*PI-RADS評(píng)分配對(duì)樣本非參數(shù)Wilcoxon檢驗(yàn)(Z值=-1.821，P值=0.069)。

表3　兩組各ROI的Ktrans值

注：*Ktrans配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。

以兩組共144個(gè)ROI的TIC曲線的PI-RADS評(píng)分以及Ktrans值為檢驗(yàn)變量，繪制診斷PCa的ROC曲線(圖4)，其曲線下面積分別為0.854、0.632。若以PI-RADS 4分為界值診斷PCa，特異度為0.95，敏感度為0.36；若以Ktrans值0.318為界值診斷PCa，特異度為0.86，敏感度為0.44。

討　論

前列腺癌在老年男性惡性腫瘤中是發(fā)病率最高的惡性腫瘤之一[1]，臨床上診斷主要依靠直腸指檢、血清PSA以及影像學(xué)證據(jù)。結(jié)合常規(guī)MRI與DCE-MRI、DWI、MRS等功能成像方法的多參數(shù)MRI(mp-MRI)在前列腺癌的影像學(xué)檢查中顯示出越來越重要的作用[2]。DCE-MRI作為mp-MRI中一種重要檢查方法，應(yīng)用已較廣泛，2012年被納入歐洲放射學(xué)會(huì)前列腺影像評(píng)分系統(tǒng)(PI-RADS)中[3]，也在我國前列腺影像診斷共識(shí)中沿用[4]。DCE-MRI不僅可從形態(tài)學(xué)上顯示腫瘤病灶的強(qiáng)化特點(diǎn)、邊界和內(nèi)部成分，還可通過時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度變化的關(guān)系半定量分析病灶的血流灌注特點(diǎn)；隨著掃描方法的改進(jìn)、血流動(dòng)力學(xué)模型及灌注定量分析的研究深入，目前DCE-MRI還可測(cè)量腫瘤微血管的生理解剖結(jié)構(gòu)和分析其滲透性特點(diǎn)，對(duì)病灶的定性診斷、惡性程度分級(jí)以及治療療效評(píng)估等有重要價(jià)值。一次DCE-MRI檢查即可同時(shí)獲得增強(qiáng)圖像、半定量參數(shù)和定量參數(shù)，如能合理地綜合利用這些信息，將對(duì)前列腺癌診斷帶來更大的幫助。

1.TIC曲線及PI-RADS評(píng)分

半定量DCE-MRI主要通過觀察和測(cè)量病變區(qū)域的時(shí)間-信號(hào)強(qiáng)度曲線(TIC)，分析曲線特點(diǎn)，觀察病灶中對(duì)比劑流入的快慢和多少，在腫瘤定性或分級(jí)中具有一定價(jià)值[5]。Rouriere等[6]研究PCa與BPH的DCE-MRI掃描，認(rèn)為TIC曲線可較好地區(qū)別前列腺良惡性病變，任靜等[7]研究前列腺DCE-MRI半定量指標(biāo)，認(rèn)為PCa的達(dá)峰時(shí)間較BPH早，強(qiáng)化程度及強(qiáng)化率均比BPH高。這些指標(biāo)基本可在TIC曲線上較直觀地反映，因而歐洲放射學(xué)會(huì)在2012年將PI-RADS體系中DCE-MRI部分直接定義為增強(qiáng)曲線的類型[3]，分為3型。本研究按PI-RADS指南提出的TIC曲線分型方法，結(jié)果顯示接近2/3的BPH病例表現(xiàn)為Ⅰ型曲線，超過一半的PCa表現(xiàn)為Ⅲ型曲線，而有部分PCa和BPH均表現(xiàn)為Ⅱ型曲線。以本組資料分析，若以4分作為界值，診斷PCa的特異度頗高(0.95)。換言之，將表現(xiàn)為Ⅲ型TIC曲線的局灶性或非對(duì)稱性病灶診斷為PCa，有較高準(zhǔn)確率。

2.定量參數(shù)Ktrans

DCE-MRI定量參數(shù)通過特定的藥代動(dòng)力學(xué)模型對(duì)增強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出關(guān)于組織血流灌注和血管通透性的參數(shù)，目前最常用的藥代動(dòng)力學(xué)模型為Tofts等提出的血流雙室動(dòng)力學(xué)模型[8]，主要參數(shù)包括Ktrans、Kep、Ve等。其中Ktrans值表示血管內(nèi)對(duì)比劑分子滲透到血管外細(xì)胞外間隙的速率；Kep值表示細(xì)胞外間隙的對(duì)比劑回流到血管內(nèi)的速率；Ve值表示細(xì)胞外間隙對(duì)比劑容積與血管內(nèi)對(duì)比劑容積的比值。多數(shù)惡性腫瘤內(nèi)有大量分化不成熟的腫瘤新生血管，管壁通透性高，低分子對(duì)比劑易于通過管壁進(jìn)入EES。研究表明前列腺癌具有高的Ktrans值[9，10]， Panebianco等[11]的研究顯示DCE-MRI定量參數(shù)檢測(cè)前列腺癌的敏感度為76.5%，特異度89.5%，陽性預(yù)測(cè)值84.5%，陰性預(yù)測(cè)值83.7%。而Kep值、Ve值的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義尚存在較多分歧，需進(jìn)一步研究。本研究著重于應(yīng)用價(jià)值，因此選用較有顯著意義的參數(shù)Ktrans。兩組病例中PCa組病灶ROI的Ktrans值高于對(duì)側(cè)非病灶ROI，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而BPH組中兩側(cè)ROI的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果與多數(shù)文獻(xiàn)研究結(jié)果相符，證實(shí)了以Ktrans值判斷病灶良惡性的可重復(fù)性。ROC分析中Ktrans值的診斷效能低于PI-RADS評(píng)分，且在界值選擇上以偏重惡性腫瘤特異度而選擇較高的界值時(shí)，診斷敏感度變得很低。

3.DCE-MRI對(duì)PCa的診斷思路及流程

DCE-MRI檢查數(shù)據(jù)既包含了形態(tài)學(xué)信息又包含了半定量及定量信息。從掃描直接獲得的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)多期圖像，結(jié)合常規(guī)T2WI圖像進(jìn)行瀏覽，一般情況下較容易找到T2W信號(hào)異常且早期明顯強(qiáng)化的可疑病灶；多期圖像經(jīng)工作站進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校正、圖像配準(zhǔn)處理后，在可疑病灶處繪制ROI，可獲得病灶動(dòng)態(tài)增強(qiáng)TIC曲線，以曲線類型進(jìn)行PI-RADS評(píng)分，初步良惡性判斷；再對(duì)ROI分析獲得定量參數(shù)，進(jìn)一步利用定量參數(shù)值診斷病變性質(zhì)。本研究顯示該診斷流程較全面利用了DCE-MRI提供的信息，TIC曲線PI-RADS評(píng)分對(duì)前列腺癌與前列腺增生的鑒別診斷能力較Ktrans值更好，且操作相對(duì)簡(jiǎn)單。但PI-RADS評(píng)分所受的主觀因素較多，因此實(shí)踐中宜綜合兩種方法，可先觀察TIC曲線進(jìn)行PI-RADS評(píng)分，再測(cè)量Ktrans值作進(jìn)一步輔助判斷，可發(fā)揮較好的臨床實(shí)用價(jià)值。

4.研究不足之處

DCE-MRI檢查結(jié)果所受影響因素較多，如掃描設(shè)備、掃描參數(shù)、對(duì)比劑種類及用法用量、患者個(gè)體差異、呼吸運(yùn)動(dòng)干擾、病灶病理類型與分級(jí)、感興趣區(qū)選取、藥代動(dòng)力學(xué)模型等等，不同研究之間可能存在較多差異，本研究盡可能地減小上述因素的差異，但樣本量較小，部分結(jié)果意義尚需更大樣本進(jìn)行分析。本研究著眼于DCE-MRI的作用，而實(shí)際臨床應(yīng)用mp-MRI診斷前列腺癌尚須密切結(jié)合常規(guī)序列、DWI或MRS等綜合分析，不宜孤立進(jìn)行。本研究兩組病例未包括前列腺其他病變，而其他少見病變的DCE-MRI表現(xiàn)可能與前二者存在重疊，尚須進(jìn)一步搜集與觀察研究。

綜上，DCE-MRI作為mp-MRI的重要組成方法之一，對(duì)前列腺癌的診斷提供了重要信息，在診斷過程中綜合腫瘤形態(tài)學(xué)、TIC曲線評(píng)分以及定量Ktrans值進(jìn)行分析，有利于最大程度發(fā)揮診斷效能。

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Comparative study of time-intensity curve and Ktransvalue of dynamic contrast-enhanced MRI in the diagnosis of prostate cancer

HUANG Yun-hai,GUO Yong-mei,XU Hong-gang,et al.

Radiology Department,Guangzhou First People's Hospital,Guangzhou Medical University,Guangdong 510180,China

Objective:To investigate the value of time-intensity curve (TIC) and Ktransderived from dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) in the diagnosis of prostate cancer.Methods:36 patients with prostate cancer (PCa) and 36 patients with benign prostatic hyperplasia (BPH) were collected in our study.DCE-MRI and puncture biopsy of the prostate were performed for each case.Lesion ROI and contralateral ROI (as the control) were defined in TISSUE-4D software;and PI-RADS scores of TIC and Ktransvalues were measured and statistically analyzed.Results:In PCa group,the mean PI-RADS score of the lesion and the control ROI were 3.47 and 2.36,respectively.The difference was statistically significant (P=0.000).The Ktransvalues of the lesions and control ROI were (0.270±0.151)/min,(0.216±0.116)/min,respectively.The difference was not statistically significant (P=0.028).In BPH group,mean PI-RADS score of the lesion and the control ROI were 2.22 and 1.94,respectively.The difference was not statistically significant (P=0.069).The Ktransvalues of the lesions and the control ROI were (0.199±0.110)/min and (0.183±0.099)/min,respectively.The difference was not statistically significant (P=0.415).The area under the receiver-operating-characteristic (ROC) of PI-RADS score and Ktransvalue were 0.854 and 0.632,respectively.Conclusions:DCE-MRI can provide important information for the diagnosis of prostate cancer.Both PI-RADS score of the TIC and Ktransvalues are valuable for the diagnosis,and the former has better diagnostic performance than the latter.Comprehensive analysis should be applied in the clinical practice during DCE-MRI.

Magnetic resonance imaging; Dynamic contrast-enhanced; Time-Intensity Curve; Ktrans; Prostatic neoplasms

510180廣州，廣州醫(yī)科大學(xué)附屬廣州市第一人民醫(yī)院放射科

黃云海(1979-)，男，廣東廣州人，博士，主要從事腹部影像學(xué)診斷工作。

黃云海，E-mail：easy79@qq.com

R445.2; R737.25

A

1000-0313(2016)06-0511-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.06.008

2015-11-09

2016-01-11)