李 勇綜述，婁明武審校

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬深圳市龍崗中心醫(yī)院影像科，廣東 深圳 518116)

多參數(shù)磁共振成像技術(shù)早期診斷前列腺癌研究進(jìn)展

李 勇綜述，婁明武*審校

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬深圳市龍崗中心醫(yī)院影像科，廣東 深圳 518116)

前列腺癌現(xiàn)嚴(yán)重危害我國老年男性健康，其確診時(shí)往往已處于中晚期，失去了手術(shù)根治的機(jī)會(huì)，故早期診斷至關(guān)重要。近年來，多參數(shù)MRI一系列功能序列的應(yīng)用明顯提高了對(duì)前列腺癌的早期診斷及鑒別診斷效能。本文就多參數(shù)MRI功能序列在前列腺癌診斷中的研究現(xiàn)狀做一綜述。

磁共振成像；灌注加權(quán)成像；磁共振波譜；擴(kuò)散加權(quán)成像；前列腺腫瘤

前列腺癌(prostate cancer, PCa)是西方老年男性泌尿生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，是僅次于肺癌的致死原因[1]。我國擁有世界最低的PCa發(fā)病率與最高的PCa病死率，分別為1.6/(100 000人·年)與63%[2]。但隨著我國飲食結(jié)構(gòu)的西方化及社會(huì)的老齡化，其發(fā)病率正顯著增高。PCa早期無明顯癥狀，大多數(shù)患者確診時(shí)病情已處于中晚期，失去了手術(shù)根治的機(jī)會(huì)。PCa廣泛轉(zhuǎn)移后的5年生存率僅為49%，而在無癥狀或癥狀初期診斷的PCa其5年生存率可高達(dá)100%[3]，故早期診斷PCa對(duì)提高患者的生活質(zhì)量及延長壽命有重要意義。

臨床早期檢測PCa的影像學(xué)方法主要有超聲、CT、MRI等。超聲及CT均缺乏特異性，MRI有較強(qiáng)的軟組織分辨力，其常規(guī)序列中的T2WI能清晰顯示并區(qū)分前列腺的外周帶及中央腺體。PCa的主要MRI表現(xiàn)為前列腺外周帶短T2信號(hào)，但良性前列腺增生、炎癥、出血、放化療等均可出現(xiàn)此表現(xiàn)。目前多參數(shù)MRI(multi-parameter MRI, MP-MRI)被普遍認(rèn)為是檢測PCa的最佳影像學(xué)方法[4]。MP-MRI是指常規(guī)序列與功能序列相結(jié)合的掃描方式，功能序列包括評(píng)估細(xì)胞增殖的DWI、評(píng)價(jià)血管生成的MR灌注成像(perfusion weighted image, PWI)、分析細(xì)胞代謝的MRS等。

1 功能成像序列

1.1PWI PWI可反映組織的血流灌注、微血管分布及血液動(dòng)力學(xué)改變，主要包括使用外源性示蹤劑的對(duì)比劑首過灌注成像，如動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)(dynamic contrast enhanced, DCE)MRI，及使用內(nèi)源性示蹤劑的動(dòng)脈血質(zhì)子自旋標(biāo)記技術(shù)，如MRI動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling, ASL)技術(shù)等。

1.1.1DCE DCE是在注射對(duì)比劑的同時(shí)進(jìn)行掃描，通過獲取對(duì)比劑在組織間隙與毛細(xì)血管網(wǎng)之間的分布情況動(dòng)態(tài)反映病變組織的微血管分布。DCE定量分析是通過引入藥物代謝動(dòng)力模型及處理T1WI信號(hào)強(qiáng)度，最終得出定量參數(shù)。Tofts模型是最常用的藥物代謝動(dòng)力模型，其灌注參數(shù)有轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(transfer rate constant, Ktrans)、血管外細(xì)胞外間隙體積百分比(extravascular extracellular space volume fraction, Ve)、速率常數(shù)(rate constant, Kep)，其中Kep=Ktrans/Ve?，F(xiàn)普遍認(rèn)為[5]，PCa組織的Ktrans、Kep均高于正常前列腺組織，值得注意的是中央腺體正常組織的Ktrans、Kep亦高于外周帶正常組織。何為等[6]認(rèn)為，前列腺腫瘤組織的Ktrans、Kep與中央腺體正常組織存在交叉。景國東等[7]的研究表明，在所有灌注參數(shù)中Ktrans的診斷效能最高；而王世威等[8]認(rèn)為，Ktrans在鑒別中央腺體PCa與良性前列腺增生方面具有很高的價(jià)值。但學(xué)者們對(duì)于Ve持不同的觀點(diǎn)。李春媚等[9]認(rèn)為PCa組織、中央腺體正常組織的Ve均高于正常外周帶，而Langer等[10]則認(rèn)為Ve在PCa組織、中央腺體及正常外周帶間的差異均無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

DCE可用于評(píng)估包膜是否受侵。王紅燕[11]對(duì)100例疑似PCa的患者進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，DCE可顯著改善常規(guī)MRI無法識(shí)別較小包膜穿透的弊端，能清晰體現(xiàn)PCa患者的血供，充分顯示腫瘤的位置與范圍、包膜及精囊的侵犯情況，為臨床治療提供可靠依據(jù)。Gleason分級(jí)是采用最多的PCa組織學(xué)分級(jí)方法，是決定治療方案及評(píng)估預(yù)后的重要參考指標(biāo)。Li等[12]經(jīng)研究后認(rèn)為，PCa組織的Ktrans與Gleason評(píng)分呈正相關(guān)，有助于對(duì)PCa惡性程度及預(yù)后的評(píng)估。但Rosenkrantz等[13-14]等學(xué)者均認(rèn)為，所有灌注參數(shù)與Gleason評(píng)分均無明顯相關(guān)性。

1.1.2ASL ASL是利用動(dòng)脈內(nèi)的氫質(zhì)子作為內(nèi)源性對(duì)比劑，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記的無創(chuàng)灌注成像技術(shù)，無需注射對(duì)比劑。目前研究[15-16]認(rèn)為，PCa組織的血流灌注(prostate blood flow, PBF)明顯高于正常前列腺。

總之，PWI的優(yōu)勢在于精確定位病灶、診斷敏感度較高及可清晰顯示腫瘤細(xì)胞對(duì)包膜、精囊腺的侵犯情況；但DCE特異度不高且增加了腎源性系統(tǒng)性纖維化的風(fēng)險(xiǎn)，較DCE更易被患者接受的ASL圖像信噪比不足、參數(shù)單一。

1.2MRS MRS可用于無損測定體內(nèi)某一特定組織區(qū)域化學(xué)成分，提供組織代謝及生化改變的相關(guān)信息。前列腺的MRS檢查可使用直腸內(nèi)線圈(endorectal coil, ERC)與體線圈，ERC的圖像精度及信噪比雖較高，但舒適度差，患者不易耐受，無形增加了運(yùn)動(dòng)偽影。而體線圈在高場強(qiáng)下能大幅提升圖像質(zhì)量與信噪比，與ERC效能接近[17]。

MRS診斷PCa最常選用的量化指標(biāo)為(膽堿+肌酸/枸鹽酸鹽)比值，即(Cho+Cr)/Cit，其對(duì)PCa的最佳診斷閾值在國內(nèi)外尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。目前國外的研究[18]仍認(rèn)為正常及增生的前列腺組織(Cho+Cr)/Cit<0.75，PCa組織的比值>0.86，而介于兩者之間的比值為可疑癌。國內(nèi)王翠艷等[19]認(rèn)為，將閾值界定為0.99時(shí)，診斷PCa的特異度、敏感度及準(zhǔn)確度最高，故此閾值目前國內(nèi)應(yīng)用較多，值得注意的是，某些情況下前列腺炎的(Cho+Cr)/Cit可與PCa部分重疊。徐正道等[20]提出，盡管兩者的譜線表現(xiàn)相似，但PCa譜線的Cho峰升高幅度更高，而前列腺炎的Cho峰變化幅度較小。前列腺體積尤其是腫瘤部分經(jīng)內(nèi)分泌治療后可縮小，同時(shí)部分正常外周帶組織T2WI信號(hào)減低，使得腫瘤與正常組織難以鑒別。MRS可通過代謝物的變化清晰顯示二者，雖然二者的代謝物含量均表現(xiàn)為降低，但PCa組織的Cit下降的更早、幅度更大。

MRS對(duì)評(píng)估PCa的侵襲性也具有一定的價(jià)值。有研究[21]表明，(Cho+Cr)/Cit與Gleason評(píng)分呈正相關(guān)。Casciani等[22]研究發(fā)現(xiàn)，多數(shù)低分化PCa患者的Cit明顯降低或缺失，而高分化PCa患者的Cit基本正常。盧慧敏[23]等采用Cit/(Cho+Cr)算法進(jìn)行分析，證實(shí)了Cit/(Cho+Cr)與Gleason評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。此法回避了因部分患者Cit下降幅度過大導(dǎo)致(Cho+Cre)/Cit比值趨于無窮大的缺陷，使MRS對(duì)腫瘤侵襲性的評(píng)估更為準(zhǔn)確。

總之，MRS的優(yōu)勢在于診斷特異度及準(zhǔn)確率較高，可為臨床評(píng)估PCa的侵襲程度提供重要參考依據(jù)，但掃描時(shí)間長、對(duì)患者的配合程度、磁場的均勻性及病灶周邊組織的飽和的要求較高等局限性使其臨床普及較為困難。

1.3DWI DWI圖像可反映組織內(nèi)水分子彌散運(yùn)動(dòng)情況，其對(duì)組織細(xì)胞水腫具有很高敏感性，故對(duì)病灶的精確定位具有重要價(jià)值。DWI中擴(kuò)散效應(yīng)的強(qiáng)弱是通過b值來反映的，其選擇對(duì)應(yīng)用ADC值確定病灶的性質(zhì)至關(guān)重要。美國放射學(xué)會(huì)(American College of Radiology, ACR)及歐洲泌尿生殖放射學(xué)會(huì)(European Society of Urogenital Radiology, ESUR)均指出使用高于1 400 s/mm2的b值進(jìn)行掃描時(shí)，能更好地突出PCa與正常組織間DWI的信號(hào)差異[24]。陽青松等[25]以病理結(jié)果為參考標(biāo)準(zhǔn)探討DWI診斷PCa的最佳b值，認(rèn)為b=1 500 s/mm2時(shí)T2殘留效應(yīng)較少，能較好地反映出組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散形態(tài)。Styles等[26]則認(rèn)為3T場強(qiáng)下，b值取1 100～1 200 s/mm2的ADC值對(duì)前列腺癌的診斷最佳。但Koo等[27]認(rèn)為高b值下的DWI對(duì)PCa的診斷價(jià)值并無顯著提升，b值取1 000 s/mm2時(shí)診斷敏感度最高。由于PCa組織細(xì)胞水分子擴(kuò)散明顯受限，ADC值較正常前列腺組織明顯降低，但其最佳診斷閾值在國內(nèi)外仍尚未統(tǒng)一，還有待進(jìn)一步研究，但部分PCa組織的ADC值可與良性前列腺增生組織重疊。Bonekamp等[28]認(rèn)為部分PCa組織的ADC值還可與正常前列腺移行帶重疊，同時(shí)中央腺體的ADC值與年齡呈正相關(guān)，故在年輕人群中，ADC值的敏感度較差。同樣，ADC值也可評(píng)估PCa的侵襲性，能很好地反映腫瘤的進(jìn)展情況。目前的研究[29]普遍認(rèn)為ADC值與Gleason評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。如今DWI用于主動(dòng)監(jiān)測已成為一種新的診療手段，能有效避免因過度治療產(chǎn)生的不良反應(yīng)，尤其適用于腫瘤體積在0.5 cm3以下且Gleason評(píng)分為高分化腺癌的患者。Kim等[30]采用ROC曲線對(duì)287例患者的ADC值進(jìn)行分析后認(rèn)為，在界定中或低分化腺癌方面，ADC值取0.830×10-3mm2/s時(shí)診斷效能最高。然而，如何選取適于主動(dòng)監(jiān)測的患者仍需進(jìn)一步探討。

體素內(nèi)非相關(guān)運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散加權(quán)成像(intravoxel incoherent motion, IVIM-DWI)是通過雙指數(shù)模型分別獲取組織內(nèi)單純水分子運(yùn)動(dòng)及血液灌注的方法，其參數(shù)包括純水分子擴(kuò)散系數(shù)D值、水分子偽擴(kuò)散系數(shù)D*、灌注分?jǐn)?shù)f，現(xiàn)普遍認(rèn)為[31-33]PCa組織的D值顯著低于前列腺增生及正常前列腺，對(duì)PCa有診斷及鑒別診斷價(jià)值，但D*及f值、與Gleason評(píng)分的相關(guān)性在國內(nèi)外結(jié)果不一、尚無定論。

總之，DWI的優(yōu)勢在于掃描時(shí)間短、受眾面廣、敏感度及特異度均較高、病變組織與正常組織間的具有較高的對(duì)比度等，但仍不可忽略其較高的假陽性率，以及磁敏感偽影重、圖像信噪比差等問題，通常診斷須與T2WI相結(jié)合。相較于ASL，同樣無需對(duì)比劑且參數(shù)較多的IVIM-DWI可同時(shí)反映組織的灌注情況及水分子運(yùn)動(dòng)，故可用于無法耐受對(duì)比劑的患者。盡管IVIM-DWI對(duì)PCa有著優(yōu)良的診斷能力，但Merisaari 等[34]仍認(rèn)為基于單指數(shù)模型的DWI診斷PCa的臨床價(jià)值更高。

2 多種功能序列聯(lián)合應(yīng)用

盡管各功能成像序列優(yōu)勢眾多，但仍存在各自的局限性，而多種功能序列的聯(lián)合應(yīng)用能起到相互彌補(bǔ)的作用，進(jìn)一步提高診斷PCa的參考價(jià)值。研究[35]顯示，T2WI、MRS及DCE等多種序列的聯(lián)合應(yīng)用可顯著提高對(duì)PCa的診斷效能，尤其是DWI。張志平等[36]在3.0T場強(qiáng)下研究發(fā)現(xiàn)，T2WI聯(lián)合DWI診斷PCa的特異度、敏感度最高可達(dá)99.3%，由此可見，常規(guī)MRI+DWI在高場強(qiáng)下更有利于PCa的檢出。Valerio等[37]的研究顯示，T2WI及DWI進(jìn)一步聯(lián)合IVIM-DWI后，其診斷敏感度、特異度、準(zhǔn)確度可分別高達(dá)100%、96%、98%。彭濤等[38]研究表明，MRS較DCE的敏感度及特異度更高，但DCE受影響的因素較MRS少，兩者具有互補(bǔ)作用。另有學(xué)者[39]認(rèn)為，DWI與MRS同樣有很強(qiáng)的互補(bǔ)作用，二者聯(lián)合后診斷PCa的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度可達(dá)91.67%、93.33%、92.59%。而Abd-Alazeez等[40]認(rèn)為在檢測PCa方面，DCE與DWI聯(lián)合與常規(guī)序列聯(lián)合DWI相比無顯著差異。筆者認(rèn)為，因DWI及IVIM-DWI掃描時(shí)間短、患者易耐受、腫瘤與正常組織間對(duì)比度高，MRS無需對(duì)比劑即可評(píng)估PCa組織的代謝信息，故在臨床應(yīng)用時(shí)可優(yōu)先考慮T2WI+DWI+IVIM+MRS方案，其次為T2WI+DWI+MRS，若仍鑒別困難，可再行PWI輔助診斷。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，MP-MRI使影像學(xué)在PCa的早期定位、鑒別、病理分期及侵襲性的評(píng)估方面更加完善[41]，PWI、MRS、DWI等功能序列與常規(guī)序列的合理利用可提高PCa的診斷效能，具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著進(jìn)一步的研究和新技術(shù)的應(yīng)用，MP-MRI將會(huì)在PCa的早期診斷及鑒別診斷、治療療效及預(yù)后的評(píng)估中發(fā)揮更為重要的作用，有望使更多的患者從中受益，增加治愈機(jī)會(huì)、降低病死率及改善生活質(zhì)量等。

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Research progresses of multi-parameter MRI in early diagnosis of prostate cancer

LIYong，LOUMingwu*

(DepartmentofRadiology,ShenzhenLonggangDistrictCentralHospitalAffiliatedtoZunyiMedicalUniversity,Shenzhen518116,China)

Prostate cancer has become a disease that severely impair health of elderly men in China. Patients missed the opportunity of radical surgery, because definite diagnosis always made in the middle and late period. In recent years, a series of functional sequences of multi-parameter MRI have improved the efficiency in early diagnosis and differential diagnosis of the prostate cancer. The research status of functional sequences of multi-parameter MRI in early diagnosis of prostate cancer was reviewed in this article.

Magnetic resonance imaging; Perfusion weighted imaging; Magnetic resonance spectrospcopy; Diffusion weighted imaging; Prostate neoplasms

李勇(1990—)，男(布依族)，貴州凱里人，在讀碩士。研究方向：前列腺癌的MRI診斷。E-mail： m13726230126@163.com

婁明武，遵義醫(yī)學(xué)院附屬深圳市龍崗中心醫(yī)院影像科，518116。E-mail： mingwulou@sina.com

2016-08-31

2016-12-21

綜述

10.13929/j.1003-3289.201608142

R445.2; R737.25

A

1003-3289(2017)02-0307-05