引用本文
常国庆, 夏兆云. 3.0T磁共振扩散加权成像在前列腺癌诊断与鉴别诊断中的应用[J]. 武警医学, 2018,29(4): 358-360
CHANG Guoqing, XIA Zhaoyun. Value of diffusion-weighted imaging and apparent diffusion coefficient in the diagnosis and differential diagnosis of prostatic cancer at 3.0T MR[J]. Medical Journal of the Chinese People's Armed Police Forces, 2018,29(4): 358-360  
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3.0T磁共振扩散加权成像在前列腺癌诊断与鉴别诊断中的应用
常国庆, 夏兆云
225003 扬州,武警江苏总队医院医学影像科
通讯作者：夏兆云,E-mail:shinezy@163.com

作者简介:常国庆,硕士,主治医师。

收稿日期: 2017-12-25
摘要

目的 探讨3.0T磁共振弥散加权成像(DWI)和表面弥散系数(ADC)在前列腺癌诊断及鉴别诊断中的应用价值。方法 回顾性分析65例经穿刺活检病理证实的前列腺疾病患者,其中前列腺癌组21例,前列腺炎组19例,良性前列腺增生(BPH)组25例,测量病变区及前列腺增生外周带的ADC值,并在癌与非癌组之间进行受试者操作特征曲线(ROC)分析。结果 前列腺癌组ADC值为(0.74±0.10)×10-3 mm2/s,前列腺炎组为(0.98±0.07)×10-3 mm2/s, BPH组中央带为(1.21±0.09)×10-3 mm2/s,外周带为(1.38±0.14)×10-3 mm2/s,组间ADC值两两比较,差异均有统计学意义( P<0.01)。根据ROC曲线,当ADC值为0.95×10-3 mm2/s时,诊断的敏感性达92.8%,特异性达100%,ROC曲线下面积为0.995。结论 磁共振DWI和ADC值可用于前列腺癌的诊断和鉴别诊断,具有很高的临床应用价值。

关键词: 前列腺; 前列腺癌; 磁共振成像; 弥散
中图分类号:R445.2
Value of diffusion-weighted imaging and apparent diffusion coefficient in the diagnosis and differential diagnosis of prostatic cancer at 3.0T MR
CHANG Guoqing, XIA Zhaoyun
Department of Radiology, Jiangsu Provincial Corps Hospital, Chinese People’s Armed Police Force, Yangzhou 225003,China
Abstract

Objective To explore the applicability of diffusion-weighted imaging(DWI)and apparent diffusion coefficient(ADC)values in the diagnosis and differential diagnosis of prostatic cancer at 3.0T MR.Methods A total 65 patients who had been confirmed by pathological results were enrolled in this retrospective study,including 21 cases of prostatic cancer, 19 cases of prostatitis and 25 cases of benign prostatic hyperplasia(BPH). The ADC values of each lesion and peripheral zone of BPH were measured and analyzed with one-way ANOVA and ROC analysis.Results The mean ADC values of the cancerous area, inflammatory area, prostatic central gland and peripheral zone of BPH were (0.74±0.10)×10-3 mm2/s, (0.98±0.07)×10-3 mm2/s, (1.21±0.09)×10-3 mm2/s and (1.38±0.14)×10-3 mm2/s, respectively. There was statistically significant difference in ADC values between the inter-groups( P<0.01). With the ROC cut point set at 0.95×10-3 mm2/s, the diagnostic sensitivity and specificity for prostate cancer were 92.8% and 100% respectively, while the area under the ROC curve (AUC) was 0.995±0.005.Conclusions DWI and ADC values have good clinical applicability in the diagnosis and differential diagnosis of prostate cancer.

Keyword: prostate; prostatic cancer; magnetic resonance imaging; diffusion-weighted imaging

前列腺癌已成为老年男性最常见的恶性肿瘤之一, 准确诊断对早期治疗, 提高前列腺癌的治愈率至关重要[1, 2]。近年来, 磁共振弥散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)技术在前列腺癌影像诊断中得到了广泛认可。在此基础上, 笔者进一步探讨利用超高磁场磁共振DWI分析前列腺癌、前列腺炎与良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia, BPH)的表面弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)值的变化, 以评价其在前列腺癌诊断与鉴别诊断中的应用价值。

1 对象与方法
1.1 对象

2016-07至2017-12在我院就诊的临床资料和病理结果完整的65例前列腺患者, 其中前列腺癌患者21例, 均经穿刺活检病理证实, 未经任何治疗, 年龄5378岁, 平均(65.8± 7.5)岁, T-PSA 3.60379.20 ng/ml, 中位数28.21 ng/ml; 前列腺炎组19例, 均经穿刺活检证实, 年龄4582岁, 平均(65.4± 10.4)岁, T-PSA 0.6056.20 ng/ml, 中位数9.48 ng/ml; BPH组25例, 均经随访或经尿道前列腺电切除手术证实, 年龄5378岁, 平均(64.6± 5.8)岁, T-PSA 1.3029.20 ng/ml, 中位数8.35 ng/ml。穿刺活检为超声引导下经职场穿刺, 采取五分区(13针)或六分区法, 并有操作医师绘图记录活检部位。

1.2 数据采集

采用 GE 3.0T HDxt磁共振成像仪, 以体线圈为射频发射线圈, 腹部相控阵线圈为接收线圈。对前列腺局部行轴位和冠状位压脂FSE T2WI扫描, TR 3500 ms, TE 85 ms, 回波链长度19, 层厚4 mm, 层间距0 mm, FOV 24 cm× 24 cm, NEX 4, 矩阵320× 256; 并行前列腺局部轴位T1WI, TR 450 ms, TE 12 ms, 层厚5 mm, 层间距0 mm, FOV 24 cm× 24 cm, NEX 2, 矩阵256× 192。(2)DWI为单次激发EPI序列, 在前列腺和精囊范围内行轴位扫描, 参数:扩散敏感系数值采用0 s/mm2与1500 s/mm2, 取层面选择、频率编码、相位编码3个方向; TR 3000 ms, TE 76.7 ms, FOV 24 cm× 24 cm, 矩阵128× 128, 层厚4 mm, 层间距0 mm。

1.3 图像分析

由2名医师采用盲法共同诊断, 若意见不同经协商达成一致。分别分析T2WI、DWI图像对病变的位置、信号特点、范围及是否与周围侵犯、转移等方面进行评价; DWI图像经Functool 2软件进行自动后处理, 生成ADC伪彩图, 参照T2WI、DWI及病理检测位置, 对前列腺病变区进行测量。在病灶最大层面手工描绘感兴趣区, 兴趣区呈椭圆形, 均位于病灶中心且未超过病灶边缘, 同时避开尿道、钙化、囊变坏死灶等, 每个病灶测3次ADC值并取平均值。同样方法测量BPH患者外周带和中央腺体的ADC平均值。

1.4 统计学处理

采用SPSS 17.0统计软件进行分析。所得数据经Kolmogorov-Smirnov检验, 符合正态分布者用 x̅± s表示, 经Levene检验, 若方差齐同, 选择单因素ANOVA进行不同组间的比较, 组间两两比较选用L-S-D法。将BPH组和炎症组合并为非癌组, 前列腺癌组与非癌组比较采用独立样本t检验, 以穿刺活检结果为金标准, 采用受试者操作特征曲线(receiver operating characteristic, ROC), 计算ADC值诊断前列腺癌的曲线下面积(area under curve, AUC), 判断鉴别癌与非癌组织、癌与炎症的诊断临界点。P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结 果
2.1 常规MRI表现

21例前列腺癌中, 10例病灶位于外周带, 6例位于中央腺体, 5例同时累及周围带及中央腺体; 病灶于T2WI上形态不规则, 边界不清, 呈低信号结节或肿块(图1A); 临床分期B期8例, C期10例, D期3例。19例前列腺炎患者, 13例前列腺外周带于T2WI上呈局限性或弥漫性低信号(图1D), 6例表现正常。25例BPH患者中, 前列腺中央带于T2WI上出现单发或多发高低不等混杂信号结节, 增生结节周围见低信号假包膜, 外周带受压不同程度变薄, 呈均匀高信号(图1G)。

图1 前列腺癌与非前列腺癌MRI形态与信号特点
AC.同一患者, 前列腺癌。A.平扫压脂T2WI示前列腺右侧外周带低信号, 累及中央腺体, 边界欠清, 局部包膜不连续; B.病灶DWI上呈明显高信号; C.ADC图示病灶为明显低信号, 兴趣区ADC值为0.60× 10-3 mm2/s; DF.同一患者, 前列腺炎。D.平扫压脂T2WI前列腺左侧外周带多发片状低信号, 外周带与中央腺体界限仍存在; E.病灶DWI呈不均匀高信号; F.ADC图示病灶为低信号, 兴趣区ADC值为0.90× 10-3 mm2/s; GI.同一患者, 良性前列腺增生(BPH)。G.平扫压脂T2WI前列腺外周带与中央腺体界限清楚, 中央带明显增生, 呈高、低混杂信号, 外周带受压变薄, 呈均匀高信号; H.前列腺增生腺体DWI呈稍高信号, 外周带DWI呈均匀等信号; I.ADC图示增生腺体兴趣区ADC值为1.20× 10-3 mm2/s; 外周带兴趣区ADC值左侧为1.62× 10-3 mm2/s, 右侧为1.75× 10-3 mm2/s

2.2 DWI表现及ADC值

前列腺癌病灶在DWI上均表现为明显高信号, 与周围带分界不清, 癌区ADC值为(0.74± 0.10)× 10-3 mm2/s(图1B、C)。前列腺炎病灶在DWI上表现为稍高信号, ADC值为(0.98± 0.07)× 10-3 mm2/s(图1E、F)。前列腺增生外周带呈均匀等信号, ADC值(1.38± 0.14)× 10-3 mm2/s; 中央带呈稍高、低混杂信号, ADC值为(1.21± 0.09)× 10-3 mm2/s(图1H、1I)。四组ADC值符合正态分布(P> 0.05), 方差齐性检验均具有齐性(P> 0.05)。ANOVA检验显示四组ADC值总体均数有统计学差异(P< 0.001), L-S-D法进行两两比较, 均具有统计学差异(P< 0.001)。癌与炎症ADC值比较, t=7.26, P=0.00; 癌与增生ADC值比较, t=15.00, P=0.00; 炎性反应与增生比较, t=7.03, P=0.00; BPH外周带与中央带比较, t=5.75, P=0.00。

2.3 ADC值的ROC分析

将正常组与炎性反应组合并为非癌组, 与癌组进行ROC分析, 曲线下面积为0.995, P< 0.001。临界点取0.95× 10-3 mm2/s时, 敏感性为92.8%, 特异性为100%(图2)。

图2 癌组与非癌组ADC值的ROC曲线
ROC曲线显示曲线下面积为0.995, 前列腺癌组与非癌组ADC值有显著性差异(α = 0.05, P< 0.01)

3 讨 论

MRI检查具有优越的软组织分辨率、多方位、多参数成像等优点, 已成为前列腺癌诊断最佳影像学方法[3]。3.0T MRI场强高、信号均匀, 具有较高的信噪比(signal noise ratio, SNR), 常规的T2WI平扫能较好地显示前列腺的组织结构, 当前列腺外周带出现低信号结节时, 应怀疑前列腺癌的可能。但是, T2WI上出现低信号并不是前列腺癌的特异性表现, 慢性前列腺炎、内分泌治疗后及放疗后同样会出现前列腺外周带的T2WI低信号改变[4], 因此容易误诊。再者, 发生于中央腺体的前列腺癌与良性增生结节具有相似的T2WI表现, 常规MRI鉴别较困难。因此, 笔者利用DWI检查和ADC值定量分析对前列腺癌、前列腺炎及BPH进行鉴别诊断。

DWI能够无创地检测活体组织扩散运动能力, 水分子在活体组织内的扩散与组织的空间结构有关[5]。本研究中前列腺癌在DWI上表现为明显高信号, 这是由于前列腺癌组的病灶部位存在大量紧密堆积的腺体, 有少量间质, 正常含水的腺泡结构被肿瘤组织替代, 恶性腺体内部的结构改建等[6]; 前列腺炎组病灶主要是因为炎症导致水分子扩散低于正常组织, 但细胞数量无明显增加, 因此水分子扩散受限程度低于癌组织[7]; BPH组病灶呈稍高信号, 主要原因也是病灶间质密度增高。

对于前列腺DWI检查b值的选择, 目前尚无统一标准。大部分研究中, 学者选取b值800 s/mm2或1000 s/mm2, 得到了较好的诊断效果, 但是部分中央腺体的增生结节等良性病灶呈高信号, 与癌灶难以分辨[8, 9]; 张琨等[10]报道, b=3000 s/mm2超高b值DWI的诊断效能高于T2WI和常规DWI, 但是b值越高, SNR越低。因此, 在综合考虑诊断效能与SNR后, 本研究b值选取1500 s/mm2。

本研究发现, 前列腺癌的ADC值明显低于前列腺炎组及BPH组, 这与陈志强等[11]研究结果一致; Liu等[12]也认为, 移行带基质增生良性结节的ADC值低于前列腺癌。但本研究数值与其他文献报道存在差异, 可能是因为在病例选择、MRI设备、b值设定以及ROI选取等方面不同所致。根据ADC值绘制诊断前列腺癌的ROC曲线, 曲线下面积为0.995, 接近于1, 说明诊断准确性很高; 当ADC值为0.95× 10-3 mm2/s时, 诊断敏感性为92.8%, 特异性为100%。本研究结果与刘晓东等[13]提出的超高b值对前列腺癌检查的敏感性、特异性较高的结论一致; 同时, 前列腺癌组与BPH组的ADC测量值没有明显重叠, 与陈志强等[11]研究结果不符, 这可能与本研究中前列腺癌组包含的恶性程度低的肿瘤较少, 且ROI选取的是弥散受限最明显的区域有关。

本研究还存在以下局限性:(1)入组病例并未根据临床分级进行研究, 使得研究出现误差; (2)取得ROI只是参照病理穿刺结果, 未对应明确的穿刺点; (3)本研究样本量较少, 尤其是前列腺癌组, 且样本中包含恶性程度低的前列腺癌病例较少, BPH的不同病理类型也不够全面, 可能使研究结果出现误差。

总之, 通过研究表明, 磁共振DWI和ADC值在前列腺癌的诊断和鉴别诊断中具有较高的敏感性、特异性, 能指导临床选择治疗方案。

The authors have declared that no competing interests exist.

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