不同b值时正常前列腺ADC值变化与年龄相关性研究

张方璟，朱记超，陈燕萍

（1.南方医科大学附属深圳市妇幼保健院放射科，广东 深圳　518028；2.深圳市龙岗中心医院医学影像科，广东 深圳　518116；3.南方医科大学附属南方医院影像中心，广东 广州　510515）

不同b值时正常前列腺ADC值变化与年龄相关性研究

张方璟1，朱记超2，陈燕萍3

（1.南方医科大学附属深圳市妇幼保健院放射科，广东 深圳518028；2.深圳市龙岗中心医院医学影像科，广东 深圳518116；3.南方医科大学附属南方医院影像中心，广东 广州510515）

目的：通过对正常前列腺行并行采集弥散加权成像，比较不同b值时，正常前列腺各区带表观弥散系数（ADC）值的变化情况以及随着年龄的增加前列腺各区带ADC值的变化。方法：回顾性分析正常前列腺DWI检查者29例，分为2组：正常中青年组（21～50岁）14例，无症状老年组（51～79岁）15例，b值选用300、600、800、1 000 s/mm2。结果：相同b值，正常前列腺外周带DWI信号与ADC值高于中央腺，外周带与中央腺ADC值比较差异有显著性（P＜0.05）；相同b值，老年组前列腺外周带及中央腺DWI信号与ADC值高于中青年组，相同区带ADC值比较差异有显著性（P＜0.05）；不同b值，同一年龄组相同区带ADC值间存在显著性差异 （P＜0.05），b值越高，ADC值越小；年龄与前列腺外周带及中央腺的ADC值呈显著的正相关 （P＜0.05）。结论：相同b值下，正常前列腺外周带的ADC值高于中央腺，b值越大，ADC值越小；随着年龄的增长，前列腺外周带及中央腺的ADC值增加，因此运用ADC值诊断前列腺疾病时，要考虑年龄的因素。

前列腺；磁共振成像，弥散

DWI能无创的反映活体组织内水分子的运动情况，MR软硬件技术的发展使体部器官DWI研究成为可能，DWI在腹部及盆腔脏器，如肝脏、肾脏、卵巢肿瘤的研究已有报道［1］，前列腺DWI研究也越来越多。本研究运用3.0T磁共振机使用ASSET并行采集技术，研究不同b值正常前列腺各区带ADC值变化及其与年龄的相关性。

1　材料和方法

1.1临床资料

选取行前列腺DWI正常检查者29例，分为2组：正常中青年组 （21～50岁），简称中青年组，14例，均为健康志愿者，平均年龄39.4岁；无症状老年组（51～79岁），简称老年组，15例，其中6例因髋关节病变就诊，4例因直肠病变就诊，5例为健康查体者，平均年龄69.6岁。选取标准：检查时均无前列腺疾病的临床症状和病史，MRI及其他临床检查均未提示前列腺病变。

1.2扫描设备与检查方法

使用3.0T磁共振扫描仪（GE Medical Systems，Signa EXCITE HD）；以体线圈为射频发射线圈，以8通道腹部相阵控线圈为接收线圈。检查前准备：适量饮水，膀胱中度充盈，防止膀胱过度充盈引起波动伪影，并防止因检查时间较长无法耐受检查；体位与扫描范围：取仰卧位，盆腔置于线圈内，线圈中心对耻骨联合上缘。常规扫描序列与参数：FR-FSE，FST2WI，TR/TE=4 300/140ms，NEX=4，层厚=4mm，轴位层间隔=1mm，FOV=320mm×320mm，冠状面及矢状面层间隔=1mm，FOV=260mm×260mm；FSET1WI（轴位）TR/TE=440/7.8ms，层厚=4mm，层间隔= 1 mm，NEX=2，FOV=320 mm×320 mm；DWI扫描序列与参数：单次激发EPI序列，运用ASSET技术，TR/ TE=2 000/45.3ms（b=300 s/mm2）、53.3ms（b=600 s/mm2）、57.2ms（800 s/mm2）、60.5ms（b=1 000 s/mm2），层厚/层间隔=4.0/0.1～0.5mm，FOV=300mm×300mm，矩阵128×128，NEX=4，取层面选择、频率编码、相位编码3个方向，完成一次扫描时间为1分04秒。

1.3图像观察、后处理及数据收集

观察正常前列腺外周带和中央腺DWI图像的信号特点。使用GE ADW4.3工作站，选用Functool软件处理，调整阈值并进行降噪处理，以提高图像的信噪比，然后软件自动生成ADC图，分别测量正常前列腺外周带及中央腺ADC值。感兴趣区（ROI）的选择结合常规MR图像完成，选择最佳显示外周带及中央腺结构的层面，沿外周带或中央腺边缘手工绘制不规则形感兴趣区，要求其完全位于外周带或中央腺内，同时避开尿道及周围脂肪、血管结构；不同b值时同一检查者及同一b值时不同检查者的测量尽量选取相同层面。所有的感兴趣区的ADC值取3次测量值的平均值。所有图像资料由两位高年资MR诊断医生对图像质量及感兴趣区ADC值进行双盲评定，结果由专人进行核对和记录。

1.4统计学方法

应用SPSS 13.0软件包进行统计学分析。

所有数据均以均值±标准差表示，检验水准α= 0.05，P＜0.05时认为差异有统计学意义。分别运用了重复测量数据的方差分析、两独立样本t检验和配对t检验。

2　结果

2.1DWI信号改变

正常中青年组的4个b值DWI图像中，外周带及中央腺显示清楚，外周带呈高信号，中央腺呈等信号，同一b值，外周带信号始终高于中央腺；b值越高，图像信噪比越差，前列腺周围组织结构显示越模糊。正常老年组4个b值DWI图像中，b值为300、600、800 s/mm2时老年组外周带呈明亮的高信号，b值为1 000 s/mm2时老年组外周带信号降低（图1，2）。

图1正常中青年组前列腺DWI图。29岁，健康志愿者，图1a～1d分别对应b值为300、600、800、1 000 s/mm2时的DWI图，外周带、中央腺显示清楚，外周带信号高于中央腺信号。图2正常老年组前列腺DWI图。51岁，因髋关节疾病就诊，无泌尿系统症状和体征，图2a～2d分别对应b值为300、600、800、1 000 s/mm2时的DWI图，外周带、中央腺显示清楚，外周带信号高于中央腺信号。

Figure 1.The DWImaps of the young adult normal group.A 29 years old healthy volunteer.Figure 1a～1d were DWImaps at b values of 300，600，800 and 1 000 s/mm2respectively.PZ and CG were shown well and the signal of PZ was higer than CG.Figure 2.The DWI maps of aged group.Male，51 years old，with hip joint disease but no urinary system symptoms.Figure 2a～2d were DWI maps at b values of 300，600，800 and 1 000 s/mm2respectively.PZ and CG were shown well and the signal of PZ was higer than CG.

2.2ADC值分析

正常中青年组及老年组不同b值（300、600、800、1 000 s/mm2）时外周带及中央腺ADC值的比较见表1；相同b值下年龄和前列腺外周带及中央腺ADC值的相关性比较结果见表2。

统计结果显示：不同b值时前列腺外周带及中央腺的ADC值不同；同一年龄组，相同b值时，外周带ADC值高于中央腺，差异有统计学意义；相同b值时，老年组外周带及中央腺ADC值高于中青年组，且差异有统计学意义；同一年龄组、相同部位任意两b值间ADC值差异有统计学意义，b值越高，ADC值越小。年龄与外周带及中央腺的ADC值显著正相关，随着年龄的增长，前列腺外周带及中央腺ADC值增大。

表1　中青年组及老年组前列腺外周带及中央腺ADC值（10-3mm2/s）比较

表1　中青年组及老年组前列腺外周带及中央腺ADC值（10-3mm2/s）比较

组别b值（s/mm2）　F　P 300　600　800　1 000中青年组外周带（n=14）/老年组外周带（n=15）　1.86±0.15/2.27±0.14　1.70±0.13/1.98±0.11　1.53±0.26/1.85±0.11　1.40±0.18/1.75±0.12　40.394/87.648　0.000/0.000中青年组中央腺（n=14）/老年组中央腺（n=15）　1.65±0.14/2.04±0.13　1.54±0.19/1.90±0.12　1.34±0.08/1.43±0.12　1.25±0.08/1.35±0.13　52.382/140.458　0.000/0.000 t/F　8.669/6.666　3.520/2.787　3.095/8.756　3.501/8.533 P 0.003/0.000　0.004/0.015　0.009/0.000　0.004/0.000　0.487/17.551 0.640/0.000

表2　不同b值时年龄与前列腺外周带及中央腺ADC值的相关性比较

3　讨论

3.1弥散加权成像的原理及成像序列选择

弥散，水分子的随机运动，即布朗运动，水分子所在的组织不同，即所处的微环境不同其扩散能力也不同，组织弥散特性与组织间隙自由水的量及组织通透性有关，扩散的快慢可用DWI和ADC值表示。1978年Mansfield等［2］提出的平面回波成像技术（EPI），能在极短时间内完成人体各部MR成像，在100ms即可完成单幅图像采集，基本上可以冻结人体的大部分生理活动所造成的伪影，但无法抑制组织内血流运动的影响。目前最常用的DWI扫描序列是单次激发自旋回波（SE）EPI。

3.0T MR系统磁场强度较1.5T系统增高，DWI图像分辨率及信噪比有了实质性提高，临床应用明显改善，而且检查前列腺不需直肠内线圈，代之以相控阵表面线圈接受信号，图像质量较1.5T使用直肠内线圈所得的图像比明显提高［3］。

本研究运用3.0T MR结合腹部相控阵线圈，应用ASSET并行采集技术研究正常前列腺的DWI，结果表明，3.0T MR结合腹部相控阵线圈，运用并行采集技术所获得较好的前列腺DWI图像，清晰显示前列腺各区带，图像信噪比高，磁敏感伪影少。

3.2b值对DWI信号及ADC值的影响

b值为扩散梯度因子，单位为s/mm2，反映扩散梯度强度和持续时间。b值大小对DWI信号的影响包括两方面，一方面，b值越小，DWI的扩散权重越小，越偏重于T2像，易受T2加权影响，产生所谓的T2透射效应。常用的消除T2穿透效应的方法有两种，即指数图像和ADC图。一般说来用大b值的图像测得的ADC值较准确，要真正反映组织的水分子弥散情况，应取相对大b值。此外，大b值时，组织毛细血管血流灌注作用产生的影响显著减低，此时测量ADC值较准确，更接近真实扩散系数，能较好反映组织内水分子的扩散运动，而微循环对其影响较小。因此，理论上应选用较高b值进行DWI。然而，b值越高，越易产生磁敏感伪影，信号衰减越大，得到的DWI的信噪比差，图像质量会下降。本研究正常中青年组中低b值（300、600 s/mm2）的DWI图像解剖结构显示明显优于高b值组 （800、1 000 s/mm2）。因此，选用b值时，应参照MR机型、场强、线圈以及检查部位等因素综合考虑。本实验中在相同条件下，选择b值越大，相应的ADC值越小；b值越小，ADC值越大；推测原因可能与小b值时，DWI受灌注影响较大造成的。

3.3不同年龄段前列腺各区带ADC值变化及其生理基础

前列腺是男性生殖器官中最大的附属性腺，受雄激素的控制，因此其发育变化和年龄的关系密切。根据夏同礼等［4］提出的“三段论”将成人前列腺发育大致分为3个期；快速增长期（15～30岁）、慢速增长期（31～50岁）和退缩期（51岁以上）。本研究中也按照该理论分组，但由于位于快速增长期内的病例数太少，故将快速增长期和慢速增长期合并为增长期来处理，即分为增长期（15～50）和退缩期（51岁以上），分别对应本研究中的中青年组和老年组。

前列腺组织主要由上皮、腺腔及间质3种成分构成；中央带腺管较宽，腺泡腔大，间质致密，含多量平滑肌束；外周带、移行带以及尿道周围腺三者的腺泡和上皮细胞的形态均相似；外周带间质疏松，分布着稀疏的平滑肌；移行带间质最致密，由交叉的平滑肌组成；而尿道周围腺则包裹在尿道周围的平滑肌内。国内外学者研究发现，不同年龄组间质和上皮的比例有所不同，随着年龄增大上皮成分减少，而间质含量逐渐增高［5-6］。

Pickles等［7］应用3.0T磁共振扫描系统研究年龄与ADC值的相关性，得出年龄越小，前列腺外周带的ADC值越低。本研究结果显示前列腺外周带及中央腺的ADC值随着年龄的增加而增大，与Pickles等报道基本一致。

随着年龄增大，外周带上皮成分减少，间质含量增高，细胞密度降低，细胞外间隙增大，外周带ADC值增加；另外，外周带是慢性前列腺炎的好发部位，随着年龄的增加，慢性炎症后萎缩导致导管和腺泡的萎缩，外周带中间质成分与腺体的比例增加，细胞密度下降，导致外周带ADC值的增加。有学者认为随着年龄增长外周带ADC值增加，可能与外周带液体含量增多有关，由于老年人腺泡周围含肌量增加，导致腺泡排空不良，前列腺液聚集形成小体，这种老年性囊肿的形成以及前列腺液的排泌不畅导致了外周带液体含量的增多，进一步造成了ADC值的升高［8］。中央腺由中央带和移行带构成，中央带上皮细胞的核质比大于移行带和外周带，而移行带基质成分由少量的平滑肌纤维组成，所以中央带水分子的扩散受限，ADC值低于移行带。正常成年青年男性中央带和移行带的体积比是5：1，随着年龄的增长，中央带缩小，移行带增生，中央带和移行带体积比逆转，移行带的增生导致基质成分、平滑肌和结缔组织成分的比例明显大于腺上皮，移行带细胞密度降低，细胞外间隙增大，水分子运动障碍小，从而中央腺ADC值增加［9］。所以，运用ADC值诊断前列腺疾病时，要考虑年龄的因素。

［1］Katayama M，Masui T，Kobayashi S，et al.Diffusion-weighted echo planar imaging of ovarian tumors：is it useful to measure apparent diffusion coefficients？［J］.J Comput Assist Tomogr，2002，26（2）：250-256.

［2］Mansfield P.Biological and medical imaging by NMR［J］.J Magn Reson，1978，29（2）：355-373.

［3］陈穗惠，刘新球，江波，等.肠道准备减少3T MR前列腺弥散加权扫描磁化率伪影的评价 ［J］.中国医学影像学杂志，2011，19（11）：869-872.

［4］夏同礼，孔详田，苏晋伟，等.我国成人前列腺发育的初步报告［J］.中华泌尿外科杂志，1993，14（4）：287-289.

［5］Bartsch G，Müller HR，Oberholzer M，et al.Light microscopic stereological analysis of the normal human prostate and of benign prostatic hyperplasia［J］.J Urol，1979，122（4）：487-491.

［6］夏同礼，邓方明，杨建茹，等.国人正常前列腺组织成分定量分析［J］.中华泌尿外科杂志，1995，16（6）：345-347.

［7］Pickles MD，Gibbs P，Sreenivas M，et al.Diffusion weighted imaging of normal and malignant prostate tissue at 3.0T［J］.J Magn Reson Imaging，2006，23（2）：130-134.

［8］Allen KS，Kressel HY，Arger PH，et al.Age-related changes of the prostate：evaluation by MR imaging［J］.AJR，1989，152（1）：77-81.

［9］Tamada T，Sone T，Toshimitsu S，et al.Age-Related and Zonal Anatomical Changes of Apparent Diffusion Coefficient Values in Normal Human Prostatic Tissues［J］.J Magn Reson Imaging，2008，27（3）：552-556.

The study of relationship between ADC values and ages in different regions of normal prostate at different b values

ZHANG Fang-jing1，ZHU Ji-chao2，CHEN Yan-ping3
（1.Department of Radiology，the Affiliated Shenzhen Maternity and Child Healthcare Hospital of Southern Medical University，Shenzhen Guangdong 518028，China；2.Department of Medical Imaging，Longgang Central Hospital of Shenzhen，Shenzhen Guangdong 518116，China；3.Medical Imaging Center，Nanfang Hospital，Southern Medical University，Guangzhou 510515，China）

Objective：To analyze and compare the changes of apparent diffusion coefficient（ADC）values of peripheral zone（PZ）and central gland（CG）in normal prostate gland and that of different age groups by 3.0T diffusion-weighted MR imaging（DWI）with array spatial sensitivity encoding（ASSET）technique at different b values.Methods：29 patients who underwent prostate DWI scanning were enrolled in this study.These patients were divided into two groups as followed：young adult normal group（age from 21 to 50 years old），14 cases；symptom less aged group（age from 51 to 79 years old），15 cases.b values were 300，600，800 and 1 000 s/mm2.Results：The signal intensity of DWI and ADC values in the PZ were both higher than that in CG at the same b values in two groups.Statistically significant difference（P＜0.05）was found in ADC values between PZ and CG.The signal intensity of DWI and ADC values of PZ and CG in the aged group were higher than that in the youth adult group at the same b value.Statistically significant difference（P＜0.05）was found in ADC values at the same region.Statistically significant difference（P＜0.05）was found in ADC values among four different b values at the same region. The lower the ADC values were，the larger the b values were.Positive correlations existed between age and the ADC values of PZ and CG significantly.Conclusion：The ADC values of PZ are higher than that in CG in normal prostate at the same b value.The higher the b values are，the lower the ADC values are.The ADC values of PZ in prostate increased as age increased.Age should be considered when prostatic diseases were diagnosed with ADC values.

Prostate；Diffusion magnetic resonance imaging

R697.3；R445.2

A

1008-1062（2015）01-0034-04

2014-08-07；

2014-10-07

张方璟（1983-），女，江西婺源人，主治医师。

陈燕萍，南方医科大学附属南方医院影像中心，510515。