前列腺MR动态增强扫描感兴趣区的选择方法的探讨

高　靳，周　瀚，欧阳宇，刘　洪，代茂良，吴筱芸

（1.重庆医科大学附属成都第二临床学院暨成都市第三人民医院放射科，四川 成都　610031；2.四川省人民医院放射科，四川 成都　610072）

前列腺MR动态增强扫描感兴趣区的选择方法的探讨

高靳1，周瀚1，欧阳宇1，刘洪1，代茂良1，吴筱芸2

（1.重庆医科大学附属成都第二临床学院暨成都市第三人民医院放射科，四川 成都610031；2.四川省人民医院放射科，四川 成都610072）

目的：探讨感兴趣区（ROI）不同对MR动态增强扫描（DCE-MRI）时间-信号强度曲线（TIC）的影响及价值。材料与方法：99例病人均行前列腺动态增强扫描，共118个前列腺周围带病灶，其中良性病变63个，前列腺癌55个。在动态增强扫描图像上，分别获取病灶中心层面1个大ROI（20～150 mm2）及分散在病灶内13个小ROI（6.6 mm2）的TIC，比较大、小ROI的TIC在良恶性前列腺病灶中的差异。采用两种方案分类病灶TIC类型并分别进行DCE-MRI的PI-RADS评分：方案1：病灶曲线类型为大ROI曲线类型；方案2：病灶小ROI中有3型曲线者，病灶曲线类型归为3型，没有者归为大ROI曲线类型。结果：病灶中，具有大ROI曲线类型的小ROI数的中位数，良性病变12，前列腺癌10，中位数检验P=0.003。两种方案诊断前列腺癌，方案1敏感性76.36%，特异性90.48%，方案2敏感性87.27%，特异性85.71%，敏感性比较P=0.031，特异性比较P=0.250。结论：前列腺癌灶各处强化方式多不完全一致，采用小ROI寻找3型曲线区域，有助于周围带前列腺癌的诊断。

前列腺肿瘤；前列腺增生；磁共振成像

1　资料与方法

1.1一般资料

前瞻性研究我院2013年12月—2014年8月前列腺疾病患者，所有患者行MR检查前均签署知情同意书。纳入所有符合以下标准者：①检查前未进行过穿刺（间隔6周以上）和相关治疗；②均行高分辨T2WI、DWI及DCE-MRI，MR图像上述任一序列前列腺周围带有异常信号；③患者PSA＞4 μg/L；④MRI检查后2周内行经直肠超声引导下前列腺穿刺活检。先穿刺MRI图像上周围带异常信号区域，再采用8点穿刺法穿刺其余前列腺，共10～13针。由操作医师记录活检位置，病理医师观察报告。共收集99例118个周围带病灶，其中前列腺癌 55个病灶，前列腺增生56个病灶，前列腺增生伴前列腺炎7个病灶。年龄55～94岁，平均（72.5±8.6）岁，Gleason评分7～10分，前列腺特异性抗原水平6.63～＞5 000 ng/mL。

1.2MR检查方法

采用 GE signa EXCITE 1.5T Echospeed MR成像仪，接收线圈为腹部相控阵线圈，进行包括轴位、冠状位、矢状位T1WI、T2WI、DWI及增强扫描。其中包括以下序列：①轴位高分辨T2WI检查：前列腺局部轴位FSE T2WI，TR 3 675 ms，TE 130 ms，层厚4 mm，间距1 mm，激励次数为2次，回波链长度17，FOV 18 cm×18 cm，矩阵224×320。②轴位DWI：采用平面回波成像（EPI）序列，b值为0、800 s/mm2，TR 1 475.0 ms，TE 63.4 ms，层厚7 mm，间距1 mm，激励次数16次，FOV 38 cm×38 cm，矩阵128×192，并生成ADC图，扫描时间1 min 35 s。③DCE-MRI：采用LAVA序列，TR 3.01 ms，TE 0.88 ms，层厚3.8 mm，无间距扫描，激励次数1次，FOV 38 cm×38 cm，矩阵256×256。扫描开始同时用高压注射器以2mL/s的流率经静脉团注对比剂Gd-DTPA，剂量0.2 mmol/kg，对比剂注入后注入20mL生理盐水。扫描时间4～5min。

1.3图像分析

通过GE ADW 4.3工作站进行数据处理。由两名从事腹部影像15年以上的诊断医师分别评判图像，意见不一时经协商取得一致意见。在DCE-MRI早期强化时相选择ROI，避开周围带与中央腺体交界处、前列腺与直肠相邻处；避开尿道、射精管、精囊根部、出血、囊变及钙化灶，每个病灶获取1个大ROI（lROI）及13个小ROI（sROI），并得到相应的TIC，lROI（20～150 mm2）在病灶中心层面获取，包括尽可能多的病灶组织。sROI（6.6 mm2）在下列3个层面获取：①病灶中心层面：前、左、后、右及中央区域各一个。②约病灶上1/3及下1/3层面各获取以下4个ROI：前、左后、右后及中央区域（图1）。

图1　前列腺病变ROI选择方法示意图。在病灶（绿色区域）中心层面（图B）、约病灶上、下1/3层面（图A、图C）共获取13个sROI（黑边小圆），在病灶中心层面（图B）获取1个lROI（黑边大椭圆）。Figure 1.　Schematic diagram of ROI selection in prostate lesions.13 sROIs（small circle with black border）were obtained in the central layer of the focus（green）（Figure B），1/3 of upward and downward layer（Figure A，Figure C）.1 lROI（big ellipse with black border）was obtained in the central layer of the focus（Figure B）.

DCE-MRI ROI的TIC曲线类型判断标准：病灶渐进性强化为1型（流入型）；快速到峰值后形成平台为2型（平台型）；快速到峰值后呈流出表现为3型（流出型）［2-4］。

病灶曲线类型的判断，分为两种方案：①方案1：以lROI代表整个病灶曲线类型。②方案2：病灶13个sROI中出现3型曲线者，病灶曲线类型归为3型，其余病灶仍以lROI曲线类型代表。

DCE-MRI的PI-RADS评分标准：1分：1型曲线；2分：2型曲线；3分：3型曲线。+1分：2、3型曲线的局限性强化灶；+1分：2、3型曲线的非对称病变，或病变位于非好发部位［1］。

“不愤不启，不悱不发，举一偶而不以三偶反，则不复也.”由此可见通过问题可以引导学生进行思考，启发学生的思维，符合学生认知难度，具有趣味情境或真实情境的开放性问题是学生小组合作学习效果的关键.太容易的问题学生稍微思考就能得到答案，合作的意义不明显，太难的问题学生各种尝试都无果，打击学生的积极性，只有具有挑战性、难度适中、答案开放的问题才能更有效的集中学生的注意力，提高学生的参与度，让学生获得成功的体验.

分别合计每个病灶lROI曲线类型的sROI数目。上述两种方案分别进行DCE-MRI的PI-RADS评分。对照病理结果把病灶分为前列腺癌、良性病变两组。

1.4统计学方法

采用SPSS 21软件，用箱图比较良恶性病变中lROI曲线类型的sROI数，进行中位数显著性检验。方案1和方案2的PI-RADS评分与病理结果对照做受试者工作特征曲线（ROC）分析，检验方向为较大的检验结果表示更明确的检验。采用McNemar检验比较两种方案诊断的敏感性、特异性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

31个病灶sROI完全相同，87个病灶sROI曲线不完全相同，lROI曲线类型的sROI数，良性病变5～13，中位数12，前列腺癌4～13，中位数10（图2），独立样本中位数检验，二者有显著性差异（P= 0.003）。

图2　良恶性病变lROI曲线类型的sROI数箱图。前列腺癌lROI曲线类型的sROI数明显低于良性病变。Figure 2.sROI number boxplots with lROI curve type in benign and malignant lesions.The number of sROI with lROI curve type in prostate cancer is obviously lower than that in benign lesions.

两种方案归类病灶TIC曲线类型并与病理比较结果见表1。与方案1比较，方案2中26个病灶曲线类型发生改变。4个方案1呈1型曲线病灶，方案2归为3型，其中1个为良性病变，3个为前列腺癌。22个方案1呈2型曲线的病灶，方案2归为3型，其中5个良性病变，17个前列腺癌。

表1　2种方案分类病灶TIC曲线

两种方案DCE-MRI的PI-RADS评分（图3～5）诊断前列腺癌ROC曲线比较，方案1、方案2曲线下面积分别为0.894、0.941，方案2曲线下面积大于方案1（图6）。以4分为诊断临界值，方案1敏感性76.36%，特异性90.48%，方案2敏感性87.27%，特异性85.71%。敏感性比较两种方案差异有统计学意义（P=0.031），特异性比较差异无统计学意义（P= 0.250）。

图3　77岁前列腺癌患者T2WI图像。箭示前列腺左侧周围带低信号病灶。　图4　同一病灶DCE-MRI图像ROI选择。对应T2WI低信号病灶，lROI（椭圆1）中包括两个不同部位sROI（圆2，3）。　图5　图4ROI的TIC曲线。lROI曲线（曲线1）呈2型，两个sROI曲线（曲线2，3）分别为3型、2型，病灶曲线类型：方案1归为2型，方案2归为3型。PI-RADS评分：方案1，2+1（局限性病变）+1（非对称病变）=4；方案2，3+1+1=5。Figure 3.　T2WI image of a prostate cancer patient who is 77 years old.The arrow shows the low signal focus in left prostate peripheral zone.　Figure 4.　ROI selection in DCE-MRI image of the same focus.The two different parts of sROI（circle 2 and 3）are chosen in lROI　（ellipse 1）corresponding to T2WI low signal focus. Figure 5.　TIC curve of Figure 4 ROI.lROI curve（curve 1）is type 2.Two sROI curves（curve 2 and 3）are type 3 and type 2 respectively.The type of focus curve：type 2 according to Protocol 1，type 3 according to Protocol 2. PI-RADS score：according to Protocol 1，2+1（focal enhancing lesion）+1（asymmetric lesion）=4；according to Protocol 2，3+1+1=5.

3　讨论

良恶性前列腺病变中不同ROI的比较：DCEMRI图像上为得到病灶TIC曲线类型而选取的ROI，文献中采用的方法多种多样，多采用在病灶中心层面的早期强化区域，以9～50 mm2圆形的ROI或按照病灶的形状手动将其勾画出，并进行一次性采集［4-8］。然而，本组结果显示，不同的ROI得到的TIC曲线并不都完全一致。采用较大的ROI多不能代表病灶全部区域的曲线类型，采用较小的ROI在病灶的不同区域得到的曲线，多存在差异，单次测量结果有一定的随机性。良性病变各处TIC曲线更趋于lROI类型，显示病灶各处强化方示更均匀；而前列腺癌灶内有更多区域与lROI曲线不同，其强化方式更不均匀，反应出前列腺癌血流动力学改变的不均匀性。其原因可能在于：①肿瘤的微血管分布不均匀及结构不一致，而周围带的良性病变多趋向均匀一致的分布。虽然前列腺癌很多时候有2种甚至3种级别（生长方式）［9］，这种强化模式不均匀是否能反应瘤灶中不同级别的肿瘤共存，还有待探讨。目前，肿瘤强化模式所反应的微血管状态是否与病理分级相关仍存争议，有学者［3，10］认为有相关性，3型曲线反应高级别的肿瘤，低级别的肿瘤可以表现为2型曲线的强化方式；也有学者［2］认为肿瘤强化方式和Gleason评分并没有相关性。②肿瘤可能会在正常组织中稀疏分散的生长［11］，而导致病灶区域组织结构的多样性。

图6　两种方案诊断前列腺癌ROC曲线。方案2曲线下面积大于方案1。Figure 6.　ROC curves in diagnosing prostate cancer with two protocols.The area under the curve of protocol 2 is larger than that of Protocol 1.

两种方案的比较：由于前列腺癌强化方式的不均匀性，病灶中少数TIC呈3型曲线的区域，推测可能是肿瘤组织的特征，却可能被lROI平均化或被单次sROI取材遗漏而未能显示。据此，本组采用方案2重新归类病灶曲线，把sROI中只要出现3型曲线者病灶曲线类型即归为3型，以此进行DCE-MRI的PI-RADS评分，得到的ROC曲线下面积增大，显示了方案2更高的诊断价值，也证实了上述推测。普遍认为DCE-MRI敏感性低［11］，采用方案2能在特异性无明显下降的情况下，提高周围带前列腺癌诊断的敏感性，本组从76.36%提高到了87.27%。

本组局限性：由于本组的病理结果都是通过穿刺活检获得，而经直肠超声引导下的活检容易漏诊前部/移行带的病灶［3，12］，为保证更可靠的金标准，未把中央腺体纳入本组研究。其次，本组没有Gleason≤6的肿瘤，为避免穿刺的过度使用，也未纳入PI-RADS=3及PSA＜4 μg/L的患者。本组结果可能会有一些偏倚。另外，为避免混杂因素的干扰，本组也未进行T2WI+DWI+CE-MRI的综合评分。在CEMRI，不管是采用方案1还是方案2，呈流出型曲线的病灶，有少数是良性的［10，13-14］。前列腺癌的MRI诊断，结合其它指标作综合判断是必要的。

总之，由于肿瘤组织强化方式的不均匀性，在病灶中找出TIC呈3型曲线的区域，有助于提高DCE-MRI对周围带前列腺癌的诊断能力。

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Discussion on method selection of region of interest during prostate dynamic contrast-enhanced MR imaging

GAO Jin1，ZHOU Han1，OUYANG Yu1，LIU Hong1，DAI Mao-liang1，WU Xiao-yun2
（1.Department of Radiology，the Second Affiliated Clinical College of Chengdu of Chongqing Medical University and the Third People's Hospital of Chengdu，Chengdu 610031，China；2.Department of Radiology，Sichuan Provincial People's Hospital，Chengdu 610072，China）

Objective：To discuss the influence of different regions of interest（ROI）on the time-intensity curve（TIC）and its value during dynamic contrast-enhanced MRI（DCE-MRI）.Method：Prostate DCE-MRI was performed on all the 99 patients.There were 118 lesions in the peripheral zone，including 55 benign lesions and 63 prostate cancers.On dynamic contrast-enhanced MRI，the TIC of a large ROI（20～150 mm2）on the central layers of the foci and 13 small ROIs（6.6 mm2）scattering inside the foci were obtained.The difference between the TICs of the large and small ROIs in the benign and malignant prostate foci was compared.Two protocols were adopted to classify the TIC of the foci，and then PI-RADS score to DCE-MRI was carried out respectively.Protocol 1：The type of curve was big ROI curve.Protocol 2：The type of curve was type 3 curve if there was such a curve in any small ROI.Otherwise，it was regarded as a large ROI curve.Result：The median number of small ROIs with the type of big ROI curve in the foci was 12 for the benign lesions and 10 for the prostate cancer.The median test result was P=0.003.For diagnosis of prostate cancer，the sensibility and specificity of Protocol 1 were 76.36%and 90.48%，while the sensibility and specificity of Protocol 2 were 87.27%and 85.71%（P=0.031 and P=0.250 respectively）.Conclusion：Enhancement at different ROIs of the foci of prostate cancer did not go all the same way.It is helpful for the diagnosis of prostate cancer in the peripheral zone to adopt small ROIs to seek type 3 curve.

Prostatic neoplasms；Prostatic hyperplasis；Magnetic resonance imaging

R737.25；R697.3；R445.2

A

1008-1062（2015）05-0345-04

2014-10-31；

2014-12-09

高靳（1970-），男，四川德阳人，副主任医师。