不同年龄段正常前列腺DTI研究

张继，王秀兰，田为中，牛天力，何国华，殷德俊，陈小云

（1.江苏省泰州市人民医院a医学影像科，b泌尿外科，江苏 泰州 225300；2.江苏省泰州市中医院泌尿外科，江苏 泰州 225300；3.江苏省泰州市第四人民医院泌尿外科，江苏 泰州 225300）

不同年龄段正常前列腺DTI研究

张继1a，王秀兰1a，田为中1a，牛天力1b，何国华2，殷德俊3，陈小云1a

（1.江苏省泰州市人民医院a医学影像科，b泌尿外科，江苏 泰州 225300；2.江苏省泰州市中医院泌尿外科，江苏 泰州 225300；3.江苏省泰州市第四人民医院泌尿外科，江苏 泰州 225300）

目的：利用DTI技术定量分析不同年龄段正常前列腺外周带（peripheral zone，PZ）和中央腺区（central zone，CZ）各向异性值（fractioanl anisotropy，FA）和ADC值，研究其随年龄的演变规律，利于前列腺疾病早期发现和诊断。方法：50名志愿者根据年龄分为3组，A组14例15～30岁，B组24例31～50岁，C组12例≥51岁，分别测量和分析不同年龄段正常前列腺PZ和CZ的FA和ADC值的差异。结果：各年龄段PZ左右叶FA值、ADC值差异均无统计学意义（均P>0.05）。各年龄段PZ的FA值均低于CZ，PZ的ADC值均高于CZ（均P<0.05）。PZ的FA值及ADC值不同年龄段差异均有统计学意义（均P<0.05）。CZ的FA值及ADC值不同年龄段的差异均无统计学意义（均P>0.05）。Pearson相关分析结果显示PZ的FA值与年龄呈负相关（r=-0.498，P<0.05），ADC值与年龄呈正相关（r=0.682，P<0.05），CZ的FA值和ADC值变化与年龄均无明显相关性（均P>0.05）。结论：DTI定量分析能够反映前列腺随年龄变化的差异，为前列腺疾病的早期发现和诊断提供参考依据。

前列腺；磁共振成像；扩散张量成像

DTI是一种可从细胞及分子水平反映疾病病理生理状况的功能成像技术［1］。目前，DTI在神经系统、骨骼肌肉系统的应用日趋成熟［2-3］，但在前列腺疾病的应用尚处于起步阶段［4-5］。笔者利用DTI对不同年龄段正常前列腺进行研究，定量分析外周带（peripheral zone，PZ）、中央腺区（central zone，CZ）的各向异性值（fractional anisotropy，FA）和ADC值，探讨其随年龄变化发生的改变，以提高前列腺疾病早期发现和诊断的能力。

1 资料与方法

1.1一般资料收集2012年6月至2013年12月泰州市人民医院行MRI检查的50例男性健康志愿者，年龄22～59岁，平均（39.3±10.6）岁。均无明显泌尿系统疾病的症状和体征，全身无重大疾病，常规FS-T2WI扫描未见异常。本研究通过本院医学伦理委员会同意，检查前均签署知情同意书。根据夏同礼等［6］提出的成人前列腺发育的三段论，将志愿者分为3组，A组14例22～30岁，B组24例31～50岁，C组12例≥51岁。

1.2仪器与方法采用Siemens Verio 3.0 T超导型MRI仪，8通道腹部相控阵线圈，稍加压束缚减轻呼吸运动影响，行轴位FS-T2WI和DTI扫描，以前列腺为中心，嘱适度膀胱留尿，平静呼吸。轴位FS-T2WI扫描参数：TR 3 540 ms，TE 124 ms，FOV 300 mm×230mm，矩阵230×288，层厚3.0mm，无间隔，层数20，翻转角150°，SNR 1，采集次数3次，采集时间2 min 57 s。DTI：采用单次激发SE-EPI序列扫描，扫描中心位置与轴位FS-T2WI一致，扫描参数：TR 3 000 ms，TE 93 ms，FOV 230 mm×230 mm，矩阵230×128，层厚3.0 mm，无间隔，层数20，b值取0、800 s/mm2，噪声水平30，SNR 1，扩散方向12，采集次数6次，采集时间4 min 5 s。

1.3数据测量原始数据传至Siemens Syngo后处理工作站，采用Neuro 3D软件进行后处理。以轴位FS-T2WI作为解剖定位图，选择PZ最大层面，直接勾画ROI，ROI大小为8个像素，共取6个ROI，左右PZ各2个（尽量避开周围神经束），CZ 2个（尽量避开尿道），然后取平均值。

1.4统计学方法采用SPSS 19.0统计软件。各组内前列腺PZ左右叶间FA值、ADC值以及PZ与CZ间FA值、ADC值差异的比较采用配对t检验。各年龄段PZ、CZ的FA值及ADC值差异比较采用方差分析，两两比较采用LSD法。前列腺PZ、CZ的FA值、ADC值与年龄相关性研究采用Pearson相关性分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

各年龄段正常前列腺PZ左右叶间FA值、ADC值的差异均无统计学意义（均P>0.05）（表1）；各年龄段PZ的FA值均低于CZ（均P<0.05），PZ的ADC值均高于CZ（均P<0.05）（表2）。不同年龄段间PZ的FA值、ADC值不全相同（均P<0.05），不同年龄段PZ的FA值两两比较，A组与B组差异无统计学意义（P>0.05），A组与C组、B组与C组差异均有统计学意义（均P<0.05）。不同年龄段PZ的ADC值两两比较，差异均有统计学意义（均P<0.05）。而不同年龄段CZ的FA值、ADC值差异均无统计学意义（均P>0.05）（表2）。

表13 组正常前列腺外周带左右叶FA及ADC值（±s）

表13 组正常前列腺外周带左右叶FA及ADC值（±s）

?

表23 组正常前列腺外周带、中央腺区FA及ADC值（±s）

表23 组正常前列腺外周带、中央腺区FA及ADC值（±s）

注：外周带FA值、ADC值分别为外周带左右叶FA值及ADC值的平均值。

?

根据Pearson相关分析，PZ的FA值与年龄呈负相关（r=-0.498，P<0.05）（图1），ADC值与年龄呈正相关（r=0.682，P<0.05）（图2）。CZ的FA值、ADC值与年龄均无明显相关性（均P>0.05）。

3 讨论

DTI是在DWI基础上发展起来的一种新的MRI技术，能精确描述水分子在三维空间中的扩散轨迹，并对这种扩散作定量评价，可在细胞及分子水平研究组织的病理生理变化。DTI的评价参数很多，包括FA值、ADC值、各向异性指数（AI）、相对各向异性（RA）等。目前应用最多的是FA值和ADC值。FA值用于描述水分子在组织内扩散的各向异性程度，范围0～1，当FA值趋近于1时，说明组织各向扩散异性最大；当FA趋近于0时，说明组织趋向于各向扩散同性。ADC值用于描述不同方向水分子扩散运动的速度和范围，ADC值越大，说明水分子的扩散能力越强；ADC值越小，说明水分子的扩散能力越弱［1，7］。ADC值主要反映前列腺以腺泡为主的结构中水分子的扩散特点，而FA值主要反映在间质为主要结构的组织中的水分子运行轨迹。

正常成人前列腺约70%为腺体结构，30%为间质，间质主要由平滑肌和弹性纤维组织构成。CZ主要由紧密排列的平滑肌纤维和伴行的腺体组成，腺体约占30%，含水量较少，平滑肌纤维平行排列，对水分子扩散限制较大，各向扩散异性较大。PZ中腺体量约占70%，含水量较多，平滑肌纤维组织疏松交叉排列，对水分子扩散限制相对小，各向扩散异性较小［8］。本研究显示不同年龄段前列腺CZ的FA值均高于PZ，CZ的ADC值均低于PZ，这种差异是由于前列腺CZ和PZ的结构差异所致，且随年龄增大持续存在，与既往研究［4-5，9］结果一致。

前列腺内部组织成分随年龄和性激素的改变而发生变化。进入青春期后前列腺开始发育，腺腔呈泡状，随着年龄的增大腺腔进一步增大，呈囊泡状，前列腺液的分泌合成及储存相应增加，到老年期腺腔进一步扩张为囊泡状，形成腺上皮囊肿，同时腺泡周围含肌量增加，腺泡排空不良，前列腺液聚集形成小体，从而导致PZ液体含量增多，水分子的扩散较自由。随着年龄增大，CZ以纤维间质成分增加为主［6，10-11］。本组研究结果显示，随年龄增大，PZ的ADC值逐渐升高，FA值逐渐降低，与文献报道［12-14］相似。不同年龄段PZ的FA值两两比较，A组和B组差异无统计学意义，可能由于A组中10例年龄近30岁，而B组中12例年龄位于40岁前，样本年龄分布不均所致。本研究中不同年龄段间CZ的ADC值、FA值差异均无统计学意义，可能由于本研究中样本量较小，志愿者年龄段分布不均，尚不能完全表明CZ的随年龄的变化规律，需进一步扩大样本量和优化年龄分布进行研究。

图1外周带FA与年龄的Pearson相关分析，随着年龄的增长，FA值逐渐降低图2外周带ADC与年龄的Pearson相关分析，随着年龄的增长，ADC值逐渐升高

［1］Basser PJ，Mattiello，Lebihan D.MR diffusion tensor spectroscopy and imaging［J］.Biophys J，1994，66：259-267.

［2］Wang S，Kim SJ，Poptani H，et al.Diagnostic utility of diffusion tensor imaging in differentiating glioblastomas from brain metastases［J］.AJNR Am J Neuroradiol，2014，35：928-934.

［3］Schenk P，Siebert T，Hiepe P，et al.Determination of three-dimensional muscle architectures：validation of the DTI-based fiber tractography method by manual digitization［J］.J Anat，2013，223：61-68.

［4］Li C，Chen M，Li S.Diffusion tensor imaging of prostate at 3.0 Tesla［J］.Acta Radiol，2011，52：813-817.

［5］王锡臻，牛庆量，王滨，等.正常前列腺的磁共振扩散张量成像研究［J］.国际医学放射学杂志，2010，33（4）：348-350.

［6］夏同礼，孔祥田，苏晋祥，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.

［7］Beaulieu C.The basis of anisotropic water diffusion in the nerve system-a technical review［J］.NMR Biomed，2002，15：435-455.

［8］张小马，梁朝朝.正常前列腺形态组织学及影像学研究［J］.中华泌尿外科杂志，2006，27（11）：787-789.

［9］Gürses B，Kabakci N，Kovanlikaya A，et al.Diffusion tensor imaging of the normal prostate at 3 Tesla［J］.Eur Radiol，2008，18： 716-721.

［10］Rahmouni，Yang A，Tempany A，et al.Accuracy of In-vivo assessment of prostatic volume by MRI and transrectal ultrasonography［J］.J Comput Assist Tomogr，1992，16：935-940.

［11］Singh AK，Kruecker J，Xu S，et al.Initial clinical experience with real-time transrectal ultrasonography-magnetic resonance imaging fusion-guided prostate biopsy［J］.BJU Int，2008，101：841-845.

［12］巩涛，胡娜，王光彬，等.正常成人前列腺外周带DTI与年龄的相关性研究［J］.实用放射学杂志，2014，30（1）：86-89.

［13］张贝，任静，张启祥，等.正常成人前列腺外周带磁共振T2信号强度、ADC值与年龄的相关性研究［J］.实用放射学杂志，2011，27（5）：740-742，746.

［14］李飞宇，王霄英，许玉峰，等.不同年龄段正常成人前列腺外周带ADC值得初步研究［J］.实用放射学杂志，2006，22（12）：1496-1499.

［15］Gürses B，Tasdelen N，Yencilek F.Diagnostic utility of DTI in prostate cancer［J］.Eur J Radiol，2011，79：172-176.

Age-related changes of normal prostate：evaluation by MR diffusion tensor imaging

ZHANG Ji，WANG Xiulan，TIAN

Weizhong，NIU Tianli，HE Guohua，YIN Dejun，CHEN Xiaoyun.Department of Radiology，Taizhou People’s Hospital，Taizhou，225300，China.

Objective:The focus of this study was to quantify age-related changes of fractional anisotropy（FA）and apparent diffusion coefficient（ADC）in the normal prostate peripheral zone（PZ）and central zone（CZ）using MR diffusion tensor imaging（DTI）.Then，to establish the normal reference range，which would help early detection and diagnosis of prostate disease. Methods：50 healthy volunteers were divided into 3 groups according to different age：group A（15～30 years，n=14），group B（31～50 years，n=24），group C（＞51 years，n=12）.The FA and ADC values of PZ and CZ were measured.Difference between parameters of the PZ and CZ were assessed.Results：There was no significant difference of the FA and ADC values between the left and right of PZ（P>0.05）.There were significant differences of the FA and ADC values on PZ and CZ in each group（P<0.05）.The FA and ADC values on PZ in different age groups were（0.227±0.052），（0.202±0.055），（0.145±0.034）；（1.439±0.160）×10-3mm2/s，（1.652±0.256）×10-3mm2/s，（2.001±0.266）×10-3mm2/s，respectively.There were significant differences of FA and ADC values on PZ between these groups（P<0.05）.The FA and ADC values on CZ in different age groups were 0.291±0.08，0.287±0.045，0.257±0.059；（1.374±0.171）×10-3mm2/s,（1.382±0.178）×10-3mm2/s,（1.415±0.136）×10-3mm2/s，respectively.There was no significant difference of FA and ADC values on CZ among these groups（P>0.05）.Pearson analysis suggested that the FA values on PZ were negative correlation with ages（r=-0.498，P<0.05），and the ADC values on PZ were positive correlation with ages（r=0.682，P<0.05）.There was no correlation between the changes of FA and ADC values and age on CZ.Conclusion：DTI quantitative measurement can reflect age-related changes of normal prostate.The normal reference range is established，which provide reference for early detection and diagnosis of prostate disease.

Prostate；Magnetic resonance imaging；Diffusion tensor imaging

2015-05-09）

10.3969/j.issn.1672-0512.2015.06.006

江苏省卫生厅科研立项（H201262）。

王秀兰，E-mail：1265476723@qq.com。