前列腺正常外周带ESWAN成像加龄性变化规律研究

辛建英邵显敏门永超高珊珊王锡臻*孙西河王 滨

前列腺正常外周带ESWAN成像加龄性变化规律研究

辛建英1邵显敏1门永超1高珊珊1王锡臻1*孙西河1王 滨2*

目的：分析正常男性前列腺外周带ESWAN成像的相位值、磁矩值、R2*值、T2*值随年龄的变化规律，探讨ESWAN评估外周带加龄性变化的可行性。方法：对65名正常男性行前列腺多回波采集重度T2*加权三维梯度回波（ESWAN）成像，测量外周带的相位值、磁矩值、R2*和T2*值，研究对象按照年龄不同分为青年、中年及老年三组，分析各组的ESWAN指标及其年龄相关性。 结果：青、中、老年组外周带R2*值分别为15.43±2.71 Hz、16.49±3.53 Hz、20.67±5.30 Hz（F=9.402， P=0.000），T2*值依次为73.13±17.22 ms、65.56±20.15 ms、49.73±15.74 ms（F=8.433， P=0.001），磁矩值为1721.0±126.1、1489.3±247.7、1556.1±273.9（F=4.773， P=0.012）；各组间相位值的差异无统计学意义（F=0.804， P=0.452）。相关性分析结果显示外周带R2*值与年龄呈正相关（r=0.477， P=0.000），而T2*值与年龄呈负相关（r= -0.510， P=0.000）。同时相位值、磁矩值与年龄的相关性分析均显示无相关性（r= -0.095， P=0.452；r= -0.126， P=0.316）。结论：正常男性前列腺外周带ESWAN成像与年龄具有相关性，R2*、T2*值能反映外周带的加龄性变化。

前列腺；多回波采集重度T2*WI三维梯度回波；加龄性变化；磁敏感加权成像

【Abstract】Purpose： To study the feasibility of using ESWAN in evaluating of prostate peripheral zone （PZ） by analyzing the ESWAN parameters including phase value， magnitude value， R2* value and T2* value of normal PZ at different age groups. Methods： Phase value， magnitude value， R2* value and T2* value of normal prostate peripheral zone were measured on ESWAN post-processed maps. Sixty-five normal male adults were divided into young， middle-aged and elderly groups. One-way AVONA was used to analyze ESWAN parameters amongdifferent age groups. The correlation between the parameters and age was also analyzed. Results： R2* value of young， middle-aged and elderly group was 15.43±2.71 Hz， 16.49±3.53 Hz and 20.67±5.30 Hz， respectively（F=9.402， P=0.000）； T2* value of different groups was 73.13±17.22 ms， 65.56±20.15 ms and 49.73±15.74 ms， respectively （F=8.433， P=0.001）； magnitude value was 1721.0±126.1， 1489.3±247.7 and 1556.1±273.9，respectively （F=4.773， P=0.012）； no significant difference was found in phase value among groups （F=0.804，P=0.452）. Pearson analysis showed that R2* value had positive correlation with age （r=0.477， P=0.000）， T2* value had negative correlation with age （r= -0.510， P=0.000）， while phase value and magnitude value had no correlations with age （r= -0.095， P=0.452； r= -0.126， P=0.316）. Conclusions： ESWAN parameters of normal prostate peripheral zone were correlated with age， R2* value and T2* value，which can reflect the age-related changes of normal prostate peripheral zone.

【Key words】Prostate； Enhanced T2 star weighted angiography； Age-related change； Susceptibility-weighted imaging

根据2008年全球癌症发病和死亡报告提供的数据，在世界男性癌症发病率中，前列腺癌高居第2位［1］。前列腺外周带是前列腺癌最常发生的部位，75%的前列腺癌发生在外周带。近期研究显示，前列腺癌45岁之前发病率处于较低水平，45岁之后随年龄增长，其发病率呈快速上升趋势，＞85岁达到最高峰［2］。慢性前列腺炎是中青年男性前列腺的常见疾病，亦主要发生于外周带。多回波采集重度T2*WI三维梯度回波 （ enhanced T2 star weighted angiography，ESWAN ） 序列又称增强T2*加权血管成像，是GE公司开发的一种新的磁敏感加权成像序列。与Siemens机型的SWI序列相似，该序列利用磁场中组织内部不同物质的磁敏感差异产生磁共振对比增强效应，这种独特的成像机制提供了除T1加权、T2加权、质子密度加权及扩散程度外的一种新的对比度［3］。目前，ESWAN对脑部疾病如脑血管疾病、脑肿瘤、脑外伤、神经变性疾病及新生儿缺血缺氧性脑病有日益广泛的应用价值，特别在小静脉及微出血的显示方面明显优于常规梯度回波序列，但包括ESWAN序列在内的磁敏感成像技术在前列腺方面的国内外研究报道还较少。本文通过对不同年龄段正常男性前列腺外周带T2*、R2*、相位值与磁矩值进行统计分析，尝试探讨各ESWAN指标与年龄的相关性，研究正常前列腺外周带ESWAN成像的加龄性变化规律，以期为ESWAN序列研究前列腺外周带疾病提供有价值的信息。

方 法

1.研究对象

18岁以上正常男性志愿者，共65例，平均年龄56.9±15.6岁（18～86岁）。受检者均排除前列腺周围带病变，如前列腺癌、前列腺炎等。伴有前列腺中央带增生的研究对象，增生程度应以外周带不明显受压为纳入标准。根据中国人的年龄分段将研究对象按年龄大小分为青年（18～40岁）、中年（41～65岁）及老年（≥66岁 ）三个年龄组。

2.MR检查设备及参数

采用美国GE Signa EXCITE HDxt 3.0T超导磁共振扫描仪，以腹部相控阵线圈为接收线圈。体位为仰卧位，足先进，应用加压腹垫减少呼吸引起下腹的运动伪影。所有受检者均行轴位T1WI、T2WI、T2-STIR、DWI及ESWAN检查。ESWAN成像参数：TR 49.8，首个回波TE4.5，回波间隔5.9，带宽31.25kHz，回波数 8，反转角20°，层厚 2.0，层间距 0.0，激励次数0.7，FOV 40×40，矩阵320×288，扫描时间 281s。

3.图像后处理

将ESWAN原始图像传输到ADW4.5工作站，并用Functool-ESWAN软件包进行数据的后处理。获得相位图、磁矩图、R2*图和T2*图，选择前列腺外周带面积最大且显示清晰的层面，划取感兴趣区（regions of interest，ROI）。于外周带的左份及右份各画一感兴趣区，取其平均值记录下来。

4.统计学分析

采用SPSS17.0软件对数据进行统计学分析。对不同年龄组间的同一类数据进行单因素方差分析（One-way AVONA）；分析各ESWAN指标与年龄的相关性采用Pearson相关性分析。P＜0.05认为差异有统计学意义。

结 果

1、青、中、老年组外周带各ESWAN指标的均值及组间比较

对本研究得到的数据进行统计分析可得到各年龄组的相位、磁矩、T2*和R2*均值（表1），不同年龄组的男性的前列腺正常外周带磁矩值、R2*值及T2*值的平均值存在差异（P值分别为0.012、0.000及0.001）；各组间相位值的差异不具有统计学意义（P=0.4520）。与低年龄组相比，高年龄组的前列腺外周带T2*值较低，R2*值较高（表1）。

2、前列腺外周带各ESWAN指标与年龄的相关性分析

T2*值与年龄呈负相关（r= -0.510，P=0.000）（图1），而R2*值与年龄呈正相关（r= 0.477，P=0.000）（图2），相位值、磁矩值与年龄在统计学上均不具有相关性（r= -0.095， P=0.452；r= -0.126， P=0.316）。

表1　不同年龄组男性前列腺正常外周带各ESWAN指标比较

图1　不同年龄受检者前列腺外周带T2*值散点图。T2*值与年龄存在负相关性，随年龄增长，T2*值逐渐降低。

图2　不同年龄受检者前列腺外周带R2*值散点图 。 R2*值与年龄具有正相关性，随年龄增长，R2*值呈上升趋势。

讨 论

ESWAN可以反映不同组织间磁化率的差异，利用组织间磁化率的差异进行成像。研究发现，含有铁、钙、脂肪、脱氧血红蛋白等物质的组织磁敏感属性明显区别于其他组织［3］。此序列最初用于静脉血管成像，本质上说，它利用了静脉血中的去氧血红蛋白这种内在的对比剂，在不注射体外对比剂的情况下使静脉显影［4］。ESWAN不仅具备SWI序列的高分辨力、薄层三维采集等优点，而且其特有的多回波采集方式使得图像的信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR）明显提高［5］。近年来，随着磁共振扫描技术的改进，磁敏感成像时间明显缩短（少于5min），磁敏感成像技术在头部以外器官疾病中得到广泛应用。研究证实，磁敏感成像可以准确地显示肿瘤内的微血管结构及肿瘤内出血等信息，在恶性肿瘤的诊断及分级中凸显出价值［6-8］。国内报道显示，磁敏感加权成像能够检出前列腺肿瘤组织内的微出血灶，且较常规MRI敏感性高，有助于前列腺癌和良性前列腺增生的鉴别诊断［9-10］，但并未从各ESWAN指标的角度研究前列腺与前列腺疾病。

R2*为横向弛豫率，是梯度回波序列在不同时间的梯度重聚得到的；而T2*称为自由感应衰减，是在不除去周围磁性物质影响的前提下横向磁化矢量自由衰减形成的，T2*与R2*呈倒数关系［11］，这也在本研究中得到证实。正铁血红蛋白、去氧血红蛋白、含铁血黄素、铁沉积、钙化、空气和脂肪等物质的磁敏感性较强，可以导致局部磁场不均匀，引起质子去相位改变，从而使T2*值降低，R2*值升高。T2*值高低除受磁敏感物质影响外，还具备横向弛豫时间T2的特性，受水含量、质子密度以及水分子运动的自由度影响，若水含量较高，且水分子运动自由度大，则T2*值高，相应R2*值低［12］。

本研究结果表明前列腺正常外周带T2*值随年龄增长逐渐降低，R2*值随年龄增长而增加，且各年龄组间T2*、R2*值的分析亦显示出显著差异性。此现象提示，前列腺外周带存在磁敏感物质，其含量会随年龄增长发生变化。年龄是引起血管硬化的重要因素之一，硬化的血管壁变脆弱、弹性变差，易破裂，或局部形成动脉瘤，为血管破裂奠定了病理基础［13］。随着年龄的增长，为前列腺外周带供血的微小血管发生硬化，血管壁变脆弱，容易发生慢性渗血，红细胞分解后形成的血液代谢产物像去氧血红蛋白、高铁血红蛋白、含铁血黄素、二价铁等均是顺磁性物质。正常外周带中含铁血黄素、铁沉积及钙化灶随年龄增加累积增多，这些磁敏感物质造成了T2*值的减低、R2*值的升高。另外，国内有研究显示周围带前列腺液随年龄增长含量增多，前列腺液主要存在于前列腺腺管中，腺管会随着液体量的增多而逐渐扩张，因此水分子运动的自由度随年龄的增长而变大［14］。这种改变会导致T2*值随年龄增加而升高，相应R2*值降低，而本研究显示的结果却并非如此。因此，笔者认为磁敏感物质在造成T2*及R2*值变化方面起主导作用。

目前，从滤过ESWAN图像上测量的相位值被认为是测量铁含量变化最敏感的指标，有文献报道其敏感性是R2值的8倍［15］。具有不同磁敏感属性的物质对相位值会产生不同的影响，虽然铁和钙都属于磁敏感性物质，致使磁场中组织内的质子失相位，但质子失相位的方向是不同的。铁是顺磁性物质，使局部磁场增强，产生负向的质子偏移，导致相位值减低，而钙是抗磁性物质，产生的质子偏移是正向的，导致相位值增加。因此，前列腺正常外周带组织中铁、含铁血黄素沉积和钙化灶产生的相位变化是相反的，两者对相位值造成的影响会相互掩盖。虽然在划感兴趣区时尽量避开了大的钙化灶，但由于磁共振对钙化的显示不具有优势，因此钙化对测量结果的影响是不容忽视的。鉴于此，本研究中外周带相位值与年龄统计学上不具有相关性。本研究各年龄组间磁矩值具有显著统计学差异，但磁矩值不存在随年龄段的上升或下降的变化趋势，且与年龄的相关性分析亦显示两者不具有相关性。

ESWAN成像可以反映正常男性前列腺外周带的加龄性变化，外周带的R2*、T2*值与年龄具有相关性。在利用ESWAN对前列腺外周带疾病进行研究时，年龄是造成不同年龄段前列腺外周带T2*和R2*值差异不容忽视的因素。

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Study of Age-related Changes of Normal Prostate Peripheral Zone by ESWAN

XIN Jian-ying1， SHAO Xian-min1， MEN Yong-chao1， GAO Shan-shan1，WANG Xi-zhen1*， SUN Xi-he1， WANG Bin2*

National Natural Science Foundation of China （81171303，30470518）， Shandong Provincial Natural Science Foundation of china（BS2012YY038， ZR2010HQ029 and ZR2009CL046） and Technology Development Plan （2011WSB29009， 2011HW067）， Weifang Science Project （20130167） and Affiliated Hospital of Weifang Medical University innovation fund project （K12QC1040）. The research was also supported by project of “Taishan Scholars Construction Engineering” and “Program for Scientific research innovation team in Colleges and universities of Shandong Province”.

R445.2

A

1006-5741（2016）-04-0336-05

2016.01.10；修回时间：2016.03.01）

中国医学计算机成像杂志，2016，22：336-340

1潍坊医学院附属医院影像中心

2滨州医学院影像医学与核医学

通信地址：潍坊医学院附属医院影像中心， 潍坊 261031

王锡臻（电子邮箱： wangxizhen@wfmc.edu.cn），王滨（电子邮箱： binwang001@aliyun.com）

国家自然科学基金项目（81171303，30470518）、山东省自然科学基金（ZR2009CL046，ZR2010HQ029）、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金（BS2012YY038）、山东省卫生厅科技发展项目（2011WSB29009，2011HW067）、滨州医学院山东省强化建设重点特色学科、山东省科技攻关项目（2007GG30002032，2008GG30002004）和潍坊医学院博士科研启动基金（2009）；“泰山学者”建设工程专项和山东省高校优秀科研创新团队计划的资助和山东省教育厅优秀骨干教师国际合作培养项目。

Chin Comput Med Imag，2016，22：336-340

1 Imaging Center of Affiliated Hospital of Weifang Medical University.

2 Medical Imaging and Nuclear Medicine of Binzhou Medical University.

Address: Imaging Center of Affiliated Hospital of Weifang Medical University， Weifang， 261031， P. R. C.

Address Correspondence to WANG Xi-zhen （wangxizhen@wfmc.edu.cn），Wang Bin （Email: binwang001@aliyun.com）.