多参数MRI对中央腺体前列腺癌的诊断价值

姬广海JI Guanghai郑 义ZHENG Yi孛茹婷BO Ruting叶 平YE Ping蔡 磊CAI Lei李 鹏LI Peng陈志强CHEN Zhiqiang

作者单位1. 宁夏医科大学临床医学院 宁夏银川750004 2. 宁夏医科大学总医院放射科 宁夏银川750004

多参数MRI对中央腺体前列腺癌的诊断价值

姬广海1JI Guanghai郑 义1ZHENG Yi孛茹婷1BO Ruting叶 平1YE Ping蔡 磊2CAI Lei李 鹏2LI Peng陈志强2CHEN Zhiqiang

作者单位1. 宁夏医科大学临床医学院 宁夏银川750004 2. 宁夏医科大学总医院放射科 宁夏银川750004

Department of Radiology， General Hospital of Ningxia Medical University， Yinchuan 750004， China

Address Correspondence to： CHEN Zhiqiang E-mail： zhiqiang_chen99@163.com

中国医学影像学杂志2016年 第24卷 第8期：591-595

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24 （8）： 591-595

目的 基于第2版前列腺影像报告和数据系统（PI-RADS）评估多参数磁共振成像（mp-MRI）对中央腺体前列腺癌（CG-PCa）的诊断价值。资料与方法 前瞻性分析62例行前列腺mp-MRI并经穿刺病理证实的前列腺中央腺体疾病患者的MRI资料，根据病变性质分为22例CG-PCa患者和40例良性前列腺增生（BPH）患者，mp-MRI参数包括T2WI、扩散加权成像（DWI）和动态对比增强MRI（DCE-MRI），以第2版PI-RADS为各独立及联合技术方案依据，分别对其扫描参数设计及影像资料进行判读评分，即T2WI、DWI、DCE-MRI和T2WI+DWI。分别对各方案的PI-RADS评分结果进行分析，计算每种方案的诊断敏感度、特异度和准确度，以ROC曲线下面积比较不同方案的诊断效能。结果 依据第2版PI-RADS评分，1～3分：T2WI 39例，DWI 36例；4～5分：T2WI 23例，DWI 26例；DCE-MRI：30例为阴性，32例为阳性。T2WI、DWI、DCE-MRI和T2WI+DWI诊断CG-PCa的敏感度、特异度、准确度和ROC曲线下面积分别为72.73%、80.00%、77.42%、0.840，81.82%、72.50%、75.81%、0.827，77.27%、62.50%、67.74%、0.699，90.91%、77.50%、82.26%、0.890。结论 T2WI单独诊断CG-PCa的价值高于DWI和DCE-MRI，基于第2版PI-RADS的T2WI联合DWI对CG-PCa的诊断价值最高。

前列腺肿瘤；磁共振成像；前列腺影像报告和数据系统

中央腺体前列腺癌（central gland prostate cancer，CG-PCa）占全部前列腺癌的25%～30%［1］，其发生率相对较低，但与外周带前列腺癌相比，CG-PCa有其独特的临床和病理学特点。良性前列腺增生（benign prostatichyperplasia，BPH）主要分为腺泡腺体增生为主型良性前列腺增生（glandular benign prostatic hyperplasia，gBPH）、基质增生为主型良性前列腺增生（stromal benign prostatic hyperplasia，sBPH）及混合型良性前列腺增生（mixture benign prostatic hyperplasia，mBPH），其形态学及MRI信号改变与CG-PCa重叠较多，特别是sBPH的MRI表现与CG-PCa相似［2-3］，导致常规MRI检查不能准确诊断出CG-PCa癌灶。近年来，随着MRI新技术在前列腺检查中的应用，特别是前列腺多参数磁共振成像（multiparametric prostate magnetic resonance imaging，mp-MRI）检查已成为公认的诊断前列腺癌的最佳影像学方式［4-6］。为解决前列腺mp-MRI的国际标准化问题，继2012年发布第1版前列腺影像报告和数据系统（prostate imaging-reporting and data system，PI-RADS）［7］之后，基于2015年专家共识，欧洲泌尿生殖放射学会、美国放射学会、AdMeTech基金会联合发布第2版PI-RADS［8］，以促进前列腺mp-MRI在图像获取、判读和报告中的国际标准化。本研究基于第2版PI-RADS，前瞻性评估前列腺mp-MRI对CGPCa的诊断价值。

1 资料与方法

1.1研究对象 收集2015年1月-2016年2月于宁夏医科大学总医院行常规序列T2WI、扩散加权成像（DWI）和动态对比增强MRI（DCE-MRI）检查，并经病理检查证实的62例患者，其中22例CG-PCa患者，年龄65～89岁，中位年龄71岁；40例BPH患者，年龄51～86岁，中位年龄69岁。病理结果均由经直肠超声引导下穿刺取得，MRI检查前所有患者均未行穿刺活检及接受任何治疗，且MRI检查与穿刺病理间隔时间不超过1个月。本研究经宁夏医科大学总医院伦理委员会批准，所有患者检查前均签署知情同意书。

1.2仪器与方法 采用GE Signa Excite HD 3.0T MR仪，患者取仰卧位，心脏相控线圈。常规扫描包含前列腺和精囊腺范围的轴位、冠状位、矢状位快速自旋回波T2WI，扫描参数：TR 3300 ms，TE 115 ms，视野（FOV）22 cm，矩阵288×224，层厚3 mm，层距0 mm。DWI扫描采用单次激发自旋回波平面回波成像序列轴位扫描，范围同T2WI，扫描参数：b值取0、800 s/mm2，取相位编码、频率编码、层面选择3个方向；层厚3 mm，层间距0 mm，TR 4000 ms，TE 55.9 ms，FOV 22 cm，矩阵128×128，扫描时间64 s。DCE-MRI扫描采用肝脏快速容积采集技术，扫描参数：层厚3 mm，层间距0 mm，TR 80 ms，TE 4 ms，FOV 22 cm，矩阵128×128，时间分辨率7 s；造影剂20 ml，流速3 ml/s，注射与扫描同时进行，连续扫描55期，单期扫描时间约3.34 s，总扫描时间约183 s，共得到660层图像，使获得的信号强度-时间（SI-T）曲线显示细微变化、走行趋势更佳［3］。

1.3图像分析 由2名MR副主任医师采用盲法分析影像资料，包括T2WI、DWI、DCE-MRI上病灶的信号、大小及位置特点，使用第2版PI-RADS对各序列病灶进行评分。

1.4第2版PI-RADS［8］评分标准 参照前列腺mp-MRI依据解剖学定位的不同，各解剖总体评分由主导序列决定，在前列腺移行区（trasition zone，TZ）的评分中主导序列是T2WI，DCE-MRI评分不影响前列腺TZ的总体评分结果，仅当T2WI评分为3分时，若DWI评分为5分，则PI-RADS总体评分由3分升级为4分，若DWI评分≤4分，则总体评分不变，见表1。

表1　第2版PI-RADS中TZ应用评分目录

1.5 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，用诊断性实验方法分别对T2WI、DWI、DCE-MRI和T2WI+DWI诊断CG-PCa的准确度、敏感度、特异度进行分析，采用受试者工作特征（ROC）曲线下面积比较不同方案的诊断效能。2名医师诊断结果的一致性比较采用Kappa检验。将T2WI、DWI、DCE-MRI和T2WI+DWI诊断结果与病理结果进行对照，计算各技术方案诊断CG-PCa的敏感度、特异度和准确度，以第2版PI-RADS为依据，评分1～3分诊断为良性组，4～5分诊断为恶性组。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1病理结果 22例CG-PCa患者中，4例Gleason评分2～6分，7例7分，11例8～10分；14例位于前列腺中央腺体内，8例侵及前列腺外周带，3例发生淋巴结或骨转移；40例BPH患者中，9例gBPH，15例sBPH，16例mBPH。

2.2影像学结果 参照第2版PI-RADS各序列分类评分标准，T2WI：39例评分1～3分，23例4～5分；DWI：36例评分1～3分，26例4～5分；DCE-MRI：30例为阴性，20例早期无强化，10例弥漫性强化，且在T2WI或DWI无相应的局灶性表现；32例为阳性，27例局灶性早期强化，5例弥漫性与邻近正常前列腺组织同时强化，且均与T2WI和（或）DWI相应可疑病变符合（图1、2）。与病理结果对照，CG-PCa组及BPH各亚组间DCEMRI的SI-T曲线类型比较见表2。

图1　男，70岁，MRI诊断为CG-PCa（B期，局限于中央腺体偏右侧，总体评分为5分），病理证实为PCa，Gleason评分4+3分。A.压脂T2WI示中央腺体偏右侧结节状低信号（箭），局部边界不清，最大径＞1.5 cm，评分5分；B. DWI示病灶呈明显高信号（箭），最大径＞1.5 cm，评分5分；C.表观扩散系数（ADC）图示局灶性明显低信号（箭）；D. DCE-MRI示中央腺体偏右侧局灶性早期强化；E. SI-T曲线，病灶呈速升下降型（阳性）

图2　男，69岁，MRI诊断为sBPH，病理证实为BPH。A.压脂T2WI示中央腺体中线偏右侧结节状低信号灶（箭），边界不清，评分为3分；B. DWI示病灶部分中等高信号（箭）；C. ADC图示局灶性明显低信号（箭），评分4分；D. DCE-MRI示局灶性早期强化；E. SI-T曲线，病灶呈速升平台型（阳性），总体评分由T2WI评分决定为3分

表2　BPH各亚组间SI-T曲线类型比较（例）

2.3ROC曲线分析 2名诊断医师评分结果一致性较好（Kappa=0.82，P＜0.05），T2WI、DWI、DCE-MRI、T2WI联合DWI对CG-PCa的诊断效能见表3，ROC曲线下面积分别为0.840、0.827、0.699、0.890，见图3。

图3　T2WI、DWI、DCE-MRI和T2WI+DWI诊断CG-PCa的ROC曲线

表3　T2WI、DWI、DCE-MRI、T2WI联合DWI对CG-PCa的诊断效能

3 讨论

3.1CG-PCa的mp-MRI表现及病理基础 目前CG-PCa研究的成熟程度不及外周带前列腺癌，其原因主要是CG-PCa发病率较低，与中央腺体的BPH鉴别较困难，病理学证实大部分CG-PCa与BPH共存，不同类型BPH的MRI表现不同，增加了mp-MRI诊断CG-PCa的难度［9］。CG-PCa在T2WI上表现为均匀低信号强度、缺乏包膜及边界不清［10］，病理学改变为正常腺体组织被肿瘤细胞代替，细胞间隙显著变小，水分子扩散明显受限，DWI呈高信号。在T2WI上，BPH表现为有包膜的类圆形结节灶，边界清晰，gBPH表现为高信号，病理特征为大量腺泡增生，含水量高，水分子扩散运动不受限，对应DWI信号较低；sBPH表现为低信号，病理特征为增生结节内含大量基质细胞和胶原，使细胞外间隙减小，水分子扩散运动受限，对应DWI信号较高；mBPH同时含有腺体和基质增生成分，不同成分比例不同，对应在T2WI及DWI上均可表现为高、低或混杂信号［11］。不同类型BPH的DCE-MRI表现为局灶性或弥漫性强化，SI-T曲线强化方式可表现为持续上升型、缓升平台型、速升平台型及速升下降型，其中速升平台型及速升下降型强化方式通常认为是恶性（CG-PCa）病变，在BPH中大多见于sBPH，两者鉴别较困难［10］。

本研究结果亦证实了上述理论，sBPH及mBPH均含有基质增生成分，其表现为T2WI上低信号，对应DWI信号较高，与CG-PCa表现相仿；速升平台型及速升下降型强化方式，CG-PCa组共20例；BPH组共14例，其中sBPH 10例。T2WI、DWI及半定量的DCE-MRI均很难区分sBPH和CG-PCa，需要在今后的鉴别诊断中给予足够的重视。

3.2基于第2版PI-RADS的mp-MRI诊断CG-PCa的优势 依据第2版PI-RADS对TZ的评分，T2WI作为主导序列，以独立参数决定PI-RADS总体评分1、2、4、5分，此项共识与T2WI的成像特点有关，前列腺T2WI一方面能清晰地显示前列腺各解剖分区，特别是评价TZ中正常腺体结构的异常病灶；另一方面又能较好地显示BPH与CG-PCa的形态学改变及病灶边缘差异，BPH表现为有完整包膜的类圆形/椭圆形结节，边界清晰，CG-PCa表现为透镜/泪滴状低信号，无包膜，边缘模糊［12-13］。本研究表明，诊断CG-PCa的准确度及特异度均为T2WI＞DWI＞DCE-MRI，对于T2WI评分1～3分和4～5分的良恶性病变，T2WI的诊断准确度较高；DCE-MRI因其在CG-PCa与BPH强化方式重叠较多，不影响PI-RADS的总体评分，故其准确度及特异度均较低；DWI作为TZ评分的次要参数，分为ADC图和“高b值图像”2个因素，以T2WI评分3分为界值影响TZ的总体评分结果，由病灶形态学特点及高b值DWI信号强度共同决定，在CG-PCa和sBPH、mBPH的高b值图像上均可表现为高信号，故在CG-PCa的诊断中其敏感度（DWI＞DCE-MRI＞T2WI）较高，特异度略显不足。李鹏等［14］研究表明，DWI的ADC值在鉴别不同类型BPH和CG-PCa中有显著差异，作为一种量化指标在两者的鉴别诊断中表现出一定的应用价值。T2WI联合DWI诊断CG-PCa的准确度及敏感度明显提高，而特异度较T2WI稍低，而Yoshizako等［15］认为T2WI联合DWI诊断CG-PCa的敏感度和特异度较单一参数明显增高，与本研究结果相比在特异度方面稍有差异。

3.3本研究的局限性及展望 本研究所有病例来源于穿刺活检，可能导致部分体积较小的癌灶漏诊，更为确切的结论尚需与根治术后前列腺标本逐层病理切片进行对照；部分经穿刺活检证实的CG-PCa的边界很难确定，致使评分结果会有一定的偏差；本研究纳入样本量有限，存在一定的统计偏倚。

随着高场MRI的普及、体部多通道线圈的应用及MRI技术的发展，图像信噪比将大大提高；多种MRI参数从宏观和微观上联合应用，将大幅提高诊断CG-PCa的可靠性。然而，前列腺中央腺体病变的病理学表现多样，具有多点与散发的特点，故对于前列腺中央腺体病变mp-MRI的标准化仍需进一步研究和探索。从不同方面反映CG-PCa的形态学和功能性改变是前列腺mp-MRI未来发展的方向，多种参数互为补充、印证，将为CG-PCa定位、定性、肿瘤侵及范围和恶性度提供更多的信息，在临床治疗的选择及预后评估中发挥更大的作用。

［1］ 韩苏军， 张思维， 陈万青， 等. 中国前列腺癌发病现状和流行趋势分析. 临床肿瘤学杂志， 2013， 18（4）： 330-334.

［2］ Oto A， Kayhan A， Jiang Y， et al. Prostate cancer： differentiation of central gland cancer from benign prostatic hyperplasia by using diffusion-weighted and dynamic contrast-enhanced MR imaging. Radiology， 2010， 257（3）： 715-723.

［3］ 李鹏， 杨文君， 陈志强， 等. 动态增强MRI诊断前列腺中央腺体癌和不同类型前列腺增生. 中国医学影像技术， 2013，29（6）： 962-966.

［4］ Delongchamps NB， Rouanne M， Flam T， et al. Multiparametric magnetic resonance imaging for the detection and localizationof prostate cancer： combination of T2-weighted， dynamic contrast-enhanced and diffusion-weighted imaging. BJU Int，2011， 107（9）： 1411-1418.

［5］ Tamada T， Sone T， Higashi H， et al. Prostate cancer detection in patients with total serum prostate-specific antigen levels of 4-10 ng/mL： diagnostic efficacy of diffusion-weighted imaging，dynamic contrast-enhanced MRI， and T2-weighted imaging. Am J Roentgenol， 2011， 197（3）： 664-670.

［6］ Iwazawa J， Mitani T， Sassa S， et al. Prostate cancer detection with MRI： is dynamic contrast-enhanced imaging necessary in addition to diffusion-weighted imaging？ Diagn Interv Radiol，2011， 17（3）：243-248.

［7］ Barentsz JO， Richenberg J， Clements R， et al. ESUR prostate MR guidelines 2012. Eur Radiol， 2012， 22（4）： 746-757.

［8］ Weinreb JC， Barentsz JO， Choyke PL， et al. PI-RADS prostate imaging - reporting and data system： 2015， version 2. Eur Urol，2016， 69（1）： 16-40.

［9］ Kayhan A， Fan X， Oommen J， et al. Multi-parametric MR imaging of transition zone prostate cancer： imaging features，detection and staging. World J Radiol， 2010， 2（5）： 180-187.

［10］ Chesnais AL， Niaf E， Bratan F， et al. Differentiation of transitional zone prostate cancer from benign hyperplasia nodules： evaluation of discriminant criteria at multiparametric MRI. Clin Radiol， 2013， 68（6）： E323-E330.

［11］ 孙丽娜， 李前程， 程凯亮， 等. 磁共振扩散加权成像鉴别诊断前列腺癌与良性前列腺增生的Meta分析. 中国医学影像学杂志， 2013， 21（6）： 464-467.

［12］ Barentsz JO， Weinreb JC， Verma S， et al. Synopsis of the PIRADS v2 guidelines for multiparametric prostate magnetic resonance imaging and recommendations for use. Eur Urol，2016， 69（1）： 41-49.

［13］ Bomers JG， Barentsz JO. Standardization of multiparametric prostate MR imaging using PI-RADS. Biomed Res Int， 2014：431680.

［14］ 李鹏， 杨文君， 陈志强， 等. 3.0T扩散加权成像对前列腺中央腺体癌和增生的诊断价值. 临床放射学杂志， 2013，32（10）： 1458-1461.

［15］ Yoshizako T， Wada A， Hayashi T， et al. Usefulness of diffusionweighted imaging and dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging in the diagnosis of prostate transition-zone cancer. Acta Radiol， 2008， 49（10）： 1207-1213.

（本文编辑 张春辉）

Multiparametric MRI in the Diagnosis of Prostatic Central Gland Cancer

Purpose To evaluate the value of multiparametric prostate MRI （mp-MRI） in diagnosing central gland prostate cancer （CG-PCa） based on the prostate imaging-reporting and data system （PI-RADS） version 2. Materials and Methods Prospectively analyze 62 patients who underwent prostate mp-MRI consisting of T2WI， diffusion-weighted imaging（DWI） and dynamic contrast-enhanced （DCE-MRI）. Among them， 22 were confirmed CGPCa and 40 were confirmed benign prostatic hyperplasia by biopsy. T2WI， DWI， DCEMRI and T2WI+DWI were scored based on the PI-RADS version 2， as well as calculating their sensitivity， specificity and accuracy. Meanwhile， pathological results were scored based on Gleason standard. The area under ROC curves （AUC） was used to analyze the diagnostic efficiency of different protocols. Results Thirty-nine patients were scored 1-3 and 23 were scored 4-5 in T2WI； 36 were scored 1-3 and 26 were scored 4-5 in DWI； 30 were positive and 32 were negative in DCE-MRI. The sensitivity， specificity， accuracy and AUC for the diagnosis of CG-PCa were 72.73%， 80.00%， 77.42% and 0.840 for T2WI alone； 81.82%， 72.50%， 75.81% and 0.827 for DWI alone； 77.27%， 62.50%， 67.74% and 0.699 for DCE-MRI alone； 90.91%， 77.50%， 82.26% and 0.890 for T2WI+DWI. Conclusion Compares with DWI or DCE-MRI alone， T2WI improved the diagnostic performance of CG-PCa， especially combined with DWI.

Prostatic neoplasms； Magnetic resonance imaging； Prostate imaging reporting and data system

陈志强

宁夏自然科学基金（NZ13280，NZ1234）；2015年宁夏研究生教育创新计划项目（NXYC201511）。

R737.25；R730.42

2016-03-22

2016-04-26

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.08.010