表观扩散系数与表观扩散系数比值对前列腺癌的诊断价值及与病理分级的相关性

杨晓燕YANG Xiaoyan吕涵青LV Hanqing胡正明HU Zhengming胡元明HU Yuanming陈树平CHEN Shuping

作者单位1. 深圳市中医院医学影像科 广东深圳518000 2. 北京大学深圳医院超声科 广东深圳518035

表观扩散系数与表观扩散系数比值对前列腺癌的诊断价值及与病理分级的相关性

杨晓燕1YANG Xiaoyan吕涵青1LV Hanqing胡正明2HU Zhengming胡元明1HU Yuanming陈树平1CHEN Shuping

作者单位1. 深圳市中医院医学影像科 广东深圳518000 2. 北京大学深圳医院超声科 广东深圳518035

Department of Medical Imaging， Shenzhen TCM Hospital， Shenzhen 518000， China

Address Correspondence to： LV Hanqing E-mail： 13510269808@139.com

中国医学影像学杂志2016年 第24卷 第8期：608-611

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24 （8）： 608-611

目的 探讨MR表观扩散系数（ADC）值与ADC比值在前列腺癌中诊断的价值，及其与病理Gleason评分的相关性，评估肿瘤的侵袭性。资料与方法 回顾性分析疑诊前列腺癌而行前列腺磁共振-经直肠超声融合成像引导穿刺活检的116例患者，术前行前列腺MRI检查，常规扫描T1WI、T2WI及扩散加权成像序列，以b=0、1000 s/mm2建立ADC图，测量病灶ADC值、对称位置相对正常前列腺ADC值，并计算两者的比值，以穿刺活检病理为对照，评估前列腺MRI的ADC值、ADC比值对前列腺癌的诊断价值，并评估其与病理Gleason评分的相关性。结果 116例患者穿刺活检前列腺癌检出率为56.0%（65/116）。ADC值及ADC比值诊断前列腺癌的ROC曲线下面积分别为0.842、0.879。ADC值及ADC比值在Gleason 6分组与Gleason 7分组间比较，差异有统计学意义（P＜0.05），其余组间差异无统计学意义（P＞0.05）。结论 ADC值及ADC比值对前列腺癌有较高的诊断价值，两者数值高低可初步判定低危与高危前列腺癌。

前列腺肿瘤；磁共振成像；表观扩散系数；病理学，临床

前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一，在欧美国家其患病率居男性恶性肿瘤第1位［1］，我国前列腺癌患病率偏低，但随着人口老龄化的加重，其患病率呈逐年上升趋势［2］。前列腺癌的术前诊断“金标准”为经直肠或经会阴超声引导下穿刺活检，与其他器官活检不同，系统性穿刺活检是针对整个前列腺进行的“盲穿”，其穿刺针数多，且易检出微小及惰性前列腺癌，客观上导致过度诊断和过度治疗。本研究以融合成像引导下穿刺活检为“金标准”，回顾性分析表观扩散系数（ADC）值及ADC比值对前列腺癌的诊断价值。

1 资料与方法

1.1研究对象 收集2014年1月—2015年4月因血清前列腺特异性抗原（prostate specific antigen，PSA）升高或经直肠指诊异常疑诊前列腺癌患者，于深圳市中医院或北京大学深圳医院行MRI检查发现可疑结节者，经直肠超声引导下前列腺穿刺活检，排除非首次活检、无法完成12点穿刺、已行抗雄激素治疗的患者，共纳入116例，年龄41～86岁，平均（68.68±8.11）岁；血清总PSA 0.68～152.37 ng/ml，平均（12.17±9.95）ng/ml；前列腺体积 19.52～120.34 ml，平均（43.67± 19.72）ml。所有患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE MR750 3.0T MR扫描仪，体部相控线圈。扫描参数：T2WI：TR 4277 ms，TE 102 ms，层厚3 mm，视野180 mm，矩阵288×288；扩散加权成像（DWI）：TR 5000 ms，TE 70 ms，视野300 mm，矩阵128×128，b值取0、1000 s/mm2。

1.3图像分析及ADC值、ADC比值的测定 由2名有5年以上经验的泌尿组放射科副主任医师阅片，经协商确定可疑病灶，可疑病灶按MRI表现分为恶性、可疑恶性、良性。ADC值及ADC比值测定参考De Cobelli等［3］的方法，病灶区测量3次后取平均值；ADC比值测定取病灶的ADC值除以对称位置相对正常前列腺ADC值，感兴趣区（ROI）面积取尽量接近病灶大小但不包含病灶边缘部位，对称位置ROI面积取与病灶ROI面积相同大小，若病灶过大则对侧ROI取相同断面尽可能大的面积。

1.4融合成像及穿刺方法 采用GE Logiq E9彩色多普勒超声诊断仪及容积导航仪，探头为IC5-9D，配备5°引导架，BARD自动活检枪及18G活检针。术前常规检查血常规、凝血功能及血清PSA浓度，使用抗凝药物者停用1周。术前1 d开始服用喹诺酮类抗生素，穿刺当天行清洁灌肠，术后继续服用抗生素3 d。患者取左侧曲膝卧位，用0.5%碘伏消毒肛周及直肠下段，穿刺过程无需麻醉。融合成像采用点-平面法，即先匹配MRI扫查与超声扫查相平行的平面，再匹配两种检查方法均可显示的另一个点，便可锁定三维空间结构。融合成功后先行磁共振-经直肠超声融合成像引导下靶向穿刺，由1名医师对可疑结节穿刺2针，若MRI显示多个可疑结节则以恶性可能性最高的结节为靶目标；再由另1名不知MRI结果的医师进行12点系统性穿刺活检。12点系统性穿刺点平均分布于前列腺两侧底部、中部及尖部，内侧及外侧各1点。各穿刺点组织分别放入相应已标记好的甲醛玻璃瓶内送病理检查。

1.5MRI病变与穿刺病理的对应关系 若MRI显示多个病变，取MRI显示的最大病变为融合成像引导穿刺目标，以融合成像穿刺病理提示前列腺癌为阳性结果，以融合成像穿刺病理良性而系统性穿刺活检病理恶性为假阴性。

1.6统计学方法 采用SPSS 17.0软件，不同组间ADC值及ADC比值比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD法，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1病理结果 116例患者中，前列腺癌65例，良性病变51例，前列腺癌总体检出率为56.0%（65/116）；其中Gleason 6分15例，Gleason 7分19例，Gleason 8分12例，Gleason 9分17例，Gleason 10分2例。

图1 男，71岁，前列腺癌。前列腺右侧外腺区病灶， Gleason 9分；T2WI呈低信号（箭，A）；DWI（b=1000 s/mm2）呈高信号（箭，B）；ADC图呈低信号（箭头，C）

图2　男，60岁，前列腺癌。前列腺右侧尖部病灶， Gleason 7分；T2WI呈低信号（箭，A）；DWI（b=1000 s/mm2）呈高信号（箭头，B）；ADC图呈低信号（箭，C）

2.2常规MRI诊断结果 以T2WI边界不清的低信号灶、DWI呈高信号、ADC图呈低信号诊断为恶性（图1、2）。T2WI诊断前列腺癌的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值分别为64.6%、62.7%、63.8%、68.9%、58.2%；T2WI联合DWI/ADC诊断前列腺癌的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值分别为89.2%、80.4%、85.3%、85.3%、85.4%。T2WI及T2WI联合DWI/ADC对前列腺癌的检出情况见表1。

表1　T2WI、DWI/ADC对前列腺癌的检出情况

2.3ADC值及ADC比值诊断前列腺癌的结果 取b=0、1000 s/mm2获得ADC图，测量病变ADC值，其结果与穿刺病理Gleason评分的关系见表2。

表2　不同Gleason评分前列腺癌的ADC值及ADC比值

ADC值及ADC比值在Gleason 6分组与7分组间差异有统计学意义（P＜0.05），在Gleason 7分组与Gleason 8分组、Gleason 8分组与Gleason 9分组、Gleason 9分组与Gleason 10分组间差异无统计学意义（P＞0.05）。

前列腺癌组与非前列腺癌组的ADC值与ADC比值见图3，两组ADC值与ADC比值比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。不同Gleason评分的前列腺癌组间ADC值与ADC比值见图4，其中Gleason 6分组与Gleason 7分组间ADC值与ADC比值差异有统计学意义（P＜0.05）。ADC值与ADC比值诊断前列腺癌的ROC曲线见图5，其ROC曲线下面积分别为0.842、0.879，但差异无统计学意义（P＞0.05）。

图3　前列腺癌与非前列腺癌的ADC值与ADC比值（P＜0.05）

2.4MRI漏诊的前列腺癌情况 本组患者联合T2WI和DWI/ADC漏诊7例前列腺癌中，5例为Gleason 6分，1例Gleason 7分，1例Gleason 8分。

图4　不同Gleason评分前列腺癌的ADC值与ADC比值（P＜0.05）

图5　ADC值及ADC比值诊断前列腺癌的ROC曲线

3 讨论

前列腺癌是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，在MRI应用之前，其术前影像学诊断困难。近年MRI成为前列腺癌影像学检查的首选方法［4］。常规T2WI可以清楚地显示前列腺的解剖结构，对前列腺癌的检出和定位有重要价值。前列腺癌灶在T2WI图像上呈低信号，对于发生于外周带的前列腺癌，T2WI表现为在正常的高信号外周带中出现低信号灶，故较容易检出；但其特异性较低，某些良性病变如增生、炎症、出血、纤维化等均可表现为低信号［5］。由于正常中央腺体本身T2信号较低，对于发生于中央区的癌灶，其表现与前列腺增生结节类似，导致鉴别困难。此外，部分癌灶在T2WI上呈等信号，导致漏诊［6］。本研究结果显示，T2WI诊断前列腺癌的敏感度、特异度分别为64.6%、62.7%，提示单独应用T2WI诊断效能尚不理想。

DWI是一种检测活体组织内水分子扩散运动的功能成像方法，其成像时间短，而且不需注射对比剂。通过不同b值的DWI图像的处理可得出ADC图。Sankineni等［7］研究证实，多参数MRI对前列腺癌诊断的敏感度、特异度可达90%、88%，但是除T2WI和DWI检出外，多参数MRI还需进行动态增强扫描或波谱显像，其耗时长、费用高且需要注射对比剂。本研究结果显示，联合应用T2WI和DWI/ADC图诊断前列腺癌的敏感度和特异度可达89.2%、80.4%，与多参数MRI诊断效能基本一致。因此，联合应用T2WI和DWI/ADC图是术前诊断前列腺癌较为经济实用的影像学检查方法。而MRI漏诊的7例中，5例为Gleason 6分的肿瘤，与Kim等［8］的研究结果一致。此类肿瘤绝大多数均为无临床意义的惰性癌，其大量检出导致前列腺癌的过度诊断和过度治疗。

本研究结果显示，ADC值和ADC比值与Gleason评分成反比。在Gleason 6分与Gleason 7分组前列腺癌中，其ADC值和ADC比值差异均有统计学意义（P＜0.05）；而在Gleason 7分、Gleason 8分、Gleason 9分及Gleason 10分组间差异无统计学意义（P＞0.05）。Gleason评分是评价肿瘤生物学行为的重要指标，评分越高，肿瘤分化越差、恶性程度越高。Gleason评分≥7分的前列腺癌包膜外侵犯、淋巴结转移、骨转移的发生率明显高于Gleason 6分的前列腺癌，而且大多数研究也将Gleason ≥7分的肿瘤分类为有临床意义的前列腺癌，将体积较小的Gleason 6分肿瘤分类为无临床意义的前列腺癌［9-10］。因此，通过ADC值及ADC比值可初步判定前列腺癌的生物学行为，区分低危和高危前列腺癌，为选择前列腺癌的治疗方案提供合理的影像学依据。

既往研究表明，个体之间的ADC值差异较大［4］，其值受不同年龄及生理状态的影响。本研究应用ADC比值，其计算取病变区与相对正常的组织的比值，受其他因素干扰较小，个体间的差异较小。

本研究的不足之处是病理结果仅为靶向穿刺及系统性穿刺活检的组织学病理诊断，未能以根治性手术标本的病理结果为“金标准”，无法全面、精确计算MRI的最终敏感度和特异度。但本研究应用经直肠超声与MRI融合成像引导下靶向穿刺活检，与单独的系统性穿刺活检相比，提高了诊断敏感度和特异度。另外，本研究未应用经直肠线圈，经直肠线圈可以提高图像质量，但操作繁琐，需要进行肠道准备，部分患者无法忍受直肠内置入线圈。而体部线圈虽然降低了图像部分信噪比，但检查前无需特殊准备，且扫描范围大，可显示前列腺周围、盆壁及骨转移情况等［11］。

总之，ADC值及ADC比值对前列腺癌的诊断有较高的价值，两者值的高低可初步判定低危前列腺癌与高危前列腺癌。

［1］ Torre LA， Bray F， Siegel RL， et al. Global cancer statistics，2012. CA Cancer J Clin， 2015， 65（2）： 87-108.

［2］ 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.

［3］ De Cobelli F， Ravelli S， Esposito A， et al. Apparent diffusion coefficient value and ratio as noninvasive potential biomarkers to predict prostate cancer grading： comparison with prostate biopsy and radical prostatectomy specimen. Am J Roentgenol，2015， 204（3）： 550-557.

［4］ 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.

［5］ Le JD， Tan N， Shkolyar E， et al. Multifocality and prostate cancer detection by multiparametric magnetic resonance imaging： correlation with whole-mount histopathology. Eur Urol， 2015， 67（3）： 569-576.

［6］ Renard-Penna R， Mozer P， Cornud F， et al. Prostate imaging reporting and data system and likert scoring system：multiparametric MR imaging validation study to screen patients for initial biopsy. Radiology， 2015， 275（2）： 458-468.

［7］ Sankineni S， Osman M， Choyke PL， et al. Functional MRI in prostate cancer detection. Biomed Res Int， 2014： 590638.

［8］ Kim JY， Kim SH， Kim YH， et al. Low-risk prostate cancer： the accuracy of multiparametric MR imaging for detection. Radiology， 2014， 271（2）： 435-444.

［9］ Dickinson L， Ahmed HU， Allen C， et al. Magnetic resonance imaging for the detection， localisation， and characterisation of prostate cancer： recommendations from a European consensus meeting. Eur Urol， 2011， 59（4）： 477-494.

［10］ Thompson JE， Moses D， Shnier R， et al. Multiparametric magnetic resonance imaging guided diagnostic biopsy detects significant prostate cancer and could reduce unnecessary biopsies and over detection： a prospective study. J Urol， 2014，192（1）： 67-74.

［11］ 张莹， 苗华栋， 陈丽娟， 等. 3.0T MR扩散加权成像与表观扩散系数诊断前列腺癌的比较. 中国医学影像学杂志，2013， 21（8）： 602-605， 610.

（本文编辑 张春辉）

Apparent Diffusion Coefficient and Apparent Diffusion Coefficient Ratio on the Diagnosis of Prostate Cancer and Their Relationship with Gleason Scores

Purpose To investigate the value of apparent diffusion coefficient （ADC） and ADC ratio on the diagnosis of prostate carcinoma and their relationship with Gleason scores and evaluate the aggressiveness of prostate cancer. Materials and Methods For 116 patients confirmed prostate cancer by biopsy were included in this study. Each patient had suspicious lesions on T1WI， T2WI， DWI or ADC map （b=0， 1000 s/mm2）. ADC and ADC ratio of suspicious lesions and symmetrical normal tissue were obtained. All patients underwent magnetic resonance imaging-transrectal ultrasound guided biopsy and 12-core systematic biopsy. The diagnostic value of MRI and their relationship with Gleason scores was analysis. Results Among 116 patients， the detective rate of prostate cancer was 56.0% （65/116）. The area under roc curve of ADC and ADC ratio were 0.842 and 0.879，respectively. There was statistically significance in ADC value and ADC ratio between Gleason scores of 6 and 7 （P＜0.05）； and no statistically significance among the other groups （P＞0.05）. Conclusion The ADC value and ADC ratio are remarkably lower in prostate cancer than those in other diseases. Decrease of ADC value and ADC ratio may represent high risk of poorly differentiated cancer.

Prostatic neoplasms； Magnetic resonance imaging； Apparent diffusion coefficient； Pathology， clinical

吕涵青

R737.25；R730.42

2016-03-02

2016-04-12

10.3969/j.issn.1005-5185.2016.08.014