PSAD联合DCE-MRI对前列腺癌诊断价值的研究

罗潇，何永胜，徐琦，戚轩

(马鞍山市人民医院影像科，安徽马鞍山243000)

PSAD联合DCE-MRI对前列腺癌诊断价值的研究

罗潇，何永胜，徐琦，戚轩

(马鞍山市人民医院影像科，安徽马鞍山243000)

目的探讨前列腺特异性抗原(PSA)、前列腺特异性抗原密度(PSAD)联合动态增强扫描磁共振成像(DCE-MRI)定量参数Ktrans、Kep、Ve对前列腺癌(PCa)的诊断价值。方法选取马鞍山市人民医院2015年5月至2016年6月前列腺患者66例，其中PCa 25例、前列腺增生(BPH)41例。所有患者均行DCE-MRI检查、PSA检测，将得出结果按照11种组合方案，参照病理结果，绘制受试者特性曲线(ROC)，比较所有诊断方案的灵敏度、特异度及准确度。结果BPH组患者的PSA、PSAD、Ktrans、Kep、Ve分别为(14.72±12.86)ng/mL、(0.25±0.23)ng/(mL·cm3)、(0.22±0.10)/min、(1.35±0.59)/min、(0.17±0.07)，PCa组患者分别为(30.42±23.90)ng/mL、(0.84±0.52)ng/(mL·cm3)、(0.52±0.18)/min、(2.51±1.10)/min、(0.24±0.10)，BPH组患者的参数均低于PCa组，差异均有显著统计学意义(P<0.01)。单参数诊断方案中Ktrans诊断价值最高，灵敏度、特异度、AUCROC分别为85.7%、90.2%、0.93。PSAD+Ktrans在11种组合方案中诊断价值最高，灵敏度、特异度、AUCROC分别为90.5%、95.1%、0.96。结论PSAD及DCE-MRI定量参数Ktrans、Kep对前列腺癌有较好的诊断价值，PSAD联合Ktrans为前列腺良恶性病变的鉴别诊断提供了重要的参考。

前列腺癌；前列腺特异性抗原；前列腺特异性抗原密度；磁共振成像；动态增强

前列腺癌(prostate cancer，PCa)在我国发病率及致死率呈现逐年增长的趋势[1]。目前包括：直肠指检、前列腺特异性抗原(prostate specific antigen，PSA)、前列腺特异性抗原密度(PSA dencity，PSAD)、动态增强扫描MRI成像(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)及经直肠超声引导穿刺活检等众多检查技术及方法应用于前列腺癌诊断。DCE-MRI定量分析凭借独特的优势，可以从病变的大体形态结构至微血管、细胞层面，提供丰富的生理、病理学等功能性信息，其与Gleason评分呈正相关[2]。本研究探讨PSAD联合MRI-DCE定量参数Ktrans、Kep、Ve对PCa的诊断价值，试图找到最佳诊断的方案，为PCa早期诊断、临床分期提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料回顾分析我院2015年5月至2016年6月同时行前列腺PSA检测、常规MRI及DCE-MRI检查患者资料66例，年龄50～84岁，平均71.9岁，所有患者前列腺病灶均经病理证实。以病理结果为“金标准”将其划分为良性前列腺增生(benign prostate hyperplasia，BPH)组41例和PCa组25例。

1.2 设备及参数采用1.5T GE，Signa HDxt超导磁共振扫描仪，8通道体部相控阵线圈。扫描序列包括：(1)常规MRI：FOV=32 cm×32 cm，层厚/间隔：5/1 mm；①T1WI：TR/TE：260/11 ms，矩阵：320×256；②T2WI：TR/TE：1 500/102 ms，矩阵：352×320。(2)DCE-MRI(3D LAVA序列)：①TR/TE：3.6/1.7 ms、矩阵256×170，FOV=40×40 cm，层厚：4.2 mm，多翻转角2°、6°、8°、10°、15°扫描；②参照0.2 mmol/kg、速度2.5 mL/s注入欧乃影对比剂；以15°翻转角、7 s/组连续40组扫描。

1.3 图像处理、数据采集方法PSA值：采集静脉血3 mL，试剂由美国罗氏公司生产，采用双抗体夹心法。仪器型号：美国罗氏E170型。PSAD值：在常规MR横断面、矢状面图像上依次测量其前后径、左右径、上下径，依据Ellipse公式体积(V)=左右径×前后径×上下径×π/6及PSAD值=PSA/V得出结果。由两名主治及以上医师采用双盲法，对照MRI资料，充分讨论取得一致得出诊断。DCE-MRI定量分析采用GE OmniKinetics软件，运用Tofts双室模型，得到血管输入函数(arterial Input Function，AIF)曲线。运用Extended Tofts Linear血流动力学模型，得到定量参数Ktrans、Kep、Ve值。ROI测量时，剔除尿道、血管、病灶坏死及出血等区域，选取病灶显著强化区域，以相同ROI大小、连续测量3次，计算平均值。

1.4 统计学方法应用IBM SPSS19.0统计学软件进行数据分析，计量资料以均数±标准(x-±s)表示，组间两比较采用独立样本t检验，以P<0.05表示差异有统计学意义。将所有诊断参数组合方案进行受试者特性曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)分析，比较不同方案的诊断价值，确定最佳诊断界值。

2 结果

2.1 典型影像学表现25例Pca样本内典型病灶22例，其中2例为多发病灶，余为单发病灶，多位于外周带。典型影像学表现：T2WI呈结节状低信号，Ktrans、Kep、Ve伪彩图上病灶区信号增高且集中，呈高渗透改变，见图1。

2.2 BPH组和PCa组患者不同诊断参数比较BPH组患者的PSA、PSAD、Ktrans、Kep、Ve均低于PCa组，两组间各参数差异均有显著统计学意义(P<0.01)，见表1。

2.3 不同方案诊断PCa效能比较11种组合方案分析的诊断PCa效能由高到低为：PSAD+Ktrans、PSA+Ktrans、Ktrans、PSAD+Kep、PSAD+Ve、PSAD、PSA+ Kep、Kep、PSA+Ve、PSA、Ve，分别对应ROC曲线下面积为0.96、0.94、0.93、0.92、0.89、0.86、0.86、0.83、0.83、0.76、0.71，见图2。PSAD、PSA+Ktrans、PSAD+Ktrans、PSAD+Kep、PSAD+Ve灵敏度90.5%为最高，Ve灵敏度71.4%为最低；PSAD+Ktrans特异度95.1%为最高，Ve特异度65.9%为最低，见表2。

图1 男，65岁，前列腺癌患者

表1 BPH组和PCa组不同诊断参数比较

表1 BPH组和PCa组不同诊断参数比较

组别3transBPH组PCa组t值P值41 25 14.72±12.86 30.42±23.90 -2.81 <0.01 0.25±0.23 0.84±0.52 -4.94 <0.01 0.22±0.10 0.52±0.18 -7.57 <0.01 1.35±0.59 2.51±1.10 -4.85 <0.01 0.17±0.07 0.24±0.10 -2.91 <0.01例数PSA(ng/mL)PSAD[ng/(mL·cm)]K(/min)Kep(/min)Ve

图2 不同诊断方案的ROC曲线分析图

表2 不同诊断方案之间的诊断效能比较

3 讨论

3.1 PSAD对PCa诊断的评价PSA是由前列腺上皮细胞分泌的一种酸性糖蛋白酶，绝大部分存在于精液中，正常人体血清中PSA浓度很低。PCa肿瘤组织浸润性生长，直接破坏邻近血管结构[3]，PSA大量释放入血，血清中浓度升高明显。尽管PSA作为PCa筛查已广泛应用于临床工作中，但PSA诊断PCa一直存在敏感度及特异度低的缺点，在PSA灰区(4.0～ 10.0 ng/mL)内PCa的诊断及与BPH鉴别诊断也仍旧是难点，更多的研究人员希望可以发现新的方法，提高PCa的早期检出率。PSAD诊断PCa引入了前列腺体积大小作为参考，很好的利用了PCa前列腺体积变化不明显的特征。孙鹏等[4]提出PSAD较PSA作为PCa的筛选指标价值更大，能够更有效率的筛选PCa与BPH。Tang等[5]认为PSAD与PSA相比，明显提升了PSA灰区内PCa与BPH鉴别诊断的能力。本项研究PSAD诊断PCa效能(AUCROC0.86)优于PSA (AUCROC0.76)，PSAD对PCa有较高的诊断价值。

3.2 DCE-MRI定量参数Ktrans、Kep、Ve对PCa诊断的评价DCE-MRI时间-信号强度曲线在PCa的诊断方面得到了广泛的认可，但仍局限于病灶的半定量分析及形态学定性诊断。定量分析是DCE技术对PCa诊断应用更深层次的发展，目前多采用基于药代动力学的Tofts双室模型，通过评测定量分析参数Ktrans、Kep、Ve，描述了MRI小分子量造影剂在血管内血浆(中央室)与血管外细胞外间隙(周边室)的双向转移的过程[6]。Ktrans、Kep主要反映了造影剂对组织内微血管的渗透能力，评估微血管的血容量、血流量等灌注程度及管壁的通透程度；Ve=Ktrans/Kep，没有单位，表示血管外间隙的对比剂在血管外间隙中所占比重。多数学者[7-8]认为PCa肿瘤组织生长活跃，早期易侵犯、破坏邻近正常组织内血管结构，同时肿瘤组织内新生微血管密度大、结构存在缺陷、且常常伴有微动静脉瘘，所以PCa病灶的血流灌注及血管通透性较BPH有明显增强，Ktrans、Kep值明显升高。本项研究显示PCa与BPH两组Ktrans、Kep比较差异有显著统计学意义(P<0.01)，其中KtransAUCROC为0.93，是所有单参数诊断PCa准确度最高的，KepAUCROC为0.83，诊断效能稍低，提示Ktrans、 Kep很好的反映了PCa肿瘤组织的微血管结构的变化，与马向征等[9]研究结果相似。Ve的研究结果存在一定的分歧，有学者研究指出Ve在PCa诊断中有较高的价值，Ve值升高是由于PCa组织细胞外间隙扩大所引起[7]，也有学者研究指出中央区PCa与BPH两组间Ve差异无统计学意义(F=0.553，P>0.05)，VeAUCROC为0.24，无鉴别诊断意义[10]。本项研究结果中Ve灵敏度、特异度及AUCROC分别为71.4%、65.9%、0.71，诊断PCa价值不高，应用时需要结合其他诊断参数。

3.3 PSAD联合DCE-MRI定量参数对PCa诊断的评价PCa患者临床症状多不典型，影像学表现复杂、多样，单一的检查方法及技术已无法满足临床需求，而多参数联合应用在PCa早期检出、临床分期方面已经展现出了明显的优势。Sciarra等[11]研究认为PSA、MR波谱成像联合DCE-MR诊断癌性病变灵敏度、特异度分别为92.6%、88.8%。对照本项研究，PSAD联合Ktrans诊断PCa灵敏度、特异度分别为90.5%、95.1%，诊断能力与之相仿。Na等[12]在对我国一组前列腺病灶穿刺活检结果研究后证实，即使患者PSA高于灰区(10.1～20.0 ng/mL)，PCa发生率仍然较低，所以准确评估前列腺病灶，对于临床穿刺活检术的选择、方案的制定尤为重要。在本研究中PSAD联合KtransAUCROC0.96，诊断PCa效能最强，不仅可以较好的评定前列腺穿刺活检术的必要性，有效降低并发症的发生，还可以对癌性病灶精确定位，引导穿刺活检术的实施，提高了穿刺的准确性，有助于降低PCa穿刺活检术的假阴性率。DCE-MRI定量分析技术在诊断PCa方面取得了一些进展，但仍存在不完善的方面，有待进一步研究解决：①DCE-MRI定量分析技术依赖于专业的硬件设备及后处理软件等，目前各厂商相关扫描技术参数及诊断标准仍未统一；②DCE-MRI检查时间长，图像的配准及运动影响问题还不能很好的解决；③缺少大样本的研究，结果有一定的局限性等。

综上所述，PSAD计算简便，其联合DCE-MRI定量参数Ktrans为PCa的诊断及鉴别诊断提供了依据，可作为临床筛查PCa首选的检查方法。后续研究中我们将会增加体素内不均一运动(IVIM)等成像方法，更加深入的找寻诊断PCa最优化的组合方案。

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Diagnostic value of prostate specific antigen dencity combined with dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging on prostate cancer.

LUO Xiao,HE Yong-sheng,XU Qi,QI Xuan.Department of Radiology,the People's Hospital of Maanshan,Maanshan 243000,Anhui,CHINA

ObjectiveTo investigate the diagnostic value of prostate specific antigen(PSA),prostate specific antigen dencity(PSAD)combined with dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging(DCE-MRI)quantitative parameters,Ktrans,Kep,Veon prostate cancer(PCa).MethodsSixty-six patients with PCa were collected from May 2015 to June 2016 in the People's Hospital of Ma'anshan,including 25 cases of PCa and 41 cases of benign prostatic hyperplasia(BPH).All patients underwent DCE-MRI and PSA test.The results showed that the receiver operating characteristic curve(ROC)was drawn according to the results of 11 combinations and the pathological results,and the sensitivity,specificity and accuracy of all the diagnostic protocols were compared.ResultsThe PSA,PSAD,Ktrans,Kepand Vevalues of the BPH group were(14.72±12.86)ng/mL,(0.25±0.23)ng/(mL·cm3),(0.22±0.10)/min,(1.35±0.59)/min, (0.17±0.07),which were significantly lower than(30.42±23.90)ng/mL,(0.84±0.52)ng/(mL·cm3),(0.52±0.18)/min, (2.51±1.10)/min,(0.24±0.10)of PCa group,P<0.01.The value of Ktransdiagnosis in single parameter diagnosis was the highest,and the sensitivity,specificity and AUCROC were 85.7%,90.2%,and 0.93,respectively.PSAD+Ktranshad the highest diagnostic value in 11 combinations,and the sensitivity,specificity and AUCROC were 90.5%,95.1%,and 0.96, respectively.ConclusionPSAD and DCE-MRI quantitative parameters Ktrans,Kephave a good diagnostic value in prostate cancer.PSAD combined with Ktransprovides an important reference for the differential diagnosis of benign and malignant lesions of the prostate.

Prostate cancer(PCa);Prostate specific antigen(PSA);Prostate specific antigen dencity(PSAD); Magnetic resonance imaging(MRI);Dynamic contrast-enhanced(DCE)

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.10.027

R737.25

A

1003—6350（2017）10—1629—04

2016-12-12)

安徽省马鞍山市卫计委科教专项资金资助课题（编号：2014-J-Z-05）

罗潇。E-mail：imagingcenter@163.com