磁共振MRS联合DWI成像对前列腺癌的早期诊断价值

胡 凌 章永明 王武华

前列腺癌是全球男性高发的泌尿生殖系统肿瘤，一年中约有90万新发病例，尤其在欧美国家[1]，发生率及死亡率高居不下，在我国，人口老龄化速度的加快、生活方式的改变、健康意识的提高及医疗设备的应用使得我国前列腺癌的检出率明显增加。研究表现，及时有效地发现早期癌变可降低前列腺癌死亡率，对疾病预后有重大意义。以往通过前列腺特异性抗原(prostate specific antigen，PSA)、MRI、CT及超声检查用于前列腺癌的筛查[2]，但往往特异性低，漏诊率、误诊率高，病理活检和手术下病理检查是诊断金标准，但具有创伤性，不应作为常规筛查手段。近年来，磁共振波谱分析(magnetic resonancespectroscopy，MRS)和磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)作为1种无创的检测方法，通过检测前列腺代谢水平及肿瘤区水分子扩散运动，融合代谢与解剖信息，从不同角度了解活体组织的分子生物学、解剖信息以及功能状态，提高前列腺癌早期诊断率。本研究通过分析74名疑似前列腺癌患者临床及影像学资料、病理学结果，探讨MRS联合DWI在前列腺癌的早期诊断价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集我院2016年10月至2017年12月疑似前列腺癌患者共74例，年龄47～78岁，平均(62.8±4.6) 岁。纳入标准：①所有入选者根据病史、查体、辅助检查初诊为疑似前列腺癌(直肠指检触摸到前列腺结节，任何PSA值；PSA>10 μg/L；PSA4～10 μg/L，游离PSA比值异常，<0.16)[3]，需细针穿刺或手术病理明确诊断；②所有入选者均同意细针穿刺活检或手术治疗，同意进行病理学检查；③所有受试者均同意予常规MRI平扫、DWI或MRS检查；④签署知情同意书。排除标准：①有精神疾患，无法配合检查者；②呈明显恶液质状态，或严重心肝肾等重要脏器功能损害无法行手术者或生命垂危者；③已确诊为前列腺癌前来复查者；④近1个月内有进行前列腺按摩或前列腺穿刺者。⑤未签署知情同意书者。

1.2 方法与判断标准

1.2.1 血清PSA(tPSA) 采集就诊者空腹静脉血，当天分离血清并检测。检测试剂采用PSA酶联免疫试剂盒，正常参考值：<4 μg/L。

1.2.2 影像学检查 采用Sinmens Avanto 1.5T核磁共振扫描仪，使用盆腔矩阵相控阵线圈。所有受试者检查前1天予无渣流质饮食，必要时口服缓泻剂，排空宿便，检查前排空膀胱，指导受试者匀速呼吸，从而减少直肠内容物、尿液移动伪影以及呼吸活动产生的伪影干扰。

常规MRI扫描序列采用快速自旋回波(fast spin echo sequence，FSE)，扫描获得轴位、矢状位和冠状位T2WI，矢状位和轴位抑脂T2WI，轴位T1WI。DWI扫描采用单次激发平面回波弥散加权(single excitation plane echo sequence，EPI)序列，进行横断面扫描，经计算机处理自动生成表观扩散系数图(apparent diffusion coefficient，ADC)，计算ADC值。

MRS检查在常规MRI基础上进行矢、冠、轴定位，把T2WI序列作为定位像，制定感兴趣区(region of interest，ROI)范围，范围应包含全部前列腺组织，尽量避开直肠气体及周围脂肪、静脉丛，在ROI周围增加饱和带，减少周围脂肪组织对扫描结果的干扰。使用多体素点分辨波谱(Multi-voxel point resolution spectroscopy，PRESS)序列，重复时间(Repeat time，TR)690，回波时间(Echo time，TE)120，重复次数6，磁场场均匀度设定1.55ppm，扫描时间设定11分36秒，保存参数，进行手动匀场，扫描完毕后，对数据进行后处理，获取胆碱(Cho)、肌酸(Cr)以及枸橼酸盐(Cit)波峰谱线，自动计算(Cho+Cr)/Cit比值。

1.2.3 病理学检查 所有受试者均进行直肠穿刺活检或手术病理检查。

1.2.4 判断标准 由2名高年资影像科诊断医师对磁共振影像进行判读，以MRS检查中(Cho+Cr)/Cit≥0.911为前列腺癌阳性[4]，DWI 扫描结果ADC 值≤1.24×10-3mm2/s 为阳性[5]，磁共振成像结果与病理学检查进行对比，以病理学结果作为前列腺癌诊断金标准。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 诊断结果

74例受试者病理证实为前列腺癌者46例，良性前列腺增生28例。DWI 扫描初步诊断为前列腺癌阳性者36例，阴性38例，MRS扫描初步诊断为前列腺癌阳性者35 例，阴性39例，DWI联合MRS诊断前列腺癌阳性41例，阴性33例(表1)。

表1 不同检查手段的诊断结果/例

2.2 影像学结果

常规MRI扫描：病理证实的46例前列腺癌者中34 例T2WI成像表现为外周带内单或多个低信号灶，境界不清，呈小片样或结节样，其中外周带单个病灶3 例，外周带单侧或双侧弥漫性病灶21 例，外周带侵犯中央带10 例，中央带病灶12 例。

DWI和ADC值：46例确诊的前列腺癌患者，30例DWI上病灶呈高信号，ADC 低信号改变，ADC平均为(76.16±17.24)×10-5mm2/s，诊断敏感度83.3%，特异性78.6%，准确率70.3%。

MRS扫描：确诊为前列腺癌患者MRS病灶区主要表现为Cit峰降低，Cho峰显著升高。比较前列腺癌病灶区与良性前列腺增生(Cho+Cr)/Cit值，差异有统计学意义(P<0.05)(表2)。(Cho+Cr)/Cit诊断前列腺癌的ROC曲线下面积达0.904，诊断敏感度88.6%、特异度85.7%，准确率74.3%。

表2 受试者的MRS数据结果比较

DWI 联合MRS诊断前列腺癌的敏感度95.1%，特异度92.8%，准确率87.8%，DWI联合MRS诊断前列腺癌敏感度、特异度和准确率高于DWI、MRS，差异有统计学意义(P<0.05)(表3)。

表3 影像学检查结果比较/%

2.3 诊断方法一致性分析

采用配对四格表卡方检验分别比较DWI、MRS、DWI联合MRS与病理学金标准的一致性，计算各自kappa值分别为0.717，0.729，0.876，DWI联合MRS诊断前列腺癌与病理学结果一致性好。

3 讨论

前列腺癌是前列腺上皮性恶性肿瘤，主要发生在外周带，好发于欧美国家，在中国发病率相对较低。近年来，经济的发展、饮食结构及生活习惯的改变，我国的前列腺癌发病率呈逐年上升趋势。前列腺癌在发病早期缺乏特异性，当出现血尿、排尿困难、尿痛、血精、阳痿、骨痛等症状时就诊则往往癌肿较大或发生远处转移，延误诊治。

目前“三阶梯”法是泌尿外科学术界较为公认的前列腺癌早期诊断模式：①检测前列腺特异性抗原(PSA)等肿瘤标志物和直肠指检(digital rectalexamination，DRE)进行初筛。②进行经直肠前列腺超声(transreetal uhrasonography，TRUS)、磁共振扫描(MRI)等影像学检查进一步诊断，并对疑似病灶定位。③选择TRUS引导下的前列腺穿刺活检或直接手术切除获得病理诊断[6]。研究表明，TRUS检查对早期前列腺癌患者检查价值有限，前列腺癌典型的外周带低回声结节征象并不多见，诊断特异性低，且部分患者排斥经直肠超声检查也限制其广泛应用。磁共振操作简单易行、无辐射，相对安全与舒适，具有良好的软组织分辨力及多方位成像能力，能较好地显示前列腺癌病灶、与周围组织结构界限，尤其是结合MRS、DWI等序列的功能MRI技术，对前列腺癌早期诊断及临床分期有较大的应用价值，指导临床诊断[7]。

DWI对水分子运动敏感，是唯一采用无创方法反映活体组织弥散能力的检查手段，应用上采用表观扩散系数ADC值反映组织中水分子弥散情况，当细胞越密集则水分子活动受限，ADC越低，反之细胞排列松散，细胞外液多，水分子扩散自由，ADC值增大[8]。前列腺癌患者富含水分的腺泡结构过度增殖的肿瘤上皮取代、挤压破坏，水分子弥散受限，ADC降低，细胞高核浆比、细胞外液的减少都可能是癌灶组织水分子弥散受限引起ADC 值降低的原因[9]。本研究有36例ADC值低于1.24×10-3mm2/s，判定为前列腺癌阳性，其中病理学检查证实为前列腺癌30例，诊断灵敏度78.6%，与病理学金标准一致性较好(kappa值=0.717)。

MRS作为唯一无创地检测活体组织代谢物的检查手段，并以谱线的形式反映出组织代谢物变化[10]。检测指标包括枸缘酸盐(Cit)、胆碱(Cho)、肌酸激酶(Cre)。Cit 是精液的正常成分，正常和良性增生的前列腺组织均有分泌和浓缩Cit 的能力，Cit 含量很高；前列腺癌者瘤区组织分泌及浓缩Cit 的能力降低或消失，其Cit 含量较低。Cho与细胞膜的增殖、降解有关，前列腺癌瘤区细胞增殖快，细胞膜降解迅速、合成活跃，Cho浓度较高。Cr 与能量代谢有关，Cr在前列腺癌与正常前列腺组织无显著区别，Cr 峰与Cho 峰大多合并计算。Panebianco等[11]认为前列腺癌病灶区Cit谱波峰明显下降或消失，Cho谱波峰明显升高，(Cho+Cr)/Cit常用作评估外周带前列腺癌的测量值，研究表明当(Cho+Cr)/Cit≥0.911提示前列腺癌可能性大。本研究有35例(Cho+Cr)/Cit大于0.911，判定为前列腺癌阳性，经病理学证实阳性者31例，诊断灵敏度88.6%，准确度74.3%。DWI联合MRS判定前列腺癌阳性39例，与病理学检查相符率达87.8%，两种诊断方式一致性良好(kappa值=0.876)，准确性显著提高，说明前列腺癌组织结构改变与代谢物情况密切相关，表明DWI联合MRS对前列腺癌早期诊断有较高诊断价值，这与其他学者的研究结果相一致[12]。

综上所述，MRS 联合DWI对早期前列腺癌的诊断具有重要临床价值，与病理学金标准一致性较好，诊断效能优于单独选择MRS或DWI，可提供前列腺癌的解剖、代谢及血流动力学信息，早期诊断前列腺癌并进行临床分期，并指导穿刺活检及手术方式选择，为治疗方案的制定及预后评估提供重要价值。