DCE-MRI定量分析及其在前列腺癌诊断中的疗效评估

黄启标 全 勇

前列腺癌属于男性常见的恶性肿瘤，且在男性癌症病死率中居第6位[1]。根据2004年世界卫生组织(WHO)相关指南指出：前列腺癌从病理可以分为腺癌、导管腺癌、尿路上皮癌、鳞状细胞癌等多种类型，严重影响其健康和生活[2]。病理检查是前列腺癌诊断的“金标准”，具有诊断准确率高的优点，但是诊断风险性和创伤较大，诊断所需时间较长，可重复性较差。

近年来，磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)检查在前列腺癌中得到应用，由于其具有良好的软组织分辨率，能从多方位、多参数及多功能实现疾病的诊断[3]。但是，前列腺癌患者发病后常伴有出血、钙化等，导致临床诊断效能较低，增加临床诊断难度。动态增强磁共振成像(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI)定量分析属于一种无创性的诊断方法，能评估组织与肿瘤血管的生理特性，为临床治疗提供影像学依据和参考[4]。为此，本研究选取80例前列腺癌患者和20例前列腺增生患者进行对比研究，探讨DCE-MRI定量分析在前列腺癌诊断中的效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年6月至2017年8月单县中心医院收治的80例前列腺癌患者纳入观察组，其中年龄59～84岁，平均年龄(67.85±5.02)岁；前列腺特异性抗原(prostate specific antigen，PSA)为(4.74～132.05)ng/ml，平均(84.86±5.99)ng/ml；前列腺癌Gleason评分中6分12例，7分10例，8分17例，9分4例，10分4例，患者最终均经手术病理检查得到确诊。另选择同期入院治疗的20例前列腺增生患者纳入对照组，其中年龄57～86岁，平均年龄(68.15±5.05)岁。本研究得到医院伦理委员会同意，患者及家属对诊断及检查方案具备知情权。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①符合前列腺癌、前列腺增生临床诊断标准[6]并均最终得到确诊；②均无前列腺活检史、未进行内分泌及放射治疗；③无MRI及DCEMRI检查禁忌症。

(2)排除标准：①合并严重心脏、肝脏和肾脏功能异常或伴有严重精神异常者；②有磁共振对比剂过敏史者；③合并糖尿病、高血压及肝炎等慢性疾病者。

1.3 仪器设备

采用Avanto 1.5 T型MRI设备(德国西门子公司)。

1.4 检查方法

入院后两组患者均行常规MRI和DCE-MRI检查，在灌注参数上测量前列腺癌组织与正常组织的容积转运常数(Ktrans)、速率常数(Kep)以及血管外细胞外容积分数(Ve)，根据定量参数绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线，分析DCE-MRI定量分析在前列腺癌的诊断效果；对前列腺癌患者手术后进行Gleason评分，利用SPSS Pearson相关性分析软件对前列腺癌Gleason评分与DCE-MRI定量参数相关性进行分析。

(1)MRI常规检查：采用Avanto 1.5T的MRI对患者进行检查，检查前嘱患者尽可能饮食少渣食物，检查前4～6 h禁食、禁饮，并排空膀胱；患者保持仰卧位姿势，在其腹壁放置18通道相控阵体线圈，将耻骨联合上方2 cm部位设定为扫描中心，完成线圈的固定，尽可能减少检查过程中的伪影。准备工作完毕后对前列腺完成横轴面、矢状面、冠状面3个不同方位的T2WI快速回波序列扫描。根据每例患者实际情况设置相关参数。双翻位角T1mapping：视野(field of view，FOV)为260 mm、矩阵138×192，层厚3.6 mm，重复时间(time of repetition，TR)为5.0 ms，回波时间(time of echo，TE)为1.7 ms，翻转角度设定为2°，连续进行8次采集[7]。

(2)DCE-MRI检查：经肘静脉高压注射0.2 mmol/kg轧喷替酸葡甲胺对比剂及20 ml生理盐水，速度3 ml/s，保证药物完全注射患者体内。在对比剂注射前先完成一个周期的扫描将其视为蒙片，对比剂注射同时进行第二周期扫描，每周期获得30幅图像，连续进行75个周期扫描，连续扫描时间为5 min 13 s。扫描时根据每例患者实际情况设置相关参数：TR为4000 ms、TE为104 ms、视野为180 mm×180 mm，层厚为3.0 mm，层间距为0，矩阵为384×384，层数设定为21，连续采集时间为178 s，回波链长度为18[8]。

(3)图像处理：将数据传输到Siemens Synogo MultiModality数据处理工作站完成图像数据的处理，根据患者病灶大小等画定感兴趣区域，观察肿瘤的位置、形态及大小等，进一步明确肿瘤组织与非肿瘤组织，感兴趣区域画定完毕后在灌注参数上测量前列腺癌组织与正常组织的Ktrans、Kep及Ve，根据定量参数绘制ROC曲线[9]。

1.5 观察与评价指标

对前列腺癌患者手术后进行Gleason评分，利用SPSS Pearson相关性分析软件对前列腺癌Gleason评分与DCE-MRI定量参数相关性进行分析[10]。

1.6 统计学方法

采用SPSS18.0软件处理，计数资料行x2检验，采用n(%)表示，计量资料行t检验，采用(±s)表示，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组DCE-MRI定量参数比较

观察组与对照组DCE-MRI定量参数Ve值比较，差异无统计学意义(t=1.382，P＞0.05)；观察组DCEMRI定量参数Ktrans和Kep参数均高于对照组，差异有统计学意义(t=18.242，t=16.749；P＜0.05)，见表1。

表1 观察组与对照组DCE-MRI定量参数比较(±s)

表1 观察组与对照组DCE-MRI定量参数比较(±s)

注：表中Ktrans为容积转运常数；Kep为速率常数；Ve为血管外细胞外容积分数

组别 例数 Ktrans(min-1) Kep(min-1) Ve值观察组 80 0.23±0.08 0.73±0.21 0.40±0.15对照组 20 0.09±0.05 0.29±0.15 0.40±0.16 t值 18.242 16.749 1.382 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＞0.05

2.2 DCE-MRI定量参数诊断效能

DCE-MRI定量参数对前列腺癌的诊断效能。ROC曲线结果表明：Ktrans和Kep参数ROC曲线下面积(area under curve，AUC)分别为0.992和0.921，两种参数AUC比较差异有统计学意义(Z=2.658，P＜0.05)，且均高于Ve(AUC为0.509)，差异有统计学意义(P＜0.05)。Ktrans诊断灵敏度和特异度分别为92.9%和71.4%，高于Kep诊断的85.6%和58.6%，见图1。

图1 DCE-MRI定量参数在前列腺癌的诊断效能

2.3 Gleason评分与DCE-MRI定量参数相关性

前列腺癌Gleason评分中6分12例，7分10例，8分17例，9分4例，10分4例。SPSS Pearson相关性分析软件结果表明：前列腺癌Gleason评分与Ktrans呈负相关性(r=-0.481，P＜0.05)；前列腺癌Gleason评分与Kep和Ve无相关性(r=0.496，r=-0.291；P＞0.05)，见表2。

表2 前列腺癌Gleason评分与DCE-MRI定量参数相关性

3 讨论

前列腺癌是男性最为常见的恶性肿瘤，临床病死率仅次于肺癌，成为男性死亡的重要原因。由于前列腺癌发病早期无典型临床表现，再加上前列腺特异性抗原检测及经直肠超声引导病理检查诊断时存在一定局限性和风险性，导致多数患者确诊时已经是中晚期。MRI具有良好的组织分辨率和空间分辨率，被视为理想的检测方法[12]。MRI中T1加权成像能排除病理穿刺出血对检查结果产生的影响，而在T2加权成像上则能清晰的显示前列腺、病灶与周围组织的关系，评估疾病严重程度，指导临床治疗。然而，常规MRI检查存在一些不足，由于T2加权成像时前列腺纤维化下均表现为低信号，导致临床诊断特异性较低，临床误诊率和漏诊率较高[13]。

近年来，DCE-MRI定量分析在前列腺癌患者中得到应用，且效果理想。本研究中，观察组与对照组DCE-MRI定量参数Ve值比较无统计学意义；观察组DCE-MRI定量参数Ktrans和Kep参数均高于对照组。由此表明，DCE-MRI定量分析下前列腺癌与良性疾病表现存在明显的差异性，有助于临床诊断。

DCE-MRI定量分析是前列腺癌患者中常用的检查方法，主要表现为血管密度增加及血流灌注增强。由于前列腺癌组织具有较高的微血管密度，患者行MRI检查时通过Tofts-Kermode模型进行扩张，完成双室模型建立，从而获得相应的参数，这些参数能评价肿瘤血管的生理学特性，用于前列腺癌患者诊断及治疗中能建立客观的标准[14]。本研究中，ROC曲线结果表明：Ktrans和Kep参数AUC分别为0.9928和0.9184，两种参数AUC比较有统计学意义，且均高于Ve(AUC为0.535)；Ktrans诊断敏感度和特异度分别为92.9%和71.4%，高于Kep诊断的85.6%和58.6%，提示DCE-MRI定量分析用于前列腺癌中能获得较高的诊断敏感性和特异性。

国内学者研究表明，DCE-MRI定量分析能鉴别低级别肿瘤与高级别肿瘤，在防止低级别肿瘤的过度治疗中发挥了重要的作用。DCE-MRI定量分析时药代动力学模型定量分析主要参数包括Ktrans、Kep和Ve。Ktrans能代表单位时间内对比剂从血液进入到组织间隙的转运容积，其大小受到血流量、毛细血管渗透性的影响；Kep则表示单位时间内对比剂从组织间隙进入血管的量；Ve则表示单位体积组织血管外细胞外间隙的体积。本研究中，SPSS Pearson相关性分析软件结果表明：前列腺癌Gleason评分与Ktrans呈负相关性；前列腺癌Gleason评分与Kep和Ve无相关性。提示DCE-MRI定量分析时将Ktrans用于前列腺癌患者诊断中能与前列腺癌Gleason评分具有较好的相关性，帮助患者早期确诊，有助于指导临床治疗。但是，临床上对于采用DCE-MRI定量分析效果不佳者，则可以联合病理检查，帮助患者早期确诊，避免延误最佳治疗时机[15]。

将DCE-MRI定量分析用于前列腺癌的诊断中效果理想，且与前列腺癌Gleason评分具有一定的相关性，能为临床诊断提供影像学依据。