体素内不相干运动成像序列联合双参数MRI对前列腺癌的诊断价值

索凌云，任慧鹏，霍敏华

宝鸡市中心医院医学影像科，陕西 宝鸡 721008

良性前列腺增生（benign prostatic hyperplasia，BPH）和前列腺癌在泌尿外科中发病率较高，属于多发病。研究指出，超过50%的60岁男性均有不同程度的排尿障碍，其中前列腺癌发病率居恶性肿瘤第二位。相关报道指出，前列腺炎症性萎缩后增生将会增加其发生癌变的风险，同时也增加了病死率。但前列腺癌早期患者基本无任何症状，随着瘤变程度及增生范围的扩大，其远处转移率也随之升高，发现转移时已处于晚期。因此，早期鉴别诊断上皮细胞内瘤变至关重要。MRI在前列腺癌诊断和治疗中的应用越来越广泛，然而这些技术的广泛使用却受到了高清分辨要求的限制，研究发现，可通过先进功能成像技术来最小化其限制，如体素内不相干运动（intravoxel incoherent motion，IVIM）成像序列联合双参数MRI，其可检测出肿瘤细胞外水分子扩散程度和血流灌注特点，可清晰分辨肿瘤组织的严密程度和微循环血液流速的差异，间接反映肿瘤组织的恶化程度。本研究旨在探讨IVIM序列联合双参数MRI对前列腺癌的诊断价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年7月2日至2020年7月2日于宝鸡市中心医院行前列腺IVIM双参数MRI检查的患者。纳入标准：经穿刺活检确诊为前列腺癌或BPH；年龄55～89岁。排除标准：1个月内曾接受前列腺手术治疗；有放疗史；曾使用激素治疗；图像伪影面积较大。根据纳入和排除标准，本研究共纳入52例BPH患者，54例前列腺癌患者，其中BPH患者为对照组，前列腺癌患者为观察组。对照组患者年龄55～89岁，平均（65.81±7.23）岁。观察组患者年龄56～87平均（65.46±7.17）岁；根据Gleason评分评估分化程度：高分化18例，中分化29例，低分化7例。两组患者的年龄比较，差异无统计学意义（P﹥0.05），具有可比性。

1.2 检查方法

所有患者均使用Fabius MRI扫描仪（苏州朗润医疗系统有限公司）进行MRI检查，扫描序列为①轴位IVIM-弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）序列，使用西门子3.0T，调整技术参数：TR/TE为6000 ms/72 ms，视野（full field of vision，FOV）为250 mm×250 mm，矩阵为128×144，层厚/层间距3.5 mm/0.3 mm，扩散敏感系数（b值）为0、50、150、300、600、900 s/mm。②轴位T2加权成像（T2 weighted imaging，T2WI）-MRI序列：TE=90.10 ms，FOV为340 mm×340 mm，TR=3846 ms，矩阵320×352，层厚4 mm，层间距1.5 mm。③矢状位T2WIMRI序列：TE=88.10 ms，FOV为290 mm×290 mm，TR=3846 ms，矩阵 320×352，层厚 4 mm，层间距1.0 mm。④DWI选择二维射频处理，TR/TE为3000 ms/70 ms，FOV 为 330 mm×150 mm，层厚/层间距为4.0 mm/2.0 mm，b值为0、50、150、300、600、900 s/mm。使用综合PACS系统及Sante MRI viewer软件进行成像分析，记录速率常数（rate constant，K）、容量转移常数（volume transfer constant，K）、血管容量百分数（volume prostate，Vp）、血管外细胞外间隙容积比（extravascular extracellular space distribute volume per unit tissue volume，V）；使用Thoracic VCAR软件对IVIM-DWI进行分析，根据数据衰减程度获得纯扩散系数（pure molecular diffusion coefficient，D）、伪扩散系数（pseudodiffusion coefficient，D）、灌注分数（perfusion fraction，f）。以上系数均由多次计算结果对比纠正得出。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 IVIM序列联合MRI参数的比较

观察组患者K、K值均明显高于对照组，D、D、Ve、f值均明显低于对照组，差异均有统计学意义（P﹤0.01）。（表1）

表1 两组患者IVIM序列联合MRI参数的比较（±s）

2.2 不同分化程度前列腺癌患者IVIM序列联合MRI参数的比较

高分化前列腺癌患者D值均高于中分化、低分化，中分化前列腺癌患者D值高于低分化，差异均有统计学意义（P﹤0.05）。高分化前列腺癌患者f值均低于中分化、低分化患者，中分化前列腺癌患者f值低于低分化患者，差异均有统计学意义（P﹤0.05）。高分化前列腺癌患者K值低于中分化患者，而中分化前列腺癌患者K值高于低分化患者，差异均有统计学意义（P﹤0.05）。不同分化程度前列腺癌患者D、Ve、K值比较，差异均无统计学意义（P﹥0.05）。（表2）

表2 不同分化程度前列腺癌患者IVIM序列联合MRI参数的比较（±s）

2.3 IVIM序列联合MRI对前列腺癌的诊断效能

ROC曲线显示，D、D、f、K、f、Ve、K值诊断前列腺癌的AUC均在0.6以上，且D值最高。（表3、图1）。

图1 IVIM序列联合MRI诊断前列腺癌的ROC曲线

表3 IVIM序列联合MRI对前列腺癌的诊断效能

3 讨论

前列腺癌的MRI表现为外周带T2WI低信号，与部分内分泌异常、前列腺炎成像显示相同，因此特异度不高。与此同时，常规MRI较难检出中央带病灶，有时肿瘤结节与增生结节同样表现为低信号影，较难鉴别。随着科技水平的提高，IVIM序列在进行靶向病变的评估上运用地越来越广泛，逐渐被认为是发展潜力最大的评估方式。使用IVIM序列鉴别组织良恶性病变，可精确判别组织微循环灌注，研究指出，IVIM在分辨癌变组织交界面时，参数重叠现象较少，尤其在检出前列腺癌的效能方面优秀，图像误判例数较少。

IVIM是描述组织信号与b值关系的数学序列，经衰减公式得出多种图像系数，不但将扩散过程描述地更加详细，还能报告组织灌注结果，进而能更细致地展示病理过程。IVIM-DWI可将水扩散过程及血流动力学进行定量，对肿瘤侵犯过程有揭示作用，可提高MRI诊断的准确度。由于前列腺病变细胞及腺体侵袭密切，排列间隙大大缩短，使得水分子自由扩散速率减小。D、D、f值是通过数学序列采集到的参数，D、D分别反映水分子布朗运动的能力、组织灌注出现的假性扩散，f值反映全部扩散效应中组织微循环的容积百分数。本研究结果显示，观察组患者的D、f值均明显低于对照组，与既往研究一致。本研究设置的b值取值较小，因此信号衰减程度大多受血液磁化的影响，小b值占比程度与D值呈正相关。研究发现，b值的极限在750 s/mm以下时，f值在癌变区域呈高峰状态，超过此极限，f值峰值下降并逐渐减少。笔者认为，b值在区间右侧，即高b值下f值的减小受血管通透性异常的影响，因为癌变导致毛细血管内皮渗透性增强，血管壁对水的抑制作用减弱，使得部分血管中自由水的运动增加。

病理Gleason评分以肿瘤细胞繁殖特征及腺体分化区段作为标准，是目前使用范围最广的前列腺癌分级体系。K值为对比剂从血管内渗透至血管外的通过百分数，代表血管内膜控制对比剂流动的能力；K值表示对比剂流入血管内的速度，代表对比剂停留在组织间隙的时间；Ve值则代表对比剂在组织间隙中的容积分数。本研究扩大b值区间，结果显示，随着分化程度的升高，f值持续下降，K值出现上升后下降的趋势，而D值持续升高。这是由于中分化时，前列腺组织有压力顺差的存在，大大增加了灌注差，K值增大，而随着微血管数量增多挤压间质空间，造影剂在间质中的密度减小，间质造影剂压力减小，导致K值减小；高分化中血管内皮渗透性增强，f值也随之减小，因此高分化前列腺癌中f值较小，可与其他级别腺癌区分。本研究结果显示，不同分化程度前列腺癌患者D、Ve、K值比较，差异均无统计学意义（P﹥0.05），分析原因：本研究例数较少，高分化人群并不多，增大了偏倚；因前列腺腺体分泌的流动性影响血液供应的判断；膜外屏障的存在干扰了布朗运动，使得参数值不稳定。

综上所述，IVIM联合双参数MRI对前列腺癌的诊断效能较高，对鉴别前列腺癌及前列腺增生有重要参考价值。