超声磁共振融合成像在前列腺靶向穿刺活检中的应用进展

伍慧茹，马苏亚

前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤，欧美国家发病率高于亚洲国家，但亚洲国家病死率高于欧美国家。2020 年中国前列腺癌发病率约15.6/10 万人，新发病例超过11 万人，死亡人数超5 万人，仅1/3 的初诊前列腺癌患者属于临床局限性前列腺癌，初诊时患者已处于中晚期，导致中国前列腺癌患者的总体预后远差于西方国家，因此前列腺癌的早期诊断和治疗尤为重要。本文就前列腺穿刺的历史，超声成像技术、磁共振成像技术（MRI）及超声联合MRI 融合成像穿刺在前列腺穿刺活检中的应用进展进行综述。

1 前列腺穿刺的发展历史

前列腺穿刺活检是目前诊断前列腺癌的“金标准”，分为经会阴和经直肠两个路径。1922 年Barringer 等首先报道了直肠指检引导下的经会阴穿刺活检，直到1980 年经会阴前列腺穿刺都占据着主导地位。Astraidi 等于1937 年最早尝试并完成了直肠指检引导下的经直肠穿刺活检。1968 年Watanabe首先应用经直肠超声（TRUS）检查前列腺。1989 年Hodge等报道的TRUS引导下前列腺穿刺活检（6 点穿刺法）问世，其阳性率高于直肠指检引导下的前列腺穿刺。但6 点穿刺法对于在边缘带的肿瘤容易漏诊，于是出现了前列腺五区8 针、10 针、11 针及12针穿刺法，甚至14 针、16 针、18 针、21 针和24 针穿刺法。目前大多学者倾向于10～12 针系统性穿刺，既能保证较高检出率，提高了在Gleason评分上前列腺活检和前列腺根治术评分的相似程度，又能最大化的降低术后并发症的发生率。近年来，随着现代医学技术的发展，图像融合日益成熟，使靶向穿刺成为了可能，超声造影（CEUS）靶向穿刺活检、MRI 与TRUS 融合靶向穿刺活检及机器人引导穿刺活检等技术随之出现，提高了前列腺癌的检出率。

2 超声成像技术在前列腺穿刺活检中的应用

2.1 二维超声、CEUS 和弹性成像技术在诊断前列腺癌中的应用 前列腺癌二维超声上分为3 型，即单纯结节型、结节浸润性和弥漫浸润型，其中结节浸润性和弥漫浸润型均属弥漫型。结节浸润性是以前列腺周围区低回声区为主，边界不清，形态不规则；弥漫浸润型没有明显的结节，但前列腺正常结构改变，这两类病灶均与正常结构分界不清，尤其是当病灶较小时二维超声难以明确诊断。

CEUS可以增强前列腺肿瘤微血管的显影，有效区分前列腺肿瘤区域与正常组织，同时还可以实现对组织灌注的特征进行动态观察，弥补二维超声的不足。何杰灵等选取118 例疑似前列腺癌患者进行经直肠CEUS 引导下的穿刺，结果显示CEUS 能很好的反应良恶性肿瘤新分级分组，其差异性与前列腺癌的分级分组高低又有较好的一致性。

超声弹性成像诊断前列腺癌的基础是癌组织的硬度和正常组织存在差异。弹性成像引导下的前列腺穿刺是将二维图像与弹性图像双幅同时显示，测量弹性模量最大值进行穿刺。叶啸等选取疑似前列腺癌患者50 例，分别进行弹性成像和CEUS，穿刺活检后显示弹性成像技术在前列腺癌诊断中的准确率与CEUS 成像基本接近。在前列腺癌发病初期，影像学检查无明显肿瘤特征时，病灶硬度已经发生了改变，硬度明显大于正常前列腺组织，所以超声弹性成像引导下的穿刺活检在早中期前列腺癌风险分层中具有一定应用价值。但弹性成像技术在前列腺体积较大、病灶位置较深时，图像质量差，容易漏诊。

2.2 经直肠和会阴超声引导下前列腺穿刺活检 前列腺穿刺活检有经会阴和经直肠两种方法，二者的主要区别在于穿刺部位、穿刺路径和TRUS探头的扫查平面。在操作方式上，经直肠前列腺穿刺相对简单，耗时较短，一般无需局部浸润麻醉，穿刺针直接经直肠壁进入前列腺实质，但由于穿刺路线与外周带垂直，取得的外周带前列腺组织相对较少，移行带组织相对较多；经会阴前列腺穿刺相对复杂，需不断地转换探头平面，耗时多，需会阴皮下局部浸润麻醉，穿刺针在双平面经直肠探头引导下经会阴部皮肤进入前列腺实质，其穿刺路线平行于尿道，可以取得较多的外周带组织，还可以准确地区分前列腺的前、后半区和尖部，发现前半区和尖部的肿瘤。在并发症上，因经直肠穿刺是直接从直肠壁上进针，且直肠壁血管丰富，所以直肠出血、感染、发热、菌血症及脓毒血症的发生率比经会阴穿刺发生率高；但经会阴穿刺进针深度较深，离尿道较近，且会阴部神经分布较密集，所以血尿、会阴肿胀、尿潴留及疼痛的发生率比经直肠穿刺高。吴振权等通过对比425 例经会阴穿刺和133例经直肠穿刺，发现经会阴及经直肠穿刺在前列腺癌检出率上差异无统计学意义，但经会阴途径发生直肠出血风险更低。魏云飞等通过汇总255 例病例分析得出，在TRUS引导下不论是经直肠前列腺穿刺术还是经会阴前列腺穿刺术，在临床上都是安全可行的。

3 MRI 在前列腺穿刺活检中的应用

多参数磁共振成像（mp-MRI）是将常规扫描与功能序列相结合的新型MRI 检查方案，包括DWI、DEC、IVIM-DWI、DTI、DKI、PWI 及MRS 等。MRI动态增强扫描（DCE）是一种能直接反映组织血液动力学情况的影像检查方法，通过反映肿瘤血管通透性及灌注情况可对前列腺癌进行定性及定量诊断。DCE 时间-信号曲线（TIC 曲线）分3 型：流出型、平台型及流入型，前列腺癌以“流出型”曲线为主；由于前列腺癌组织内含有丰富的肿瘤血管，血管壁不成熟，通透性高，对比剂容易从血管进入组织内，也较易从组织进入血管腔内，呈“快进快出”表现。MRI扩散加权成像（DWI）是目前唯一一种能无创反映活体组织内水分子运动的影像成像技术，其表观扩散系数（ADC）能对病灶进行定量分析，前列腺癌细胞生长迅速，细胞密度增大，细胞间隙明显变窄，水分子运动明显受限，在DWI 上呈现高信号，ADC 值减低的表现。mp-MRI 对前列腺癌的诊断特异性和敏感性相对较高，目前已成为前列腺癌定性和定位诊断的最佳影像学方法之一。

直接在mp-MRI 引导下行前列腺靶向穿刺活检能利用mp-MRI 的优势，实时扫描显像的T2WI 序列信息与先前扫描的MRI 信息进行融合，然后对标记的高度怀疑区域进行靶向穿刺，可提高前列腺癌的检出率。此方法的优点在于能实时观察穿刺针的位置，提供最准确定位，只需几针即可。但MRI 引导下的前列腺穿刺对医生的专业技术要求高，需要经过专门的培训，设备昂贵，操作复杂，耗时长，因此在临床上广泛推广有一定难度。

4 超声磁共振融合成像在前列腺穿刺活检中的应用

4.1 超声与磁共振融合成像的穿刺活检方法 超声与磁共振融合成像的前列腺穿刺活检术分为认知融合穿刺（COG-TB）和图像融合穿刺（FUS-TB）。COGTB 是指穿刺前行mp-MRI 检查并定位和标记出可疑病变，操作者将标记的可疑病变图像主观认知融合至超声中行靶向穿刺活检。FUS-TB 是使用特定的MRI-TRUS 计算机软件设备或平台将MRI 图像及超声图像融合，大致分为两种融合方式，即刚性融合和弹性融合。刚性融合指利用融合软件或平台将mp-MRI图像覆盖到TRUS 图像上，不需要调整由于患者移动或者探头位置导致前列腺变形，弹性融合可以调整这种变形，因此认为弹性融合比刚性融合更加精确。

COG-TB 与FUS-TB 相比较，COG-TB 操作简单，无需借助其他额外的穿刺硬件或设备。研究表明，增加COG-TB 穿刺针数能提高诊断效能，但COG-TB 在医生技术水平及专业知识方面要求较高，对操作者依赖性强；FUS-TB 对操作者依赖性低，但在前期成本投入较高，对MRI图像与超声融合的质量要求也高，如图像分割不准确、人工配准不准确或操作过程中前列腺移位等均会导致配准误差，且前列腺模型目前无法统一，软件变量较大，会影响该方法对前列腺癌的检出。

4.2 超声磁共振融合成像穿刺活检在临床上的应用目前超声磁共振融合成像穿刺活检在临床上多与系统穿刺联合使用，白红松等通过235 例研究认知融合靶向穿刺与系统穿刺的差异性得出，二者对前列腺癌检出率差异无统计学意义，靶向穿刺不能代替系统穿刺，但二者结合可提高前列腺癌的检出率。胡正明等通过分析119 例融合穿刺与系统穿刺的差异得出，融合靶向穿刺单针阳性率高于系统穿刺，融合靶向穿刺漏诊的多为临床无意义前列腺癌，而系统穿刺漏诊的多为临床显著前列腺癌。李德润等回顾性分析614 例前列腺融合靶向穿刺患者得出，MRI-TRUS 有望减少穿刺针数，并能提供更多肿瘤组织。Bhavan 等通过分析大量关于融合穿刺的研究结果得出，经会阴融合穿刺能更好的检测临床显著前列腺癌，并降低并发症。韩泽潮等研究发现融合穿刺活检能提高Gleason 评分＞7 的前列腺癌检出率，对检出临床显著癌有重要意义。孔凡雷等通过分析150 例前列腺穿刺患者数据得出，融合导航穿刺获得的前列腺组织标本Gleason 分级准确性高，可以增加高危前列腺癌的检出率，为临床治疗决策的制定提供客观依据。随着现代科技的发展，MRITRUS 图像融合与机器人结合是目前前列腺靶向穿刺研究最前沿的领域之一。德国Kroeing 等报道了MRI-TRUS 图像融合与机器人引导的经会阴靶向穿刺和系统穿刺对前列腺癌检出率的比较研究，发现两者检出率并没有太大差异，但前者穿刺针数是后者的一半，虽然目前实验结果不理想，这主要与实时超声图像与MRI 图像融合的算法尚不成熟有关。

总之，超声与磁共振图像融合引导的靶向穿刺在保证了对前列腺癌诊断价值的基础上，减少了穿刺针数，减轻了患者的痛苦，同时还提高了Gleason评分，提高了有临床意义前列腺癌的检出率，避免了过度诊断及过度治疗。

4.3 超声与磁共振融合成像穿刺活检的优势与局限性 超声与磁共振融合成像穿刺优势在于融合成像穿刺针数较少，并发症少，单针阳性率高，对病灶定位准确性更高，更易于检出临床显著前列腺癌，减少对临床无意义前列腺癌的过度诊疗，对前列腺癌的分期也更有帮助，为临床制定诊疗计划提供了良好的依据。

超声与磁共振融合成像主要存在的问题在于操作中前列腺位置的移动，包括因MRI 线圈，超声探头压迫造成的变形，患者因呼吸、疼痛等原因导致的移动，以及穿刺枪等金属对磁感应定位器的干扰等引起的位置移动。

5 展望

目前超声与磁共振图像融合引导下的前列腺靶向穿刺尚未在临床上大规模开展，也存在上述局限性，但其诊断价值是明确的。随着人工智能和图像融合算法等技术的发展，超声与磁共振融合和机器人联合引导的靶向穿刺，超声与人工神经网络联合引导的靶向穿刺，将进一步促进前列腺靶向穿刺技术的发展与成熟。

(参考文献略，读者需要可向编辑部索取)