动态增强磁共振成像联合扩散峰度成像对前列腺癌的评估价值

吴迪，吴西豪，李依明

(商丘市第一人民医院 放射科，河南 商丘 476000)

核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)是多种肿瘤的术前诊断手段。但前列腺炎症、钙化、出血也可表现为外周带内低信号，增加了前列腺病变的诊断难度，仅行常规MRI检查有一定误诊率或漏诊率[1]。动态增强磁共振成像(dynamic contrast enhanced MRI，DCE-MRI)可反映血管通透性及灌注情况，进而评估肿瘤血管生理特征，对鉴别前列腺病变良恶性有一定价值[2]。此外，扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)可分析水分子，进而反映组织微观结构改变，利于为病灶性质鉴别提供可参考的意见[3]。基于此，本研究旨在进一步分析DCE-MRI联合DKI对前列腺癌的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料回顾性分析商丘市第一人民医院2019年1月至2021年1月收治的115例前列腺病变患者的临床资料，年龄52～68岁，平均(59.14±5.72)岁；前列腺增生93例，前列腺癌22例；入院时国际前列腺症状评分(international prostate symptom score，IPSS)[4]12～24分，平均(18.59±4.12)分；血清前列腺特异性抗原(prostate specific antigen，PSA)5.7～68.6 μg·L-1，平均(29.85±6.71)μg·L-1。

1.2 入选标准(1)纳入标准：①符合前列腺病变的诊断标准[5]，经手术标本病理学检查确诊；②为初次发病；③MRI影像学资料完整。(2)排除标准：①检查前接受过放射治疗或内分泌治疗；②检查前已行前列腺穿刺活检；③获取图像伪影较重或质量较差；④有多发病变，影响图像观察。

1.3 检查方法

1.3.1仪器 仪器选用美国GE公司Discovery MR 750 3.0 T超导全身磁共振扫描仪，射频发射线圈为体线圈，接收线圈为8通道相控阵线圈，扫描中心为耻骨联合处，扫描前患者需饮水充盈膀胱，取仰卧位，调整呼吸，于双外耳道置入耳塞，以减轻不适。

1.3.2常规MRI扫描 轴位T1加权成像(T1weighted image，T1WI)，扫描参数：重复时间(time of repetition，TR)726 ms，回波时间(time of echo，TE)7 ms，层厚4 mm，层距0.4 mm，视野(field of view，FOV)为46 cm×46 cm，矩阵320×224，翻转角(flip angle，FA)为90°，扫描时长为130 s。三方位T2加权成像(T2weighted image，T2WI)，扫描参数：层厚4 mm，层距0.4 mm，TR为5 338 ms，TE为99 ms，FOV为22 cm×22 cm，矩阵288×224，FA为90°，扫描时长为163 s。轴位脂肪抑制T2WI，扫描参数：层厚为4 mm，层距为0.4 mm，TR为6 058 ms，TE为102 ms，FOV为22 cm×22 cm，矩阵288×192，FA为90°，扫描时长为154 s。

1.3.3DCE-MRI扫描 注射对比剂前，先进行1个周期扫描，所得图像视为蒙片，经肘静脉高压注射轧喷替酸葡甲胺对比剂0.2 mmol·kg-1、生理盐水20 mL，注射速率为3 mL·s-1，注射同时行第2周期扫描，每周期收集30幅图像，进行75个周期扫描，扫描时长为313 s。扫描参数：层厚3 mm，层距0 mm，TE为104 ms，TR为4 000 ms，FOV为180 cm×180 cm，矩阵384×384，FA为90°，层数为21，回波链长度18。采集时间178 s。

1.3.4DKI扫描 行扩散加权成像和DKI检查，扩散加权成像参数：FOV为30 cm×30 cm，TR为3 600 ms，TE为54 ms，层间距1 mm，层厚3 mm，矩阵160×160，激励次数为4，b=0、1 000 s·mm-2。DKI参数：FOV为30 cm×30 cm，TR为4 500 ms，TE为103 ms，层间距0，层厚3 mm，矩阵128×128，激励次数2，b=0、1 000、2 000 s·mm-2。对非0b值施加15个互相垂直方向的扩散敏感梯度场。

1.3.5图像处理 将数据上传至GE AW4.5工作站，采用Functool处理，由2名影像科副主任医生进行诊断，测量DCE-MRI参数，包括血管外细胞外间隙容积比(extracellular volume fraction，Ve)、速率常数(rate constant，Kep)、容量转移常数(volumetransfer constant，Ktrans)。生成DKI参数，包括轴向峰度(axial kurtosis，AK)值、平均峰度(mean kurtosis，MK)值、径向峰度(radial kurtosis，RK)值、平均扩散(mean diffusion，MD)值、各向异性分数(fractional anisotropy，FA)值。勾选感兴趣区，避开尿道、血管、钙化区域。测得感兴趣区面积大小，计算表观弥散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)值。

1.4 评价指标以手术标本病理学检查结果为“金标准”，将患者分为前列腺增生组与前列腺癌组，比较两组DCE-MRI及DKI各参数，分析DCE-MRI联合DKI对前列腺病变的诊断效能。

2 结果

2.1 手术标本病理学检查结果经手术标本病理学检查结果显示，115例前列腺病变患者中，有45例(39.13%)前列腺癌，有70例(60.87%)前列腺增生。

2.2 DCE-MRI各参数前列腺癌组Kep、Ktrans高于前列腺增生组(P<0.05)；两组Ve比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组DCE-MRI各参数比较

2.3 DKI各参数前列腺癌组AK、MK、RK高于前列腺增生组(P<0.05)；两组MD、FA、ADC比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 两组DKI各参数比较

2.4 DCE-MRI联合DKI对前列腺病变的诊断效能将DCE-MRI参数Kep、Ktrans及DKI参数AK、MK、RK作为检验变量，将前列腺病变情况作为状态变量(前列腺癌=“1”，前列腺增生=“0”)，采用SPSS 24.0绘制ROC，检验单项参数对前列腺病变的诊断效能，并采用SPSS 24.0的转换功能，将5个单项参数转化为联合参数，分析DCE-MRI联合DKI对前列腺病变的诊断效能，结果显示，Kep、Ktrans、AK、MK、RK单项参数诊断前列腺病变的AUC均>0.80，有中等诊断效能，DCE-MRI联合DKI诊断前列腺病变的AUC为0.974，有高诊断效能。见表3。

3 讨论

因前列腺癌发病早期无明显症状，仅有轻微会阴部不适、坠胀及疼痛等症状，临床诊断难度较大。既往临床将病理学检查作为诊断前列腺病变的金标准，但穿刺可造成创伤，术前不主张实施穿刺活检[6]。而术后检查具有滞后性，术前若能明确患者病灶性质，则能优化手术方案，降低患者预后不良风险。

对前列腺病变患者行影像学检查有一定优势，可采用手段包括CT、彩超、MRI等，MRI检查速率快，分辨率高，无电离辐射，在临床中应用广泛。本研究结果显示，前列腺癌组Kep、Ktrans高于前列腺增生组，说明DCE-MRI在前列腺病变诊断中有一定价值。分析原因在于，前列腺癌组织微血管密度高，在MRI检查中表现为血流灌注增强、血管密度增加，但单独凭借血流特征尚无法有效鉴别前列腺病变性质。DCE-MRI定量分析可通过Tofts-Kermode模型扩展的双室模型进行计算，得出参数，各参数可评价肿瘤血管的生理学特征[7]。Kep水平高低与微血管密度或渗漏有关，主要反馈对比剂从组织间隙进入血管的量；Ktrans水平高低与毛细血管渗透性、表面积、血流量有关，主要反映对比剂从血液进入组织间隙的转运容积[8]。两者水平升高可说明患者血管生成速率快，内皮细胞间隙加大，微血管、毛细血管渗漏较高，血流灌注升高。而上述特征是恶性肿瘤的主要特征，因此Kep、Ktrans高多见于前列腺癌，可为鉴别前列腺病变性质，及早诊断患者病情提供可借鉴的意见。

前列腺癌组AK、MK、RK高于前列腺增生组，说明DKI在前列腺病变诊断中有一定价值。分析原因在于，扩散加权成像是传统扩散技术，原理为高斯扩散模型，通过分析水分子扩散情况，评估病灶特征，可在一定程度上鉴别病灶与正常组织，但良性及恶性病变组织水分子扩散与较多因素有关，造成常规的扩散加权成像诊断尚有局限[9]。DKI在传统扩散加权技术上进行改进，将水分子呈非高斯分布扩散，可更为准确地分析组织水分子扩散受限程度，并反映不均质性，进而更为科学地反映组织微观结构改变[10]。各参数中，AK、MK、RK水平高低均与感兴趣区组织的结构复杂程度有关。AK值低，组织越趋向于各向同性扩散，而AK值越高，可反馈为组织结构越紧密；MK值高，非正态分布水分子扩散受限，反馈为组织结构复杂；RK主要反馈扩散正交方向上峰度的平均值，扩散受限主要在径向，RK值高，径向非正态分布水分子扩散受限[11]。因此AK、MK、RK水平高可反馈为水分子扩散受限显著，病灶恶性程度高。

绘制ROC曲线发现，DCE-MRI联合DKI诊断前列腺病变的AUC>0.90，有高诊断效能，临床可将DCE-MRI联合DKI在前列腺病变患者中推广应用。因本研究未观察CT、彩超等检查手段对前列腺病变患者的诊断效能，结论尚有局限，未来还可结合多项诊断方法，进一步提高前列腺病变的诊断准确度。

综上所述，前列腺良性病变患者与恶性病变患者MRI多项参数有明显差异，DCE-MRI联合DKI对前列腺癌有高诊断效能，值得临床推广应用。