3.0T MR弥散加权成像参数联合在鉴别前列腺癌及Gleason分级中的应用

刘天笑　李琪　贺曦　周晶

【摘要】 目的：分析3.0T MR彌散加权成像（DWI）参数联合在鉴别前列腺癌及Gleason分级中的应用价值。方法：纳入2020年1月—2022年12月萍乡市人民医院收治的90例前列腺疾病患者进行回顾性分析，其中42例前列腺癌患者纳入癌症组，48例良性前列腺增生患者纳入增生组，所有患者均实施磁共振成像（MRI）检查。评估癌症组患者Gleason分级，并根据Gleason分级将其分为高分化组、中低分化组。比较癌症组与增生组DWI参数[信号强度（SI）、表观弥散系数（ADC）、指数表观弥散系数（eADC）]，以受试者操作特征（ROC）曲线评估DWI参数联合诊断前列腺癌的价值；比较高分化组与中低分化组患者的DWI参数（SI、ADC、eADC），以ROC曲线评估DWI参数联合诊断高分化前列腺癌的价值。结果：癌症组患者SI、eADC均显著高于增生组，ADC显著低于增生组（P<0.05）；ROC曲线中，SI、ADC、eADC联合诊断前列腺癌的曲线下面积（AUC）为0.852，敏感度为78.57%，特异度为79.17%。高分化组SI、eADC均显著低于中低分化组，ADC高于中低分化组（P>0.05）；ROC曲线中，SI、ADC、eADC联合诊断高分化前列腺癌的AUC为0.970，敏感度为94.74%，特异度为91.30%。结论：DWI参数联合诊断前列腺癌具有较高价值，可作为临床诊断前列腺癌和判断其分化程度的依据。

【关键词】 弥散加权成像 前列腺癌 Gleason分级 表观弥散系数

Application of 3.0T MR Diffusion Weighted Imaging Parameters Combination in Identification of Prostate Cancer and Gleason Grade/LIU Tianxiao， LI Qi， HE Xi， ZHOU Jing. //Medical Innovation of China， 2023， 20（33）： -129

[Abstract] Objective： To analyze the application value of 3.0T MR diffusion weighted imaging （DWI） parameters combination in identification of prostate cancer and Gleason grade. Method： A total of 90 patients with prostate diseases admitted to Pingxiang People's Hospital from January 2020 to December 2022 were analyzed retrospectively. Among them， 42 patients with prostate cancer were included in the cancer group and 48 patients with benign prostatic hyperplasia were included in the hyperplasia group. All patients underwent magnetic resonance imaging （MRI）. Gleason grade of patients in cancer group were evaluated， and the patients were divided into high differentiation group and medium-low differentiation group according to Gleason grade. DWI parameters [signal strength （SI）， apparent diffusion coefficient （ADC）， exponential apparent diffusion coefficient （eADC）] were compared between cancer group and hyperplasia group. The value of DWI parameters combination in the diagnosis of prostate cancer was evaluated by receiver operating characteristic （ROC） curve. DWI parameters （SI， ADC， eADC） were compared between high differentiation group and medium-low differentiation group. The value of DWI parameters combination in the diagnosis of high differentiation prostate cancer was evaluated by ROC curve. Result： SI and eADC in cancer group were significantly higher than those in hyperplasia group， and ADC was significantly lower than that in hyperplasia group （P<0.05）. In the ROC curve， the area under the curve （AUC） of SI， ADC and eADC combination diagnosis of prostate cancer was 0.852， the sensitivity was 78.57%， and the specificity was 79.17%. SI and eADC in high differentiation group were significantly lower than those in medium-low differentiation group， and ADC in high differentiation group was higher than that in medium-low differentiation group （P>0.05）. In ROC curve， the AUC of SI， ADC and eADC combination diagnosis of high differentiation prostate cancer was 0.970， the sensitivity was 94.74%， and the specificity was 91.30%. Conclusion： DWI parameters combination have high value in the diagnosis of prostate cancer， and can be used as the basis for clinical diagnosis and differentiation degree of prostate cancer.

[Key words] Diffusion weighted imaging Prostate cancer Gleason grade Apparent diffusion coefficient

First-author's address： Pingxiang People's Hospital， Jiangxi Province， Pingxiang 337000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2023.33.029

前列腺癌为男性泌尿系统常见恶性肿瘤，是泌尿系统研究重点领域之一，早期筛查诊断、组织学分级评估等对临床制订诊疗方案至关重要，有效治疗可改善患者预后，提高其5年生存率。临床筛查诊断前列腺癌包含直肠指诊、前列腺特异性抗原（PSA）检查、直肠B超等，但其难以评估前列腺癌分级情况，不利于临床确定治疗方案[1-2]。3.0T MR弥散加权成像（DWI）为磁共振成像（MRI）中最常用的成像方法，已广泛用于多种类型疾病的早期检查诊断中，具有较高诊断效能[3]。DWI检查可了解患者前列腺组织水分子扩散情况，进而对前列腺病灶定性，对恶性组织分级进行评估，对指导临床诊疗、预测患者预后具有重要意义[4]。本次研究选取萍乡市人民医院前列腺疾病患者90例，分析DWI参数联合诊断前列腺癌及Gleason分级的价值，结果汇报如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入2020年1月—2022年12月本院收治的90例前列腺疾病患者。纳入标准：经穿刺病理活检，增生组患者确诊为良性前列腺增生，癌症组患者确诊为前列腺癌[5]；前列腺癌患者检查前未进行放化疗等任何治疗；临床资料完整。排除标准：因病灶体积过小等无法准确勾勒病灶；病理检查穿刺部位与DWI等检查部位不匹配；合并其他部位恶性肿瘤；合并其他前列腺疾病；存在前列腺手术史。42例前列腺癌患者纳入癌症组，48例良性前列腺增生患者纳入增生组。本研究经本院伦理委员会审批。

1.2 方法

DWI检查：使用Siemens 3.0T磁共振扫描仪器进行检查。检查前6 h护理人员叮嘱患者禁食，指导患者饮水，保持膀胱处于半充盈状态；患者以仰卧位，足先进，均匀平稳呼吸，加腹带抑制呼吸运动伪影；扫描位置为耻骨联合上方2 cm处，扫描参数：b值取0、800 s/mm2，重复时间（TR）4 000 ms，回波时间（TE）72 ms，视野（FOV）200 mm，层厚4.0 mm，矩阵140×100，无扫描间隔，激励次数1次，收集到的图像数据传输至电脑，经电脑自动计算出信号强度（SI）、表观弥散系数（ADC）、指数表观弥散系数（eADC）。

Gleason分级标准：根据文献[6]进行评估，由于穿刺通常为3针穿刺，各条穿刺组织可能存在分级不一的情况，因此通常实施综合评分，即Gleason总分=主要分级+次要分级，若级别相同，则倍加。Gleason总分为10分，2～4分表示高分化，5～7分表示中分化，8～10分表示低分化或未分化。

1.3 观察指标

（1）比较癌症组与增生组患者DWI参数（SI、ADC、eADC）。（2）以受试者操作特征（ROC）曲线评估SI、ADC、eADC联合诊断前列腺癌的价值。（3）比较不同Gleason分级患者DWI参数（SI、ADC、eADC）。（4）以ROC曲线评估SI、ADC、eADC联合诊断高分化前列腺癌患者的价值。

1.4 统计学处理

以SPSS 22.0分析数据。（x±s）表示计量资料，比较行t检验；率（%）表示计数资料，比较行字2检验。组别赋值“癌症组”=1，“增生组”=0，“高分化组”=1，“中低分化组”=0，将SI、ADC、eADC评分录入，计入logistic回归模型，SI、ADC、eADC为协变量，得出预测概率，以预测概率为联合诊断评估诊断效能；将SI、ADC、eADC及联合诊断录入，绘制ROC曲线，读取曲线下面积（AUC）、95%置信区间（95%CI）、敏感度、特异度、截断值。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 癌症组与增生組患者一般资料比较

癌症组患者年龄37～71岁，平均（54.16±8.23）岁；血清PSA平均（31.29±5.53）ng/mL。增生组患者年龄35～73岁，平均（54.98±8.41）岁；血清PSA平均（15.26±3.37）ng/mL。两组患者年龄比较，差异无统计学意义（P>0.05），血清PSA水平比较，差异有统计学意义（P<0.05）。

2.2 癌症组与增生组患者DWI参数比较

癌症组患者SI、eADC均显著高于增生组，ADC显著低于增生组（P<0.05），见表1。

2.3 DWI参数联合诊断前列腺癌的价值

ROC曲线中，SI、ADC、eADC联合诊断前列腺癌的AUC为0.852，敏感度为78.57%，特异度为79.17%，见表2、图1。

2.4 不同Gleason分级患者DWI参数比较

高分化组患者SI、eADC均显著低于中低分化组，ADC高于中低分化组（P<0.05），见表3。

2.5 DWI参数联合诊断高分化前列腺癌患者的价值

ROC曲线中，SI、ADC、eADC联合诊断高分化前列腺癌患者的AUC为0.970，敏感度为94.74%，特异度为91.30%，见表4、图2。

3 讨论

前列腺癌多发于50岁以上人群，我国前列腺癌发病率逐年增长，且早期前列腺癌症状不典型，易误诊为良性前列腺病变，部分患者确诊时前列腺癌已进展至中晚期，治疗效果及预后较差[7-8]，因此需研究有效诊断方式，尽早发现诊断前列腺癌，以延长患者生存时间。

MRI成像是根据能量在物质内部不同结构环境中不同表现、衰减情况，以及磁场电磁波绘制组织结构图像，已在乳腺癌等多种恶性肿瘤疾病诊断中广泛应用[9-10]。DWI序列为MRI检查常用序列，可无创检测人体组织内部水分子弥散运动情况，并通过水分子弥散运动情况观察细胞组织[11]。SI、ADC、eADC均为DWI检查参数，其中ADC、eADC可反映水分子扩散运动范围及速度，而癌变组织与非癌变组织见存在信号差异，SI可反映细胞组织信号强度，进而鉴别癌变组织及非癌变组织[12-13]。本次研究结果中，癌症组患者SI、eADC均显著高于增生组，ADC显著低于增生组；ROC曲线中，SI、ADC、eADC联合诊断前列腺癌的AUC为0.852，敏感度为78.57%，特异度为79.17%，说明DWI参数联合诊断前列腺癌具有较高价值，当SI≥164.77%、eADC≥0.41、ADC≤1.21×10-3 mm2/s时，可诊断为前列腺癌。原因在于前列腺组织由间质与实质组成，间质包含平滑肌结缔组织等，实质由导管等组成，正常前列腺组织由于导管等结构丰富，其水分子扩散运动自由度较高。当发生病变时，病变组织内水分子扩散运动受到限制，自由度降低，而前列腺癌的肿瘤细胞增殖速度快，细胞体积小，细胞排列紧密，导致细胞外间隙小，组织中含水量少，因此前列腺癌组织中水分子扩散运动受到明显限制，故ADC降低，eADC及SI提高[14-15]。由于ADC不仅受到水分子扩散状态影响，也受到微循环灌注、T2投射效应影响，单纯评估ADC诊断存在一定误诊风险，而eADC不受T2穿透效应影响，故DWI参数联合诊断可避免单一参数诊断导致的误诊漏诊风险，提高诊断效能，为临床早期诊断前列腺癌提供影像学依据[16]。

Gleason分级是经组织病理活检后，根据前列腺癌分化程度进行评分，多用于判断细胞侵袭能力及预测患者预后情况，Gleason总分2～4分为高分化前列腺癌，肿瘤细胞侵袭能力较弱，经手术等治疗后，复发转移风险较低，患者预后通常良好；Gleason总分4分以上中低分化前列腺癌，细胞侵袭能力较强，治疗后复发、淋巴结转移风险较高，患者预后通常较差[17-18]。本次研究结果中，高分化组患者SI、eADC均显著低于中低分化组，ADC高于中低分化组；ROC曲线中，SI、ADC、eADC联合诊断高分化前列腺癌患者的AUC为0.970，敏感度为94.74%，特异度为91.30%，提示DWI参数联合诊断高分化前列腺癌患者的价值理想，当SI≤165.66%、eADC≤0.42、ADC≥0.96×10-3 mm2/s时，提示为高分化。原因在于，Gleason分级是以肿瘤组织结构情况为基础进行评分，评分升高代表组织结构变化为肿瘤组织边界由清晰至模糊，浸润接近正常组织至完全取代正常组织，组织结构细胞紧密排列至排列疏松最终完全消失，随着Gleason分级升高，正常腺体组织越少，肿瘤细胞越密集，水分子扩散范围及速度愈加受限，因此ADC降低[19-20]。但有研究认为，单纯依据ADC评估Gleason分级存在偏差，因为ADC受到诸多因素影响，b值、磁共振设备等均对ADC存在影响，而DWI参数联合中，SI可观察前列腺癌组织信号情况，有效帮助观察癌变组织范围，联合eADC值可有效避免其他因素影响，因此DWI参数联合可有效评估Gleason分级[21]。

本次研究仍存在一定局限性，如样本量不足，Gleason各分级例数均较少；b值取值较少，未进行多个b值ADC计算；未进行大范围多值DWI扫描，可能造成扫描组织偏倚；且Gleason分级为穿刺活检，未进行手术肿瘤大体切片，受到穿刺操作者技术、穿刺准确度等因素影响，可能对Gleason分级造成一定影响，可为下一步深入研究提供方向。

综上所述，DWI参数联合在诊断前列腺癌、Gleason分级中均具有较高诊断价值，SI、ADC、eADC是诊断前列腺癌及Gleason分级的有效参数，为临床诊治及预估患者预后提供依据。

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