DCE-MRI灌注指標與MR DWI ADC值在前列腺癌患者中的關系分析

崔 凌 莊偉雄 文海忠

目前，前列腺癌(prostate cancer，PCa)在我國老年男性中的發病率逐年上升。有研究表明［1］，聯合應用動態對比增強 MRI(dynamic contrast-enhanced MRI，DCE-MRI)和擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)更有利于提高前列腺癌早期診斷的特異性和敏感性。在此次研究中，我們探討DCE-MRI灌注指標與DWI ADC值的相關關系，從而研究前列腺癌組織惡性增殖同微循環灌注水平之間的關系。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取本院2007年3月至2013年6月收治入院的前列腺癌患者53例，且均經病理組織切片活檢確診。其中年齡為46～87歲，平均為(73.6±9.3)歲。患者血清前列腺特異性抗原(PSA)升高在0.63～97 ng/ml，平均為(43.17 ±35.35)ng/ml。患者入院后均行DWI和肝臟快速容積采集序列(liver acquisition with volume acceleration，LAVA)動態增強掃描;臨床分期:B期13例，C期18例，D期22例。

1.2 儀器與方法

采用Siemens Avanto 1.5 T磁共振掃描儀，心臟相控線圈。整個前列腺、精囊腺部位的軸位T1WI、和冠狀位脂肪抑制快速自旋回波(FSE)T2WI掃描以及全盆腔掃描(從而判斷是否發生盆腔淋巴結轉移)均屬于常規掃描序列。動態增強掃描時通過手背淺表靜脈按照0.2 ml/kg體質量和 2.5 ml/s的流率團注 1.0 mmol/ml的Gd-DTPA和0.9%的生理鹽水20 ml后行軸位 LAVA 增強掃描。TE 1.2 ms，TR 2.7 ms，矩陣272 ×160，視野40 cm ×36 cm，層厚 4.0 mm，層數 660層，單期掃描時間約3.338 s，總共掃描時間在183 s左右，連續掃描55期，范圍包括整個前列腺和精囊腺。DWI檢查中則特別針對前列腺的薄層進行掃描，使用單次激發EPI序列采集圖像。擴散敏感系數(b值)采用0 和750 s/mm，TR 3 300 ms，TE 69 ms，矩陣 128 ×128，視野261 ×380，層間隔1 mm，層厚4 mm，平均次數4，掃描時間為1 min 4 s。

1.3 影像學分析

根據病理活檢結果在DWI和DCE-MRI圖像上兩側外周帶癌區和非癌區感興趣區(ROI)，且盡量避免周圍的脂肪、血管和鈣化組織結構，呈橢圓形位于外周帶內［2］。對DCE-MRI繪制出ROI內的信號強度-時間(signal intensity-time，SI-T)曲線，并計算最快強化率(Rmax)、達峰時間(Tmax)和最大強化程度(SImax)。其中Tmax表示曲線由初始強化至峰值所需時間。SImax=(曲線峰值信號強度-初始信號強度)/初始信號強度×100%;Rmax=(曲線峰值信號強度-初始信號強度)/Tmax×100%。而對 DWI則測量不同 ROI內的 ADC值，患者隨機進行3次測量后取其均值。

1.4 統計學分析

將所得數據用SPSS 16.0統計處理軟件進行統計學分析，統計結果統一以(s)的形式表示。對于前列腺癌兩側外周帶癌區和非癌區DCE-MRI灌注指標和ADC值比較采用t檢驗，而兩者的相關性則進行Person相關分析，P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 非癌區同癌區的DCE-MRI灌注指標和ADC值上的比較

在DCE-MRI的表現中，大部分癌灶的影像學表現為在早期即有快速和明顯的強化，在Tmax、SImax和Rmax等指標上同非癌區相比，差異顯著，具有統計學意義(P＜0.05)。DWI上除了部分癌區影像學表現為比正常前列腺外周帶略高的信號，其余均表現為明顯的高信號，而反映在ADC圖像上則為明顯的低信號。前列腺非癌區和癌區ADC值分別為(1.59±0.11)×10－3mm2/s和(0.88 ±0.16)×10－3mm2/s，兩者差異顯著具有統計學意義。見表1。

表1 非癌區同癌區的DCE-MRI灌注指標和ADC對比(s)

表1 非癌區同癌區的DCE-MRI灌注指標和ADC對比(s)

區域 例數 Tmax/s SImax/% Rmax/% ADC值/(mm2·s－1)前列腺癌癌區 113 16.87 ±3.25 1.58 ±0.24 9.27 ±2.26 (0.88 ±0.16)×10－3非癌區 32 33.18 ±12.27 1.19 ±0.16 3.89 ±1.47 (1.59 ±0.11)×10 －3 t值 －6.99 7.43 14.27 －19.76 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.01

2.2 不同Gleason評分間DCE-MRI灌注指標比較

不同Gleason評分癌區之間的Tmax、SImax和Rmax之間的差異顯著具有統計學意義。表明前列腺癌區組織異型性越高，癌組織中所生成的血管越多，血液供應也就越多。見表2。

2.3 癌區DCE-MRI灌注指標與ADC值的相關性比較

SImax同 ADC 值呈負相關(γ = －0.28，P ＜0.01);Tmax同 ADC 值呈正相關(γ =0.49，P ＜0.01);Rmax同ADC 值呈負相關(γ= －0.41，P ＜0.01)。

表2 不同Gleason評分間DCE-MRI灌注指標比較(s)

表2 不同Gleason評分間DCE-MRI灌注指標比較(s)

Gleason評分 例數 Tmax/s SImax/% Rmax /%2～6分18 19.88 ±3.57 1.42 ±0.15 7.46 ±1.77 7 分 17 16.01 ±1.82 1.53 ±0.18 9.65 ±1.76 8 ～10 分 16 15.52 ±2.69 1.68 ±0.27 10.55 ±2.43 F值17.44 8.66 13.87 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

3 討論

DCE-MRI的原理為使用Gd-DTPA等釓類對比劑通過前臂靜脈團注后，從血管達到組織內，使得其信號強化達到峰值。當對比劑在組織中逐漸吸收、排泄，先形成穩定的平衡階段，隨后信號強度便逐漸下降［3-4］。癌灶信號強度大小基本由血管數量和通透性所決定。增強MRI的強化過程往往可以通過SI-T曲線來表示，其反應信號強度變化同時間變化之間的關系，從而在一定程度上反映癌灶血管生成功能和血流動力學變化，是評估腫瘤微循環病理狀況的方式［5］。

DWI通過檢測組織細胞中的水分子擴散運動特征進行成像，從而反映體內水分子的運動狀況［6］。擴散運動越劇烈，擴散系數就越大，相應地DWI信號則越弱，但擴散系數極易受到被檢測者血液渦流等因素的干擾并不穩定［7］。因此，往往使用ADC值取代擴散系數用以表示DWI上所測得的生物組織擴散系數。ADC值的數值越大，表示水分子在組織內擴散越快，表現在ADC圖上的信號越強，呈白色。

正常前列腺組織在外周帶中主要以腺體成分為主，而間質則相對較少并且分布并不緊密，故此在動態增強掃描的初期強化較弱，并且信號增強速度緩慢，而中央區組織因排列緊密故此初期強化明顯，信號上升速度快，峰值強度遠高于外周帶。有研究表明［8］，正常前列腺組織與癌灶以及不同Gleason評分癌區之間的Tmax、SImax和 Rmax之間的差異顯著，具有統計學意義。表明前列腺癌區組織異型性越高，癌組織中所生成的血管越多，血液供應也就越多。在此次研究中，非癌區與癌區、不同Gleason評分癌區之間的Tmax、SImax和Rmax等指標之間差異顯著，均具有統計學意義(P＜0.05)，同上述觀點一致。

正常前列腺外周帶中有非常豐富的腺體結構和組織，排列規則，水分子擴散運動范圍廣，不會受到任何制約;而癌變病灶中由于腫瘤細胞快速增殖，腫瘤細胞排列非常緊密，導致細胞外間隙減少，核漿比高于正常細胞，且間質成分較少，故此含水量較少且擴散運動受到限制，ADC值低于正常組織。在此次研究中，前列腺非癌區 ADC 值為(1.59 ±0.11)×10－3mm2/s，顯著低于癌區 ADC 值(0.88 ±0.16)×10－3mm2/s。

有實驗研究表明［9］，前列腺組織中血管內皮生長因子(VEGF)的表達水平同Tmax呈負相關，而同DCEMRI的強化速率和程度則呈正相關。揭示腫瘤細胞的增殖水平與癌組織中的血液循環豐富程度聯系緊密。當腫瘤細胞快速增殖侵潤時，其合成的VEGF就越多，從而誘導病灶中微血管大量生成，微循環組織灌注和滲透水平越高。而相應地，微循環的血流量越豐富，所帶來的營養也越豐富，有助于腫瘤細胞快速增殖、浸潤以及遠處轉移，Gleason評分也就越高。兩者相互作用和影響，形成一種惡性循環［10］。

綜上所述，前列腺癌的ADC值和DCE-MRI的灌注指標具有相關關系，能夠從影像學的角度上評估腫瘤微循環的病理狀況，反映出腫瘤細胞增殖能力同腫瘤微循環之間的關系。此外，DCE-MRI和DWI兩種影像學技術聯合應用在前列腺癌的早期診斷和分期中具有重要價值，為制定臨床治療方案提供參考依據。

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