不同b值時正常前列腺ADC值變化與年齡相關性研究

張方璟，朱記超，陳燕萍

（1.南方醫(yī)科大學附屬深圳市婦幼保健院放射科，廣東 深圳　518028；2.深圳市龍崗中心醫(yī)院醫(yī)學影像科，廣東 深圳　518116；3.南方醫(yī)科大學附屬南方醫(yī)院影像中心，廣東 廣州　510515）

不同b值時正常前列腺ADC值變化與年齡相關性研究

張方璟1，朱記超2，陳燕萍3

（1.南方醫(yī)科大學附屬深圳市婦幼保健院放射科，廣東 深圳518028；2.深圳市龍崗中心醫(yī)院醫(yī)學影像科，廣東 深圳518116；3.南方醫(yī)科大學附屬南方醫(yī)院影像中心，廣東 廣州510515）

目的：通過對正常前列腺行并行采集彌散加權成像，比較不同b值時，正常前列腺各區(qū)帶表觀彌散系數（ADC）值的變化情況以及隨著年齡的增加前列腺各區(qū)帶ADC值的變化。方法：回顧性分析正常前列腺DWI檢查者29例，分為2組：正常中青年組（21～50歲）14例，無癥狀老年組（51～79歲）15例，b值選用300、600、800、1 000 s/mm2。結果：相同b值，正常前列腺外周帶DWI信號與ADC值高于中央腺，外周帶與中央腺ADC值比較差異有顯著性（P＜0.05）；相同b值，老年組前列腺外周帶及中央腺DWI信號與ADC值高于中青年組，相同區(qū)帶ADC值比較差異有顯著性（P＜0.05）；不同b值，同一年齡組相同區(qū)帶ADC值間存在顯著性差異 （P＜0.05），b值越高，ADC值越??；年齡與前列腺外周帶及中央腺的ADC值呈顯著的正相關 （P＜0.05）。結論：相同b值下，正常前列腺外周帶的ADC值高于中央腺，b值越大，ADC值越小；隨著年齡的增長，前列腺外周帶及中央腺的ADC值增加，因此運用ADC值診斷前列腺疾病時，要考慮年齡的因素。

前列腺；磁共振成像，彌散

DWI能無創(chuàng)的反映活體組織內水分子的運動情況，MR軟硬件技術的發(fā)展使體部器官DWI研究成為可能，DWI在腹部及盆腔臟器，如肝臟、腎臟、卵巢腫瘤的研究已有報道［1］，前列腺DWI研究也越來越多。本研究運用3.0T磁共振機使用ASSET并行采集技術，研究不同b值正常前列腺各區(qū)帶ADC值變化及其與年齡的相關性。

1　材料和方法

1.1臨床資料

選取行前列腺DWI正常檢查者29例，分為2組：正常中青年組 （21～50歲），簡稱中青年組，14例，均為健康志愿者，平均年齡39.4歲；無癥狀老年組（51～79歲），簡稱老年組，15例，其中6例因髖關節(jié)病變就診，4例因直腸病變就診，5例為健康查體者，平均年齡69.6歲。選取標準：檢查時均無前列腺疾病的臨床癥狀和病史，MRI及其他臨床檢查均未提示前列腺病變。

1.2掃描設備與檢查方法

使用3.0T磁共振掃描儀（GE Medical Systems，Signa EXCITE HD）；以體線圈為射頻發(fā)射線圈，以8通道腹部相陣控線圈為接收線圈。檢查前準備：適量飲水，膀胱中度充盈，防止膀胱過度充盈引起波動偽影，并防止因檢查時間較長無法耐受檢查；體位與掃描范圍：取仰臥位，盆腔置于線圈內，線圈中心對恥骨聯(lián)合上緣。常規(guī)掃描序列與參數：FR-FSE，FST2WI，TR/TE=4 300/140ms，NEX=4，層厚=4mm，軸位層間隔=1mm，FOV=320mm×320mm，冠狀面及矢狀面層間隔=1mm，FOV=260mm×260mm；FSET1WI（軸位）TR/TE=440/7.8ms，層厚=4mm，層間隔= 1 mm，NEX=2，FOV=320 mm×320 mm；DWI掃描序列與參數：單次激發(fā)EPI序列，運用ASSET技術，TR/ TE=2 000/45.3ms（b=300 s/mm2）、53.3ms（b=600 s/mm2）、57.2ms（800 s/mm2）、60.5ms（b=1 000 s/mm2），層厚/層間隔=4.0/0.1～0.5mm，FOV=300mm×300mm，矩陣128×128，NEX=4，取層面選擇、頻率編碼、相位編碼3個方向，完成一次掃描時間為1分04秒。

1.3圖像觀察、后處理及數據收集

觀察正常前列腺外周帶和中央腺DWI圖像的信號特點。使用GE ADW4.3工作站，選用Functool軟件處理，調整閾值并進行降噪處理，以提高圖像的信噪比，然后軟件自動生成ADC圖，分別測量正常前列腺外周帶及中央腺ADC值。感興趣區(qū)（ROI）的選擇結合常規(guī)MR圖像完成，選擇最佳顯示外周帶及中央腺結構的層面，沿外周帶或中央腺邊緣手工繪制不規(guī)則形感興趣區(qū)，要求其完全位于外周帶或中央腺內，同時避開尿道及周圍脂肪、血管結構；不同b值時同一檢查者及同一b值時不同檢查者的測量盡量選取相同層面。所有的感興趣區(qū)的ADC值取3次測量值的平均值。所有圖像資料由兩位高年資MR診斷醫(yī)生對圖像質量及感興趣區(qū)ADC值進行雙盲評定，結果由專人進行核對和記錄。

1.4統(tǒng)計學方法

應用SPSS 13.0軟件包進行統(tǒng)計學分析。

所有數據均以均值±標準差表示，檢驗水準α= 0.05，P＜0.05時認為差異有統(tǒng)計學意義。分別運用了重復測量數據的方差分析、兩獨立樣本t檢驗和配對t檢驗。

2　結果

2.1DWI信號改變

正常中青年組的4個b值DWI圖像中，外周帶及中央腺顯示清楚，外周帶呈高信號，中央腺呈等信號，同一b值，外周帶信號始終高于中央腺；b值越高，圖像信噪比越差，前列腺周圍組織結構顯示越模糊。正常老年組4個b值DWI圖像中，b值為300、600、800 s/mm2時老年組外周帶呈明亮的高信號，b值為1 000 s/mm2時老年組外周帶信號降低（圖1，2）。

圖1正常中青年組前列腺DWI圖。29歲，健康志愿者，圖1a～1d分別對應b值為300、600、800、1 000 s/mm2時的DWI圖，外周帶、中央腺顯示清楚，外周帶信號高于中央腺信號。圖2正常老年組前列腺DWI圖。51歲，因髖關節(jié)疾病就診，無泌尿系統(tǒng)癥狀和體征，圖2a～2d分別對應b值為300、600、800、1 000 s/mm2時的DWI圖，外周帶、中央腺顯示清楚，外周帶信號高于中央腺信號。

Figure 1.The DWImaps of the young adult normal group.A 29 years old healthy volunteer.Figure 1a～1d were DWImaps at b values of 300，600，800 and 1 000 s/mm2respectively.PZ and CG were shown well and the signal of PZ was higer than CG.Figure 2.The DWI maps of aged group.Male，51 years old，with hip joint disease but no urinary system symptoms.Figure 2a～2d were DWI maps at b values of 300，600，800 and 1 000 s/mm2respectively.PZ and CG were shown well and the signal of PZ was higer than CG.

2.2ADC值分析

正常中青年組及老年組不同b值（300、600、800、1 000 s/mm2）時外周帶及中央腺ADC值的比較見表1；相同b值下年齡和前列腺外周帶及中央腺ADC值的相關性比較結果見表2。

統(tǒng)計結果顯示：不同b值時前列腺外周帶及中央腺的ADC值不同；同一年齡組，相同b值時，外周帶ADC值高于中央腺，差異有統(tǒng)計學意義；相同b值時，老年組外周帶及中央腺ADC值高于中青年組，且差異有統(tǒng)計學意義；同一年齡組、相同部位任意兩b值間ADC值差異有統(tǒng)計學意義，b值越高，ADC值越小。年齡與外周帶及中央腺的ADC值顯著正相關，隨著年齡的增長，前列腺外周帶及中央腺ADC值增大。

表1　中青年組及老年組前列腺外周帶及中央腺ADC值（10-3mm2/s）比較

表1　中青年組及老年組前列腺外周帶及中央腺ADC值（10-3mm2/s）比較

組別b值（s/mm2）　F　P 300　600　800　1 000中青年組外周帶（n=14）/老年組外周帶（n=15）　1.86±0.15/2.27±0.14　1.70±0.13/1.98±0.11　1.53±0.26/1.85±0.11　1.40±0.18/1.75±0.12　40.394/87.648　0.000/0.000中青年組中央腺（n=14）/老年組中央腺（n=15）　1.65±0.14/2.04±0.13　1.54±0.19/1.90±0.12　1.34±0.08/1.43±0.12　1.25±0.08/1.35±0.13　52.382/140.458　0.000/0.000 t/F　8.669/6.666　3.520/2.787　3.095/8.756　3.501/8.533 P 0.003/0.000　0.004/0.015　0.009/0.000　0.004/0.000　0.487/17.551 0.640/0.000

表2　不同b值時年齡與前列腺外周帶及中央腺ADC值的相關性比較

3　討論

3.1彌散加權成像的原理及成像序列選擇

彌散，水分子的隨機運動，即布朗運動，水分子所在的組織不同，即所處的微環(huán)境不同其擴散能力也不同，組織彌散特性與組織間隙自由水的量及組織通透性有關，擴散的快慢可用DWI和ADC值表示。1978年Mansfield等［2］提出的平面回波成像技術（EPI），能在極短時間內完成人體各部MR成像，在100ms即可完成單幅圖像采集，基本上可以凍結人體的大部分生理活動所造成的偽影，但無法抑制組織內血流運動的影響。目前最常用的DWI掃描序列是單次激發(fā)自旋回波（SE）EPI。

3.0T MR系統(tǒng)磁場強度較1.5T系統(tǒng)增高，DWI圖像分辨率及信噪比有了實質性提高，臨床應用明顯改善，而且檢查前列腺不需直腸內線圈，代之以相控陣表面線圈接受信號，圖像質量較1.5T使用直腸內線圈所得的圖像比明顯提高［3］。

本研究運用3.0T MR結合腹部相控陣線圈，應用ASSET并行采集技術研究正常前列腺的DWI，結果表明，3.0T MR結合腹部相控陣線圈，運用并行采集技術所獲得較好的前列腺DWI圖像，清晰顯示前列腺各區(qū)帶，圖像信噪比高，磁敏感偽影少。

3.2b值對DWI信號及ADC值的影響

b值為擴散梯度因子，單位為s/mm2，反映擴散梯度強度和持續(xù)時間。b值大小對DWI信號的影響包括兩方面，一方面，b值越小，DWI的擴散權重越小，越偏重于T2像，易受T2加權影響，產生所謂的T2透射效應。常用的消除T2穿透效應的方法有兩種，即指數圖像和ADC圖。一般說來用大b值的圖像測得的ADC值較準確，要真正反映組織的水分子彌散情況，應取相對大b值。此外，大b值時，組織毛細血管血流灌注作用產生的影響顯著減低，此時測量ADC值較準確，更接近真實擴散系數，能較好反映組織內水分子的擴散運動，而微循環(huán)對其影響較小。因此，理論上應選用較高b值進行DWI。然而，b值越高，越易產生磁敏感偽影，信號衰減越大，得到的DWI的信噪比差，圖像質量會下降。本研究正常中青年組中低b值（300、600 s/mm2）的DWI圖像解剖結構顯示明顯優(yōu)于高b值組 （800、1 000 s/mm2）。因此，選用b值時，應參照MR機型、場強、線圈以及檢查部位等因素綜合考慮。本實驗中在相同條件下，選擇b值越大，相應的ADC值越小；b值越小，ADC值越大；推測原因可能與小b值時，DWI受灌注影響較大造成的。

3.3不同年齡段前列腺各區(qū)帶ADC值變化及其生理基礎

前列腺是男性生殖器官中最大的附屬性腺，受雄激素的控制，因此其發(fā)育變化和年齡的關系密切。根據夏同禮等［4］提出的“三段論”將成人前列腺發(fā)育大致分為3個期；快速增長期（15～30歲）、慢速增長期（31～50歲）和退縮期（51歲以上）。本研究中也按照該理論分組，但由于位于快速增長期內的病例數太少，故將快速增長期和慢速增長期合并為增長期來處理，即分為增長期（15～50）和退縮期（51歲以上），分別對應本研究中的中青年組和老年組。

前列腺組織主要由上皮、腺腔及間質3種成分構成；中央帶腺管較寬，腺泡腔大，間質致密，含多量平滑肌束；外周帶、移行帶以及尿道周圍腺三者的腺泡和上皮細胞的形態(tài)均相似；外周帶間質疏松，分布著稀疏的平滑?。灰菩袔чg質最致密，由交叉的平滑肌組成；而尿道周圍腺則包裹在尿道周圍的平滑肌內。國內外學者研究發(fā)現，不同年齡組間質和上皮的比例有所不同，隨著年齡增大上皮成分減少，而間質含量逐漸增高［5-6］。

Pickles等［7］應用3.0T磁共振掃描系統(tǒng)研究年齡與ADC值的相關性，得出年齡越小，前列腺外周帶的ADC值越低。本研究結果顯示前列腺外周帶及中央腺的ADC值隨著年齡的增加而增大，與Pickles等報道基本一致。

隨著年齡增大，外周帶上皮成分減少，間質含量增高，細胞密度降低，細胞外間隙增大，外周帶ADC值增加；另外，外周帶是慢性前列腺炎的好發(fā)部位，隨著年齡的增加，慢性炎癥后萎縮導致導管和腺泡的萎縮，外周帶中間質成分與腺體的比例增加，細胞密度下降，導致外周帶ADC值的增加。有學者認為隨著年齡增長外周帶ADC值增加，可能與外周帶液體含量增多有關，由于老年人腺泡周圍含肌量增加，導致腺泡排空不良，前列腺液聚集形成小體，這種老年性囊腫的形成以及前列腺液的排泌不暢導致了外周帶液體含量的增多，進一步造成了ADC值的升高［8］。中央腺由中央帶和移行帶構成，中央帶上皮細胞的核質比大于移行帶和外周帶，而移行帶基質成分由少量的平滑肌纖維組成，所以中央帶水分子的擴散受限，ADC值低于移行帶。正常成年青年男性中央帶和移行帶的體積比是5：1，隨著年齡的增長，中央帶縮小，移行帶增生，中央帶和移行帶體積比逆轉，移行帶的增生導致基質成分、平滑肌和結締組織成分的比例明顯大于腺上皮，移行帶細胞密度降低，細胞外間隙增大，水分子運動障礙小，從而中央腺ADC值增加［9］。所以，運用ADC值診斷前列腺疾病時，要考慮年齡的因素。

［1］Katayama M，Masui T，Kobayashi S，et al.Diffusion-weighted echo planar imaging of ovarian tumors：is it useful to measure apparent diffusion coefficients？［J］.J Comput Assist Tomogr，2002，26（2）：250-256.

［2］Mansfield P.Biological and medical imaging by NMR［J］.J Magn Reson，1978，29（2）：355-373.

［3］陳穗惠，劉新球，江波，等.腸道準備減少3T MR前列腺彌散加權掃描磁化率偽影的評價 ［J］.中國醫(yī)學影像學雜志，2011，19（11）：869-872.

［4］夏同禮，孔詳田，蘇晉偉，等.我國成人前列腺發(fā)育的初步報告［J］.中華泌尿外科雜志，1993，14（4）：287-289.

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The study of relationship between ADC values and ages in different regions of normal prostate at different b values

ZHANG Fang-jing1，ZHU Ji-chao2，CHEN Yan-ping3
（1.Department of Radiology，the Affiliated Shenzhen Maternity and Child Healthcare Hospital of Southern Medical University，Shenzhen Guangdong 518028，China；2.Department of Medical Imaging，Longgang Central Hospital of Shenzhen，Shenzhen Guangdong 518116，China；3.Medical Imaging Center，Nanfang Hospital，Southern Medical University，Guangzhou 510515，China）

Objective：To analyze and compare the changes of apparent diffusion coefficient（ADC）values of peripheral zone（PZ）and central gland（CG）in normal prostate gland and that of different age groups by 3.0T diffusion-weighted MR imaging（DWI）with array spatial sensitivity encoding（ASSET）technique at different b values.Methods：29 patients who underwent prostate DWI scanning were enrolled in this study.These patients were divided into two groups as followed：young adult normal group（age from 21 to 50 years old），14 cases；symptom less aged group（age from 51 to 79 years old），15 cases.b values were 300，600，800 and 1 000 s/mm2.Results：The signal intensity of DWI and ADC values in the PZ were both higher than that in CG at the same b values in two groups.Statistically significant difference（P＜0.05）was found in ADC values between PZ and CG.The signal intensity of DWI and ADC values of PZ and CG in the aged group were higher than that in the youth adult group at the same b value.Statistically significant difference（P＜0.05）was found in ADC values at the same region.Statistically significant difference（P＜0.05）was found in ADC values among four different b values at the same region. The lower the ADC values were，the larger the b values were.Positive correlations existed between age and the ADC values of PZ and CG significantly.Conclusion：The ADC values of PZ are higher than that in CG in normal prostate at the same b value.The higher the b values are，the lower the ADC values are.The ADC values of PZ in prostate increased as age increased.Age should be considered when prostatic diseases were diagnosed with ADC values.

Prostate；Diffusion magnetic resonance imaging

R697.3；R445.2

A

1008-1062（2015）01-0034-04

2014-08-07；

2014-10-07

張方璟（1983-），女，江西婺源人，主治醫(yī)師。

陳燕萍，南方醫(yī)科大學附屬南方醫(yī)院影像中心，510515。