不同b值彌散加權成像在前列腺癌診斷中的應用

梁其洲，李香營，楊光，陳晶

(中南大學湘雅醫學院附屬海口醫院/海口市人民醫院放射科，海南 海口570208)

不同b值彌散加權成像在前列腺癌診斷中的應用

梁其洲，李香營，楊光，陳晶

(中南大學湘雅醫學院附屬海口醫院/海口市人民醫院放射科，海南 海口570208)

目的 探討不同b值彌散加權成像在前列腺癌診斷中的應用價值。方法 收集我院2014年1月至2016年9月經病理確診的前列腺癌患者40例進行研究，分別進行b值=300 s/mm2，800 s/mm2，1 000 s/mm2DWI掃描，測量不同b值條件下前列腺癌區信號強度(SI)及表觀彌散系數(ADC)，并對結果進行統計分析。結果40例前列腺癌患者在b=300 s/mm2時，25例患者DWI呈等低信號，7例稍高信號，8例高信號；b值=800 s/mm2時，11例呈稍高信號，29例高信號；b=1 000 s/mm2時均呈高信號。隨著b值增加，前列腺癌區信號強度及ADC值逐漸降低，不同b值條件下，信號強度及ADC值比較差異均有統計學意義(P＜0.05)。結論 隨著b值增加，DWI對前列腺癌越敏感，信號對比越明顯，但圖像信噪比降低，在b值=1 000 s/mm2時，有助于前列腺癌的診斷。

前列腺癌；磁共振成像；彌散加權成像；b值；表觀彌散系數

磁共振彌散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)作為一項無創的功能成像技術，具備評價前列腺癌(prostrate adenocarcinoma，Pca)增殖及組織結構的能力，相比傳統MRI技術，可以為前列腺癌診斷、分期、引導穿刺活檢及治療效果評價提供直觀、個性化的影像學信息，特別是高b值DWI在診斷前列腺癌方面優于其他成像方式[1-2]，因而具有重要的臨床價值。本文通過對前列腺癌患者行不同b值(300 s/mm2，800 s/mm2和1 000 s/mm2)DWI成像，探討不同b值磁共振彌散加權成像在前列腺癌診斷中的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料2014年1月至2016年9月對臨床高度懷疑前列腺癌患者行常規MRI和不同b值 DWI掃描，其中40例經手術或穿刺病理證實，穿刺采用超聲引導下12～14點穿刺活檢。患者年齡54～86歲，平均(67.15±2.15)歲，所有患者對磁共振檢查的過程和目的均有了解并簽署知情同意書。

1.2 MRI掃描 所有前列腺癌患者均采用GE 3.0T Signa HDx磁共振掃描儀(美國通用電氣醫療集團)配備心臟線圈進行掃描。T1WI：TR/TE=520 ms/ 7.1 ms，FOV=24 cm，層厚=4 mm，層間距=0.4 mm，ETL=3，NEX=2。T2WI：TR/TE=4 580 ms/102 ms，ETL=22，NEX=4，矩陣=256×320，T2WI Fs：TR/TE= 4 940 ms/120 ms，NEX=2，層厚、層間距、視野均與TIWI相同。DWI采用SE-EPI序列，3個彌散梯度場(b=0、300 s/mm2、800 s/mm2、1 000 s/mm2、1 500 s/mm2)，TR/TE=5 200 ms/74.4 ms，FOV=40 cm，層厚=4 mm，層間距=0.4 mm，矩陣=128×160、NEX=6。Dynamic LAVA AX C+動態增強掃描參數:層厚=3 mm，視野=38 cm，矩陣=256×320，翻轉角=12°。

1.3 MRI圖像處理 將采集到的原始圖像傳送到工作站，利用Function Tool(Advance Workstation 4.0)進行后處理，在經驗豐富的盆腔影像專家指導下，測定信號強度，同時在相應部位各取3個等大ROI獲取ADC平均值，ROI選擇要去除尿道、出血及鈣化等影響結果的組織。

1.4 統計學方法 應用SPSS 22.0統計軟件進行數據分析，計量資料以均數±標準差(±s)表示，多組間計量資料比較采用單因素方差分析，兩樣本比較采用SNK檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

40例前列腺癌患者中26例前列腺癌位于外周帶，11例位于中央帶，3例同時累及中央帶和外周帶，T2WI呈結節或團塊狀低信號。b=300 s/mm2時，25例呈等低信號，7例稍高信號，8例高信號。b=800 s/mm2時，11例呈稍高信號，29例高信號。b=1 000 s/mm2時均呈高信號。隨著b值增加，前列腺癌區信號強度及ADC值逐漸降低，不同b值條件下，信號強度及ADC值比較差異均有統計學意義(P＜0.05)，見圖1和表1。

圖1 列腺癌患者MRI圖像，隨著b值增加，信號對比更加明顯，但圖像信噪比降低。

表1 前列腺癌區不同b值條件下信號強度和ADC值比較(±s)

表1 前列腺癌區不同b值條件下信號強度和ADC值比較(±s)

注：不同b值條件下ADC值與SI兩兩比較均差異有統計學意義，P＜0.01。

b值(s/mm2)ADC值(×10-3mm2/s)SI 300 800 1 000 F值P值1.06±0.06 0.83±0.04 0.73±0.03 554.78＜0.00 809.09±79.06 417.42±26.65 327.42±25.26 1035.71＜0.00

3 討論

前列腺癌是男性生殖系統腫瘤中的常見疾病，近幾年在我國的發病率有明顯的上升趨勢，因此尋找前列腺癌早診斷，早治療的方法顯得尤為重要。DWI目前唯一能夠無創反映活體組織擴散的MR功能成像方法，能在分子水平反映前列腺癌增殖及組織結構特點，可以為前列腺癌診斷，分期，引導穿刺活檢及治療效果評價提供直觀、個性化的影像學信息，尤其是最近發展起來的多b值DWI技術成為對前列腺癌組織水分子彌散能力進行宏觀、連續性監測的影像學新方法。DWI研究前列腺癌的病理基礎為癌組織由大量堆積的腫瘤細胞構成，間質少，惡性上皮細胞與腺體排列不規則，內部結構改建明顯，細胞外液較少，同時腫瘤細胞核大，大的核質比也影響分子的擴散運動[3]。

ADC值是DWI成像的主要參數，反映水分子在組織中的擴散程度，擴散慢的組織，ADC值就低，反之，ADC值高。理論上b值高低影響ADC值的準確性和DWI圖像的質量[4]。高b值條件下，梯度場強高，對組織彌散變化敏感，誤差較小，更能精確反映組織的彌散情況，測量的ADC值也就越準確，不過高b值會增加組織的信號衰減，導致圖像變形，模糊；低b值條件下，ADC值受灌注影響大，導致測量結果偏大，不能真正反映組織的彌散情況。目前，國內外學者對前列腺DWI成像b值選取觀點不一。Koo等[1]認為采用3.0T MRI對前列腺進行DWI掃描，b=1 000 s/mm2時，Pca的敏感度和受試者工作特征曲線優于b=300 s/mm2、700 s/mm2、2 000 s/mm2。不過最近也有研究[5-6]顯示，超高b值DWI在前列腺癌的診斷中具有較大價值(b=2 000 s/mm2、3 000 s/mm2)，超高b值DWI的診斷效能高于T2WI和常規DWI(b=1 000 s/mm2)。考慮到這些研究結果沒有消除T2透過效應對DWI的影響，為保證DWI的準確性，本研究選擇b值=300 s/mm2、800 s/mm2和1 000 s/mm2，借助ADC值來描述水分子擴散運動情況，實現對前列腺癌的活體影像學評價。同時在測量結果表達上，為避免操作過程中形成偏倚及部分容積效應的影響，即選取多個ROI取平均值，保證得到較為準確的ADC值。

本組研究結果發現在b值=300 s/mm2梯度場下，絕大多數前列腺癌(25/40)結節呈等低信號，敏感性較差，而b=1 000 s/mm2時，前列腺癌結節均呈高信號，提高了DWI發現病灶的敏感性。這也驗證了高b值能產生更強的梯度場強，對病理狀態下水分子的彌散變化更加敏感，可以提高前列腺癌的診斷效能，這和多項研究結果相似[7-8]。然而，在一個給定的梯度強度下，更高的b值需要更長的彌散梯度間隔時間，而且隨著b值的增加，信號的衰減更加明顯，圖像質量降低，通過對40例前列腺癌患者的分析，隨著b值的升高，圖像信號強度逐漸減低，以b=1 000 s/mm2DWI信號強度降低明顯，且不同b值間信號強度差異有統計學意義。本組病例顯示不同b值條件下，隨著b值增加，前列腺癌區平均ADC值逐漸降低，且差異均有統計學意義。任靜等[9]在對20例經病理證實的前列腺癌(Pca)患者行多b值DWI掃描后發現隨著b值的增大，Pca的ADC值亦有降低的趨勢，這也印證了b值越高，對水分子的彌散情況更敏感，造成信號下降越大，對病灶顯示更清楚。

本研究也存在一些缺陷，首先研究結果為單中心，且只采用3.0 T MRI設備，未對1.5T MRI設備進行評估。其次前列腺癌樣本量相對不足，未對部位進行分組研究，今后需要大樣本多中心研究進一步論證結果。綜上所述，在診斷前列腺癌時，b值=1000 s/mm2時，圖像信號強度及診斷前列腺癌的敏感性較高，應作為首選。

[1]Koo JH,Kim CK,Choi D,et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging for the evaluation of prostate cancer:optimal B value at 3T[J].Korean J Radiol,2013,14(1):61-69.

[2]Grant KB,Agarwal HK,Shih JH,et al.Comparison of calculated and acquired high b value diffusion-weighted imaging in prostate cancer [J].Abdom Imaging,2015,40(3):578-586.

[3]Alonzi R,Padhani AR,Allen C.Dynamic contrast enhanced MRI in prostate cancer[J].Eur J Radiol,2007,63(3):335-350.

[4]高益萍,王省白,萬偉榮,等.1.5T MR高b值DWI診斷早期前列腺癌的臨床價值研究[J].中國醫學計算機成像雜志,2016,22(2): 148-151.

[5]張琨,張曉晶,鐘燕,等.超高b值擴散加權成像診斷前列腺中央腺體癌的價值[J].中華放射學雜志,2016,50(5):357-361.

[6]Katahira K,Takahara T,Kwee TC,et al.Ultra-high-b-value diffusion-weighted MR imaging for the detection of prostate cancer:evaluation in 201 cases with histopathological correlation[J].Eur Radiol, 2011,21(1):188-196.

[7]閆晨宇,程敬亮,高雪梅,等.3.0T磁共振平掃和DWI在前列腺癌診斷中的應用[J].實用放射學雜志,2013,29(1):72-76.

[8]王麗霞,齊志明,高進軍,等.3.0T彌散加權成像不同b值評估對前列腺癌的診斷作用[J].河北北方學院學報(自然科學版),2015,4: 63-67,70.

[9]任靜,宦怡,常英娟,等.前列腺癌多b值擴散加權成像研究[J].實用放射學雜志,2008,24(4):502-504,576.

Application of different-b-value diffusion-weighted imaging in diagnosis of prostate cancer.

LIANG Qi-zhou,LI Xiang-ying,YANG Guang,CHEN Jing.Department of Radiology,Affiliated Haikou Hospital,Xiangya School of Medicine Central South University/Haikou People's Hospital,Haikou 570208,Hainan,CHINA

ObjectiveTo investigate the application of different-b-value diffusion-weighted imaging(DWI)in diagnosis of prostate cancer.MethodsForty patients with prostate cancer diagnosed by pathology in our hospital from January 2014 to September 2016 were enrolled in the study.GE Signa HDx 3.0T MRI scanner was used to scan DWI at b-value of 300 s/mm2,800 s/mm2and 1 000 s/mm2.The signal intensity(SI)and apparent diffusion coefficient(ADC) of prostate cancer were measured under different b values,and the results were statistically analyzed.ResultsWhen b-value was 300 s/mm2,25 cases showed low signal intensity,with 7 cases of slightly high signal intensity,and 8 cases of high signal intensity.When b-value was 800 s/mm2,11 cases showed slightly high signal intensity,and 29 cases showed high signal intensity.When b-value was 1 000 s/mm2,all the patients with prostate cancer showed high signal intensity. With b-value increased,the signal intensity andADC of prostate cancer area decreased gradually.In different b values,signal intensity andADC value showed statistically significant differences(P＜0.05).ConclusionWith the increase of b-value,DWI is more sensitive for prostate cancer and signal contrast is more clear,but the signal to noise ratio of the image reduceds.It is suggested that the sensitivity to prostate cancer is more predictable on b-value=1,000 s/mm2DWI.

Prostate cancer;Magnetic resonance imaging(MRI);Diffusion-weighted imaging(DWI);b-value; Apparent diffusion coefficient

R737.25

A

1003—6350（2017）02—0252—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.02.027

2016-08-16)

海南省衛生廳項目（編號：瓊衛2013自籌-26）

李香營。E-mail：lxydoc@126.com