磁共振成像在前列腺癌診斷中的研究進(jìn)展

孫碧霞，張皓，張旭霞，駱伊麗，岳夢(mèng)穎，魯忠燕

前列腺癌是男性常見的惡性腫瘤，近年來患病率逐年增加[1]。當(dāng)前列腺癌患者癌細(xì)胞局部浸潤(rùn)或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯癥狀，易被發(fā)現(xiàn)，但早期癥狀不典型，容易漏診，因此，前列腺癌的早期的發(fā)現(xiàn)和診斷非常重要。MRI是一種無(wú)創(chuàng)影像學(xué)檢查方法，能夠很好地顯示前列腺的解剖結(jié)構(gòu)，判斷前列腺癌侵犯的部位及范圍。近年來越來越多的MRI技術(shù)應(yīng)用于前列腺癌的診斷，尤其是在MRI基礎(chǔ)序列上發(fā)展的灌注成像(perfusion weighted imaging，PWI)、擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)、體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)(intravoxel incoherent motion，IVIM)擴(kuò)散成像、MR波譜成像(magnetic resonance spectroscopy，MRS)、擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)、擴(kuò)散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)、T2 mapping技術(shù)、磁敏感加權(quán)成像(susceptibility weighted imaging，SWI)等成像方法，這些方法可作為前列腺癌診斷的無(wú)創(chuàng)檢查手段。因此，這些技術(shù)的聯(lián)合使用對(duì)前列腺癌的診斷、定位、分期、治療以及隨訪都有重要意義。

1 前列腺磁共振常規(guī)序列

前列腺正常組織和前列腺癌在T1WI上均表現(xiàn)為均勻的低信號(hào)，所以T1WI并不能區(qū)分前列腺各種病變，該序列不適合前列腺癌的檢測(cè)和定性，其主要功能是檢測(cè)活檢后的出血、淋巴結(jié)及骨轉(zhuǎn)移情況。T2WI可以較清晰地顯示前列腺的解剖結(jié)構(gòu)，包括前列腺中任何可疑的病變。前列腺癌患者發(fā)生在外周帶的概率大約有70%，此時(shí)T2WI中均勻高信號(hào)的外周帶會(huì)出現(xiàn)低信號(hào)，但像出血、炎癥、鈣化等病變同樣也表現(xiàn)為外周帶的低信號(hào)類似前列腺癌。因此，T2WI在檢測(cè)前列腺病變的能力上是有限的。然而Liu等[2]認(rèn)為T2WI與DWI聯(lián)合診斷并不遜于多參數(shù)MRI，為降低檢查成本和時(shí)間提供了有效的選擇。

2 前列腺磁共振灌注成像

PWI可以將組織毛細(xì)血管水平的血流灌注情況顯示出來，評(píng)估局部的組織活力及功能，快速、準(zhǔn)確、幾乎無(wú)創(chuàng)地評(píng)價(jià)微血管內(nèi)的血液動(dòng)力學(xué)變化，空間分辨率高，操作簡(jiǎn)單，無(wú)放射性，可以在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)進(jìn)行，已廣泛應(yīng)用于腦腫瘤、良惡性肌肉骨骼腫瘤等方面的研究。PWI常用序列包括：T2*加權(quán)磁敏感動(dòng)態(tài)增強(qiáng)(dynamic susceptibility contrast，DSC)、T1加權(quán)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)(dynamic contrast enhancement，DCE)和動(dòng)脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling，ASL)。對(duì)于DCE、DSC而言，需要受試者主觀意識(shí)以及客觀身體條件的配合下注射外源性對(duì)比劑，主觀不配合或身體條件難以耐受都會(huì)限制DCE和DSC的使用。以動(dòng)脈血內(nèi)氫質(zhì)子為內(nèi)源性示蹤劑并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記的無(wú)創(chuàng)性灌注成像方法的ASL相比較前兩者而言，能減少檢查的局限性，適用于無(wú)法配合的受試者[3]。

方俊華等[4]研究表明，PWI的定量參數(shù)Ktrans、Kep在前列腺外周帶的前列腺癌鑒別診斷中具有重要價(jià)值，能夠良好地鑒別前列腺癌和良性前列腺病灶，并且得到組織血流動(dòng)力學(xué)方面的信息。單位時(shí)間內(nèi)每單位體積組織中從血管進(jìn)入血管外細(xì)胞外間隙的對(duì)比劑量即轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)Ktrans；速率常數(shù)Kep代表單位時(shí)間內(nèi)對(duì)比劑從組織間隙進(jìn)入血管的量，前列腺癌組織的Ktrans、Kep均高于正常前列腺組織，但中央腺體正常組織的Ktrans、Kep亦高于外周帶正常組織。總之，PWI的優(yōu)勢(shì)在于可以精確定位病灶、診斷敏感度較高以及可以清晰地顯示腫瘤細(xì)胞對(duì)包膜、精囊腺的侵犯程度；而DCE-MRI的診斷特異性不高并且會(huì)增加腎源性系統(tǒng)性纖維化的風(fēng)險(xiǎn)。

3 DWI及IVIM

DWI通過成像擴(kuò)散特性反映活體組織中水的布朗運(yùn)動(dòng)，廣泛用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷。最近，該方法也被應(yīng)用于腫瘤的診斷系統(tǒng)，包括乳腺癌、肝和腎腫瘤。DWI的主要評(píng)價(jià)參數(shù)是表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)，它反映了擴(kuò)散速度和延展性。ADC與腫瘤的生長(zhǎng)和侵襲有關(guān)，較低的ADC值代表有限的擴(kuò)散程度。DWI還可以定量分析前列腺癌的結(jié)構(gòu)和細(xì)胞特征，但是磁偽影的干擾容易影響結(jié)果[5]。Mussi等[6]研究表明，ADC值較低的擴(kuò)散限制是活檢前多參數(shù)MRI預(yù)測(cè)癌癥的最佳參數(shù)。努力建立ADC截止值將提高癌癥檢測(cè)率。此外，發(fā)展ADC作為一種定量成像標(biāo)志物，可以減少放射科醫(yī)生之間的主觀性，改善MRI結(jié)果，從而避免不必要的活檢，減少過度治療。

目前有文獻(xiàn)提出磁共振多b值DWI的靈敏度與準(zhǔn)確度均明顯高于b值1500、1000 s/mm2，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。3.0 T MR多b值DWI可顯著提高前列腺癌的診斷效能，能夠進(jìn)行有效的鑒別診斷及準(zhǔn)確的分期，為臨床早期診治提供合理依據(jù)。同時(shí)有研究發(fā)現(xiàn)，前列腺癌組織顯示情況與b值有著十分密切的關(guān)系，b值的參數(shù)越高，就意味著擴(kuò)散速度越快，并且在此參數(shù)中病灶的ADC值越低，腫瘤病灶的擴(kuò)散速度就越快。IVIM與DCE-MRI對(duì)前列腺癌的診斷均具有特征性表現(xiàn)，兩者聯(lián)合應(yīng)用，彌補(bǔ)了各自的不足，極大提高了前列腺癌的早期診斷率[7]。

4 前列腺磁共振波譜分析

MRS主要是根據(jù)體內(nèi)膽堿及其代謝產(chǎn)物含量的變化用波譜分析來診斷前列腺癌，能夠從分子水平上反映組織的病理生理變化。由于惡性腫瘤組織內(nèi)細(xì)胞代謝旺盛及增值迅速導(dǎo)致前列腺M(fèi)RS檢查呈現(xiàn)異常升高的膽堿復(fù)合峰。這一優(yōu)越性明顯優(yōu)于CT，這一技術(shù)使得MR在病變影像學(xué)診斷上不僅做到了形態(tài)學(xué)診斷，而且在分析組織內(nèi)部代謝成分中也起到了一定的作用[8]。

前列腺M(fèi)RS檢查中經(jīng)常觀察的代謝物有枸椽酸鹽(Cit)、膽堿(Cho)和肌酸(Cre)，是最重要的指標(biāo)。在正常和增生的前列腺組織中的Cit含量較高；而前列腺癌組織則恰恰相反。正常情況下前列腺周圍帶分布較多的腺管，分泌Cit的能力強(qiáng)，含量遠(yuǎn)高于中央?yún)^(qū)。細(xì)胞膜的代謝活動(dòng)直接影響Cho的含量，而前列腺癌組織細(xì)胞膜代謝活躍，導(dǎo)致Cho含量較高。Cre的濃度在前列腺癌與正常前列腺組織中的含量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(Cho+Cre)/Cit是公認(rèn)的評(píng)價(jià)外周帶前列腺癌代謝的測(cè)量值[9]。Li等[9]研究得出前列腺周圍帶惡性區(qū)域的代謝比(Cho+Cre)/Cit顯著高于周圍帶良性區(qū)域(P＜0.001)，最佳截?cái)嘀禐?.81，代謝比在前列腺癌診斷中的敏感性為56.1%、特異性為88.4%、準(zhǔn)確性為76.8%。由于大多數(shù)患者建議激素治療，所以此研究中沒有患者的全組織病理。因此，前列腺切除術(shù)標(biāo)本和臨床隨訪仍需作為參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步證實(shí)此研究的準(zhǔn)確性。Kumar等[10]通過對(duì)前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)水平升高的男性進(jìn)行了MRS和DWI檢查，發(fā)現(xiàn)代謝率[Cit/(Cho+Cr)]與ADC有正相關(guān)關(guān)系。Zhang等[11]研究表明(Cho+Cr)/Cit的平均比值在周圍區(qū)的前列腺癌和前列腺炎鑒別中無(wú)特異性，但代謝模式有望作為常規(guī)影像學(xué)鑒別前列腺炎和前列腺癌的輔助手段，尤其是Cho峰的代謝模式。但這項(xiàng)研究中只評(píng)估了起源于單側(cè)周圍帶的病變，排除了雙側(cè)周圍區(qū)病變或前列腺中央?yún)^(qū)病變，因此，這些結(jié)果需要在大量病例中進(jìn)行前瞻性的確認(rèn)。盡管MRS在臨床應(yīng)用中存在諸多問題，但作為唯一一種無(wú)創(chuàng)性分析活體組織代謝、生化和化合物定量分析的功能影像技術(shù)，MRS在前列腺癌診療過程中的價(jià)值仍值得期待。

5 前列腺擴(kuò)散張量成像

DTI是一種具有廣闊臨床應(yīng)用前景的新技術(shù)，尤其是在神經(jīng)和肌肉骨骼成像方面。它準(zhǔn)確描述了水分子在三維空間中的擴(kuò)散路徑，在微觀水平上反映生理特征和病理變化，前列腺DTI的臨床應(yīng)用已被多項(xiàng)研究證實(shí)。DTI是以DWI為基礎(chǔ)，其主要評(píng)價(jià)參數(shù)包括ADC和各項(xiàng)異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)，前者可量化組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)程度，在前列腺疾病中有較高的可應(yīng)用性；后者在細(xì)胞分子層面反映活體組織水分子交換功能的狀況[12]，Gurses等[13]認(rèn)為前列腺癌的FA值高于前列腺炎和正常前列腺組織。前列腺DTI的ADC參數(shù)變化與DWI基本相同，通過測(cè)定ADC值，可定性、定量評(píng)估前列腺癌。

Tian等[12]研究充分揭示了FA、ADC值與前列腺癌Gleason評(píng)分的相關(guān)性，F(xiàn)A值與Gleason評(píng)分呈正相關(guān)(r=0.884，P＜0.05)，ADC值與Gleason評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.810，P＜0.05)。這些參數(shù)可以用來評(píng)估前列腺癌的侵襲性和預(yù)后，從而制訂個(gè)體化的臨床治療計(jì)劃。Gholizadeh等[14]研究表明，DTI有潛力為前列腺癌的檢測(cè)和表征提供成像生物標(biāo)志物。從DTI和DTI示蹤術(shù)中獲得新的定量參數(shù)，包括纖維束密度，支持了DTI在高級(jí)別前列腺癌評(píng)估中的應(yīng)用。然而，目前尚不清楚前列腺DTI纖維示蹤術(shù)是否能提供任何體內(nèi)支持證據(jù)，或是否與前列腺癌組織中神經(jīng)纖維密度一致，這需要進(jìn)一步的研究。

6 前列腺擴(kuò)散峰度成像

DKI是DTI的延伸，旨在探查非高斯分布的水分子擴(kuò)散特性的方法，是一種擴(kuò)散加權(quán)成像的形式，它量化了組織中水分?jǐn)U散與高斯分布下的預(yù)期差異程度，以及隨著b值的增加，相應(yīng)的信號(hào)單指數(shù)衰減的程度，得出兩個(gè)參數(shù)。該成像分析方法能夠更準(zhǔn)確地反映組織微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，Di Trani等[15]認(rèn)為與DTI相比，DKI提供了前列腺癌組織的補(bǔ)充信息，在鑒別低、高危前列腺癌方面更加準(zhǔn)確。

D K I 的成像指標(biāo)最常用的有平均峰度(m e a n kurtosis，MK)，與傳統(tǒng)的擴(kuò)散成像完全分離，表示沿所有擴(kuò)散方向的擴(kuò)散峰度的平均值，反映水分子擴(kuò)散受限的程度。MK是衡量組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的指標(biāo)。DKI的擴(kuò)散參數(shù)Kapp是表觀擴(kuò)散峰度，Dapp是水分子非高斯擴(kuò)散行為被校正后的表觀擴(kuò)散系數(shù)[16]。有研究表明[16]DKI的擴(kuò)散參數(shù)可以用來鑒別前列腺組織的良惡性，在外周帶中，前列腺癌組織 Kapp升高，良性組織則處在較低的水平；Dapp反之亦然。DKI同時(shí)還可以區(qū)分低級(jí)別和高級(jí)別腫瘤。Wang等[17]納入了254例男性患者，得出ADC和Kapp均可作為前列腺癌侵襲性檢測(cè)和評(píng)估的定量參數(shù)。盡管DKI本身表現(xiàn)良好，但DKI和DWI聯(lián)合檢測(cè)前列腺癌的侵襲性與DWI單獨(dú)檢測(cè)評(píng)價(jià)相比，無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。

7 前列腺T2 mapping技術(shù)

T2 mapping技術(shù)就是測(cè)量組織的T2值的一種磁共振定量技術(shù)。T2 mapping技術(shù)可以用在全身的各個(gè)系統(tǒng)、部位中，主要以骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)、心臟及肝臟應(yīng)用較多。

T2的定量值獨(dú)立于硬件，因?yàn)樗鼈兪峭ㄟ^多次回波獲得的，反映了組織中包含的質(zhì)子的絕對(duì)弛豫，而不管它們相對(duì)于線圈的位置如何。因此，在前列腺癌的診斷中可納入T2的絕對(duì)弛豫時(shí)間并探討其診斷準(zhǔn)確性似乎是合理的。Mai等[18]納入了75例男性患者，通過獲得形態(tài)T2WI、ADC圖、定量T2圖和計(jì)算T2WI圖像得出：周圍帶和移行帶的T2定量值均可用于前列腺癌的檢測(cè)，其T2值明顯低于正常的腺體組織以及前列腺的良性變化和癌前病變，定量T2值似乎適用于區(qū)分前列腺癌和正常腺體組織或良性前列腺增生結(jié)節(jié)，與ADC值相似，它們提供了前列腺癌侵襲性的指標(biāo)。但該研究中的T2WI、T2圖和ADC圖上的感興趣區(qū)(region of interest，ROI)是手工繪制的，主觀性較強(qiáng)。Wu等[19]研究采用3.0 T磁共振成像快速多回波序列對(duì)55例前列腺癌患者進(jìn)行研究，得出T2 mapping對(duì)前列腺癌的診斷靈敏度為94.8%，特異度為77.3%。Wu等[20]研究表明在T2WI成像中加入T2 mapping提高了MRI在前列腺癌檢測(cè)中的診斷性能，因此，常規(guī)使用T2 mapping技術(shù)來診斷前列腺癌的可能性有待進(jìn)一步研究。

8 前列腺磁敏感加權(quán)成像

SWI是一種高分辨率3D梯度回波成像，目前主要廣泛應(yīng)用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，同時(shí)也逐步推廣應(yīng)用到腹部、盆部。SWI是利用磁場(chǎng)中物質(zhì)的不均勻性引起的磁敏感性差異而成像。以SWI靜脈成像(MR venography)為例，SWI的成像主要依靠于靜脈內(nèi)血紅蛋白與周圍組織由于血氧水平不同引起的相位效應(yīng)[21]。

Liu等[22]研究表明SWI在顯示腫瘤邊界、出血情況、腫瘤內(nèi)部微血管結(jié)構(gòu)等方面有較大的應(yīng)用價(jià)值，可作為DCE-MRI的補(bǔ)充方法，尤其為無(wú)法注射對(duì)比劑的患者提供了一種鑒別診斷方法。利用前列腺癌的微血管密度高于前列腺的良性組織，前列腺癌區(qū)域的微血管比前列腺良性組織的微血管更脆弱、更容易出血這一原理。Bai等[23]在23例前列腺癌患者中發(fā)現(xiàn)19例在SWI上顯示腫瘤區(qū)域內(nèi)出血，而在53例良性前列腺增生中，SWI僅檢出1例前列腺出血。SWI、常規(guī)MRI和CT在前列腺癌出血檢測(cè)中的比較，在19例前列腺癌患者中，SWI檢測(cè)前列腺出血的患者中，僅7例患者采用常規(guī)MRI檢測(cè)前列腺出血，CT未檢測(cè)到1例，因此，SWI在檢測(cè)前列腺癌出血中較常規(guī)MRI或CT更敏感。但由于該研究的樣本量較小，需要再擴(kuò)大樣本量來進(jìn)一步證明這些結(jié)果。因此，它可以作為一種非侵入性和有用的工具用于前列腺癌的早期檢測(cè)，并改善預(yù)后。

綜上所述，每種檢查方法都有各自的優(yōu)勢(shì)與缺陷，所以需要全面掌握各種檢查方法，然后根據(jù)具體的臨床情況合理地選擇一種或多種檢查方法聯(lián)合的方式，使各項(xiàng)檢查優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而對(duì)疾病做出更早、更準(zhǔn)確的診斷，對(duì)患者使用更科學(xué)的治療方案。多種檢查方法的聯(lián)合，不僅可以提供更多的診斷信息，同時(shí)大大地提高了診斷醫(yī)師的工作效率。

利益沖突：無(wú)。