小視野體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散加權(quán)成像在前列腺癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值

李健斐

(邯鄲市中心醫(yī)院，河北邯鄲056001)

前列腺癌為老年男性常見(jiàn)的惡性腫瘤，發(fā)病率及病死率呈增高趨勢(shì)[1，2]，前列腺癌診斷與治療水平的提高也越發(fā)受到重視。MRI被公認(rèn)是目前輔助診斷前列腺癌的最佳影像學(xué)檢查手段，但僅憑借常規(guī)序列診斷有時(shí)存在困難。功能MRI成像技術(shù)如擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)、動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI及MRS能夠提高前列腺癌診斷的準(zhǔn)確性，但均有各自的局限性。近年來(lái)，體素內(nèi)不相干運(yùn)動(dòng)成像(IVIM)逐漸被應(yīng)用于臨床研究中。理論上IVIM無(wú)需注射對(duì)比劑，能夠無(wú)創(chuàng)檢測(cè)并提取活體組織的擴(kuò)散和灌注信息[3，4]，揭示病理生理學(xué)改變，從而為疾病的診斷和治療提供更多依據(jù)。本研究對(duì)小視野IVIM DWI在前列腺癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行探討，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇邯鄲市中心醫(yī)院2016年1月～2017年3月收治的前列腺癌患者為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：穿刺病理證實(shí)為前列腺癌；術(shù)前行前列腺多b值小視野擴(kuò)散加權(quán)成像(rFOV DWI)掃描，且檢查前未經(jīng)過(guò)內(nèi)分泌治療、放療等非手術(shù)治療；患者行前列腺M(fèi)RI檢查后1個(gè)月內(nèi)進(jìn)行穿刺活檢。共20例患者納入研究。患者年齡52～78歲、中位年齡66歲；伴尿頻、排尿困難14例，血尿4例；前列腺特異性抗原(PSA)水平6.87～372.00 ng/mL、中位水平27.74 ng/mL。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者檢查前均簽署知情同意書(shū)。

1.2 MRI檢查方法 采用美國(guó)GE Discovery 750 3.0 T MR掃描儀和8通道相控陣心臟線圈進(jìn)行掃描。MRI平掃序列包括：①軸面脂肪抑制快速恢復(fù)快速自旋回波脈沖序列T2WI，層厚4.0 mm，層間距1.0 mm，TR 3 456.0 ms，TE 72.1 ms，矩陣320×256，F(xiàn)OV 36 cm×36 cm；②矢狀面脂肪抑制快速自旋回波脈沖序列T2WI，層厚4.0 mm，層間距1.0 mm，TR 3 426.0 ms，TE 77.3 ms，矩陣320×320，F(xiàn)OV 26 cm×26 cm；③冠狀面快速自旋回波脈沖序列T2WI，層厚5.0 mm，層間距1.0 mm，TR 3 000.0 ms，TE 71.7 ms，矩陣320×256，F(xiàn)OV 28 cm×28 cm；④常規(guī)軸面FSE序列T1WI，層厚4.0 mm，層間距1.0 mm，TR 552.0 ms，TE 9.1 ms，矩陣320×256，F(xiàn)OV 36 cm×36 cm；⑤rFOV 多b值DWI采用二維選擇性激勵(lì)射頻技術(shù)，TR 2 000.0 ms，TE 68.3 ms，F(xiàn)OV 380 mm×140 mm，層厚4 mm，層間距2 mm，矩陣128×160，采用11個(gè)b值，分別為0、30、50、100、150、200、400、800、1 000、1 500、2 000 s/mm2。

1.3 MRI圖像分析及IVIM模型參數(shù)測(cè)量 將多b值DWI掃描數(shù)據(jù)傳至GE ADW4.5工作站，采用Functool MADC軟件分析多b值DWI圖像，完成IVIM數(shù)據(jù)與圖像重建。在影像上，結(jié)合T2WI提供的精確解剖圖像，將前列腺上下平均分為基底部、中部和尖部3部分，再將外周帶及中央帶基底部、中部和尖部各分為左右2個(gè)區(qū)，這樣就將前列腺中央帶及外周帶分別分為6個(gè)區(qū)，整個(gè)前列腺共12個(gè)分區(qū)。由2名放射科醫(yī)師共同分析圖像，根據(jù)前列腺穿刺活檢病理結(jié)果，確定腫瘤區(qū)及非腫瘤區(qū)。結(jié)合T2WI、ADC圖像，在DWI圖像上勾畫(huà)感興趣區(qū)域(ROI)。ROI的選取遵循如下原則：①為最大限度減少偽影影響，選擇癌灶中心層面勾畫(huà)ROI；②ROI完全位于癌灶范圍內(nèi)；③避開(kāi)外周帶與中央腺體交界處、前列腺與直腸相鄰處，避開(kāi)尿道、射精管、精阜、精囊根部、出血、囊變及鈣化灶，若前列腺某MRI圖像分區(qū)內(nèi)ROI選取無(wú)法滿足上述原則，則舍去該區(qū)。通過(guò)選取各參數(shù)圖上的ROI而獲得該區(qū)域的定量參數(shù)值，包括ADC值、真實(shí)擴(kuò)散系數(shù)(D)、灌注相關(guān)擴(kuò)散系數(shù)(D*)和灌注分?jǐn)?shù)(f)，各參數(shù)值重復(fù)測(cè)量2次，取平均值。

2 結(jié)果

小視野DWI圖像可較好地顯示腫瘤區(qū)，完成IVIM圖像重建并計(jì)算出相應(yīng)參數(shù)值。20例前列腺癌患者共獲得可評(píng)估腫瘤區(qū)60個(gè)、非腫瘤區(qū)76個(gè)。腫瘤區(qū)D*為8.88×10-3mm2/s，非腫瘤區(qū)D*為4.36×10-3mm2/s。腫瘤區(qū)的ADC、D、f均小于非腫瘤區(qū)，腫瘤區(qū)D*大于非腫瘤區(qū)(P均<0.05)。詳見(jiàn)表1。

ADC、D、D*、f診斷前列腺癌的ROC曲線下面積分別為0.962、0.789、0.129、0.972(圖1)。根據(jù)敏感度與特異度之和的最大值選定最佳診斷閾值，ADC診斷閾值為0.738×10-3mm2/s，診斷的敏感度和特異度分別為86.8%、91.7%。D診斷閾值為0.488×10-3mm2/s，診斷的敏感度和特異度分別為68.4%、83.3%。D*診斷閾值為6.835×10-3mm2/s，診斷的敏感度和特異度分別為66.7%、100.0%。f診斷閾值為35.45%，診斷的敏感度和特異度分別為92.1%、90.0%。

表1 腫瘤區(qū)與非腫瘤區(qū)的IVIM DWI參數(shù)比較

注：與非腫瘤區(qū)相比，*P<0.05。

圖1 ADC、D、D*及f診斷前列腺癌的ROC曲線

3 討論

DWI是一種無(wú)需注射造影劑而能反映活體組織內(nèi)水分子微觀擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的成像技術(shù)，在前列腺癌診斷中的應(yīng)用效能已得到肯定，是診斷前列腺癌的重要MRI序列[5，6]。傳統(tǒng)單指數(shù)模型DWI的定量參數(shù)ADC值是在假設(shè)組織內(nèi)水分子擴(kuò)散為簡(jiǎn)單、隨意的分子運(yùn)動(dòng)的前提下獲取的[7，8]，無(wú)法真實(shí)反映組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散情況。IVIM技術(shù)將DWI成像技術(shù)掃描多個(gè)不同b值所得到的水分子擴(kuò)散數(shù)據(jù)應(yīng)用雙指數(shù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算公式，計(jì)算出相應(yīng)的擴(kuò)散系數(shù)D、灌注因子f及由于灌注因素導(dǎo)致的偽擴(kuò)散系數(shù)D*等相關(guān)參數(shù)。理論上IVIM技術(shù)可更為精確而全面地分析生物組織內(nèi)水分子真實(shí)擴(kuò)散情況，而且可以獲得組織的灌注信息。在前列腺癌與非癌組織的鑒別中，血流灌注是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。因此，IVIM技術(shù)將有助于提高M(jìn)RI對(duì)前列腺癌的診斷精度。

本研究中，前列腺腫瘤區(qū)的ADC與D明顯低于非腫瘤區(qū)，與以往相關(guān)研究結(jié)果相一致[9，10]，提示前列腺癌組織內(nèi)腫瘤細(xì)胞增殖，腫瘤組織密度大，腫瘤細(xì)胞的核質(zhì)比例增大，細(xì)胞間隙縮小，導(dǎo)致水分子擴(kuò)散受限。本研究獲取的前列腺癌組織的D低于ADC，提示D剔除了組織中微循環(huán)灌注對(duì)結(jié)果的影響，能更精確地反映細(xì)胞內(nèi)外水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)。但ROC曲線分析顯示，D診斷前列腺癌的曲線下面積低于ADC，說(shuō)明D對(duì)前列腺癌的診斷效能不具有優(yōu)勢(shì)。

D*與灌注相關(guān)，灌注水平依賴于組織微血管密度，并取決于毛細(xì)血管血流的信號(hào)強(qiáng)度。大部分學(xué)者研究認(rèn)為D*變異度高，在鑒別前列腺組織良惡性方面無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[10，11]。但本研究結(jié)果顯示，前列腺癌組織D*明顯高于非癌組織，診斷前列腺癌的ROC曲線下面積為0.872，且具有較高的特異度。分析其原因可能有以下方面：①有研究表明b≤200 s/mm2時(shí)，D*對(duì)信號(hào)衰減影響更大，增加b在0～200 s/mm2范圍內(nèi)的采樣數(shù)可改善對(duì)D*估算的精確性[12，13]；本研究采集的≤200 s/mm2的b達(dá)到了6個(gè)，提高了D*的準(zhǔn)確性。②本研究采用小視野DWI技術(shù)，圖像分辨率高，偽影少，ROI勾畫(huà)范圍更準(zhǔn)確，減少了噪聲及測(cè)量誤差對(duì)D*的影響[14]。

本研究結(jié)果還顯示，前列腺癌組織f明顯低于非癌組織，與部分學(xué)者的結(jié)果一致[11，15]。但組織病理學(xué)和動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MR掃描結(jié)果表明，前列腺癌組織血供豐富，其內(nèi)的微血管密度、血流量及血管通透性等血流灌注指標(biāo)均明顯高于非癌組織[16]，因此，理論上前列腺癌f值應(yīng)高于非癌組織。關(guān)于這種差異，有學(xué)者[10，17]認(rèn)為，f不僅包含毛細(xì)血管內(nèi)血流灌注情況，也包含了腺體的分泌、腺管內(nèi)液體的流動(dòng)等因素。也有學(xué)者研究[4]提示通過(guò)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描觀察到的灌注與IVIM模型中f的含義并不相同。對(duì)于f值的價(jià)值目前尚無(wú)統(tǒng)一結(jié)論。

ROC曲線分析顯示，ADC及f對(duì)前列腺癌的診斷效能較高，ROC曲線下面積分別為0.962和0.972，且具有較高的敏感度和特異度。在本研究中f值的診斷效能在各參數(shù)中是最高的，提示f在腫瘤的檢出方面具有良好的應(yīng)用潛能。

綜上所述，小視野IVIM DWI在前列腺癌診斷中有一定應(yīng)用價(jià)值，D*及f可提供更多關(guān)于腫瘤的信息，診斷效能較高。值得注意的是，本研究尚存在樣本量少、多數(shù)病例病變級(jí)別較高、未對(duì)非癌組織進(jìn)行細(xì)分(正常前列腺組織、前列腺增生、前列腺炎等)等不足，今后還應(yīng)進(jìn)一步深入擴(kuò)大研究以驗(yàn)證上述結(jié)果。