動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI定量分析在前列腺癌鑒別診斷及病理分級(jí)中的應(yīng)用價(jià)值

靳洪亮，吳瑕

1沈陽市中醫(yī)院，沈陽110003；2浙江大學(xué)附屬邵逸夫醫(yī)院

前列腺癌是男性泌尿生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一，近年發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，其病因復(fù)雜，與遺傳因素、飲食習(xí)慣、性活動(dòng)有關(guān)。早期患者常無典型癥狀，晚期可發(fā)生尿路梗阻、骨骼疼痛等[1]。目前，尚無有效措施預(yù)防前列腺癌的發(fā)生，因此，早診斷早治療是提高患者生存率的關(guān)鍵，而前列腺癌的鑒別診斷及級(jí)別鑒定對(duì)治療方案的選擇至關(guān)重要。臨床診斷前列腺癌主要依靠直腸指診、血清前列腺特異性抗原(PSA)、經(jīng)直腸前列腺超聲和盆腔MRI檢查。CT對(duì)早期前列腺癌的診斷敏感性低于MRI[2]。MRI對(duì)軟組織有較高的分辨率，是檢查前列腺的常用方法。動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI可用藥代動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算出動(dòng)態(tài)增強(qiáng)定量參數(shù)，可定量分析前列腺腫瘤的微血管生成及通透性等血流動(dòng)力學(xué)信息[3]。本研究探討動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI定量分析在前列腺癌鑒別診斷及病理分級(jí)中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2016年1月～2019年6月筆者所在醫(yī)院收治的前列腺癌患者52例，均經(jīng)術(shù)后病理檢查確診，血清PSA為6.3～320.5 μg/L，年齡52～79(57.49±5.16)歲；前列腺外周帶癌22例，中央腺體癌30例；Gleason評(píng)分6分13例，7分18例，8分14例，9分5例，10分2例；病理分級(jí)為低級(jí)別前列腺癌24例，高級(jí)別前列腺癌28例。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合前列腺癌診斷標(biāo)準(zhǔn)；均為初診；均接受動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI檢查，且均于檢查后1周內(nèi)手術(shù)取組織進(jìn)行病理檢查。同期選取前列腺增生患者50例，均經(jīng)術(shù)后病理檢查確診，年齡54～76(58.41±6.35)歲。前列腺癌患者與前列腺增生患者年齡具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法 前列腺癌患者與前列腺增生患者均接受前列腺動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI檢查。采用飛利浦Achieval、1.5T、8通道MRI設(shè)備，采用腹部相控線圈。掃描序列及參數(shù)：矢狀位、冠狀位和軸位快速恢復(fù)FSET2WI，TR 3 500 ms，TE 120 ms，矩陣288×288，F(xiàn)OV 22 cm×22 cm,層厚4.0 mm，層間距0.4 mm；常規(guī)軸位FSE序列T1WI，TR 450 ms，TE 10 ms，矩陣320×224，F(xiàn)OV 32 cm×32 cm，層厚5.0 mm，層間距0.5 mm；DWI，TR 5 000 ms，TE 60 ms，矩陣128×128，F(xiàn)OV 30 cm×30 cm,b值為0、1 000 s/mm2，層厚4.0 mm，層間距0.4 mm；動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描采用軸位三維容積超快速多期動(dòng)態(tài)序列T1W，TR 4.30 ms，TE 1.95 ms，矩陣256×128，F(xiàn)OV 28 cm×28 cm，層厚3.60 mm，層間距0.72 mm。對(duì)比劑：Gd-DTPA 0.2 mmol/kg，注射速率2.5 mL/s，經(jīng)肘靜脈以同樣流速注射生理鹽水10 mL。注射對(duì)比劑的同時(shí)開始掃描，在210 s內(nèi)共采集6期。

1.3 血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)檢測(cè) 將采集的數(shù)據(jù)傳至工作站，用GenIQ自動(dòng)后處理軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由2名放射科副主任醫(yī)師于強(qiáng)化最明顯處標(biāo)記感興趣區(qū)，范圍30 mm×30 mm，進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量，繪制時(shí)間信號(hào)曲線圖。通過擬合動(dòng)脈輸入函數(shù)和組織對(duì)比劑濃度曲線到兩腔室的擴(kuò)展Toft模型獲得藥物代謝動(dòng)力學(xué)參數(shù)，包括容積運(yùn)轉(zhuǎn)常數(shù)(Ktrans)、回流速率常數(shù)(Kep)、血管外細(xì)胞外組織間隙體積分?jǐn)?shù)(Ve)。重復(fù)測(cè)量2次，取平均值。

1.4 前列腺癌病理分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[4]采用Gleason 10級(jí)計(jì)分法。以5級(jí)分類為基礎(chǔ)，將占腫瘤主要成分的級(jí)數(shù)與占次要成分的級(jí)數(shù)相加，分化最好的腫瘤為1+1=2分，分化最差的腫瘤為5+5=10分。Gleason評(píng)分≤6分或腫瘤主要成分Gleason評(píng)分3分+腫瘤次要成分Gleason評(píng)分4分=7分為低級(jí)別，Gleason評(píng)分≥8分或腫瘤主要成分Gleason評(píng)分4分+腫瘤次要成分Gleason評(píng)分3分=7分為高級(jí)別。

2 結(jié)果

2.1 前列腺癌患者與前列腺增生患者的鑒別診斷結(jié)果 前列腺增生的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)峰值時(shí)間晚于前列腺癌，增強(qiáng)幅度及強(qiáng)化率低于前列腺癌；曲線類型前列腺增生多見于上升型，前列腺癌多見于流出型。以病理檢查為診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI對(duì)前列腺癌與前列腺增生的診斷準(zhǔn)確率均為100%。

2.2 前列腺癌患者與前列腺增生患者血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較 前列腺癌患者Ktrans、Kep均較前列腺增生患者高，比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)；前列腺癌患者Ve與前列腺增生患者比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 前列腺癌患者與前列腺增生患者血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較

2.3 前列腺癌患者血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)與腫瘤病理分級(jí)的關(guān)系 高級(jí)別前列腺癌患者Ktrans、Kep均較低級(jí)別前列腺增生患者高，比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)；低級(jí)別前列腺癌患者Ve與高級(jí)別前列腺增生患者比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。用Spearman等級(jí)相關(guān)分析前列腺癌患者血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)與腫瘤病理分級(jí)的關(guān)系，Ktrans與腫瘤病理分級(jí)呈正相關(guān)(rs=0.681，P<0.05)，Kep、Ve與腫瘤病理分級(jí)無明顯相關(guān)性(rs分別為0.304、0.090，P<0.05)。

表2 低級(jí)別與高級(jí)別前列腺癌患者血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較

2.4 血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的診斷價(jià)值

2.4.1 血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)前列腺癌診斷的價(jià)值 Ktrans診斷前列腺癌的曲線下面積(AUC)、最大約登指數(shù)、敏感度、特異度均高于Kep，比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。見表3。

表3 Ktrans、Kep對(duì)前列腺癌的診斷價(jià)值

2.4.2 血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)前列腺癌級(jí)別的診斷價(jià)值 Ktrans鑒別診斷低級(jí)別與高級(jí)別前列腺癌的AUC、最大約登指數(shù)、敏感度、特異度均高于Kep，比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。見表4。

表4 Ktrans、Kep對(duì)前列腺癌級(jí)別的診斷價(jià)值

3 討論

前列腺癌是發(fā)生在前列腺上皮的惡性腫瘤，早期無癥狀，隨著腫瘤的發(fā)展，可有壓迫癥狀和轉(zhuǎn)移癥狀，易發(fā)生骨轉(zhuǎn)移，引起骨痛或病理性骨折、截癱，嚴(yán)重危及男性身體健康及生命[5～7]。在我國隨著社會(huì)老齡化及生活方式的改變，前列腺癌的發(fā)病率及病死率也呈升高趨勢(shì)。前列腺癌與前列腺增生常并存，這給臨床鑒別診斷帶來困難。且前列腺癌治療方案需要依據(jù)病灶位置、浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移情況進(jìn)行選擇[8]。因此選擇合適的影像學(xué)診斷工具極為關(guān)鍵。MRI是目前公認(rèn)的診斷前列腺疾病的影像學(xué)檢查方法，于靜脈中注入對(duì)比劑，觀察隨時(shí)間變化各組織間的強(qiáng)化變化，可以無創(chuàng)評(píng)價(jià)腫瘤的組織學(xué)變化[9]。本研究結(jié)果顯示，前列腺增生的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)峰值時(shí)間晚于前列腺癌，增強(qiáng)幅度及強(qiáng)化率低于前列腺癌；曲線類型前列腺增生多見于上升型，前列腺癌多見于流出型。

李春媚等[10]研究發(fā)現(xiàn)，定量動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI可用于前列腺癌與前列腺增生的鑒別診斷。定量動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI可通過藥物代謝動(dòng)力學(xué)參數(shù)反映對(duì)比劑在腫瘤內(nèi)的動(dòng)態(tài)分布過程,可早期評(píng)價(jià)活體前列腺增生結(jié)節(jié)及腫瘤新生血管形態(tài)及結(jié)構(gòu)，在前列腺癌診斷、分期、治療方案的制定及預(yù)后評(píng)估中發(fā)揮重要作用。定量動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRI前列腺增生的上皮組織血供也增加，但是其血管構(gòu)成類似于正常組織，對(duì)血管的灌注無明顯影響[11]。定量動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI掃描后，通過擬合動(dòng)脈輸入函數(shù)和組織對(duì)比劑濃度曲線到兩腔室的擴(kuò)展Toft模型獲得藥物代謝動(dòng)力學(xué)參數(shù)(Ktrans、Kep、Ve)。Toft模型建立了開放的藥代動(dòng)力學(xué)雙室模型，對(duì)比劑注射后進(jìn)入血管內(nèi)(血漿)為第一室，對(duì)比劑進(jìn)入組織間隙(血管外細(xì)胞內(nèi)間隙)為第二室[12]。Ktrans是指單位時(shí)間內(nèi)對(duì)比劑從第一室到第二室的轉(zhuǎn)運(yùn)容積。由于腫瘤新生微血管不成熟，基底膜不完整，內(nèi)皮細(xì)胞間隙增寬，微血管通透性增加[13]，所以前列腺癌組織中Ktrans較前列腺增生組織高。Kep指單位時(shí)間內(nèi)由血管外細(xì)胞外間隙回流入血管的對(duì)比劑量[14]，因此理論上Kep可用于鑒別前列腺癌與前列腺增生，但研究證實(shí)[14，15]，Kep與Gleason評(píng)分無相關(guān)性，本研究結(jié)果也證實(shí)這一點(diǎn)。Ve指單位體積組織內(nèi)血管外細(xì)胞外間隙體積百分比，可反映組織壞死及組織細(xì)胞化程度。本研究中前列腺癌患者Ktrans、Kep均較前列腺增生患者高，而前列腺癌患者Ve與前列腺增生患者比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

前列腺癌的分級(jí)是前列腺病理學(xué)的一個(gè)重要主題，有關(guān)前列腺癌的分級(jí)方法至少有40種，其中影響較大且具有代表性的有Gleason 10級(jí)計(jì)分法、WHO分級(jí)法、mostofi分級(jí)法及Anderson醫(yī)院分級(jí)法，其中國內(nèi)外文獻(xiàn)及臨床病理最為推薦的為Gleason 10級(jí)計(jì)分法，同樣我國前列腺癌診療指南也采用該方法。Gleason 10級(jí)計(jì)分法于1974年由Donlad Gleason依據(jù)前列腺癌的結(jié)果特點(diǎn)提出，完全根據(jù)低倍鏡下癌的組織結(jié)果和浸潤(rùn)程度來確定，而不考慮細(xì)胞異型性，具有良好的臨床相關(guān)性[16，17]。Gleason 10級(jí)計(jì)分法可于治療前估計(jì)前列腺癌患者預(yù)后，分級(jí)越高，腫瘤轉(zhuǎn)移的概率越大，局部治療的效果越差；對(duì)正在治療的或發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者，也可作為參考。本研究分析前列腺癌患者血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)與腫瘤病理分級(jí)的關(guān)系，結(jié)果顯示高級(jí)別前列腺癌患者Ktrans、Kep均較低級(jí)別前列腺增生患者高，低級(jí)別前列腺癌患者Ve與高級(jí)別前列腺增生患者比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。進(jìn)一步用Spearman等級(jí)相關(guān)分析顯示，Ktrans與腫瘤病理分級(jí)呈正相關(guān)，說明Ktrans可輔助進(jìn)行前列腺病理分級(jí)。而Kep、Ve與腫瘤病理分級(jí)無明顯相關(guān)性，可能與本研究樣本少有關(guān)，且Kep還受微血管通透性、對(duì)比劑的量、血管內(nèi)外滲透壓等的干擾，因此變異性較大。

為進(jìn)一步探討血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的診斷價(jià)值，本研究繪制了ROC曲線。結(jié)果顯示，Ktrans診斷前列腺癌的AUC、最大約登指數(shù)、敏感度、特異度均高于Kep，Ktrans鑒別診斷低級(jí)別與高級(jí)別前列腺癌的AUC、最大約登指數(shù)、敏感度、特異度均高于Kep。提示Ktrans在鑒別診斷前列腺癌及其病理分級(jí)中有較高的效能。

綜上所述，前列腺癌是男性泌尿生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤之一，動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI可定量分析前列腺腫瘤的微血管生成及通透性等血流動(dòng)力學(xué)信息，可明確診斷前列腺癌及其病理分級(jí)，且血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)Ktrans的診斷效能較高。本研究尚存在不足，Kep、Ve的診斷效能低可能與研究樣本少有關(guān)，后期將擴(kuò)大樣本量，進(jìn)一步探討Kep、Ve對(duì)前列腺癌的診斷效能。