磁共振擴散峰度成像對前列腺癌的診斷價值

沈建良 王世威 馬向征 沈夏楓 劉珊

前列腺癌（PCa）是男性生殖系統最常見的惡性腫瘤。MRI是用于前列腺疾患診斷的首選檢查方法，其中擴散加權成像（DWI）對PCa的診斷及其侵襲性的評估具有重要價值。近年出現的磁共振擴散成像的新興技術——擴散峰度成像（DKI），是一種反映生物組織非高斯分布的水分子擴散運動的方法，能更有效反映組織微觀結構的變化。本文探討DKI對前列腺癌的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2018年1月至12月接受前列腺常規MRI和多b值DKI檢查患者的臨床資料。納入標準：臨床懷疑有前列腺癌，并行手術或前列腺穿刺術，取得病理結果者共122人。排除標準：①PCa癌灶體積過小（直徑<5 mm）或其病理描述區域與DKI圖像不匹配，難以勾畫腫瘤邊界；②DKI圖像質量差，不能用于定量分析等。最終納入79例（107個病灶），其中31例獲得34個病灶，為31個前列腺癌病灶和3個前列腺增生病灶，其余48例獲得73個病灶，為48個前列腺增生病灶和25個正常組織。年齡41~89歲，中位年齡68歲。

1.2 檢查方法 采用3.0T MRI掃描儀（Discovery MR750，美國GE公司），32通道腹部相控陣線圈。患者取仰臥位。掃描序列包括：①常規3D定位序列；②快速自旋回波橫斷位T2WI、矢狀位T2WI和冠狀位T2WI，掃描參數：TR 4000 ms，TE 96 ms，層厚3 mm，FOV 240 mm×240 mm，采集矩陣320×320，激勵次數2。③ DWI采用單次激發自旋回波平面回波序列進行橫斷面掃描，具體參數為：TR 4500 ms，TE 93 ms，層厚3 mm，FOV 260 mm×221 mm，采集矩陣160×120，激勵次數4，b值選擇0和1000 s/mm2，掃描結束后自動重建出ADC圖。④DKI序列掃描：具體參數如下，TR4000 ms，T71.9 ms，層厚3 mm，層間隔1 mm，FOV32 cm×32 cm，采集矩陣128×128，b值分別為0、1000、2000 s/mm2，激勵次數分別為4、8、12（與b值相對應），擴散方向50個。⑤DCE序列：采用三維容積內插體部掃描序列橫斷位T1WI，對比劑采用釓噴酸葡胺（北京北陸藥業有限公司），經肘靜脈以0.1 mmol/Kg的劑量、2 mL/s的速率團注，注射完畢后加注0.9%氯化鈉溶液10 mL。掃描參數：TR 5.8 ms，TE 2.17 ms，層厚3 mm，FOV 260 mm×221 mm，采集矩陣320×320，激勵次數1，掃描次數15。

1.3 圖像及數據分析 將每例受試者的圖像傳至AW4.6工作站，所有圖像由2名主治醫師以上職稱影像醫師共同閱片，達成一致意見。閱片中重點觀察和記錄病灶的具體位置、形態、最大徑、信號強度、鄰近器官或組織的改變。由其中一名影像醫師進行DKI的圖像后處理，選取b值為2000 s/mm2的圖像重建出DKI的偽彩圖并測量FA、MD、Da、Dr、MK、Ka、Kr、FAK值，所有數據均測量 3次取平均值。感興趣區放置方法：對于PCa患者及BPH患者，在病灶面積最大層面進行勾畫，ROI應盡可能包括病灶區域，同時應避開周圍正常組織，如尿道、射精管、精阜、精囊根部；對于正常者，可通過T2WI圖像，找到病理為正常組織的相應分區，使感興趣區與穿刺處一致，見圖1。DKI的計算公式：S（b）是特定b值的DWI信號；S（0）是沒有擴散加權的基線信號；K是無量綱的表觀擴散峰度，K=0時為一個完美的高斯曲線，K值越大表示擴散與完美高斯模型的偏差越大；D是被校正后的表觀擴散系數。

圖1 外周帶前列腺癌MRI圖（Gleason評分7分）

1.4 統計學方法 采用SPSS 22.0統計軟件。符合正態分布的計量資料以（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析（ANOVA）；不符合正態分布以［M（Q1，Q3）］表示，組間比較采用非參數檢驗。進一步兩兩比較采用Bonfferoni法（P<0.017表示結果有統計學意義）。對DKI參數相關的指標擬合判別分析（逐步法）診斷模型，并繪制受試者工作特征（ROC）曲線，通過AUC分析該參數模型對良惡性病變的診斷效能，并計算最佳截斷點及靈敏度和特異度。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 病理結果 107例病灶經病理確診，其中前列腺癌31例，Gleason評分6分5例，Gleason評分7分14例，Gleason評分8分9例，Gleason評分9分3例。前列腺增生51例及正常25例。

2.2 三組DKI參數比較 見表1。

表1 三組DKI各測量指標比較［M（Q1，Q3）］

2.3 DKI參數對前列腺病變的診斷價值 以病理為金標準，以DKI參數構建良惡性病灶判別分析診斷模型，繪制ROC曲線，可得AUC為0.995，當截斷點取0.100時，得最佳診斷敏感度和特異性分別為0.871和0.980，差異具有統計學意義（P<0.001）。見圖2。

圖2 DKI參數預測病灶良惡性的ROC曲線

3 討論

傳統的DWI基于水分子擴散呈高斯分布，即水分子不受任何限制自由擴散。因此，DWI的MR信號隨著b值的增加呈單指數衰減。然而，在活體組織內，特別是在腫瘤中水分子的擴散受到細胞膜和細胞內細胞器等屏障的限制，導致水分子的非自由擴散。DKI是評價水分子非高斯分布的方法［8］，其將四階三維峰態張量應用于MR，能夠更加敏感的反映組織微結構的復雜程度［9］。目前，DKI已廣泛應用于臨床［10-12］，主要用于神經系統等各個系統疾病的診斷和臨床研究。

QUENTIN等［13-15］評估DKI在前列腺MRI常規臨床應用中的可行性，發現前列腺癌的Ka和MK高于正常外周帶（P<0.001）、中央腺體（P=O.01）和前列腺炎（P=0.03）。本資料結果與TAMURA等［16-18］報道相似，前列腺癌MD、Da、Dr低于前列腺增生和正常前列腺；MK、Ka和Kr值高于前列腺增生和正常前列腺。因此，DKI對前列腺癌的檢出有較高的靈敏性和特異性。

Gleason評分是評估前列腺癌侵襲和預后情況的重要指標，有研究證實DKI參數與Gleason評分存在相關性，高級別前列腺癌的MK值高于低級別前列腺癌。而Gleason評分是根據有創的活檢得到的，DKI作為一種非侵襲性的檢查方法，對預測患者PCa的臨床病理分級有一定的優勢。

綜上所述，DKI作為一種能反映非高斯分布水分子擴散軌跡的新興MRI功能成像技術，能夠從微觀水平對前列腺癌進行評估，對前列腺癌的定位和范圍劃定也顯示一定的臨床價值。但是，亦有一些研究指出，DKI相較于傳統DWI并未體現出額外的價值，考慮到耗時以及復雜的后處理，在臨床上是否對每個前列腺磁共振檢查的患者使用DKI序列還需要一定的考量。因此，后續將基于體內不相干運動（IVIM）模型聯合DKI模型對前列腺病變的診斷價值進行深入研究，以提高對PCa的診斷水平。