體素內不相干運動擴散加權成像對前列腺癌的診斷價值

沈夏楓 王世威* 沈建良 馬向征 劉珊

前列腺癌（prostate cancer，PCa）是目前全球男性發病率第2高的惡性腫瘤，居男性癌癥死因的第5位，全球新發病例達到140萬人。我國PCa的發病率較歐美國家低，但死亡人數占全球比例卻遠超西方國家［1-2］。體素內不相干運動擴散加權成像（intravoxel incoherent motion，IVIM-DWI）作為改良的擴散加權新技術，通過雙指數模型，不但可以獲得常規彌散所提供的體素內水分子擴散情況，還可以額外獲得組織內血流灌注信息［3-4］。本文通過比較IVIM-DWI的各參數值，探索IVIM-DWI對PCa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月本院臨床懷疑前列腺癌，并行磁共振IVIM-DWI檢查的患者。納入標準：①臨床與影像數據資料完整；②IVIM-DWI檢查后1周內取得病理結果。排除標準：①IVIM影像與病理結果PCa位置無法匹配；②IVIM影像質量不佳。本項目經醫學倫理委員會批準，所有患者檢查前均已簽署知情同意書。共79例，年齡41~89歲，中位年齡68歲。

1.2 方法 （1）采用美國通用電氣公司（GE）Discovery MR750 3.0T MRI掃描儀，32通道腹部相控陣線圈?；颊呷⊙雠P位，足先進，掃描范圍完整包括前列腺和精囊腺。掃描序列包括：①快速自旋回波壓脂序列橫斷位T2WI、矢狀位T2WI和冠狀位T2WI。②常規擴散加權成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）采用單次激發自旋回波平面回波序列進行橫斷面掃描，掃描結束后自動重建出ADC圖。③IVIM-DWI序列掃描：b值分別為0、25、50、75、100、150、200、400、600、800、1,000、1,200、1,500 s/mm2，激勵次數分別為4、2、2、3、3、4、4、6、6、8、8、10、10（與b值 相對應），擴散方向3個。（2）IVIM-DWI的計算公式：。其中SI代表體素內信號的強度；D代表體素內真性水分子擴散，稱為真性擴散系數；D*代表體素內微循環灌注，稱為假性擴散系數；f即灌注分數，代表體素內微循環灌注效應占總體擴散效應的容積率。根據上述公式，由于D*值顯著大于D值，常高于D值數十個數量級，因此應用低b值（一般指b＜200 s/mm2）時測得的信號主要反映灌注效應；高b值時測得的信號主要體現組織的水分子擴散信號。（3）圖像及數據分析：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，并完成病理學病灶與MRI影像病灶的匹配工作。將IVIM-DWI圖像傳至AW4.6工作站，由其中一名影像醫師進行圖像后處理，選取b值分別為0、25、50、75、100、150、200、400、600、800、1,000、1,200、1,500 s/mm2的圖像重建出IVIM的偽彩圖并測量表觀擴散系數（ADC值）以及灌注參數D值、D*值和f值，所有參數均測量三次并取平均值。感興趣區放置方法：對于PCa患者及前列腺增生患者，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1~6。

1.3 統計學方法 采用SPSS22.0統計軟件。符合正態分布的計量資料采用（±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析（ANOVA）；偏態正態分布計量資料用M（Q1，Q3）表示，多組間比較采用非參數檢驗。進一步采用Bonfferoni法進行兩兩比較P＜0.017表示結果有統計學意義）。采用受試者工作特征（ROC）曲線評價IVIM-DWI參數對PCa的診斷效能。以P＜0.05為差異有統計學意義。

圖① T2WI，左側外周帶低信號結節；圖② DWI（b=1,000 s/mm2），病變呈高信號；圖③ ADC影像，病灶呈低信號，邊界清楚，ADC值為0.478×10-3 mm2；圖④~⑥ 分別為IVIM參數D、D*和f的偽彩圖，顯示病變色彩的變化

2 結果

2.1 病理結果 經病理確診前列腺癌病灶31個：低級別PCa（Gleason評分≤6分）5個，中等級別PCa（Gleason評分=7分）14個，高級別PCa（Gleason評分≥8分）12個。前列腺增生病灶51個及正常組織25個。

2.2 IVIM-DWI參數比較 三組ADC值、D值和f值差異均有統計學意義（P＜0.001）。見表1。

表1 三組各測量指標比較

2.3 IVIM-DWI對前列腺病變的診斷效能 以病理檢查結果為金標準，以IVIM參數構建良惡性病灶分析診斷模型，繪制ROC曲線（見圖7），AUC為0.985（0.967~1.000），當截斷點取-0.872時，最佳診斷靈敏度和特異度分別為0.980和0.903。

圖7 IVIM參數預測病灶良惡性的ROC曲線圖

3 討論

PCa診斷和鑒別一直以穿刺病理檢查為金標準，在PCa的篩查、監測以及治療中，患者常需要多次穿刺以評估病情［5-6］。前列腺MRI是前列腺疾病診斷的最佳影像學方法，但由于對每個病灶敏感性和特異性有限，無法準確區分Gleason分級等原因，臨床依舊無法靠MRI影像結果確診PCa。因此，磁共振先進技術正在被積極研究，以求獲得可以無創評估前列腺組織成分的方法［7-8］。

IVIM-DWI等多種擴散加權新技術被應用于PCa的診斷中，其臨床診斷價值已基本得到肯定。甚至新擴散加權技術的參數被用來探索與Gleason評分間的關系［9-10］，以達到通過MRI檢查評估患者預后的目的。本資料結果顯示，PCa的ADC值、D值和f值降低，而D*值無明顯變化，這與D?PFERT等研究結果基本一致。有學者認為，D*值差異無統計學意義的原因在于PCa主要侵襲新生毛細血管，而新生血管的通暢性不及成熟血管，使其血流速度并無明顯增加，導致D*值也無明顯變化。本研究的局限性：①樣本量來源于單中心，且樣本量較少，可能會對結果產生一定偏倚；②穿刺活檢并非在磁共振引導下進行，病理結果與ROI無法保證百分百的配準。③IVIM參數值均為ROI內的平均值，可能無法完全反映腫瘤組織內部的異質性。

綜上所述，IVIM-DWI在診斷PCa，輔助區分前列腺良性病變和惡性病變具有一定的應用價值。