前列腺癌MRI功能成像的研究进展

张云萍 李建瑞

前列腺癌(prostate cancer，PCa)是老年男性常见的原发恶性肿瘤，随着人口老龄化和饮食结构的逐渐西方化，我国前列腺癌的发病形势将更为严峻，目前MRI是前列腺疾病首选的检查方法，尤其是各种MRI的功能成像可从不同角度显示PCa的生物学特性［1－3］，本文就MRI功能成像在前列腺癌诊断中的研究进展作一综述。

1 前列腺的解剖

前列腺中70%为腺体组织，30%为非腺体组织(即前纤维肌肉基质区)，根据McNeal系统，将腺体组织分为中央和外周腺体，中央腺体包括移行带和尿道周围组织，其细胞增生导致良性的前列腺增生，约有20%的前列腺癌发生于此［4］，移行带占腺体组织的5%～10%，约有10%的前列腺癌发生于此，外周腺体包括外周带和中央带，外周带包括前列腺的后侧和侧方，占腺体组织的70%，约有70%的前列腺癌发生于此。

2 病理及病理生理基础

Pca绝大多数是腺癌，源于前列腺腺泡或导管上皮［5］，约70%发生在前列腺外周腺体，且多见包膜下，有理论认为多发病灶约占85%，随着病变的发展融合成较大的肿块，癌肿形态多不规则，边界不清，出血、坏死、囊变少见，镜下呈多种组织像，分为滤泡状、筛状和实性，腺泡型最常见，可有高、中、低分化表现，以高分化多见，少数为黏液癌、移行细胞癌和鳞状细胞癌［6］。病变多数起源于包膜下的周边部，癌组织一般比前列腺固有组织硬韧，瘤体多呈结节状境界不清，临床表现为局部尿道受压引起的排尿困难、血尿、局部疼痛等，可通过直肠指检发现。Pca晚期穿透包膜，直接侵犯邻近结构，如膀胱、尿道、精囊，还可发生淋巴及血行转移，分别向髂、骶、股部及主动脉旁淋巴结和骨、肺、肾上腺转移，其中骨转移多为成骨型，少数为混合型，偶见溶骨型［7］。

3 前列腺癌的磁共振成像

3.1 直接MR征象 直肠内和腹部相位阵列线圈的快速自旋回波(FSE)成像，被广泛用于前列腺癌的诊断和分期。MR检查和显示前列腺癌主要依靠T2加权像(T2WI)，发生于外周带的前列腺癌大部分表现为低信号，多呈局灶性结节、多发性结节或弥漫性信号减低区，与呈高信号的正常组织有明显差异;发生于中央腺体的前列腺癌表现为低信号区局限性扩展到外周带的高信号区，或T2WI上内外带腺体的分界消失，由于T2WI中移行带的正常组织亦呈低信号，故T2WI对于发生在移行带的前列腺癌诊断有一定的局限性;较大的前列腺癌或伴有出血、坏死等改变时病灶信号不均匀，可呈高、等、低混合信号影［8］。包膜受侵表现前列腺边缘不规整，外缘不规则膨出。静脉丛受侵时，显示前列腺两侧静脉丛不对称且信号减低，肿瘤侵犯周围脂肪呈低信号改变，在T1WI观察最好。精囊受累精囊信号减低，前列腺精囊角消失［9］。

3.2 MR扩散加权成像(DWI) 扩散为分子的不规则随机运动，即布朗运动，扩散加权成像(DWI)是惟一能在活体组织中评价分子扩散运动的无创性检查方法。

目前关于前列腺DWI最佳b值(扩散敏感系数)的选取，国内外学者的研究结果各不相同，b值的选取要解决图像质量与扩散程度之间的矛盾，何海青等［10］研究发现，b值 =700 s/mm2时，图像既比较清晰，又具有足够的扩散权重，其MR机型为 GE 1.5T。Gibbs等［11］选用 b 值为 0 ～720 s/mm2，能很好地显示前列腺解剖结构，其MR机型为GE 3.0T。张继斌等［12］研究发现，b值0～300 s/mm2时，中央带、外周带显示最好，其 MR机型为 SIEMENS1.5T。任静等［13］选择 b值 =750 s/mm2时图像对比度最好，易于显示呈明显高信号影的Pca灶，测得的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)值误差较小，有助于前列腺癌的定性诊断，其MR机型为PhilipS 1.5T。因此选择b值时，应参照自身MR机型、场强及梯度场强，最佳b值标准仍需进一步探索。

虽然国内外关于前列腺疾病的扩散加权成像研究很多，而且共同的结果是发现癌的ADC值低于非癌，但报道结果中癌的ADC值差异很大，尚无大规模研究数据提出前列腺癌ADC的诊断标准［14－16］。郭雪梅等［17］分析原因指出:(1)硬件、扫描序列等会影响ADC值的结果，关于前列腺DWI扫描的技术标准尚未建立。(2)影像-病理对照方法不同也会影响ADC值阈值的设定，一方面标准13针的穿刺结果和六分区并不能准确一一对应，另一方面，穿刺病理与术后大体病理之间仍存在较大的差异。随着今后PCa的DWI的诊断标准的深入研究及建立，DWI必将在PCa的诊断中发挥越来越重要的作用。

3.3 MR波谱成像(MRS) 磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy，MRS)是利用核磁共振现象及其化学位移或自选耦合作用，进行特定原子核及其化合物分析的一种检测方法。

文献报道PCa患者非癌区波谱主要表现为枸橼酸盐(Citrate，Cit)峰高，胆碱(Choline，Cho)和肌酸(Creatine，Cre)峰低，癌区主要典型表现为Cit峰降低，(Cho+Cre)峰显著升高;Cit、Cho和Cre是前列腺MRS(质子谱)检查中最易观察到的代谢物，也是最有价值的指标［18］。

王霄英等［19］经手术和穿刺活检证实，未行任何治疗的PCa21例和正常前列腺17例，得出结果也表明正常前列腺外周带(Cho+Cre)/Cit的比值均＜1，PCa的(Cho+Cre)/Cit比值显著高于正常前列腺，并对103例患者重点就MRS定量分析结果与系统穿刺活检病理结果进行对照分析得出(Cho+Cre)/Cit比值＞0.75为可疑癌，比值＞0.86为肯定癌。

MRS在PCa诊断中也存在一定的局限性。首先其受干扰的因素较多，MRS的信号易受周围强大水及脂肪信号污染而产生一些高大畸形难以解释的波形，受呼吸运动、部分容积效应的影响而降低MRS的敏感性及特异性，磁场的均匀性也会大大影响MRS产生的质量。

随着3.0T机器的普及应用、软硬件技术的进步及对前列腺病变代谢变化的深入研究，MRS将在PCa的诊断和分期中占据越来越重要的地位。

3.4 MR灌注成像(PWI) 磁共振灌注加权成像(perfusion weighted imaging，PWI)是将组织毛细血管水平的血流灌注情况，通过磁共振成像方式显示出来，能快速、准确、几乎无创地评价微血管内血液动力学变化［20］。

对比剂首过灌注成像是目前最常用的灌注成像方法，对比剂首过期间，主要存在于血管内，血管外极少，血管内外浓度梯度最大，信号的变化受扩散因素影响很小，因此，评价此时信号强度改变的最大速率(SSmax)，可以反映肿瘤的血流灌注率［21］。

张继斌等［22］通过相关分析表明，SSmax、ΔR2*peak 和MVD之间存在良好的相关性，说明SSmax、ΔR2*peak能较好地反映肿瘤最高强化区血管化和血流灌注情况。因此，SI-T曲线的SSmax、ΔR2*peak能反映良、恶性前列腺组织的血流灌注率。

王锡臻等［23］对49例PCa患者研究发现，PCa的信号-时间曲线(SI-T)特点为增强早期即出现较大幅度的倒置峰值，提示前列腺癌内对比剂到达速度快、浓度高，PCa的信号-时间曲线具有早期强化、强化幅度增大的特点。相对负增强积分(rNEI)、增强平均时(rMTE)、达峰值时间(rTTM)信号降低最大斜率(rMSD)及血流速度(rBF)的平均数值分别为6.44、0.71、0.68、1.93、8.17。PCa 的 rNEI、rMSD 和 rBF 明显高于正常前列腺外周带(PZ)的;PCa的rMTE、rTTM低于PZ的。研究结果表明PWI能有效反映出前列腺不同组织的微循环灌注差异，有助于提高PCa的检出率，因此PWI可作为临床上PCa常规MRI检查的有效补充手段。

近年来，MR功能成像技术，尤其是 MR扩散加权成像(DWI)、MR波谱成像(MRS)及MR灌注成像(PWI)飞速发展，能够从不同角度分析组织的病理、生理及生化代谢等信息，从而为前列腺癌的临床诊断、分期及预后评估提供有力的影像学依据。

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