3.0T MRI高b值扩散加权成像对前列腺癌的临床诊断价值

王红

(长江大学医学院， 湖北 荆州 434023)

刘四斌

(长江大学第二临床医学院 荆州市中心医院放射科， 湖北 荆州 434020)



3.0T MRI高b值扩散加权成像对前列腺癌的临床诊断价值

王红

(长江大学医学院， 湖北 荆州 434023)

刘四斌

(长江大学第二临床医学院 荆州市中心医院放射科， 湖北 荆州 434020)

[摘要]目的：分析3.0T MRI高b值扩散加权成像对前列腺癌的诊断价值，确定具有最佳诊断效能b值。 方法:回顾性分析经病理证实为前列腺疾病的患者48例(前列腺癌和前列腺增生各24例)临床资料。所有患者均行MRI常规扫描序列(T1WI、T2WI)和多b值DWI检查(b值=0、800、1000、1500、2000、2500s/mm2)。比较不同b值时前列腺良恶性组织ADC值之间的差异，分析不同b值DWI联合常规扫描序列对前列腺癌的诊断效能。 结果:无论b值大小前列腺良恶性组织平均ADC值间均具有统计学差异(P<0.05)，但有小部分重叠。随着b值增大，两者ADC值重叠范围会逐渐减小。当b值为2000s/mm2时鉴别诊断前列腺良恶性病变准确性明显大于其他b值。结论:3.0T MRI高b值(b>1000s/mm2)DWI有助于对前列腺疾病鉴别诊断，尤其b值为2000s/mm2具有最佳诊断效能。

[关键词]扩散加权成像； 高b值； 前列腺癌； 诊断

前列腺癌严重威胁男性健康，随着我国生活方式西方化和筛查手段的普及，前列腺癌发病率明显上升[1]。功能MRI成像DWI相对容易获取和处理，是前列腺多参数MRI成像中重要组成部分，而且在前列腺癌定位、定性、疗效及预后判断方面应用广泛[2,3]。b值是DWI扫描中最重要的参数之一，会影响图像质量及其对前列腺疾病的诊断，低b值DWI前列腺组织影像对比度与T2WI相似，并且ADC值会受到T2穿透效应的影响；高b值DWI会有较高的扩散权重，但信噪比会降低[4]。选择合适的b值才能保证获取更多关于前列腺癌组织的信息，生成高质量ADC图，并且准确测量ADC值。确定一个最佳b值对于DWI标准化诊断前列腺癌是至关重要的。目前关于3.0T MRI高b值(b值>1000s/mm2)DWI诊断前列腺癌报道较少，并且关于b值的选取尚无定论。因此本研究旨在分析高b值DWI对前列腺癌的临床诊断价值，确定最佳b值。

1对象与方法

1.1对象

搜集2015年2至12月于荆州市中心医院就诊经穿刺活检或术后病理证实为前列腺疾病的患者48例(前列腺癌和前列腺增生各24例)，活检采用经直肠超声引导前列腺12点穿刺法。前列腺癌组年龄范围50～83岁，中位年龄65岁，PSA水平2.46～306.50ng/mL，平均水平86.96ng/mL；前列腺增生组年龄范围56～88岁，中位年龄68岁，PSA水平1.84～112.70ng/mL，平均水平25.69ng/mL。所有患者穿刺或手术前均行3.0T MRI常规序列(T1WI、T2WI)和多b值DWI扫描，并且在MRI检查前无有关激素治疗、外科手术和放疗等病史。

1.2MRI

采用GE signa HDx 3.0T MRI扫描仪，盆腔8通道相控阵线圈为接收线圈，检查前嘱咐患者适度将膀胱充盈。MRI常规扫描序列：快速自旋回波(FSE)轴位T1WI，TR 555ms，TE 7.5ms，层厚 6mm，层距 1mm，矩阵 320×224，视野(FOV)34mm×34mm，Propeller小视野压脂轴位T2WI，TR 4605ms，TE 81ms，层厚 4mm，层距 0.5mm，矩阵 352×352，FOV 22mm×22mm；激励次数NEX=2。DWI扫描采用单次激发平面回波成像(SS-SE-EPI)，TR 4000ms，TE 70.9ms，层厚 4mm，层距 1mm，矩阵96×128，FOV 36mm×28.8mm，NEX= 6，b值分别取800、1000、1500、2000、2500s/mm2。

1.3图像及数据分析

所有图像传至GE ADW 4.6工作站处理并自动生成ADC图，结合轴位T1WI、T2WI、不同b值DWI及ADC图在前列腺可疑病变部位选取感兴趣区(ROI)，其大小约30mm×30mm，尽量不包含周围的血管、尿道和脂肪组织，若病灶超过一个层面，取最长直径所在的层面，确定一个ROI并在此区域内重复测量3次ADC值，取平均值。

1.4统计学分析

2结果

2.1比较前列腺良恶性组织ADC值

5种不同b 值前列腺良恶性组织的平均ADC值见表1。无论b值大小前列腺癌组织ADC 值均明显低于前列腺增生组织(P<0.05)；并且随着b 值增大前列腺良恶性组织间ADC 值重叠范围逐渐减小。

2.2确定最佳诊断b值

b值为800、1000s/mm2时DWI诊断前列腺癌的敏感性均明显低于高b值(b>1000s/mm2)，并且b值为2000s/mm 时鉴别诊断前列腺良恶性病变准确性最大。5 种不同b 值诊断前列腺癌敏感性、特异性及准确性见表2。

表1　不同b值前列腺癌与非癌组织ADC值

表2　不同b值诊断前列腺癌的敏感性、特异性、准确性

3讨论

DWI成像基础是通过水分子弥散的速度和方向，观察组织细胞微观结构的变化，水分子在体素内能自由移动，则呈低信号；反之水分子弥散受限，则信号增高[5]。前列腺癌的病理基础是肿瘤组织替代正常的腺体和间质，癌细胞增殖快，排列紧密，细胞外间隙变小，核质比明显增大，因此癌区的水分子扩散明显受限，DWI呈高信号，ADC值也会发生改变。而某些前列腺良性病变，由于组织中水分子的含量较高，受到T2穿透效应影响，其DWI也可呈高信号，尤其低b值时，前列腺良恶性病变鉴别诊断困难。如何利用DWI准确诊断前列腺癌成为研究的热点。

DWI扫描中b值会影响图像质量和相应观察指标，当b值较低时，前列腺正常组织也可呈高信号，这会掩盖或漏诊部分前列腺癌，所测量的ADC值准确性较差。随着b值越大，代表弥散权重越大，不仅影像对比度增大，而且可以降低T2穿透效应和微循环灌注的影响，使ADC值更为准确；但b值增大，图像的噪声也会随之增大，信噪比明显降低。关于前列腺DWI成像中b值选取问题至今仍未达成共识，本研究最终目的是找到能平衡扩散程度和图像质量之间的矛盾、具有最佳诊断效能的b值。

本研究中，无论b值高低，前列腺癌组织平均ADC值明显低于良性组织，但存在一定程度重叠，随着b值增大，两者重叠范围逐渐减小。这可能是因为b值越大，DWI对组织扩散特性越敏感，ADC值越精确。最早是Gibbs等[6]提出前列腺良恶性组织ADC值存在明显差异。之后大量文献也证实这点，但多局限于低b值研究。肖利华等[7]研究提出结合b值800s/mm2DWI信号和ADC值量化标准可提高诊断前列腺癌的准确率，这与Noha 等[8]研究结论相似。上述研究[7,8]均未进行多个b值比较。随着MRI设备技术的发展，高b值DWI应用研究的深入，ADC值鉴别诊断前列腺疾病的准确性会逐渐提高。

本研究利用3.0T MRI 5个不同b值(800、1000、1500、2000、2500s/mm2)DWI鉴别诊断前列腺良恶性病变。研究结果表明高低b值DWI相比，高b值DWI诊断前列腺癌的敏感性较高，并且两组间差异有统计学意义，这与国内外大多数报道[9,10]高b值DWI联合T2WI可提高前列腺癌诊断效能是一致的。另外本研究认为b值为2000s/mm2DWI联合常规MRI序列诊断前列腺癌明显优于其他b值。以往高b值DWI应用于前列腺癌研究主要集中1.5T MRI。Kitajima等[11]比较当b 值为1000、2000s/mm2时前列腺癌组织与正常组织间ADC值差异，发现两组不同b值诊断前列腺癌效能并无明显差异，b值=2000s/mm2时，DWI图像信噪比及对比噪声比均下降。Katahire等[12]证实与单独T2WI相比，高b值DWI联合T2WI能提高诊断前列腺癌准确性，即多参数MRI具有明显优势；b值=2000s/mm2DWI与T2WI联合比b值=1000s/mm2具有更高诊断效能。分析上述两位学者研究结果的差异，可能是因为扫描方案中回波时间不同。本研究使用的回波时间是70.9ms，与Katahire等[12]研究结果类似，可能得益于3.0T较1.5T MRI更能保证图像信噪比和较短回波时间。

关于3.0T 高b值DWI诊断前列腺癌的优势已被广泛认可，但关于最佳b值的选取仍存在一些争议，以往部分研究与本研究结果相似[13]，本研究涉及b值范围从800～2500s/mm2，更进一步说明DWI诊断前列腺癌的最佳b值为2000s/mm2。但Kim等[14]认为3.0T MRI DWI(b值=1000s/mm2)诊断前列腺癌敏感性、准确性均高于b 值=2000s/mm2。这可能是由于Kim等[14]诊断前列腺癌的方案是仅仅将2组不同b 值DWI联合相应ADC图，而本研究不仅包含5组不同b值DWI、ADC图，还联合应用常规MRI序列；另外Kim等[14]在b 值为2000s/mm2DWI扫描中所用回波时间相对较长，而相对长的回波时间会使图像信噪比下降。

总之，DWI在鉴别前列腺疾病方面具有明显优势，尤其高b值(b值=2000s/mm2)DWI能提高前列腺癌诊断效能。本研究存在一些局限性：第一，本研究中部分病例以经直肠超声引导前列腺穿刺活检病理结果作为分组标准，容易遗漏微小的病灶，导致假阴性；第二，MRI影像与病理标本之间的联系很难精确匹配，前列腺癌组织ROI总会不可避免地包含部分良性组织，这会导致测量上的偏差；第三，本研究收集的样本量相对较少，而且大部分前列腺癌临床Gleason评分较高，会过低评估ADC值。

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[编辑]何勇

[收稿日期]2016-02-03

[作者简介]王红(1992-)，女，硕士生，主要从事腹部磁共振诊断研究工作；通信作者：刘四斌，Liusib9159@sina.com。

[中图分类号]R445.2；R737.25

[文献标志码]A

[文章编号]1673-1409(2016)18-0018-03

[引著格式]王红，刘四斌.3.0T MRI高b值扩散加权成像对前列腺癌的临床诊断价值[J].长江大学学报(自科版) ,2016,13(18):18～20，25.