多参数磁共振成像技术诊断PCa研究进展.pdf

医学影像学杂志2024年第34 卷第2 期 J Med Imaging Vol.34 No.2 2024多参数磁共振成像技术诊断 PCa 研究进展岳丽娜，贺雅萍，樊佳，牛娟琴，薛巍，刘康，成满平，刘瑜琳，陈纲中国人民解放军联勤保障部队第九四医院放射诊断科甘肃 兰州 730050【摘 要】近年来，随着 MRI 技术的飞速发展，多种功能成像方法现已广泛应用于前列腺癌的诊断、判断治疗效果及评估预后等方面，并取得了显著成果，现将近年来磁共振成像技术在前列腺癌诊断中的研究现状以及起到的作用进行综述。【关键词】多参数；磁共振成像；前列腺癌中图分类号：R737.25；445.2 文献标识码：A 文章编号：1006-9011（2024）02-0128-04Research progresses of multi-parameter MRI in early diagnosis of prostate cancerYUE Lina，HE Yaping，FAN Jia，NIU Juanqin，XUE Wei，LIU Kang，CHENG Manping，LIU Yulin，CHEN GangDepartment of Imaging Diagnosis，the 940th Hospital of Joint Logistics Support Force，Lanzhou 730050，China【Abstract】In recent years，with the rapid development of magnetic resonance imaging technology，a variety of functional imaging methods have been widely used in the diagnosis of prostate cancer，judging treatment effects，and evaluating prognosis，and have achieved remarkable results.This article summarizes the research status and role of magnetic resonance imaging technology in the diagnosis of prostate cancer in recent years.【Key words】Multiparameter；Magnetic resonance imaging；Prostatic cancer前列腺癌（prostate cancer，PCa）是男性生殖系统最常见的上皮来源恶性肿瘤，癌细胞极易发生局部浸润及远处转移，所以最有效的防治手段就是早期诊断和手术治疗 1。目前诊断及筛查PCa的多项检查方式应运而生，综合评价其敏感性、特异性及准确性等因素，MP-MRI检查被普遍认为是检测PCa的最佳影像学方法，尤其在T2WI图像上，它的优势不仅体现在能精准判断PCa侵犯的部位及范围，还有助于视觉识别癌区1。MP-MRI技术是建立在常规序列与功能序列相结合基础上，功能序列包括评估细胞增殖的DWI、分析 细 胞 代 谢 的（magnetic resonance spectroscopy，MRS）、测量病灶特性值的磁共振波普成像 T2 mapping技术、显示肿瘤微出血及内部微血管情况的磁敏 感 加 权 成 像（susceptibility weighted imaging，SWI）2-3 。本文就 MRI 常规序列结合功能序列在PCa临床诊断中的研究现状展开叙述。1常规T1WI、T2WI在PCa中的应用PCa及良性前列腺增生在常规T1WI序列上信号不具有特异性，并不能清晰显示其病灶部分，而T1WI主要优势是检测PCa合并出血、邻近脏器侵犯及近、远处转移情况，因而单一T1WI序列难以识别肿瘤性病变与非肿瘤性病变，并不能用于PCa的诊断。T2WI可以清晰地显示前列腺中任何可疑的病变。有学者4发现PCa患者发生在外周带的概率大约有70%，其余30位于中央腺体。张永胜等5发现PCa在T2WI会出现凸透镜样低信号，但出血、炎症、钙化等病变，同样也会在T2WI表现为均匀高信号的外周带出现低信号结节影，类似PCa。因此，单一T2WI序列诊断PCa存在不足之处，仍需与功能序列联合进行诊断。2MRI功能序列-扩散成像技术在PCa中的应用2.1 扩 散 加 权 成 像（diffusion weighted imaging,DWI）DWI是一种无创观察活体组织内水分子弥散运动情况，是通过b值来反映扩散效应强弱，是以水分子高斯运动为基础的，其选择对应用表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）值确定病灶的性质至关重要。目前有学者6研究发现磁共振多b值DWI诊断PCa的准确率高，灵敏度及特异度好，多b 值 DWI 序列诊断 PCa 优于常规 T1WI、T2WI 序列。美国放射学会及欧洲泌尿生殖放射学会7指出使用b 值高于 1400 s/mm2诊断 PCa，可以更好地突现出基金项目：甘肃省科技计划项目（编号：21JR7RA007）作者简介：岳丽娜（1983-），女，毕业于青海大学，医学硕士，主治医师，主要从事医学影像学诊断工作通信作者：陈纲E-mail：；樊佳E-mail：128医学影像学杂志2024年第34 卷第2 期 J Med Imaging Vol.34 No.2 2024PCa与正常前列腺组织间DWI的信号差异。MUSSI等8研究发现较低ADC值的扩散限制是活检前MP-MRI技术预测PCa的最佳参数。WANG等9研究发现当b=1500 s/mm2时，ADC图有着最高的信噪比和对比度，所以说建立 ADC 截止值将提高癌症检出率。总之，DWI的优势在于患者耐受性好，对PCa的病灶能精确定位，可作为PCa患者的常规MRI检查序列，但仍不能忽略磁敏感伪影重以及图像信噪比差等问题，通常诊断须与常规T2WI相结合。2.2扩散张量成像（diffusion tensor imaging,DTI）DTI技术是传统DWI的发展和升华，它既能测量组织的扩散量，又能显示神经纤维束的走行，是建立在水分子扩散各向异性基础上的，能清晰显示水分子运动在三维空间中的扩散路径，从而用于评价组织微观结构的完整性。DTI技术缺陷在于针对较小纤维束不能清晰显示。DTI 评价参数主要包括ADC 值和各项异性参数（fractional anisotropy，FA）值，ADC 值用于描述分子的扩散运动速度和范围10；FA值在细胞分子层面反映的是活体组织水分子交换功能的状况11。FA值取值范围是01，反映水分子扩散运动的方向性，其FA值越接近1，水分子朝某个方向扩散的自由度越高；FA值越接近0，水分子朝各个方向扩散的自由度就越相近12。TIAN等11研究显示Gleason评分在统计学上与FA值呈正相关，与ADC值呈负相关，差异有统计学意义（P1500s/mm2），才能更加真实地反映水分子运动的扩散情况。陈丽华等20研究已证实PCa的MK值通常高于良性前列腺增生，而MD值则低于前列腺增生，研究结果显示MK值可用于临床定量评价PCa组织内部的细微结构，在评估PCa有无侵袭性方面也有一定的优势。TAMURA等21证实DKI的扩散参数（mean kurtosis，MK）值，可以用来鉴别前列腺组织的良恶性程度，在前列腺外周带腺体中，PCa组织非高斯分布表观扩散峰度系数（Kapp）升高，良性组织则处在相对较低的水平，非高斯分布表观扩散系数（Dapp）反之亦然。有学者22认为与DTI技术相比，DKI优势在于提供了PCa组织之外的补充信息，能更好鉴别诊断低、中及高危组PCa。2.5磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)SWI技术提供了 T1WI、T2WI及 PDWI之外的一种对比度，对于局部磁场不均匀性要求极高，它对微量出血十分敏感，目前在中枢神经系统已得到广泛应用，现已逐步推广应用到腹部、盆部23。王省白等24研究证实SWI在显示肿瘤内部微血管结构及出血情况等方面有极大临床应用价值，可将其作为DCE-MRI的补充序列，尤其适用于针对对比剂有过敏的患者。有学者25对23例PCa患者行SWI检查，证实19例在肿瘤区域内发现有出血情况，而在53例前列腺增生患者中，SWI仅检出1例患者有出血。相关研究26报道已证实PCa组织产生新生的毛细血管一般脆性和通透性较高，远端分支稀疏、减少，所以癌组织更易发生微出血和渗血情况，很难用常规序列对微出血所导致的含铁血黄素沉着与钙化进行鉴别，顺磁性的含铁血黄素和逆磁性的钙化在SWI相位图上信号表现特殊，呈现相反的信号，很容易将二者129医学影像学杂志2024年第34 卷第2 期 J Med Imaging Vol.34 No.2 2024区分开。虽然CT检查可以清晰显示钙化，但是针对前列腺组织内微量的出血及含铁血黄素显示并不十分敏感，因此在临床应用中，SWI序列在检测PCa内微量出血及逆磁性的钙化起到了不可替代的作用。3MRI灌注成像（perfusion weighted image,PWI）在PCa中的应用3.1动态对比增强（dynamic contrast enhancement,DCE）DCE通过获取顺磁性对比剂在毛细血管网与血管外细胞外间隙之间的分布状况，动态反映病变组织的血流灌注、血管渗透及微血管的分布情况27。DCE定量分析可以重复且快速的对局部的组织活力及功能进行评估，是通过缩短T1WI弛豫时间及引入药物代谢动力模型，最终得出定量参数，可以在短时间内几乎无创地进行准确评价微血管内血液动力学变化。多数学者28普遍认为，正常前列腺组织速率常数（rate constant，Kep）、转运常数（transfer rate constant，Ktrans）均明显低于PCa组织的Kep、Ktrans，需要注意的是前列腺中央带正常组织的Kep、Ktrans亦高于外周带。FANG等29提出PWI技术是以病变组织中的微血管系统为生理基础的，是用来反映前列腺组织微循环功能，它的定量参数Ktrans、Kep在PCa诊断及鉴别诊断中具有重要的临床应用价值。刘啸峰等30认为前列腺 DCE-MRI 相较于常规 T1WI、T2WI及DWI序列能更好地显示肿瘤及肿瘤边缘，有利于感兴趣区的分割。王红燕等31对100例疑似PCa患者进行分析后发现，DCE可显著改善常规MRI序列无法识别较小包膜穿透的弊端，为临床进一步治疗提供可靠的依据。3.2动脉自旋标记法（arterial spin labelling,ASL）ASL技术安全指数高、操作便捷，可多次重复扫描，特别适用于对顺磁性对比剂有禁忌的患者，它是利用动脉内的氢质子作为内源性对比剂产生灌注影像，对图像进行减影分析，可以得出血流量的定性、定量图，是一种有效评估前列腺灌注水平的方法。目前有学者32研究认为PCa组织的血流灌注（prostate blood flow，PBF）均明显高于正常前列腺组织。ASL技术主要优点是不用静脉注射外源性对比剂。缺点是图像信噪比低，而且获得的功能信息少，临床应用有限。4MRS在PCa中的应用MRS技术临床应用于PCa患者的研究，主要是根据前列腺组织内胆碱及其代谢产物含量的变化用波谱分析来诊断PCa。在MRS检查中，前列腺组织内主要观察的代谢物有以下3种：枸椽酸盐（Cit）、胆碱（Cho）及肌酸（Cre），它们能从分子水平上反映前列腺组织的病理及生理改变33。PCa组织极易破坏前列腺内正常的腺管结构，导致其细胞增生活跃，直接影响细胞膜合成与降解的速度，致使其分泌Cit的能力快速下降，继而影响Cho浓度的含量，引起Cho含量升高。对 PCa 的 MRS 研究认为以（Cho+Cre）/Cit0.99为标准，可鉴别前列腺外周带的PCa和非PCa组织。LI等34研究了前列腺周围带恶性区域的代谢比值（Cho+Cre）/Cit，代谢比值在PCa诊断中的特异性最高，特异性达到88.4%，PCa恶性区域的代谢比值（Cho+Cre）/Cit显著高于非PCa组织区域，差异有统计学意义（P0.001）。MRS波谱技术诊断PCa不足之处在于检查时间长，感兴趣选取不宜太小，优势在于特异性好、准确率高及敏感性强等优点，可为临床诊断及评估PCa的侵犯程度提供重要参考依据。5T2 mapping技术在PCa中的应用T2 mapping技术是测量前列腺组织中T2值的一种磁共振定量成像方法，稳定性能好，具有较好的可重复性，目前T2 mapping技术运用在骨关节中的研究较多。T2值的测量是通过多次回波获得的，它反映组织中包含质子的绝对弛豫，属于组织的固有特性，因此，不同的T2值代表不同的组织。由于正常前列腺组织受到腹部呼吸及运动伪影的干扰较少，接近于固定脏器，因此相较于其他腹腔内脏器，T2 mapping技术目前在PCa中的研究较多3。PCa一般好发于外周带，由于细胞的疏密和含水量的不同，其T2值上下波动范围较大，常波动在110 ms170 ms之间，而移行带上下波动范围较小，常波动在77 ms98 ms之间，一般正常外周带的T2值常大于100 ms，而移行带的 T2值常低于 100 ms35。MAI等36收集了 75例PCa患者，通过获取ADC图、形态T2WI、定量T2图和计算T2WI图像得出，前列腺移行带及外周带的T2定量值在一定程度上与ADC值类似，其测量出来的T2值敏感性及特异度高，发生于外周带及移行带的PCa的T2值显著低于正常区域T2值，PCa外周带T2值一般小于100 ms，PCa移行带T2值一般小于70 ms，因此可以准确区分PCa及良性前列腺增生，可以精准应用于前列腺恶性肿瘤的检测。WU等37研究表明在T2WI序列中加入T2 mapping技术显著提高了MRI在PCa检测中的诊断性能。T2 mapping技术在体部肿瘤中研究报道较少，不同设备产生不同扫描参数会导致实验结果出现一定的差异。综上所述，多种检查方法的联合应用，几乎延伸到了各个领域，在PCa的科学研究及临床应用中表现出了广泛应用前景，都有其各自的优势与缺陷，不仅可以提供更多的诊断信息，同时大大地提高了影像诊断医师的工作效率。所以需要全面综合的去掌130医学影像学杂志2024年第34 卷第2 期 J Med Imaging Vol.34 No.2 2024握多种检查方法，然后根据PCa患者的临床情况合理地选择检查方法，使各项检查能够做到优势互补，从而对PCa的患者做出更早、更准确的诊断。参考文献：1孔祥丰，陈国俊，鲍海华.多参数磁共振辅助前列腺融合穿刺的最新进展 J.磁共振成像杂志，2019，10（3）：237-240.2刘博，何晓静，曾燕，等.体素内不相干运动成像在PCa中的研究进展 J.中国医学影像学杂志，2019，2（27）：146-150.3朱柳红，刘豪，周建军，等.磁共振T2 mapping技术在体部恶性肿瘤中的研究进展 J.磁共振成像杂志，2020，11（5）：398-400.4安宏斌，聂伟，谢元忠，等.前列腺中央腺体癌增生结节3.0T磁共振波谱成像的初步研究 J.中华临床医师杂志（电子版），2016，10（10）：1422-1426.5张永胜，杨欢，崔凤.前列腺移行区癌T2WI影像特征的多因素分析 J.临床放射学杂志，2017，36（11）：1671-1674.6LI Y Z，LIANG J H，ZHAO Y C，et al.Early diagnosis of prostate cancer with multi-b value diffusion-weighted magnetic 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