体素内不相干运动扩散加权成像对前列腺癌的诊断价值

沈夏枫 王世威* 沈建良 马向征 刘珊

前列腺癌（prostate cancer，PCa）是目前全球男性发病率第2高的恶性肿瘤，居男性癌症死因的第5位，全球新发病例达到140万人。我国PCa的发病率较欧美国家低，但死亡人数占全球比例却远超西方国家［1-2］。体素内不相干运动扩散加权成像（intravoxel incoherent motion，IVIM-DWI）作为改良的扩散加权新技术，通过双指数模型，不但可以获得常规弥散所提供的体素内水分子扩散情况，还可以额外获得组织内血流灌注信息［3-4］。本文通过比较IVIM-DWI的各参数值，探索IVIM-DWI对PCa的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集2018年1月至12月本院临床怀疑前列腺癌，并行磁共振IVIM-DWI检查的患者。纳入标准：①临床与影像数据资料完整；②IVIM-DWI检查后1周内取得病理结果。排除标准：①IVIM影像与病理结果PCa位置无法匹配；②IVIM影像质量不佳。本项目经医学伦理委员会批准，所有患者检查前均已签署知情同意书。共79例，年龄41~89岁，中位年龄68岁。

1.2 方法 （1）采用美国通用电气公司（GE）Discovery MR750 3.0T MRI扫描仪，32通道腹部相控阵线圈。患者取仰卧位，足先进，扫描范围完整包括前列腺和精囊腺。扫描序列包括：①快速自旋回波压脂序列横断位T2WI、矢状位T2WI和冠状位T2WI。②常规扩散加权成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）采用单次激发自旋回波平面回波序列进行横断面扫描，扫描结束后自动重建出ADC图。③IVIM-DWI序列扫描：b值分别为0、25、50、75、100、150、200、400、600、800、1,000、1,200、1,500 s/mm2，激励次数分别为4、2、2、3、3、4、4、6、6、8、8、10、10（与b值 相对应），扩散方向3个。（2）IVIM-DWI的计算公式：。其中SI代表体素内信号的强度；D代表体素内真性水分子扩散，称为真性扩散系数；D*代表体素内微循环灌注，称为假性扩散系数；f即灌注分数，代表体素内微循环灌注效应占总体扩散效应的容积率。根据上述公式，由于D*值显著大于D值，常高于D值数十个数量级，因此应用低b值（一般指b＜200 s/mm2）时测得的信号主要反映灌注效应；高b值时测得的信号主要体现组织的水分子扩散信号。（3）图像及数据分析：所有图像由2名主治医师以上职称影像医师共同阅片，达成一致意见，并完成病理学病灶与MRI影像病灶的匹配工作。将IVIM-DWI图像传至AW4.6工作站，由其中一名影像医师进行图像后处理，选取b值分别为0、25、50、75、100、150、200、400、600、800、1,000、1,200、1,500 s/mm2的图像重建出IVIM的伪彩图并测量表观扩散系数（ADC值）以及灌注参数D值、D*值和f值，所有参数均测量三次并取平均值。感兴趣区放置方法：对于PCa患者及前列腺增生患者，在病灶面积最大层面进行勾画，ROI应尽可能包括病灶区域，同时应避开周围正常组织，如尿道、射精管、精阜、精囊根部；对正常者，可通过T2WI图像，找到病理为正常组织的相应分区，使感兴趣区与穿刺处一致。见图1~6。

1.3 统计学方法 采用SPSS22.0统计软件。符合正态分布的计量资料采用（±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析（ANOVA）；偏态正态分布计量资料用M（Q1，Q3）表示，多组间比较采用非参数检验。进一步采用Bonfferoni法进行两两比较P＜0.017表示结果有统计学意义）。采用受试者工作特征（ROC）曲线评价IVIM-DWI参数对PCa的诊断效能。以P＜0.05为差异有统计学意义。

图① T2WI，左侧外周带低信号结节；图② DWI（b=1,000 s/mm2），病变呈高信号；图③ ADC影像，病灶呈低信号，边界清楚，ADC值为0.478×10-3 mm2；图④~⑥ 分别为IVIM参数D、D*和f的伪彩图，显示病变色彩的变化

2 结果

2.1 病理结果 经病理确诊前列腺癌病灶31个：低级别PCa（Gleason评分≤6分）5个，中等级别PCa（Gleason评分=7分）14个，高级别PCa（Gleason评分≥8分）12个。前列腺增生病灶51个及正常组织25个。

2.2 IVIM-DWI参数比较 三组ADC值、D值和f值差异均有统计学意义（P＜0.001）。见表1。

表1 三组各测量指标比较

2.3 IVIM-DWI对前列腺病变的诊断效能 以病理检查结果为金标准，以IVIM参数构建良恶性病灶分析诊断模型，绘制ROC曲线（见图7），AUC为0.985（0.967~1.000），当截断点取-0.872时，最佳诊断灵敏度和特异度分别为0.980和0.903。

图7 IVIM参数预测病灶良恶性的ROC曲线图

3 讨论

PCa诊断和鉴别一直以穿刺病理检查为金标准，在PCa的筛查、监测以及治疗中，患者常需要多次穿刺以评估病情［5-6］。前列腺MRI是前列腺疾病诊断的最佳影像学方法，但由于对每个病灶敏感性和特异性有限，无法准确区分Gleason分级等原因，临床依旧无法靠MRI影像结果确诊PCa。因此，磁共振先进技术正在被积极研究，以求获得可以无创评估前列腺组织成分的方法［7-8］。

IVIM-DWI等多种扩散加权新技术被应用于PCa的诊断中，其临床诊断价值已基本得到肯定。甚至新扩散加权技术的参数被用来探索与Gleason评分间的关系［9-10］，以达到通过MRI检查评估患者预后的目的。本资料结果显示，PCa的ADC值、D值和f值降低，而D*值无明显变化，这与DÖPFERT等研究结果基本一致。有学者认为，D*值差异无统计学意义的原因在于PCa主要侵袭新生毛细血管，而新生血管的通畅性不及成熟血管，使其血流速度并无明显增加，导致D*值也无明显变化。本研究的局限性：①样本量来源于单中心，且样本量较少，可能会对结果产生一定偏倚；②穿刺活检并非在磁共振引导下进行，病理结果与ROI无法保证百分百的配准。③IVIM参数值均为ROI内的平均值，可能无法完全反映肿瘤组织内部的异质性。

综上所述，IVIM-DWI在诊断PCa，辅助区分前列腺良性病变和恶性病变具有一定的应用价值。