李伟 吴国昌 陈曼琼 罗学毛 梁英林 龙晚生 广东省江门市中心医院放射科 (江门 529030)

1H-MRS 在前列腺癌和前列腺增生中的应用研究

李伟 吴国昌 陈曼琼 罗学毛 梁英林 龙晚生
广东省江门市中心医院放射科 (江门 529030)

目的：探讨磁共振波谱分析(MRS) 在前列腺病变诊断中的价值。方法：对38例前列腺病变(前列腺癌15例，前列腺增生23例)的MRI和MRS进行研究。常规MRI评估前列腺病变的位置、形态、大小及信号特点；MRS观察枸橼酸盐(Cit)和胆碱复合物(Cho)、肌酸(Cre)的波峰及化学位移，并测定(Cho+Cre)/ Cit 值。结果：15例PCa在T2W I像上表现为外周带信号减低，其中9例为单侧局灶性，6 例为双侧弥漫性；23例BPH在T2W I像上表现为前列腺移行带和中央带增大，其中14例为局灶性结节状高、低信号，9例为弥漫性体积增大，呈均匀低、等信号。MRS显示PCa的Cit峰明显下降，Cho峰升高，(Cho+Cre)/Cit值升高，而BPH病灶各代谢物波峰变化不明显，两者间(Cho+Cre)/Cit值有显著性差异(P<0.05)。结论：常规MRI平扫联合MRS有利于提高PCa和BPH的鉴别诊断率。

前列腺癌 良性前列腺增生 磁共振成像 应用研究 磁共振波谱分析

2009年10月~2010年4月临床疑是前列腺病变患者38例，其中15例PCa，23例BPH。年龄55~84岁，平均(68.7±10.2)岁。临床表现为排尿困难、尿潴留、血尿等，5例体检时发现血液前列腺特异性抗原PSA)升高，3例因其它疾病就诊时检出。PCa组PSA为2.3~199μg/L，平均(78.2±11.4)μg/L。BPH组PSA为0.62~133μg/L，平均(14.2±1.9)μg/L；其中8例首次查PSA >10μg/L，最高为130μg/L，多次复查后均在10μg/L以下。本组病例14例经手术、23例经穿刺活检病理证实。

1.2 MRI扫描

使用Philips Achieva 1.5T双梯度磁共振扫描仪，腹部包绕相控阵线圈。FSE成像序列：轴位T1W I、T2W I和压脂T2W I，冠状位和矢状位压脂T2W I。成像参数为T1W I：TR=450 ms ，TE=15ms ；T2W I：TR= 4900 ms，TE=120 ms；采集带宽15.6~41.9 kHz；矩阵192~256×256~384 ；FOV240mm×240mm；NEX=2；层厚(轴位5mm，冠状和矢状位3mm)。

1.3 MRS扫描

采用单体素点分辨波谱(PRESS 序列)分析(SVS)。根据MRI像上病灶最佳显示层面决定SVS立方采样位置；体素(voxel)大小：6mm×6mm×6mm~15mm×15mm×15mm；采集参数：TR=1500 m s，TE=135m s， NEX=128；采集时间4m in32sec。MRS数据采集前进行常规自动预扫描，包括自动匀场和压水、压脂，通常情况下要求线宽小于15Hz方可行MRS数据采集。数据采集后经波谱后处理软件自动处理，生成以特定频率分布的磁共振波谱曲线。

1.4 MRI分析

PCa观察指标：(1) 前列腺长、宽、高径线测量； (2) T2W I像前列腺外周带厚度测量及信号分析； (3)前列腺包膜是否完整及有无向外侵犯(周围静脉丛和邻近结构如膀胱、精囊、直肠等)；(4)有无淋巴结转移及远处转移。

BPH观察指标：(1)前列腺长、宽、高径线测量；(2) T2W I像前列腺中央腺体大小测量及信号分析；(3) T2W I像前列腺外周带的厚度测量、信号分析。

1.5 MRS分析

(1)观察前列腺代谢物枸橼酸盐(Cit)、胆碱复合物(Cho)、肌酸(Cre )的波峰及化学位移；(2)测定(Cho+Cre)/Cit值。

1.6 统计学分析

将PCa和BPH的MRS数据分成两组，使用SPSS13.0软件包对(Cho+Cre)/Cit比值先行方差齐性检验，然后进行两样本t 检验，取检验水准α=0.05 , P<0.05提示差异有显著意义。

2 结果

2.1 MRI 表现

15例PCa的T2W I像上测量前列腺长、宽、高径线为(46.3±16.5)mm×(39.5±10.5)mm×(45.3±13.2) mm。病灶表现为外周带局灶性信号减低区，与周围正常外周带高信号形成明显对比，但其T1W I像上与周围正常前列腺信号相似，其中9例呈单侧性(左5例、右4例)片状或结节状影，平均大小为(20.5±5.9) mm×(16.3±4.2)mm，6例为双侧弥漫性。前列腺包膜完整5例，不完整且有包膜外侵犯10例(精囊腺受累1例、精囊腺与周围静脉丛均受累4例、膀胱受侵1例)，其中盆腔内淋巴结及骨转移各2例。23例BPH的T2W I像上测量前列腺长、宽、高径线为(53.7± 22.6) mm×(42.8± 14.6)mm×(53.2±20.3)mm。其体积增大以移行带和中央腺体为主，T1W I像呈均匀低信号，与周围正常前列腺组织低信号无差异；T2W I像表现为多个大小不等的圆形结节状低、高信号影12例，弥漫性均匀低、等信号影5例。外周带均有不同程度受压变薄，平均厚度8.1±2.3mm，呈均匀高信号，有10例病灶向上突压迫膀胱底。

图1 BPH的MRI及波谱图，MRI可见中央叶明显增大，并可见低信号结节(T2W I)，MRS为正常波谱图

2.2 MRS表现

MRS观察到Cit峰位置在2.6 ppm处，Cho峰位置在3.2 ppm处、Cre峰位置在3.02 ppm处。PCa病灶Cit峰明显降低，峰下面积平均为48.9±10.2，Cho峰显著升高，峰下面积平均为85.6±19.3，(Cho +Cre)/Cit值为4.36±3.02(图2)。而BPH病灶各代谢物波峰变化不明显，Cit峰下面积平均约125.4±35.2，Cho峰下面积平均约26.8±8.2， (Cho+Cre)/Cit值为0.59±0.19(图1)。经t检验PCa和BPH两组间(Cho+Cre)/Cit值有显著性差异( P<0.05)。

图2 PCa波谱图。显示Cit峰明显下降，Cho峰明显上升，二者倒置

3 讨论

3.1 MRI和MRS对前列腺病变诊断的优势

常规CT不能显示前列腺内部解剖，对BPH和PCa鉴别有限[1]。而MRI不仅能准确地显示前列腺内部解剖，且有较高软组织分辨率和多方位成像等优点，尤其是将直肠腔内线圈和盆腔相控阵线圈结合，再追加MRS分析，对良、恶性前列腺疾病的鉴别诊断具有较高的敏感性和特异性，对前列腺T2和T3期肿瘤判断的准确性达85%以上[2-3]，已成为目前前列腺疾病最准确的影像学检查方法。

3.2 PCa和BPH的MRI特点

约75%的PCa起源于外周带，25%起源于中央腺体[4]。T2W I像上绝大多数的PCa呈结节或斑片状低信号[5]，其病理基础是大量癌变的腺体紧密排列，其间很少有空隙存留粘蛋白和液体，故与正常前列腺外周带的高信号形成鲜明对比而易于发现；但发生于中央带和移行带者的信号与发生于移行带的BPH有重叠，难以鉴别[6]。此外T2W I像上外周带的低信号还可见于炎症、瘢痕及钙化灶等[7]。因此常规MRI单从形态学诊断前列腺癌有一定限度。本组15例PCa中6例限于包膜内，9例超过包膜外，而PCa有无包膜侵犯对选择治疗方法和预测预后非常重要。肿瘤位于包膜内为T1或T2期，可行外科手术和近距离放疗，而有包膜外侵犯则为T3或T4期，它不是外科手术的适应证。因此MRI检查对临床拟定治疗方案有重要指导价值。与PCa相反，约70%的BPH起源于中央带和移行带[8]，表现为移行带增厚，继而整个腺体增大，T2W I像上大多数表现为等信号或高信号结节灶，少数为低信号灶，偶尔见中央腺体弥漫性增大。BPH的信号特点取决于中心腺体的腺管组织与间质的比例，以腺管组织增生为主时表现为高信号灶(充满分泌物和增生腺体所致)，以间质增生为主时表现为低信号。增生的结节可向前上突出压迫膀胱底部。本组23例BPH均显示前列腺移行带和中央腺体不同程度增大，其中14例表现为多个大小不等的圆形结节状高、低信号，9例表现为弥漫性均匀低、等信号，且13例增生的结节向上突压迫膀胱底部。

3.3 MRS在前列腺病变诊断中的价值

正常成年男性前列腺液的Cit浓度约为血浆的360~1600倍[9]，为理想的代谢测量物。由于正常前列腺外周带内含有较多的腺管，故Cit含量显著高于中央腺体，增生的前列腺组织亦有分泌和浓缩Cit的能力，因此Cit含量较高。而前列腺癌由于腺体的破坏，导致分泌和浓缩Cit的能力减低或丧失，故Cit含量往往下降。1959年Cooper等[10]首次指出Cit是前列腺特异性代谢产物，PCa的Cit水平显著低于正常组织，而BPH 的Cit水平显著高于正常组织。Cho与细胞膜的合成与降解有关，前列腺癌组织的细胞增殖速度快，细胞膜合成与降解活跃，因此Cho较正常组织含量高[8]。Cre浓度在前列腺癌与正常前列腺组织中的含量无明显差异[11]，其化学位移共振峰与Cho峰部分重叠，不易分离，因此多与Cho合并计算。在进行代谢水平定量分析时，由于检查条件不同(如线圈位置、前列腺大小、设备因素等) 可在一定程度上影响波谱中代谢物的信号强度，因此不能直接比较不同个体之间的波谱，应先标准化。而比较不同个体间前列腺代谢产物的差别通常用(Cho+Cre)/Cit值。Kim j K 等[12]认为正常和增生的前列腺组织(Cho+Cre)/Cit值约为0.6 ，在前列腺癌中此值约为2.1，二者间有显著性差异。王霄英等[13]发现正常和增生的前列腺(Cho+Cre)/Cit值小，分别为0.51±0.17和0.60±0.21；而前列腺癌的比值为1.98±0.95。本组病例PCa的Cit峰明显降低，Cho峰显著增加，(Cho+Cre)/Cit值为4.36±3.02 ；BPH变化不如PCa明显，其(Cho+Cre)/Cit值为0.59±0.19 ；PCa与BPH间(Cho+Cre)/Cit值有显著性差异( P<0.05)，与上述报道接近；但PCa的(Cho+Cre)/Cit值比文献报道的值偏大，这可能与病例数偏少有关。尽管单体素1H-MRS能提供前列腺单个区域的代谢物信息，不足之处是不具有评价整个前列腺代谢物空间分布能力和完全反映肿瘤真实代谢物水平。总之MRI显示前列腺分区解剖极佳，有助于BPH和PCa诊断，MRS能较好地鉴别BPH和PCa，二者结合有助于提高前列腺癌的影像诊断准确率。

3.4 PCa和BPH的鉴别诊断

周围带呈低信号的PCa与发生于中央腺体呈高信号的腺体型BPH在信号特点与位置上均不存在交叉或重叠，容易鉴别，而间质型BPH与PCa的鉴别，无论是位于中央腺体或周围带，均表现为低信号，仅仅根据T2W I 信号难以鉴别。本组8例间质型BPH呈低信号，中央腺体5例，周围带3例；4例PCa位于中央腺体。此12例中有8例行MRS检查，5例间质型BPH的(Cho+Cre)/Cit值均< 0.99，3例PCa 的(Cho+Cre)/ Cit值>0.99，但PSA水平为2.02 ug/ L，因此术前诊断均准确。MRS提高了对前列腺内低信号病变性质的鉴别能力。1例周围带病灶的(Cho+Cre)/Cit值为1.32，PSA水平为112.7 ug/ L，以致术前误诊为PCa，而手术证实为BPH。位于中央腺体的2例PCa术前诊断均错误，其(Cho+Cre)/Cit值均< 0.99 (0.92和0.84)。周围带内非肿瘤性低信号和中央腺体内癌一直是临床诊断的一个难题，特别是起源于中央腺体的PCa。本组MRI鉴别困难的6例，MRS有3例诊断准确，1例结合临床诊断准确，显示出MRS鉴别前列腺病变的优势，但位于中央腺体的2例PCa均诊断错误。周良平等[14]报道了1例中央腺体的类似间质型BPH的PCa，其(Cho+Cre)/Cit值>1。目前尚无关于中央腺体PCa大量病例的研究，王希明等[15]报道了一组16例中央腺体PCa的MRS研究，只有2例是明确起源于中央腺体，另14例则是同时累及周围带和中央腺体而难以区分，起源于中央腺体PCa的信号特点与本组中的2例相似，此结果提示起源于周围带和中央腺体PCa的MRS特点可能存在差异。目前集中于周围带PCa的MRS研究，鉴别PCa和BPH的诊断阈值也是基于此，但尚无文献报道起源于周围带和中央腺体PCa的(Cho+Cre)/Cit值是否存在差异。作者注意到这2例PCa的PSA水平明显增高(103和109.5ug/L)，提示不能仅依据T2W I像和MRS来鉴别诊断，特别是病灶位于中央腺体及(Cho+Cre)/Cit值接近诊断阈值，而PSA水平特别高的病例。

3.5 结论

MRI能很好地显示BPH和PCa的位置和信号特点，MRS能提供前列腺良、恶性组织的代谢信息，两者联合应用有助于提高PCa和BPH的鉴别水平。

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The App lied Research of 1H-MRS on Prostate Cancer and Benign Prostatic Hyperplasia

LI Wei WU Guo-chang CHEN M an-qiong LUO Xue-m ao LIANG Ying-lin LONG Wan-sheng
Department of Radiology, Jiangmen Central Hospital (Jiangmen 529030)

Objective: To assess the value of magnetic resonance spectroscopy (MRS) on diagnosis of prostate diseases. Methods: 38 patients w ith prostate diseases were researched by magnetic resonance imaging (MRI) and MRS, in which, 23 cases were benign prostatic hyperplasia(BPH) and 15 cases were prostate cancer (PCa) . Conventional MRI observation was focused on the size and conf i guration of the gland , the location of the lesion , the signal intensity of the tumor. MRS observation included the peak and the chem ical shift of citrate(Cit) , choline (Cho) and creatine (Cre) spectra , and the ratio of (Cho+Cre)/Cit . Results: In 15 cases of PCa , low T2W I signal intensity area in the peripheral zone was observed , 9 cases w ith localized mono side and 6 cases w ith both sides diffuse. In 23 cases of BPH, enlargement of the transitional and central zone of the grand was found on T2W I images, in which,14 cases presented as focal round high or low signal intensity nodular lesions , in the other 9 cases , the lesions were characterized by diffuse enlargement and well distributed low or isobaric signal intensity. On MRS, citrate peak was obviously declined and choline peak was ascended w ith the (Cho+Cre)/Cit ratio being signif i cantly risen in PCa ( P<0.05, compared w ith which in BPH) . Conclusion: It is very helpful to discrim inate BPH from PCa by using MRS and MRI.

prostate cancer, benign prostatic hyperplasia, magnetic resonance imaging, applied research, magnetic resonance spectroscopy

1006-6586(2010)07-0027-05

TH834

A

前列腺癌(prostate cancer, PCa)和前列腺增生(benign prostate hyperplasia, BPH)是老年男性常见的疾病，随着我国人口老化、生活习惯的改变，PCa发病率呈逐年上升趋势，已成为危害老年男性生命的重要疾病。磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI) 具有良好的组织分辨力和多方位成像优势，而磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy, MRS) 作为一种检测前列腺代谢的无创性方法，将代谢信息和解剖信息结合在一起，提高了前列腺疾病定位和定性的诊断水平。本文回顾性分析38例前列腺疾病的MRI和MRS特点，及探讨两者对PCa和BPH的鉴别诊断价值。

1 材料与方法

1.1 临床资料

2010-05-06

李伟，高级工程师