冷晓明， 韩晓蕊， 赵曼， 刘宇， 张佳， 刘斯润



·腹部影像学·

IVIM-DWI在前列腺癌与前列腺增生鉴别诊断中的应用价值及其与Gleason评分的相关性

冷晓明， 韩晓蕊， 赵曼， 刘宇， 张佳， 刘斯润

目的：探讨体素内不相干运动磁共振扩散加权成像(IVIM-DWI)定量参数测量在列腺癌和前列腺增生鉴别诊断中的价值及其与Gleason评分的相关性。方法：回顾性分析经临床病理学证实的50例前列腺疾病患者的影像学资料，其中前列腺癌(PCa)24例，前列腺增生(BPH)26例。所有患者均行常规MRI和IVIM-DWI检查，IVIM-DWI采用10个b值(10、20、30、50、80、100、200、400、1000和1500s/mm2)，对不同b值的DWI数据进行后处理，使用双指数模型拟合算法获得病变组织的纯水分子扩散系数D值和灌注分数f值，比较二者在前列腺癌和前列腺增生组间的差异，及其与Gleason评分的相关性。结果：前列腺癌组的D值明显低于前列腺增生组，组间差异有统计学意义(P<0.05)；前列腺癌组的f值高于前列腺增生组，组间差异有统计学意义(P<0.05)。前列腺癌组的D值和f值与Gleason评分的相关性无统计学意义(P>0.05)。结论：IVIM-DWI定量分析在前列腺癌和前列腺增生的诊断及鉴别诊断中有较高价值，前列腺癌的D值和f值与Gleason 评分无相关性。

前列腺肿瘤； 前列腺增生； 扩散加权成像； 体素内不相干运动

前列腺癌和前列腺增生是老年男性常见的泌尿系统疾病，前列腺癌是男性最常见的恶性肿瘤之一，约占男性癌症死亡患者的6%[1]，早期发现病变可降低其死亡率。因此，对前列腺癌诊断方法的研究有重要意义。磁共振成像是目前前列腺疾病的首选影像检查方法。近年来，体素内不相干运动磁共振扩散加权成像(intravoxel incoherent motion diffusion-weighted imaging，IVIM DWI)在前列腺疾病中的临床应用获得了广泛关注[2-4]。本研究通过分析IVIM-DWI在列腺癌和前列腺增生鉴别诊断中的价值及其与Gleason评分的相关性，旨在为临床前列腺疾病的诊断及治疗方案的制订提供参考。

材料与方法

1.研究对象

搜集2013年7月至-2015年6月在本院行常规MRI和IVIM-DWI检查的50例前列腺病变患者的病例资料。患者年龄60～87岁，平均69岁。血清前列腺特异性抗原(prostate specific antigen，PSA)水平1.07～359 ng/mL，中位数为10.49 ng/mL。所有患者均于前列腺MRI检查后行直肠超声引导下标准12针法穿刺活检或前列腺根治术，病理学证实前列腺癌24例，前列腺增生26例。根据肿瘤内腺体的分化程度和其在间质中的生长方式，将其病变程度进行病理Gleason分级。Gleason分级具体分为5个级别，级别的高低与肿瘤组织结构分化程度及预后呈负相关。Gleason评分=主要结构类型+次要结构类型。

2.检查方法

使用GE HDxt 3.0T磁共振仪和体部阵列线圈。扫描前嘱患者适量饮水，使膀胱中度充盈。扫描序列包括冠状面、横轴面和矢状面T2WI、横轴面T1WI及IVIM-DWI序列。IVIM-DWI采用单次激发SE-EPI序列： TR 5800 ms，TE 76.8 ms，层厚4 mm，层间距0.5 mm，视野30 cm×30 cm，矩阵128×128，b=10、20、30、50、80、100、200、400、1000和1500 s/mm2。

3.图像后处理

IVIM-DWI定量分析使用GE AW4.5工作站内置软件MADC进行后处理。具体步骤： 移动最小值滑块将阈值调为210，以保证所有的前列腺组织被绿线所覆盖； 设置参数，将b-threshold设为200 s/mm2； 点击COMPUTER计算。从而获得一组由b值为10～200 s/mm2的图像拟合而成的DWI图像，并生成病灶层面各参数的伪彩图像。根据根治术后大体标本切片和直肠超声引导下穿刺活检病理结果，结合伪彩图，在病灶内勾画感兴趣区(region of interest，ROI)，通过软件计算出前列腺癌组织和增生组织的D值和f值。ROI放置原则：①在病变中心层面的实质区选取感兴趣区，避开正常解剖结构如精囊腺、尿道等及病变内的囊变、出血和坏死区；②ROI为圆形，面积约30～40 mm2；③每个病灶重复测量3次，取其平均值。

4.统计学分析

采用SPSS 22.0统计软件进行统计学分析。采用两独立样本t检验比较D值和f值在前列腺癌和前列腺增生组间的差异。采用单因素方差分析比较前列腺癌组中不同Gleason评分之间D值和f值的差异，前列腺癌组D值和f值与Gleason评分的相关性采用 Pearson相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

结　果

24例前列腺癌患者的Gleason 评分为5～9分，其中8例为5分，8例为6分，6例为7分，2例为9分。

前列腺癌组与前列腺增生组D值和f值的比较结果见表1。经两独立样本t检验，前列腺癌组的D值显著低于前列腺增生组，两组组差异有统计学意义(P<0.05)；前列腺癌组的f值高于前列腺增生组，两组间差异有统计学意义(P<0.05)。D值的伪彩图显示前列腺癌组织较前列腺增生组织的信号偏高，f值的伪彩图显示前列腺癌组织较前列腺增生组织的高信号区域集中且范围较大(图1、2)。

前列腺癌组的D值和f值与Gleason 评分的相关性采用经ANOVA分析，结果显示不同Gleason评分的前列腺癌的D值与f值的差异均有统计学意义。经Pearson相关性检验，前列腺癌组的D值、f值与Gleason评分均无明显相关性(P>0.05)。

讨　论

扩散加权成像利用ADC值定量检测组织内水分子扩散情况，已在临床工作中得到广泛应用。然而，组织内水分子扩散不仅来源于单纯水分子的扩散运动，而且还受到血液微循环灌注等多种因素的影响，因此，利用ADC值来反映组织内水分子扩散情况，存在一定误差。IVIM双指数模型可同时反映组织内水分子扩散情况及灌注情况[2]，具体表现为b值较小时，微循环灌注的效应较单纯水分子扩散的效应明显，随着b值不断增大，真实水分子的扩散效应逐渐显现。同时，该模型依赖于对足够多的b值采集到的扩散信号进行双指数拟合分析，从而计算出定量参数D值和f值，因此b值的选取至关重要。然而目前对如何选择b值的数量及数值仍无定论[5]。据相关文献报道，目前前列腺研究多采用4～11个b值[6-7]；Riches等[8]认为b值选取0～800 s/mm2时，双指数模型对鉴别前列腺良恶性疾病有价值；同时还有研究者[3]认为，采用2个或2个以上的低b值(b小于200 s/mm2)时，反映微循环灌注的准确性会增加。因此，本研究采用10个b值成像，其中低b值(小于200 s/mm2)共7个，以此获取更准确的灌注数据，考虑其原因可能是采用较多小b值，DWI图像更接近T2WI，能更好地反映组织内血流灌注信息。本组研究结果表明，前列腺癌的D值较前列腺增生明显偏低，两者之间的差异有统计学意义。这一结果与Dopfert等[7]的研究结果一致，这主要是由于前列腺癌中正常的腺上皮及腺管结构被肿瘤上皮所取代，而肿瘤上皮体积较小、数量较多且排列紧密，加上肿瘤细胞增殖较快，细胞外间隙受压变小，上述因素共同使得肿瘤组织内水分子的扩散运动受限，从而导致前列腺癌的D值降低。本研究结果还显示，前列腺癌的f值明显高于增生组，两组之间的差异有统计学意义，这与前列腺动态增强MRI显示癌组织血流灌注较正常组织明显增高的表现相一致[9]，且有文献报道f值与DCE-MRI测量的灌注参数间呈正相关，这就意味着组织的灌注信息可以从两种完全不同的磁共振检查方法中获取，组织的灌注情况不需要注射对比剂就可以获得，这对肾功能不全或者对对比剂过敏的患者有极为重要的意义。

Gleason病理学分级系统目前已得到广泛认可，不同分级的前列腺癌组织生物学特性差异较大，是前列腺癌的治疗及预后评估的重要指标。Gleason分级共5级，级别越高表示肿瘤组织分化越差，预后也越差。Gleason评分主要取决于主要结构类型(级别)和次要结构类型(级别)，若癌区结构类型单一，则认为主要和次要结构类型的分级相同[10]。有研究者指出D值与Gleason评分呈负相关[11]， Liu等[12]认为f值与前列腺癌Gleason评分之间具有相关性。然而本研究结果显示，前列腺癌组的D值、f值与Gleason评分无明显相关性。理论上，随着Gleason评分的增高，肿瘤组织的异形性会增加，正常的组织细胞被体积更小、数量更多、排列更紧密的肿瘤细胞所取代，其水分子的扩散受限程度加重，D值也会随之下降，同时，前列腺癌的生长和侵袭依赖新生血管，其恶性程度越高，微血管的密度越高，组织灌注及毛细血管通透性就会升高，故f值也应随着增加，然而本研究结果却与之相反。究其原因可能归结于： 本研究样本量较少，Gleason评分分布不均，主要集中在5～7分，8～9分病例相对较少，可能会导致研究结果产生偏倚； 本研究采用10个b值，小b值(b小于200 s/mm2)共7个，而目前对于前列腺研究而言，b值数量及数值的选取标准仍然未知[5]，因此不同b值的选择可能对定量参数存在较大影响。 本研究中多数患者是通过穿刺活检进行Gleason评分，与根治术标本病理结果的Gleason评分往往存在偏差；同时前列腺穿刺结果无法提供肿瘤组织的明确部位，使ROI无法在病灶区域准确定位；此外，肿瘤组织本身内部恶性程度不均，加上缺乏对组织主要及次要结构的细致分类，均可导致研究结果出现偏差。

综上所述，IVIM-DWI定量分析指标在前列腺癌的诊断中具有较高价值，有利于前列腺良恶性疾病的鉴别。但其定量指标与Gleason评分的相关性仍需要大样本及更进一步研究。

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IVIM-DWI in the differential diagnosis of prostate cancer and prostate hyperplasia and its correlation with Gleason score

LENG Xiao-ming，HAN Xiao-rui,ZHAO Man,et al.Department of Radiology，the First Affiliated Hospital of Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine，Guangzhou 510405,China

Objective：To explore the quantitative parameters of intravoxel incoherent motion diffusion-weighted imaging (IVIM-DWI) for discriminating prostate cancer from hyperplasia，and to evaluate its correlation with Gleason scores.Methods：MRI data of 50 patients with prostate disease confirmed by pathology were reviewed,there were prostate cancer in 24 cases and prostate hyperplasia in 26 cases.All patients underwent conventional MRI and IVIM-DWI examinations.The IVIM-DWI was performed using 10 b-values of 10，20，30，50，80，100，200，400，1000 and 1500s/mm2and all data were postprocessed,IVIM biexponential model were applied to calculate pure molecular-based diffusion coefficient (D) and perfusion fraction (f) for all lesions.The D and f values of prostate cancer and hyperplasia were compared,and the correlation of D and f value with Gleason scores was analyzed.Results:The D value of prostate cancer was lower than that of prostate hyperplasia (P<0.05).The f value of prostate cancer was higher than that of prostate hyperplasia (P<0.05).D and f values of prostate cancer were not relevant to Gleason score (P>0.05).Conclusion：IVIM-DWI quantitative analysis has great value in the diagnosis and differential diagnosis of prostate diseases,D and f values were not relevant to Gleason score.

Prostate cancer； Prostate hyperplasia； Diffusion weighted imaging； Intravoxel incoherent motion

510405广州，广州中医药大学第一附属医院影像科(冷晓明、张佳)，第一临床医学院(韩晓蕊、赵曼、刘宇)；510630广州，暨南大学第一医院影像中心(刘斯润)

冷晓明(1970-)，男，辽宁丹东人，博士研究生，副主任医师，主要从事肌骨系统和腹部影像学研究工作。

刘斯润，E-mail：tlsr@jnu.edu.cn

广东省科技计划项(2014A020212594)

R445.2； R735.25

A

1000-0313(2016)08-0760-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.08.020

2016-02-05

2016-05-15)