前列腺癌D W I、D CE-M RI参数与G l e a s o n评分的相关性研究

马培旗，翟建，魏逸，张虎，徐静雅

前列腺癌D W I、D CE-M RI参数与G l e a s o n评分的相关性研究

马培旗，翟建*，魏逸，张虎，徐静雅

（皖南医学院弋矶山医院医学影像中心，安徽 芜湖 241001）

目的：探讨前列腺癌DWI及DCE相关参数与病理Gleason评分的相关性。方法：选取我院经MRI检查及最终病理证实的前列腺癌患者45例，获取DWI、DCE相关参数，分析其与Gleason评分的相关性；采用独立样本Welch-t检验比较中高危组（Gleason评分≥7）与低危组（Gleason评分≤6）病灶间DWI、DCE相关参数的差异。结果：（1）前列腺癌灶ADC值与Gleason评分呈负相关（r=-0.568，P＜0.05），ADC值比率值与Gleason评分呈正相关（r＝0.663，P＜0.05）；前列腺癌灶Ktrans、Kep值均与Gleason评分呈正相关（r分别为0.577、0.564，P＜0.05）。（2）中高危组与低危组癌灶ADC值、ADC值比率值、Ktrans值、Kep值间差异均有统计学意义（tADC=-3.286，tADC值比率=5.801，tKtrans=5.639，tKep=5.715，P＜0.05）。（3）ROC曲线分析显示ADC值、ADC值比率、Ktrans、Kep区分Gleason评分≤6分及Gleason评分≥7分时的曲线下面积分别为0.865、0.906、0.863、0.856。结论：前列腺癌灶DWI、DCE相关参数可以用来初步区分前列腺癌灶的危险程度。

ADC值；ADC值比率；前列腺癌；Gleason评分

近年来前列腺癌的患病率有所升高，但是也有很多惰性癌灶被检出，这种病灶在临床上甚至终生无进展，这可能会导致患者接受了过度治疗。因此在获得病理结果前无创性地预测癌灶的侵袭性是目前研究的一大热点。多年来大量针对前列腺癌MRI-DWI方面的研究均证实了前列腺癌灶相比弥散程度的差距越大，那么前列腺癌灶在DWI图像上的显示就会越清楚［1］。动态增强磁共振成像（DCE-MRI）定量参数则可以无创性地评估病变组织的微血管密度（MVD），从而可无创性地评估前列腺癌的侵袭性，对于前列腺增生与前列腺癌的较高鉴别诊断价值已有研究证实［2］。本研究通过术前行多参数MRI检查，分析癌灶DWI、DCE-MRI定量参数（ADC、Ktrans、Kep）来分析其与前列腺癌病理Gleason评分的相关性，评估DWI、DCE-MRI相关参数区分中高危病灶（Gleason评分≥7）与低危病灶（Gleason评分≤6分）的能力。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2016年1月至2017年2月在皖南医学院弋矶山医院经MRI检查及最终病理证实的前列腺癌患者45例，所有患者均因不同程度的尿频、尿急、血尿等症状来就诊，均有不同程度的前列腺特异性抗原（PSA）水平升高，PSA在5.25～147 ng/ml，中位数值为 71 ng/ml；年龄 55～87岁，平均年龄72岁。入选病例均为单发病灶，同时去除病理穿刺部位与MRI上可疑的病灶无法匹配及MRI图像质量显示不清的病例。

1.2 方法 患者均采用美国GE公司3.0T MRI扫描仪进行多参数MRI检查，扫描范围包括双侧精囊腺及全部前列腺。所有患者均无MRI检查的相关禁忌证，在检查前均签署知情同意书，且未接受过任何治疗。常规MRI扫描采用FSE-T1WI、FSE-T2WI前列腺薄层横轴位、矢状位、冠状位，TR 4 000 ms，TE 100 ms，层厚 5 mm，层距 1 mm。DWI扫描采用EPI序列，b值为10、1 500 s/mm2，TR 4 000 ms，TE 70 ms，激励4次，层厚3 mm，层间距1 mm。动态增强MRI（DCE-MRI）扫描采用肝脏容积加速采集（liver acquisition with volume acceleration，LAVA）序列，TR 3.0 ms，TE 1.5 ms，TI 5.0 ms，层厚3 mm，层间距1 mm；LAVA序列在横轴位上行多翻转角（3°、6°、9°、12°、15°）扫描，在12°翻转角上进行30期动态增强扫描，每期8 s。扫描开始时同步注射欧乃影对比剂0.3 ml/kg，流率2～4 ml/s。所有病例经超声引导下进行盲穿穿刺活检，根据MRI提示的病变部位再穿一针，之后由病理科医师对穿刺结果进行评价，并对癌组织进行Gleason评分。

1.3 图像后处理及评价 DWI图像后处理：DWI图像在AW4.4工作站的functool软件下进行后处理，拟合b值为10、1 500 s/mm2，利用单指数模型获得ADC伪彩图。在DWI及ADC图上的异常信号区划取感兴趣区（region of interest，ROI），测得ADC值，并测量癌灶对称部位非癌组织的ADC值。位于中线处的病灶则在中线处选取非癌组织。非癌组织的选择避开可疑的出血、钙化或囊变部分。ADC值比率=非癌性前列腺组织ADC值/癌性前列腺组织ADC值。

DCE图像后处理：DCE强化曲线在AW4.4工作站划取ROI自动生成，并在Omni Kinetic软件上拟合extended tofts linear模型获取Ktrans、Kep等定量参数，生成Ktrans、Kep伪彩图，自动获得Ktrans、Kep参数值。

由2名MRI高年资医学影像学医师在互不干扰的情况下对病灶在DWI/ADC图像进行评价，并对DCE-MRI图上异常表现进行综合评价，描述可疑癌灶的部位及特点。

1.4 统计学方法 所有数据均在MedCalc软件上进行分析，所有变量数据以均数±标准差（x±s）表示。Spearman相关分析DWI、DCE相关参数与Gleason评分的相关性，Welch-t检验比较中高危组与低危组癌灶间的DWI、DCE相关参数值，ROC曲线分析DWI相关参数区分中高危组与低危组的曲线下面积（AUC）。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 前列腺癌灶病理Gleason评分结果 45个前列腺癌灶中，中高危组共32个，其中7分者8例，8分者10例，9分者7例，10分者7例；低危组共13个，其中5分者2例，6分者11例。

2.2 前列腺癌灶DWI、DCE相关参数与Gleason评分的相关性 前列腺癌灶ADC值为（0.770±0.233）×10-3mm2/s，与病理Gleason评分呈负相关（r=-0.568，P＜0.05）；ADC值比率为（1.77±0.403），与Gleason评分呈正相关（r=0.663，P＜0.05）；Ktrans值为（1.369±0.767）/min，与Gleason评分呈正相关（r=0.577，P＜0.05）；Kep值为（1.677±0.500）/min，与Gleason评分呈正相关（r=0.564，P＜0.05）。

2.3 前列腺癌灶中高危组与低危组DWI、DCE相关参数的比较 中高危组ADC值、ADC值比率、Ktrans值及Kep值与低危组比较差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。1例61岁前列腺癌患者MRI检查及穿刺活检病理结果见图1。

表1 2组DWI、DCE相关参数比较

2.4 ROC曲线分析DWI、DCE相关参数鉴别中高危组与低危组的AUC ROC曲线分析显示ADC值、ADC值比率、Ktrans、Kep区分Gleason评分≤6分及Gleason评分≥7分时的AUC分别为0.865、0.906、0.863、0.856。

图1 1例61岁前列腺癌患者MRI检查结果及穿刺活检病理结果（HE染色×200）

3 讨论

3.1 DWI、DCE-MRI相关参数评价癌灶侵袭性的原理 前列腺癌癌灶的侵袭性有比较大的差异，中高危险性前列腺癌灶侵袭性较大，短时间内病情进展的可能性很大，需要及时进行手术、内分泌等综合治疗，而低危前列腺癌灶侵袭性较小，即临床上所指的惰性癌灶，对于年龄较大，且预期生命时间较短的患者可能只需要进行监测与随访，因此准确地对前列腺癌灶侵袭性进行评价对于临床干预方式的选择非常重要。目前，临床上评价前列腺癌灶的危险性主要是以癌灶Gleason评分为主要依据的，Gleason评分的大小主要与前列腺癌组织分化程度的高低、细胞密度及细胞外间隙的大小相关，这也是在弥散成像中DWI相关参数（ADC值、ADC值比率）可以用来预测癌灶侵袭性的原理。

很多研究都说明了前列腺癌灶的血供较为丰富，有大量的幼稚的新生血管生成，癌灶组织的血管通透性也较高，虽然前列腺增生组织的血供也比较丰富，但是其血管大部分分布不均匀［3］，增生组织的血管通透性也较低。同样，前列腺癌灶病理Gleason评分也与癌灶的微血管密度相关。DCE-MRI相关参数可以无创性地定量分析癌灶的微血管密度［4］，那么对于侵袭性程度不同的癌灶，癌灶组织的微血管密度也是有差别的，这也是DCE-MRI相关参数Ktrans、Kep可以预测癌灶侵袭性的原理。

3.2 DWI、DCE-MRI相关参数与Gleason评分的相关性 对于DWI参数值与Gleason评分一致性研究，本研究显示前列腺癌灶的ADC值与Gleason评分呈负相关（r=-0.568，P＜0.05），ADC值比率与Gleason评分呈正相关（r=0.663，P＜0.05），与一些国内外学者的结果［4-5］较为一致。此外ADC值比率的应用排除了单纯ADC值造成的一些变异性，ADC值比率不仅仅与ADC值有关，而且其以自身非癌组织为对比，可以在不同设备、场强、序列之间进行比较。

本研究对于Ktrans、Kep与Gleason评分的一致性研究结果显示，两者均与前列腺癌灶Gleason评分有良好的相关性，这一点与文献报道［6］一致，这说明了DCE-MRI相关参数Ktrans、Kep可以用来评价癌灶的侵袭性。因此，未来有可能将DWI、DCE-MRI相关参数作为临床分期等综合评价前列腺癌的侵袭性的一项指标，也可以作为患者随访与监测的手段。

3.3 中高危组与低危组癌灶DWI、DCE相关参数值的比较及ROC曲线分析 从本研究结果可以看出，ADC值、ADC值比率在中高危组与低危组之间的差异均有统计学意义，ROC曲线分析显示单纯ADC值诊断中高危性（Gleason评分≥7）与低危性（Gleason评分≤6）的AUC为0.865，AUC结果在国外多数学者所报告的范围外（0.72～0.76）［7-8］。但是国内闵祥德等［5］也报道过较大的AUC值（0.882）。ADC值比率诊断中高危性（Gleason评分≥7）与低危性（Gleason评分≤6）的AUC为0.906，其 AUC 数值与 Itatani等［9］（AUC=0.846）、Lebovici等［10］（AUC=0.840）等的研究结果较为接近，从本研究结果可以看出ADC值比率曲线下面积较ADC值曲线下面积稍高，这与De Cobelli等［11］的研究结果一致。本研究结果还表明Ktrans、Kep在中高危组与低危险组之间的差异亦有统计学意义。Ktrans、Kep诊断中高危性（Gleason评分≥7）与低危性（Gleason评分≤6）的 AUC分别为 0.863、0.856。但是，本研究结果发现，Gleason评分=6与Gleason评分=7之间DWI及DCE相关参数值重叠较多，且Gleason评分为6、7的样本数较少，所以仅仅根据本研究还不能得出具体区分中高危险性与低危险性前列腺癌灶的DWI及DCE相关参数阈值。

综上所述，前列腺癌灶ADC值、ADC值比率、Ktrans值、Kep值与Gleason评分相关性均较高，其中ADC值与Gleason评分呈负相关，ADC值比率、Ktrans值、Kep值均与Gleason评分呈正相关。因此可以联合应用DWI及DCE相关参数初步评估前列腺癌的侵袭性。本研究仍无法用准确的阈值来区分前列腺肿瘤的危险度，需要加大样本量进一步研究。

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Correlation between Parameters of DWI and DCE-MRI and Gleason Score in Prostate Cancer

MA Peiqi，ZHAI Jian*，WEI Yi，ZHANG Hu，XU Jingya
（Department of Medical Imaging，Yijishan Hospital，Wannan Medical College，Wuhu 241001，China）

Objective：To explore the correlation between related parameters of DWI and DCE-MRI and pathological Gleason scores in prostate cancer.Methodsthods：A total of 45 patients with prostate cancer confirmed by MRI examination and final pathology were enrolled.Correlation between related parameters of DWI and DCE-MRI and Gleason score was analyzed.Independent sample Welch-t test was used to compare the differences of DWI and DCE between high-risk group（Gleason score ≥ 7）and low-risk group（Gleason score≤ 6）.Resultssults：（1）ADC was negatively correlated with Gleason score（r=-0.568，P＜0.05），ADC ratio was significantly positively correlated with Gleason score（r=0.663，P＜0.05）.Ktrans and Kep values were positively correlated with Gleason score（r=0.577 and 0.564，P＜0.05）.（2）The ADC values in high-risk group and low risk group were（0.691±0.157）×10-3mm²/s and（0.962±0.279）×10-3mm²/s respectively（t=-3.286，P＜ 0.05）.ADC ratios were 1.912±0.381 and 1.423±0.187 respectively in 2 groups（t=5.801，P＜0.05）.Ktrans values were（1.626±0.751）/min and（0.737±0.306）/min respectively in 2 groups（t=5.639，P＜ 0.05）.Kep values were（1.848±0.483）/min and（1.256±0.212）/min respectively in 2 groups（t=5.715，P＜0.05）.（3）ROC curve analysis indicated that the AUC of these parameters were AUCADC=0.865 and AUCADCRatio=0.906，AUCKtrans=0.863，AUCKep=0.856，respectively.Conclusionusion：Related parameters of DWI and DCE（ADC value，ADC ratio，Ktrans，Kep）can preliminarily distinguish the risk of prostate cancer.

ADC values；ADC ratio； prostate cancer； Gleason scores

R737.25

A

1008-2344（2017）06-0477-04

10.16753/j.cnki.1008-2344.2017.06.005

翟建（1962—），男（汉），主任医师，副教授，研究方向：中枢神经系统影像学.E-mail：yiszhaij@126.com

2017-06-26

（文敏编辑）