DTI定量参数对前列腺癌病理分级的诊断价值

古丽妮嗄尔·菲达，贾　琳，贾文霄

(新疆医科大学第二附属医院影像中心，乌鲁木齐　830063)

DTI定量参数对前列腺癌病理分级的诊断价值

古丽妮嗄尔·菲达，贾琳，贾文霄

(新疆医科大学第二附属医院影像中心，乌鲁木齐830063)

摘要：目的研究磁共振扩散张量成像技术1对前列腺癌(PCa)病理分级的诊断价值。方法回顾性分析经病理证实的60例前列腺癌患者的3.0T磁共振扫描获取的影像学资料。所有患者均行常规MRI、常规DWI以及DTI检查。根据病理结果和Gleason评分分为高级别组、中级别组和低级别组，将不同组别之间的前列腺组织各向异性分数(FA)值、表观扩散系数(ADC)值进行对比，并分析两者与Gleason评分的关系。结果低级别组、中级别组、高级别组患者PCa组织的ADC值平均值分别为(1.020±0.068)×10-3mm2/s、(0.953±0.070)×10-3mm2/s、(0.800±0.041)×10-3mm2/s，FA值平均值分别为0.380±0.059、0.302±0.080、0.201±0.057，3组间的差异均有统计学意义(P<0.05)。FA值与ADC值均与Gleason评分呈负相关。结论磁共振扩散张量成像技术能够对前列腺癌患者的病理分级进行准确评估，有助于前列腺癌的诊断及评估。

关键词：磁共振扩散张量成像技术；前列腺癌；病理分级

中图分类号：R445.2;R737

文献标识码：A

文章编号：1009-5551(2018)05-0552-04

doi:10.3969/j.issn.1009-5551.2018.05.007

基金项目：新疆维吾尔自治区研究生科研创新基金(XJGRI2016076)

作者简介：古丽妮嗄尔·菲达(1990-)，女，在读硕士，研究方向：功能磁共振成像。

通信作者：贾文霄，男，教授，主任医师，博士生导师，研究方向：功能磁共振成像，E-mail:jwx-xj@163.com。

本文引用：古丽妮嗄尔·菲达，贾琳，贾文霄.DTI[J].新疆医科大学学报,2018,41(5):552-555.doi:10.3969/j.issn.1009-5551.2018.05.007

(4)氮肥、焦化、甲醇等煤化工生产企业共同关注的节能(节水)减排新技术、新工艺开发应用及产品、原料等的结构调整问题。

TheDiagnosticvalueofDTIquantitativeparameterinthepathologicalgradingofprostatecancer

GulinigaerFeida,JIAlin,JIAWenxiao

(DepartmentofRadiology,theSecondAffiliatedHospitalofXinjiangMedicalUniversity,Urumqi830063，China)

Abstract:ObjectiveTo evaluate the value of the diffusion tensor imaging(DTI)in pathologic grading of prostate cancer(PCa).MethodsThe imaging data of 60 patients with PCa confirmed by pathology were retrospectively analyzed.All patients underwent routine MRI,routine DWI and DTI examination.Based on pathological results and Gleason score,those patients were divided into low-level group,middle-level group,high-level group.The value of FA and ADC were calculated and analyzed by one-way ANOVA method,and the results were compared with each other among the three groups.Pearson correlative analysis were performed between the FA,ADC value and Gleason scores.ResultsFA values were 0.380±0.059,0.302±0.080 and 0.201±0.057 respectively,ADC values of the three groups were(1.020±0.068)×10-3mm2/s,(0.953±0.070)×10-3mm2/s and(0.800±0.041)×10-3mm2/s respectively.The differences in FA and ADC among the three groups were statistically significant(P<0.05).The FA and ADC values were negatively correlated with Gleason score.ConclusionDTI has great potential for the diagnosis and pathologic grading of prostate cancer.

Keywords:prostate cancer;diffusion tensor imaging;gleason score

前列腺癌(PCa)多发于老年男性中[1-3]，且其发病率在不断提高。前列腺癌(prostate cancer,PCa)是目前男性最常见的肿瘤之一，发病率与死亡率都居男性肿瘤前列[1]，早期发现病变可以有效地降低死亡率。磁共振成像可用于PCa的检出、肿瘤的分期,还可以指导穿刺。功能磁共振成像结合病理穿刺对PCa的早期发现具有较高的价值。早期诊断和术前分期能够对PCa治疗方法的选择提供指导，因此尽早准确诊断PCa十分重要。扩散加权成像(diffusion-weighted imaging，DWI)利用组织内水分子的布朗运动，能够反映并测量水分子的扩散。这种高斯弥散由表观弥散系数(apparent diffusion coefficients,ADC)来进行量化。扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI )是在DWI技术基础上延伸磁共振功能成像技术，通过施加多个(至少6个)非线性方向的梯度场获取扩散张量图像，能够量化参数反映活体组织的显微结构，呈现机体的生理或病理状态。目前，国内外部分研究已报道DTI在前列腺疾病中的应用，但是DTI定量参数在PCa的病理分级中的价值还有待研究，这项研究旨在探讨表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值和各向异性值(fractional anisotropy,FA)对PCa的病理分级的诊断价值及两者与Gleason评分的相关性。

1　资料和方法

1.1研究对象选择本院2016年1月-2017年12月期间收治的PCa患者60例。患者年龄60～87岁，平均71岁，血清前列腺特异性抗原(prostate specific antigen,PSA)范围为 4.24～125.2ng/mL，中位数为36.87ng/mL。纳入标准：在进行检查前未接受过内分泌、放疗、化疗、穿刺、冷冻等治疗；在检查2周内进行穿刺活检或者是手术治疗。排除标准：存在心脏起搏器安装史、金属植入史的患者；存在幽闭恐惧症的患者。

1.2仪器与方法仪器选用飞利浦公司生产的Achieva3.0T超导型磁共振仪，16通道腹部相控阵线圈。在检查前1 d叮嘱患者进食少渣的食物，扫描前保持膀胱适度充盈。患者取仰卧位，以前列腺为中心进行轴位T1WI、T2WI、磁共振扩散张量成像扫描。轴位T1WI扫描参数：TR、TE、FOV依次为140ms、2.46ms、230mm×230mm，层厚、矩阵、层数分别为3.0mm、320×288、20，反转角和采集时间分别为70°、29s。轴位T2WI扫描参数：TR、TE、FOV依次为3 540ms、124ms、230mm×230mm，层厚、矩阵、层数分别为3.0mm、230×288、20，反转角和采集时间分别为150°、2min57s。磁共振扩散张量成像扫描参数：单次激发自旋回波-回波平面序列扫描。TR、TE、FOV依次为3000ms、93ms、230mm×230mm，层厚、矩阵、层数分别为3.0mm、230×128、20，采集次数、采集时间为6次、4min5s。

1.3图像后处理将获取到的原始数据上传至后处理工作站使用DTI成像专门软件进行处理，结合MRI及病理结果，在对应的前列腺癌区域勾画感兴趣区( region of interest，ROI)。ROI避开正常解剖结构以及病灶内出血或囊变等，选取病灶最大的层面并沿着病灶边缘进行勾画，但不超过病灶边缘，由两位医师对每个病灶重复3次勾画，最后取其平均值。划定ROI后多次测量各区域的FA值和ADC值最后取其均值作为最终数据。

1.4观察指标及判定标准病理分级判定标准：以Gleason评分系统(10分)为标准，低级别:Gleason评分≤6分、中级别:7分，高级别:8分及以上，分级标准参照文献[4]。根据Gleason评分将患者分为3组，观察不同组别的FA值和ADC值，分析其与Gleason评分的关系。

2　结果

在60例前列腺癌患者中有20例患者Gleason评分≤6分，纳入低级别组。28例患者Gleason评分为7分，纳入中级别组。有12例患者Gleason评分≥8分，纳入高级别组。

2.1不同Gleason评分组间的DTI参数结果比较DTI参数经单因素方差分析结果显示，3组的前列腺癌组织ADC值、FA值的F值为32.89、24.67，P值均<0.05，且组间两两对比均存在统计学差异(P<0.05)(表1)。前列腺癌DTI图像上的表现如图1～4所示。

表1　3组患者的ADC值、FA值比较

图1　T2WI图显示前列腺右侧外周区较对侧信号减低

图2　FA图显示病灶区为混杂高信号

图3　ADC图显示病灶为低信号

2.2Pearson相关性分析采用Pearson相关性分析对Gleason评分同ADC值、FA值间的关系进行评估，显示Gleason评分与ADC值之间呈负相关(r=-0.735,P<0.05)，与FA值呈负相关(r=-0.617，P<0.05)。

3　讨论

磁共振扩散张量成像技术是基于磁共振弥散成像进行发展和深化的一项新技术[5-7]，其能够对组织水分子扩散运动速度进行测量，将水分子运动的方向性、组织内部微观结构状态的细微变化进行更好地显示[8]。

前列腺组织正常情况下的各组织成分之间水分子的扩散能力、扩散方向、扩散速度同病理生理状态相比会存在差异[9-11]。磁共振扩散张量成像技术的临床常用参数为ADC值、FA值，前者能够对不同方向的分子扩散运动、范围进行准确描述，ADC值的大小与水分子扩散能力的强弱呈正比[12]；后者可有效显示水分子各向异性成分占扩散张量的比例，FA值与1接近，说明各向异性越大，通过定量分析ADC值、FA值能够判断前列腺组织的水分子情况有无改变[13]。本研究结果表明，Gleason评分低、中、高级别组的ADC值与FA值均有统计学差异，并且进一步组间两两比较发现其结果均有统计学差异，这与国内学者王倩等[5]的研究结果相似。但是，屠建春等[14]的研究结果显示高级别组与中级别组之间无统计学差异，这与本研究结果有差异。分析这种差异由多种因素造成，包括感兴趣区域的选取、癌灶的病理类型差异和扫描参数等。

另外，本研究对Gleason评分与ADC值、FA值进行相关性分析发现，ADC值、FA值均与Gleason评分呈负相关，这一结果与国内巩涛等[15]的研究结果一致。目前国内外对于FA值与Gleason评分间的相关性存在差异，Li等[16]认为FA值与Gleason评分之间呈正相关。本研究认为这种结果的差异可能与扫描中采用的b值、扩散梯度方向的个数以及患者癌灶的病理分型等不同造成。患者的Gleason评分越高，表明前列腺组织中正常细胞越少，肿瘤细胞越多，因此细胞外间隙越小，弥散受限程度越重，ADC值就越小。另外，肿瘤的分化程度也影响FA值的大小。前列腺癌的分化程度越高，纤维组织增殖越多，导致FA值增加。因此本研究认为ADC值与FA值均与Gleason评分呈负相关。对于FA值与Gleason评分间的关系还有待进一步研究与验证。Gleason评分是对PCa组织病理学分级进行评估的重要方法[17]，能够对PCa的浸润范围、淋巴结及其远处转移、治疗效果进行评估。根据Gleason评分进行分组，不同级别的患者ADC值、FA值存在差异，且与Gleason评分呈负相关，说明磁共振扩散张量成像技术能够对前列腺癌PCa的病理分级的评估具有一定的价值。

本研究具有一定的局限性，研究中影像学技术所选取的癌灶区域与病理选取的区域很难保持完全一致，但存在一定的偏差。另外，不同的病理类型对研究结果也会造成误差，目前对病理类型的研究甚少，以后有待进一步研究。

总而言之，在前列腺癌的诊断和病理分级中，磁共振扩散张量成像技术具有较好的评估作用，可初步判断危险度和肿瘤预后效果，对前列腺癌的分级和预后具有很大的应用价值。

[收稿日期：2018-03-15]

(本文编辑张巧莲)