0 引言

       前列腺癌（prostate cancer, PCa）是全球男性第二常见恶性肿瘤，是男性癌症死亡的重要原因之一^[1]。根据2022年美国的全球癌症统计数据显示PCa占全球男性癌症新发病例的7.3%^[2]。经直肠超声引导下穿刺活检是PCa诊断及病理分级的金标准，但临床中穿刺活检检测PCa的敏感度较低^[3]，并且穿刺活检为有创检查，可能导致感染、尿潴留等不良事件^[4]。MRI是诊断PCa的最佳影像学方法，不但能提高临床显著性PCa的检出率，还有助于减少非必要的活检^{[5, 6, 7]}。前列腺影像报告和数据系统（prostate imaging-reporting and data system, PI-RADS）的提出促进了前列腺MRI采集标准化和图像解释规范化^{[8, 9]}。然而，不同观察者经验水平的异质性会导致PI-RADS评分的差异，造成病灶检出存在一定漏诊和误诊^{[10, 11]}。集成磁共振成像（synthetic magnetic resonance imaging, SyMRI）是一种MRI定量成像技术，能无创性获取客观的定量指标^[12]，从微观角度提供更多病灶信息，以便于实现对疾病的精准化评估^[13]。多项研究报道SyMRI在颅脑、乳腺和前列腺疾病中的潜在价值^{[14, 15, 16]}。目前，SyMRI对前列腺的研究集中在PCa的鉴别诊断和侵袭性评估等方面，对PCa预后评估的研究相对较少，限制了该技术在临床上的广泛运用。本文通过阐述SyMRI技术基本原理，就现有文献对SyMRI技术在PCa鉴别诊断、侵袭性预测及预后评估等方面的应用进行综述，探讨其未来发展方向，旨在为SyMRI技术在前列腺的后续研究提供参考。

1 SyMRI技术概述

       SyMRI技术是一种快速同步定量MRI技术^[17]，一次图像扫描时间仅需4~6 min便可生成T1 mapping、T2 mapping等定量图谱和多种对比度图像，获得组织的横向弛豫时间（T2）、纵向弛豫时间（T1）及质子密度（proton density, PD）等组织固有物理参数^{[17, 18]}。SyMRI为组织的定量研究提供客观稳定的指标，定量参数T1、T2及PD值的改变能反映组织成分及病理学的变化^[19]，有助于提高病灶的检出率^[20]，满足放射科医师对病灶进行定量分析和精准诊断的要求。多项研究证实SyMRI中的定量T1值和T2值具有良好的可重复性和稳定性。刘雅文等^[21]研究对SyMRI和传统定量MRI进行比较，结果两种方法测量的T1值及T2值差异无统计学意义，SyMRI检查时间更短、操作简单、定量测量准确，更具临床应用价值。徐良洲等^[22]研究中使用同种1.5 T MRI扫描仪在不同的时间点测量T1值和T2值，结果显示组内和组间之间一致性良好，进一步验证了SyMRI定量测定的准确性。HAGIWARA等^[23]用不同3 T MRI同样证实了SyMRI定量测定T1值和T2值的可行性，不同MRI设备之间变异度<5%。以上均表明SyMRI中T1值和T2值的准确性和可靠性，可用于临床定量研究。

2 SyMRI在前列腺癌中的应用

2.1 SyMRI对前列腺良恶性病变的鉴别诊断

       通过无创性手段对前列腺疾病做出精准诊断，对临床决策至关重要。MRI软组织分辨率高，能准确区分前列腺各解剖结构和病变部位，已成为PCa检测的常规方案。MRI扫描参数对信号强度影响较大，且MRI信号的解读具有个体主观性，无法实现量化比较。SyMRI通过测量组织定量参数值，提供了一种可靠的方法来反映组织结构特征，从而实现信号强度的定量化分析，定量参数有助于将PCa与正常组织和非PCa病变如前列腺炎和良性前列腺增生（benign prostatic hyperplasia, BPH）区分开，从而达到提高PCa的诊断效能的目的。

2.1.1 外周带PCa与正常组织或前列腺炎的鉴别

       多项研究证实了SyMRI中定量参数T1值和T2值对前列腺良恶性病变鉴别的潜在价值，已有研究^{[16, 24, 25]}报道了外周带PCa和非PCa组织的T2值差异存在统计学意义。孟铁豹等^[26]研究对20名外周带PCa患者和20名健康受试者的SyMRI定量参数进行分析，结果发现外周带PCa的T1值和T2值均低于正常组织（P<0.001），表明定量T1值和T2值有鉴别外周带PCa和正常组织的潜力。有报道^{[24, 27]}称定量T2值是诊断外周带PCa的独立预测因子。CAO等^[27]认为T2值诊断外周带PCa的最佳阈值为81 ms，而MAI等^[24]研究表明选择T2值为134 ms作为诊断阈值时，诊断PCa效能最佳，曲线下面积（area under the curve, AUC）为0.871，敏感度为85%，特异度为65%。导致T2诊断阈值存在差异的原因可能包括：样本量大小不同、MRI扫描参数的差异、ROI选择及处理方式不同、PCa组织特性的差异和PCa周围微环境改变等。同时，MAI等^[24]研究还发现T2值也是区别外周带PCa和前列腺炎的可靠指标，外周带PCa的T2值显著低于前列腺炎，T2值对两者鉴别效能的AUC为0.846。宋娜等^[28]研究结果显示T2值在区分在外周带PCa和非PCa组（包含前列腺炎）时，T2值与表观扩散系数（apparent diffusion coefficient, ADC）的AUC相近（0.963 vs. 0.991，P=0.105）。也有学者提出不同观点，CUI等^[16]得出T1值和T2值区分外周带PCa与非PCa组织的有用参数，但两者的诊断效能低于ADC值。总之，在外周带PCa与正常组织以及外周带PCa与和前列腺炎的鉴别方面，T1值和T2值均显示出一定的潜能，T2值的表现比T1值更加稳定，T2值可作为诊断外周带PCa的有效定量指标。

2.1.2 移行带PCa与BPH的鉴别

       移行带PCa的诊断相对于外周带PCa而言更具挑战性。老年男性常发生移行带BPH^[29]，由于BPH的增生结节含腺体、基质和纤维肌成分的不同^[30]，在T2WI上表现的T2信号强度不同，例如：T2高信号的腺体增生（glandular hyperplasia, GH）结节、T2低信号的基质增生（stromal hyperplasia, SH）结节或高低混杂信号结节^{[30, 31]}。基质增生结节和移行带PCa均表现为T2低信号，两者诊断存在一定难度。SyMRI中T1值和T2值与组织的纤维化、脂肪、水分等性质的变化相关，能提供额外的组织成分信息，成为近年移行带PCa定量研究的热点方向。PI-RADS评分已被证明与具有临床意义的PCa相关^[32]，评分越高，PCa的可能性越大，但是对于PI-RADS 3分良恶性不明的病灶，是否需要穿刺是临床医师关注的重点^[33]。徐文娟等^[34]研究显示T2值能预测移行带PI-RADS 3分病灶的性质，有助于减少非必要的穿刺活检，得出T2值的诊断阈值为77 ms。李茜玮等^[35]发现移行区PCa的T2值和ADC值显著低于BPH，T2值和ADC值是区分移行区良恶性病变的独立预测因子，两者联合模型诊断效能优于单一参数，与临床指标结合的综合模型效益最大，为无创诊断移行带PCa提供了可靠的指标。宋娜等^[28]研究表明T1值、T2值和ADC值均能准确有效区分移行带PCa和BPH，三者诊断效能相当（AUC值分别为0.930、0.867、0.938）。CAO等^[27]认为T2值对移行区PCa诊断效能更高，其次为T1值。陈曦等^[36]根据病理组织类型的不同，探索了移行带PCa与GH结节和SH结节之间定量参数的差异性，GH结节的T1、T2和PD值均高于PCa和SH结节（P<0.001），但三者在移行带PCa和SH结节间差异无统计学意义，此结论尚存在一定争议^{[24, 37]}。崔亚东等^[37]报道了不同观点，报道中肯定了T1值和T2值对移行带PCa诊断的积极作用，但在不同病理组成的BPH中有所差异，研究以ADC值作对照，T1值和T2值在移行带PCa与SH结节鉴别价值低于AUC值，但是在移行带PCa与GH结节的鉴别中T1值和T2值的效能与ADC值相当。CUI等^[16]研究同样证实了此观点。推测出现不同研究结果的原因可能如下：（1）不同学者对病灶的分类不同；（2）SH结节的成分主要为增生的纤维基质及平滑肌，腺体成分较少，而PCa灶中癌细胞浸润破坏正常腺泡结构，液体含量减少，且癌细胞生长迅速，细胞排列密集，自由水含量减少，这些原因均可导致移行带PCa和SH结节的T1值及T2值存在一定重叠；（3）研究样本量过少，也可能引起结果偏差，还需扩大样本量进一步验证。

       综上所述，SyMRI能无创性对前列腺疾病组织成分进行定量测定，在PCa的诊断方面展现出良好的应用价值。T2值对前列腺不同解剖区良恶性病变的鉴别均有一定的潜力，总体效能优于T1值，但定量T2的最佳诊断阈值需仍在多中心大样本的研究中进一步确立并验证。

2.2 SyMRI对PCa侵袭性的预测

2.2.1 预测Gleason分级

       Gleason（GS）评分系统是使用最广泛的PCa病理组织学分级方法，PCa的侵袭性通过GS评分来表征，GS评分越高肿瘤恶性程度越高^{[38, 39, 40]}。有报道^[25]称T2值不但具有鉴别PCa的潜力，还能表征PCa侵袭性，与GS评分具有显著相关性。ADC值能反映水分子自由扩散受限程度，是评估PCa侵袭性的生物标志物之一^[41]。ADC值与GS评分呈负相关性，已在既往研究中得以证实^{[42, 43]}。关于PCa侵袭性的定量研究多以ADC值作为参照。MAI等^[24]研究分析了177个不同GS评分的PCa的定量值差异，结果显示T2值会随GS评分的升高而降低，与ADC值呈显著相关性。T2值能提供PCa侵袭性的有效证据，对外周带PCa的GS分级效能优于移行带PCa（GS=6分 vs. GS≥7分）。然而，之前的一项研究认为GS评分和T2值之间没有相关性^[44]。宋娜等^[28]对58例PCa患者（9例GS≤6，49例GS≥7）的ADC和SyMRI图像分析，结果显示GS≥7分的PCa的ADC值和T2值均低于GS≤6分的PCa（Z=-4.22、-2.74，P均<0.01），且T2值和ADC值的诊断效能相当，亦证实T2值与GS分级的相关性。CUI等^[16]得出相同的结果，研究还表示PD值在区分GS=6分及GS≥7分的PCa时表现出与T2值和ADC值相似的AUC，PD值对PCa的GS分级可能也有一定作用，PCa具有更高的细胞密度和较低的水分含量，这可能导致了PD值的变化。T2值和ADC值作为反映含水量、细胞密度和组织组成的生物标志物，两者存在一定的关联。PCa细胞增殖迅速，细胞密度增加，水分子的弥散受限，导致ADC值降低^[45]，高GS评分的PCa具有更高侵袭性，癌细胞破坏正常腺体结构，液体含量减少，会导致T2值降低，两者可以相互补充。T2值是评估PCa侵袭性的潜在指标，低T2值可能预示着较高的GS评分，T2值与ADC值联合可能会提高对GS分级的预测效能，还有待后续研究进一步验证。

2.2.2 评估PCa的TNM分期

       TNM分期与PCa患者的侵袭性和预后密切相关，同时也是临床医师制订个体化治疗方案的重要依据^[46]。但目前关于SyMRI在评估PCa的TNM分期方面的文章鲜有报道。PCa具有高度的成骨性转移倾向，据统计70%~80%的PCa患者会生骨转移^{[47, 48]}，进展为PCa晚期阶段（M1期）^[49]。若是能早期检测骨转移灶的存在，将有利于PCa治疗策略的制订，改善患者预后及生存质量^{[50, 51]}。SyMRI中的PD值是组织的固有物理参数之一，反映的是组织中水分子的浓度。既往研究认为PD值在PCa诊断中的价值有待商榷^{[28, 37]}。近期的一项研究发现PD值在PCa骨转移的评估方面显示出良好的应用价值。ARITA等^[52]探索定量PD值用于评估PCa骨转移的可行性，发现PCa骨转移灶和非活动性病灶的差异能通过PD值来区分，PD值的诊断效能显著高于T1和T2值，这表明PD值有助于提高早期隐匿性PCa骨转移灶的检出，并具有评估骨转移治疗变化的潜能，未来将有可能使用PD值作为检测PCa是否存在骨转移的生物学指标之一。

       以上研究表明，SyMRI可以作为PCa侵袭性评估的有力工具之一，在GS分级和TNM分期（M1期）中骨转移灶的识别等方面表现出一定的应用价值，对PCa的准确分期有一定的帮助，但是SyMRI对PCa的包膜外侵犯和淋巴结转移（N分期）等方面的研究尚未有文章报道，此技术未来的研究和发展仍有巨大空间。

2.3 SyMRI对PCa的预后评估

       PCa的预后评估是临床医生长久以来关注的重点内容，准确评估PCa的预后状况能帮助临床医生判断当前治疗方案是否有效，直接影响到PCa患者的治疗方案和生存质量^{[53, 54]}。近期一项关于PCa放疗后T2弛豫时间变化的纵向分析，提示T2值可能有益于PCa患者疗效的判断，HANZLIKOVA等^[55]对24例低中级别PCa（GS3+3或3+4，分期T1、N0或T2aN0）患者在1.5T MRI行7次T2 mapping检查，分别为放疗前1次，放疗后6次（放疗后1周及5个月内每月各1次）共7次，结果表明T2值能反映PCa中肿瘤瘢痕形成的量化过程，放疗过程中对T2值变化的监测能了解整个前列腺即时和延迟变化。T2值可能是监测低中等风险PCa患者放疗效果的潜在指标，有助于指导患者治疗方案的选择—继续主动监测或是手术治疗。目前，关于SyMRI在PCa预后评估的相关文章鲜有发表，还有待进一步验证。HANZLIKOVA等^[55]研究给未来SyMRI（T2 mapping）在PCa患者的临床管理开拓了新的思路。

3 总结与展望

       SyMRI一次扫描可以获得多个定量参数值及不同mapping图像，在不降低图像质量的同时还能克服传统单定量MRI技术扫描时间的限制，其定量参数值有助于较客观且稳定对病变组织特性进行定量分析。目前，SyMRI在PCa鉴别诊断、侵袭性预测和预后评估等方面已有一定研究进展。但还存在一定的问题和挑战：（1）针对PCa的SyMRI研究多为单个中心且样本量有限，缺乏多样化数据支持；（2）SyMRI扫描参数和后处理的标准需进一步规范化，提高图像对比的一致性；（3）SyMRI在PCa中的应用尚存在一定空白，对TNM分期的评估目前仅局限于PCa骨转移（M1期）的监测，暂未涉及包膜外侵犯和淋巴结转移（N分期）等方面。此外，SyMRI在PCa预后评估的研究仍处于初步探索阶段，有待深入研究。随着SyMRI技术的不断发展和完善，未来有可能作为常规前列腺MRI检查的重要补充，提供更多定量评估的信息，为实现精准医疗添砖加瓦。