前列腺癌（prostate cancer, PCa）是中老年男性常见的恶性肿瘤，其发病率在逐年增高^[1]。PCa患者晚期常发生骨转移且病死率较高，因此早期诊断对于治疗方案的制定，改善患者预后具有重要的意义。前列腺的MRI常规扫描仅能反映病灶的形态及信号改变，对诊断PCa有一定的局限性。MR扩散加权成像（diffusion weighted imaging, DWI)可以反映组织中水分子扩散特性，MRI波谱分析(magnetic resonance spectroscopy, MRS）可以对组织的代谢物进行分析^[2]。二者在前列腺疾病的诊断及鉴别诊断中均有重要价值，但目前关于这两种方法联合运用的研究并不多。本研究的目的在于探讨DWI联合MRS对PCa诊断的价值。

1　材料与方法

1.1　一般资料

       回顾性分析本院2013年11月至2015年8月期间54例经手术或穿刺活检病理证实的前列腺疾病患者。其中PCa患者24例，平均年龄69.5岁，前列腺特异抗原平均56.2 ng/ml. 24例PCa患者高、中、低分化腺癌分别为10、7、5例，黏液腺癌2例。良性前列腺增生（benign prostate hyperplasia, BPH)患者30例，平均年龄64岁，前列腺特异抗原平均为23.4 ng/ml. 54例患者接受了MR常规扫描及DWI、MRS。

1.2　扫描设备及参数

       采用德国西门子VERIO 3.0 T超导MRI成像仪，使用相控阵柔软体部线圈。首先采用常规盆腔平扫，包括T2WI矢状面、冠状面、横断面（抑脂）和T1WI横断面，T1WI：TR 680 ms，TE 16 ms；T2WI：TR 3000 ms，TE 89 ms，F0V 20 cm×20 cm，层间距3 mm，层厚3 mm. DWI横断面扫描采用EPI单次激发序列（TR 4500 ms, TE 93 mm, FOV 25 cm×21 cm，层厚3 mm，层间距3 mm，b值设置为（0、700 s/mm²)，ADC自动生成。MRS扫描采用3D-CSI序列，参照T2WI、DWI及病理检测位置确定感兴趣区范围，扫描参数：TR 690 ms，TE 120 ms，F0V 22 cm×12 cm，采集时间10 min 20 s。检查前2 d告知患者无渣饮食，扫描前1 h禁止剧烈运动，禁止进食并排清宿便，待膀胱适度充盈后进行检查。

1.3　图像处理

       由2名高年资影像诊断医师在Siemens syngo工作站上对54例患者的MRI资料进行评估。T2WI主要观察前列腺及邻近器官的形态、信号以及扫描范围内有无盆腔淋巴结转移及骨转移等。测量表观扩散系数（apparent diffusion coefficient, ADC)值，参照T2WI、DWI及病理检测位置，对PCa区ADC值进行测量。在病灶最大层面手工描绘感兴趣区，感兴趣区均位于病灶中心且未超过病灶边缘，同时避开尿道、钙化、囊变坏死灶等，每个病灶测三次ADC值并取平均值。同样方法测量BPH患者外周带和中央腺体的ADC平均值。参照T2WI选取感兴趣，对PCa区枸橼酸盐（Cit)、胆碱(Cho)、肌酸（Cre)波峰进行三次测量，并取平均值作为癌区（Cho+Cre)/Cit的比值。同样方法测量BPH患者外周带和中央腺体的（Cho+Cre)/Cit平均值。

1.4　统计学分析

       应用SPSS 19.0统计软件进行分析，对不同区域ADC值及（Cho+Cre)/Cit比值进行独立样本t检验，P<0.05为差异具有统计学意义。方差齐性用F检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　DWI及ADC值

       DWI可见PCa灶表现为高或稍高信号，其中20例癌灶位于外周带、4例癌灶位于移行带，癌灶ADC值较低。PCa区、BPH中央腺体、BPH外周带ADC值两两比较，差异均有统计学意义(P<0.05；表1)。PCa区ADC值的95％可信区间为（0.59- 1.07)×10^-3 mm²/s，以95％可信区间上界1.07×10^-3 mm²/s作为鉴别PCa与BPH的阈值。

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表1  三组ADC值方差分析
Tab. 1  The value of ADC variance analysis of the 3 group

2.2　MRS

       PCa区MRS均表现不同程度的Cho峰增高，Cit峰降低。20例癌灶Cho峰显著升高，Cit峰显著降低。4例癌灶Cho峰未见明显升高，Cit峰降低。BPH大部分体素Cit峰最高，Cho峰低于Cit峰，有6例Cho峰为主峰。PCa区（Cho+Cre)/Cit值明显高于正常外周带。PCa区与BPH中央腺体、外周带(Cho+Cr)/Cit值比较，差异均具有统计学意义(P<0.05)；中央腺体与外周带比较，差异无统计学意义(P=0.52；表2)。PCa区（Cho+Cr)/Cit值的95％可信区间为1.33-1.77，以95％可信区间上界1.77作为区分PCa与BPH的阈值。

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表2  三组(Cho+Cr)/Cit值方差分析
Tab. 2  The value of (Cho+Cr)/Ci variance analysis of the 3 group

2.3　DWI联合MRS

       30例BPH患者中有6例增生结节的ADC值<1.07×10^-3 mm²/s，24例PCa患者中有5例癌区的ADC值>1.07×10^-3 mm²/s。BPH患者中有4例部分体素（Cho+Cre)/Cit>1.77，PCa患者中有3例癌区(Cho+Cre)/Cit <1.77。5例PCa区ADC值为阴性的病例中，有2例该区域的MRS体素（Cho+Cre)/Cit>1.77（图1)。3例PCa区MRS体素（Cho+Cre)/Cit值<1.77病例中，有1例在T2WI表现为外周带低信号影，但在DWI信号不高，ADC值稍高。在6例BPH结节ADC值>1.07×10^-3 mm²/s的病例中，4例在相应区域（Cho+Cre)/Cit值<1.77（图2)。在4例BPH [(Cho+Cre)/Cit]值>1.77的体素区域，有2例DWI呈低信号，ADC值较高。

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图1  为同一患者，男，56岁，前列腺癌患者。A：为T2WI，箭头所示右侧外周带及左侧精囊片状低信号影；B：为ADC，病灶ADC值为0.72×10^-3 mm²/s；C：为MRS图，(Cho+Cre)/Cit值为10.2
图2  为同一患者，男，63岁，确诊为前列腺增生。A：为T2WI，箭头所示中央腺体右侧小片状低信号影；B：为ADC值为1.2×10^-3 mm²/s；C：为MRS，测量Cho、Cre、Cit，(Cho+Cre)/Cit值为0.46
Fig. 1  A—C is the same patient, male, 56 years old PCa patient. A is T2WI, the low signal lesion on the right side of the peripheral band and seminal vesicle is shown by the arrow. B is the ADC map, the value of the lesion is 0.72×10^-3 mm²/s. C is the MRS map, the value of (Cho+Cre)/Cit is 10.2.
Fig. 2  A—B is the same patient, male, 63 years old BPH patient. A is T2WI, The low signal lesion on the right side of the central band is shown by the arrow. B is the ADC map, the value of the lesion is 1.2× 10^-3 mm²/s. C is the MRS map, the value of (Cho+Cre)/Cit is 0.46.

3　讨论

3.1　常规MRI检查

       MR常规扫描T1WI可以排除病理穿刺残留出血对检查的影响，T2WI可以显示前列腺及周边组织解剖结构，对PCa的检出、定位及评估PCa的包膜外浸润具有很大帮助。PCa在T2WI上表现为低信号，前列腺炎、前列腺纤维化、内分泌治疗后腺体均也表现为低信号，因此T2WI特异度较低^[3]。本研究24例PCa中，20例在T2WI表现为外周带低信号影，4例表现为中央腺体内低信号结节。16例位于包膜内，8例侵及包膜。

3.2　DWI对PCa的诊断价值

       DWI对分子运动敏感，可以无创反映活体组织扩散能力^[4]。ADC值的大小可以反映组织细胞中水分子扩散状态，ADC值较低表示细胞密集，水分子扩散受阻；ADC较高表示细胞密度降低，分子扩散相对自由。目前国内外学者对于DWI的重要参数b值的选取尚未达成标准。b值越大，扩散权重也越大，所以高b值较低b值更有意义。但是b值越高，图像信号衰减也更加明显，信噪比减低。除此之外，b值与ADC值还存在负相关，b值越小ADC值也就越大，b值越大ADC值越小，因此选用较高b值的可以获得较为真实的ADC值。本研究在大多数学者所接受的500~ 1 000 s/mm²范围内综合考虑信噪比及敏感度后，b值选取700 s/mm²，当b值为0时，前列腺外周带呈均匀高信号，随着b值的升高，外周带信号逐渐降低。DWI上PCa区表现为高信号影，其中4例癌灶位于中央带，ADC上表现为低信号。本研究发现PCa区ADC值较低、BPH患者外周带及中央腺体ADC值较高，差异有统计学意义(F=31.1, P<0.05)，两两组间比较差异也均有统计学意义(P值均<0.05)。这与王啸等^[5]的研究结果一致，但由于个体不同、机器型号差异、参数的设置、感兴趣区的选取及手工测量的误差，使得研究数值存在差异。本组中DWI诊断PCa的敏感度、特异度、准确度分比为79.17%、80%、79.63%，与刘会佳等^[6]的研究相一致。BPH组织上皮细胞、基质细胞及腺体组织增生活跃，组织内水分增多、扩散运动增强，因此ADC值较高。由于前列腺外周带与中央腺体的组织细胞结构及形态、间质不同，因此水分子的扩散也不同，ADC值存在差异。PCa区肿瘤细胞过度增值，排列紧密，水分子扩散受限，表现为ADC值降低。DWI扫描时间短，患者耐受性好，对外周带PCa诊断准确度较高。但是DWI易受磁敏感伪影、直肠内气体及肠蠕动伪影干扰。

3.3　MRS对PCa的诊断价值

       MRS是惟一可以无创检测活体组织代谢物的检查方法。许多病变在MRI检查的形态、信号发生改变前，其内的物质代谢早已发生异常，因此MRS检查有助于疾病的早期诊断。前列腺MRS检查的指标有Cit、Cho、Cre。(Cho+Cre)/Cit是公认的评价外周带PCa代谢的测量值^[7]。Cit是精液的主要成分，前列腺组织有分泌和浓缩Cit的能力，正常前列腺外周带具有较多腺体，Cit水平显著高于中央腺体。而PCa区组织分泌和浓缩Cit的能力减少或丧失，因此Cit含量较低。组织内Cho含量与细胞膜的合成与降解有关。PCa组织细胞生长速度快，细胞膜合成与破坏水平明显增高，因此Cho高于正常前列腺组织。Cre的浓度在PCa与正常前列腺组织中的含量无明显差异。本研究中，PCa区、BPH患者外周带及中央腺体Cho+Cre)/Cit值的差异有统计学意义(P<0.05)，BPH外周带及中央腺体差异无统计学意义(P>0.05)。这与其他学者的研究结果相一致^[8,9]。MRS扫描时间较长、操作较为繁琐，患者的配合要求高。当病灶位于前列腺外周带时，信号易受到周围脂肪、静脉丛等的干扰，如果病灶较小，测得的（Cho+Cre)/Cit值会出现偏差，因此MRS结果的稳定性与病灶的大小、位置分布有关。本研究MRS诊断PCa的敏感度、特异度、准确度分比为87.5%、86.67%、87.03%，与赵阳等^[10]的研究基本一致。

3.4　DWI联合MRS对PCa的诊断价值

       DWI及MRS在PCa的诊断中具有很强的互补作用，可以充分发挥各自的优势。DWI扫描时间短，患者配合要求少，空间分辨率相对较高，可以准确显示常规检查难以发现的小病灶。MRS受伪影干扰较小，对于ADC降低不显著的病灶，MRS可以提供代谢物信息以进一步对病灶进行诊断。将DWI所测得的组织结构信息和MRS所测得的代谢信息相结合，可以进一步提高检查的敏感度、特异度、准确度。本研究DWI联合MRS诊断PCa的敏感度、特异度、准确度分别为91.67%、93.33%、92.59%，分别较单独运用DWI及MRS要高，这表明DWI联合MRS对PCa具有更高的诊断价值。这与其他学者的研究结果相一致^[11,12,13]。也有学者认为影像诊断PCa最好的定性方法是多参数检查即联合应用常规MR平扫、DWI、MRS、动态对比增强，并综合分析结果^[14,15]。但是各项检查方法目前缺少统一的扫描序列及诊断标准。本研究仅为初步研究，病例数较少，尚需大宗的病例进行研究以取得最佳扫描参数、诊断界值和较为稳定可靠的结论。