随着人口老龄化及生活方式的改变，近年来世界范围内前列腺癌（prostate cancer，Pca）的发病率及病死率呈上升趋势，已成为威胁老年男性健康最常见的恶性肿瘤之一。流行病学调查表明我国前列腺癌发病率及病死率逐年上升，在部分地区已经成为男性最常见的恶性肿瘤，并且大多数患者确诊时就已经是前列腺癌晚期^[1]。提高前列腺癌检出率及诊断准确率是提高患者生活质量及延长寿命的关键。目前，MRI是前列腺癌的主要影像检查方法；随着影像技术的发展，各种MRI成像技术得以不断开发并应用于临床，前列腺癌检出率及诊断准确率不断提高。国内外已有较多学者^[2,3]将多参数MR应用于前列腺癌的鉴别诊断中，并提出多参数MR具有较高的诊断价值。笔者就MRI各种功能成像技术在前列腺癌诊断中的作用综述如下。

1　前列腺MR常规序列（T1WI、T2WI）

       T1WI前列腺癌灶及非癌灶均表现为低信号，难以鉴别肿瘤。T2WI外周带呈均匀高信号，中央腺体因含较密实平滑肌及松散腺体呈较低信号。T2WI上前列腺癌典型表现为正常高信号的外周带内出现低信号结节影。Kim等^[4]研究报道单独使用T2WI序列诊断前列腺癌其敏感度和特异度分别为77%～91％和45%～73%。Li等^[5]报道单独使用T2WI对中央腺体前列腺癌的诊断敏感度和特异度更低，分别为51%～75％和50.0%～61.5%。前列腺外周带炎症、前列腺治疗后纤维化、增生及发育不良均可呈现低信号；另外尚有约30％的前列腺癌发生在中央腺体，以间质为主型增生结节因组织结构排列紧密，腺体含量少，难以与前列腺中央腺体癌鉴别。从而仅仅依靠MR常规序列难以鉴别前列腺良恶性病变。

2　前列腺MR动态增强扫描（dynamic contrast enhanced，DCE）

       前列腺MR DCE是一种能直接反映组织血液动力学情况的影像检查方法。前列腺癌是一种富血供肿瘤，癌组织内含有丰富的肿瘤血管，DCE通过反映肿瘤血管通透性及灌注情况对前列腺癌进行定性及定量诊断。

       DCE对前列腺癌的定性及定量诊断具有一定的价值。(1)定性诊断：通过对DCE各期原始图像进行后处理获得时间-信号强度曲线(time-signal intensity curve，TIC)，依据曲线的形状做出定性诊断。目前，动态增强TIC曲线分三型：流出型、平台型、流入型^[6]。前列腺癌以“流出型”曲线为主；而前列腺增生以“流入型”曲线为主。这主要是由于前列腺癌是一种富血供肿瘤，癌组织内含有丰富的肿瘤血管，血管壁不成熟，通透性高，对比剂容易从血管内进入组织内，同样也较易从组织进入血管腔内，故呈“快进快出”表现。前列腺增生病理上是前列腺细胞的体积增大，增生毛细血管管壁相对完整，血管腔内对比剂不易进入组织间隙。(2)半定量诊断：国内外有研究者^[7,8]依据动态增强曲线，引入TIC常用参数对前列腺病变进行研究分析，表明TIC半定量参数在鉴别前列腺良、恶性病变中具有一定的诊断价值。陈杰等^[7]研究表明前列腺癌T^max明显缩短，R、Washout均明显增大。(3)定量诊断：国内外也有部分研究者^[9,10,11]通过前列腺动态增强，拟合Tofts线型（extended Tofts linear）双室模型，得出相关药代动力学参数，如容积转运常数（K^trans）、回流速率常数（Kep）、血管外细胞外间隙体积比(Ve)，经后处理得出相关参数值及相应图谱，进行定量分析。王海宝等^[9]研究发现前列腺癌灶的K^trans、Kep值较增生灶明显增高，其差异具有统计学意义。这可能与前列腺癌血管内皮生长因子分泌较多，增殖毛细血管生长迅速，管壁生长不成熟，内皮细胞间隙增宽，管腔通透性增高，对比剂容易进出血管腔所致。这一观点也得到黄云海等^[10]的认同，同时还提出Ve值在前列腺癌的鉴别诊断中尚存在争议。Schlemmer等^[11]也提出K^trans、Kep值在鉴别前列腺癌与非癌组织间存在重叠。DCE-MRI在前列腺癌鉴别诊断中存在一定的局限性。

3　前列腺MR扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）及前列腺MR体素内不相干运动扩散加权成像（intravoxel incoherent motion diffusion-weighted imaging，IVIM-DWI）

       扩散加权成像是目前唯一一种能无创反映活体组织内水分子运动的影像成像技术，其表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）能对病灶进行定量分析。有研究表明DWI诊断前列腺癌的灵敏度及特异度分别为86%、80%^[12]。DWI反映了细胞间隙内水分子布朗运动的受限情况。前列腺癌细胞生长迅速，细胞密度增大，细胞间隙明显变窄，水分子运动明显受限，在DWI上呈现高信号，ADC值减低。Nagayama等^[13]研究发现当ADC界值为1.35 × 10^－3 mm²/s时，其诊断前列腺癌的准确度达93%；ADC取值不同，准确度存在差异，在良、恶性病灶的鉴别诊断中存在重叠，其诊断意义及最佳界值有待进一步大样本研究。Nowak等^[14]研究报道ADC值与前列腺癌Gleason评分具有相关性，在鉴别低级别与高级别肿瘤中具有一定价值。这可能是因为高级别前列腺癌细胞生长更为旺盛，细胞更为稠密，细胞间隙更窄，扩散受限更为明显，从而ADC值更低。

       有研究者发现不同b值的选择在前列腺癌的诊断中具有较大的意义^[15,16]。Zhang等^[17]对73例受检者进行常规DWI （b=1000 s/mm²）及超高b值DWI （2000 s/mm²、3000 s/mm²）的研究发现超高b值DWI更能反映水分子扩散受限情况，DWI图像对比率更大，超高b值DWI对外周带癌及中央腺体癌的诊断敏感度分别为88.1%、92.5%；而常规b值DWI对外周带癌及中央腺体癌的敏感度分别为73.1%、60.0%。这主要是由于随b值的增大，信噪比减低，图像质量降低，前列腺良恶性病变的信号也随之逐渐衰减，良性病变较恶性病变衰减更为显著，当b值>1000 s/mm²时，DWI对比率更为显著。Liu等^[18]研究报道b=1000 s/mm²时对前列腺中央腺体癌与间质增生型结节难以准确鉴别。依据病理分析认为间质增生腺体较少，细胞稠密，细胞间隙内水分少，从而也会引起一定程度的扩散受限。从而，超高b值DWI对前列腺癌的诊断具有一定的价值，但其最佳b值的选取有待临床实践中来确定。

       体素内不相干运动扩散加权成像是一种双指数模型，能够无创区分活体组织内水分子运动的真性扩散及微循环灌注的假性扩散信息，在不需要对比剂的情况下反映组织灌注信息^[19]。常规DWI不能真实反映组织扩散情况，特别是当b值在0~ 200 s/mm²范围内，组织扩散情况受微循环灌注影响较大。IVIM-DWI采用4个及以上b值通过双指数模型拟合获得IVIM-DWI相关参数：真实扩散系数（diffusion coefficient，D）、灌注相关扩散系数（diffusion coefficient from the perfused compartment，D^*）及灌注分数（perfusion fraction，f）。D值反映的是组织单纯水分子的真性扩散；D^*值反映的是组织微循环产生的假性扩散；f值反映的是组织微循环灌注占整体扩散效应的容积百分比。国内外学者研究表明前列腺癌D值较前列腺良性病变明显减低，其差异具有统计学意义^{[20,21,22,23]}。这主要是由于前列腺癌细胞增殖迅速，细胞数目增多，排列紧密，细胞外间隙变窄，水分子扩散受限，导致D值明显减低。这一观点得到冷晓明等的认同^[24]。国内外学者研究发现前列腺癌f值较前列腺增生明显增高^[24,25]。但Shinmoto等^[26]对26例前列腺癌患者IVIM-DWI参数进行分析，发现f值对鉴别前列腺癌与前列腺增生无统计学意义。Pang等^[21]及冷晓明等^[24]研究报道提出采用多个低b值的IVIM-DWI有助于反映微循环灌注信息，获得更为准确的灌注参数；并分析认为f值依赖b值变化：低b值时，f值在诊断前列腺癌与前列腺增生时具有显著性差异；在高b值时，f值在诊断前列腺病变时不具有差异性。而这一分析观点与Shinmoto等^[26]的研究不符，其研究中使用的10个b值中就有8个小b值(b<200 s/mm²)，而得出的结论却是f值在前列腺癌的鉴别诊断中无统计学意义。b值大小及数量的选取直接影响IVIM-DWI定量参数的诊断价值，尚需进一步研究。

       国内外部分研究者报道D值与前列腺癌侵袭性具有相关性，对鉴别高低级别前列腺癌具有一定的价值^[27,28]。这主要是由于前列腺癌细胞生长迅速，细胞致密，细胞外间隙变窄，水分子在细胞外间隙运动受限，D值减低；随Gleason评分增加，恶性程度增加，细胞核质比增大，细胞稠密，排列更为紧密，细胞外间隙更窄，水分子运动受限更为严重，从而D值更低。前列腺癌恶性程度越高，增生血管生长越迅速，微血管密度越大，管壁通透性增高，组织灌注越明显，f值越大。Liu等^[20]的研究支持这一观点，同时认为f值与Gleason评分具有相关性。但冷晓明等^[24]的研究却得出f值与Gleason评分不具有相关性。f值在前列腺癌鉴别诊断及恶性程度评估中的价值尚存在争议，有待继续深入研究。

4　前列腺MR波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）

       磁共振波谱是将不同原子核共振频率的化学信息以波谱的形式表现出来，是一种无创反映活体组织生物化学信息的影像成像技术。目前，前列腺MRS检测的化学物质主要是胆碱(Cho)、枸橼酸盐（Cit）、肌酸（Cre）。

       目前国内外学者主要是基于(Cho+Cre)/Cit比值（即CC/C比值）对前列腺癌进行鉴别诊断^{[29,30,31,32]}。这主要是因为Cho与细胞膜的合成与降解有关；前列腺癌细胞生殖周期短、繁殖迅速，细胞膜合成及降解活跃，Cho代谢也相应增加。Cit是精液的组成成分，正常前列腺及增生前列腺组织均能合成Cit，而且正常及增生组织内腺管组织能对其进行浓缩，使其浓度明显增高。而前列腺癌组织失去了正常细胞的合成分泌功能，腺管结构也被破坏，使得Cit不仅合成分泌减少，也失去了原有的浓缩功能，从而前列腺癌组织内Cit明显减少。Cre参与细胞能量代谢，在前列腺癌和正常及增生组织中无明显差异。早在1996年国外就有文献报道以CC/C> 0.86为标准诊断PCa^[29]。而国内赵莲萍等^[30]通过对29例前列腺癌患者与30例非癌患者进行MRS检查，提出前列腺癌CC/C最佳诊断界值为0.99，其诊断灵敏度、特异度分别约87.5%、87.1%。陆洋等^[31]通过对24例前列腺癌患者及30例增生患者MRS数据分析，提出将CC/C值的95％可信区间上界1.77作为前列腺癌与前列腺增生的诊断阈值。国内外研究者所得出的CC/C诊断界值存在较大差异。这可能与人种、不同地域、不同生活习惯与病例标本的不同处理有关。根治术后的逐层切片将有助于病灶的检出，减少漏诊；而穿刺活检术，其穿刺阳性率低，穿刺范围小，容易漏诊体积小的病灶，同时还受操作者经验影响。

       随着MRS在前列腺病变诊断中应用的深入，国内外学者研究发现（Cho+Cre）/Cit比值与Gleason评分呈正相关，(Cho+Cre)/Cit比值越大，前列腺癌恶性程度越高^[33,34]。这主要是由于恶性程度越高的前列腺癌其细胞增殖能力越强，繁殖速度越快，细胞代谢越活跃，正常组织腺管破坏越严重，导致其Cho浓度增高更为明显，Cit减少更显著，从而CC/C值越大。

5　前列腺MR扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）

       DTI的另一参数FA对前列腺疾病的诊断价值尚存在较多争议。国内外较多研究者提出FA值在前列腺癌灶较前列腺增生灶明显增高，其差异具有统计学意义^[35,36,37]。这可能是由于前列腺癌组织代替了正常组织结构，细胞正常连接被打破，细胞外间隙变窄，水分子扩散受限，水分子沿肿瘤方向扩散明显增多。国内研究者可赞等^[38]对此观点表示赞同。但Hedgire等^[39]提出FA值在前列腺癌的鉴别诊断中其差异不具有统计学意义。Nagel等^[36]提出DTI对前列腺外周带癌并没有获得比DWI更高的诊断价值。巩涛等^[40]研究报道随年龄增大，FA值逐渐降低。Kim等^[41]通过对12名正常成年男性接受扩散敏感梯度方向数为6、15、32的三次DTI扫描，发现梯度次数的改变对图像质量没有影响，FA值没有统计学意义。但Finley等^[42]的研究并不能否认扩散敏感梯度方向数在前列腺癌鉴别诊断中存在意义。b值选取过小，容易受到T2穿透效应的影响；b值过大，图像信噪比下降，影响图像质量，从而影响FA值的真实性。FA值在一定程度上受年龄、b值及扩散敏感梯度方向数的影响。

       纤维示踪（fiber tractography，FT）图是根据DTI原始图像利用计算机后处理软件在三维空间内对纤维束成像，直观显示白质纤维束在三维空间的走形和分布。DTI是目前活体显示神经纤维束轨迹的唯一MRI功能成像技术。FT图在前列腺癌的诊断中具有一定的价值^[37]。前列腺癌区域FT图示纤维束中断，结构紊乱；前列腺增生纤维束稀疏，走行规则，未见明确中断。但由于前列腺各带区纤维束疏密程度不一，分布具有差异，前列腺外周带纤维束相对稀疏，中央带稠密^[42]，以及FT图在应用过程中受观察者经验及主观因素影响较大^[41]，在前列腺癌鉴别诊断方面存在一定的局限性。

       前列腺扩散张量成像是在传统DWI上发展起来的又一种无创反映活体组织微观结构的功能成像技术，在DWI的基础上使用6个以上非共线及非共面的扩散敏感梯度场。目前DTI主要是基于ADC、各向异性分数（fractional anisotropy，FA）及纤维示踪（fiber tractography，FT）图来反映组织纤维束走行、结构及完整性等情况。FA是指水分子各向异性成分占整个扩散张量的比例，取值为0~ 1，FA趋近于1时，各向异性最大，FA接近0时，表示各向趋向同性^[35]。国内外研究者报道前列腺癌灶ADC值较前列腺增生结节ADC值明显减低，其差异具有统计学意义^[36,37]。前列腺癌细胞生长迅速，增殖周期短，细胞稠密，细胞之间间隙变窄，水分子自由扩散受到限制，从而导致ADC值减低。前列腺增生分三型：腺体增生型、间质增生型、混合型。腺体增生型以腺体增生为主，其内间质成分少，含水较多，水分子扩散不受限，ADC值较高；间质增生型以间质增生为主，含水较少，水分子扩散受到一定程度的限制，ADC值相应减低。虽然间质增生结节水分子扩散受到限制，ADC值减低，但其ADC值远没有前列腺癌ADC值减低明显。

6　前列腺MR扩散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）

       扩散峰度成像技术是基于DWI及DTI基础上发展起来的。DWI及DTI均以人体组织内的水分子运动服从高斯分布为基础而提出来的，都在一定程度上反映活体组织水分子扩散情况。但人体组织微观结构复杂，受微环境等各种因素的影响，水分子运动并不服从正态分布。2005年Jensen等^[43]首次提出扩散峰度成像，使用至少15个非共线、非共面的扩散敏感梯度场及至少3个b值，探查水分子非高斯运动的功能成像技术，能更加真实地反映组织微观结构及细胞特性。有研究者建议为了便于更好地拟合，在实践中推荐使用至少包括高于和低于1000 s/mm²的b值各一个^[44]。目前DKI主要是基于平均扩散峰度值（mean kurtosis，MK）、平行扩散峰度值（axial kurtosis，Ka）对前列腺癌进行鉴别诊断。陈丽华等^[45]通过对30例前列腺癌患者及29例前列腺增生患者对比研究后发现DKI各参数具有良好的一致性和稳定性，ICC值均>0.75。国内外研究者发现前列腺癌灶的MK值、Ka值明显高于非癌区，其差异具有统计学意义^{[45,46,47,48]}。这可能主要是因为前列腺癌组织结构更为复杂，具有丰富的血管及腺管结构，细胞稠密，异型性更大，排列无序，细胞间隙更窄，核质比更高，从而导致MK、Ka值较非癌区更高。这一观点得到Tabesh等^[49]的证实。国外有研究者报道DKI较单、双指数模型具有更高的诊断效能及更好的可重复性^[50]。

       DKI是近年来发展起来的一种影像功能成像技术。相对于DTI更具优势，DKI采用的扩散敏感梯度方向数更多，更能反映水分子的真实运动情况，更能反映水分子非正态分布特性；另一方面多个b值及超高b值的使用更能减少灌注效应所致信号衰减的影响，更真实反映水分子的扩散情况。DKI能在前列腺癌的鉴别诊断中提供更多定量参数，在前列腺癌鉴别诊断及分级中具有良好的敏感度及特异性。

7　前列腺MR灌注加权成像（perfusion weighted imaging，PWI）

       灌注加权成像能反映活体微循环灌注及微血管分布情况。MR PWI分为动态磁敏感对比增强(dynamic susceptibility contrast，DSC)及动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）两种技术。DSC技术相对成熟，应用较广泛，空间分辨率高，其为通过静脉团注对比剂后，采用快速成像序列，获得对比剂首次通过受检组织前、中、后一段时间内的一系列动态图像，从而评价组织的血流灌注情况。ASL无需外源性对比剂，通过标记自体动脉血中质子即可评价组织灌注情况，能够完全无创反映组织灌注信息。国内有文献报道DSC及ASL两种灌注加权成像技术前列腺平均灌注值在前列腺癌及前列腺非肿瘤病变鉴别诊断中具有显著性差异^[51]。前列腺癌组织内含有丰富的毛细血管，管壁相对正常成熟毛细血管存在差异，通透性增高，从而导致前列腺癌组织呈现高灌注。国内研究者探索PWI DSC技术对前列腺癌临床应用价值研究中发现灌注曲线最大线性斜率（Ssmax）及准T2^*弛豫率与血管内皮生长因子(VEGF)及组织微血管密度存在良好的相关性^[52]。王锡臻等^[53]研究报道局部灌注值(rBF)随Gleason评分升高而增高。这一结果提示低分化肿瘤较高分化肿瘤拥有更高的灌注值。这主要是由于低分化肿瘤癌细胞增殖更快，细胞密度更大，通过多种途径增加VEGF的表达，分泌更多的VEGF，提高微血管密度及血管通透性增加，导致低分化肿瘤灌注值更高。

       PWI既在一定程度上反映了微循环灌注情况，又能反映组织生物学特性。但PWI两种技术间又存在一定的优缺点。ASL较DSC技术而言不需使用外源性对比剂就能获得组织灌注信息，避免了对比剂所致不良影响，适用范围广泛，特别是对肾功能不全的患者进行前列腺癌的诊断及鉴别诊断更具优势；同时可以对病灶进行多次扫描，而不会对患者造成大的影响。但相对于ASL只能提供一种灌注参数：局部灌注值(rBF)，DSC却能获得Ssmax、准T2^*弛豫率、CBF、CBV及MTT等多个灌注参数值，而且DSC能获得更高的信噪比及更好的图像质量；另一方面ASL扫描范围小，局限于观察病灶区，且更易受到运动伪影的影响。在临床运用中如何获得更高的PWI图像质量及诊断价值，有待实践中不断探索及大样本的研究。

       总而言之，目前MRI已被公认为前列腺最佳影像检查手段。欧洲放射学杂志今年公开发布了前列腺PI-RADS Version 2诊断标准，以T2W、DCE及DWI作为常规检查序列对前列腺病变进行评分^[54]，同时提出超高b值DWI有助于肿瘤的显示，尤其对中央腺体癌较常规序列更具特异性。目前，前列腺功能成像技术主要有：IVIM-DWI、DTI、DKI、PWI、MRS等，这些序列为前列腺癌的诊断提供可靠的定量参数，为临床前列腺癌个体化治疗方案的确立提供可靠依据。随着研究的深入，多中心、大样本研究的进展及扫描参数的进一步优化，相信多参数MRI检查将在前列腺癌的早期诊断中发挥越来越重要的作用。