前列腺癌(prostate cancer，PCa)是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤，随着PCa发病率的持续升高，对PCa进行早期诊断并及时进行干预，是改善PCa患者预后的关键^{[1, 2]}。MRI作为PCa诊断的最佳手段，可清晰显示前列腺解剖结构，为临床PCa的诊断提供参考^[3]。研究发现，PCa的癌灶多位于外周带，约有25%的癌灶位于中央腺体，外周带PCa具有典型MRI特征，临床诊断相对容易；前列腺中央腺体癌(central gland prostate cancer，CGPCa)的MRI特征在形态及信号上与中央腺体增生(benign prostatic hyperplasia，BPH)存在一定相似性，鉴别诊断难度较大^{[4, 5, 6]}。动态对比增强磁共振成像(dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI)可在常规MRI和双室血流动力学模型的基础上通过分析病灶组织的血流动力学特征，有助于恶性肿瘤的诊断及鉴别；此外，扩散加权成像(diffusion-weighted imaging，DWI)的应用也极大程度提高了恶性肿瘤的诊断准确性^{[7, 8]}。本研究旨在分析DCE-MRI、DWI相关参数在CGPCa和BPH患者中的不同，以探究DCE-MRI、DWI在CGPCa鉴别诊断中的应用价值，为临床CGPCa的鉴别诊断提供参考。

1 材料与方法

1.1 一般资料

       回顾性分析2017年1月至2020年1月在本院接受治疗的113例前列腺疾病患者的临床资料，其中CGPCa患者51例，BPH患者62例。纳入标准：(1)患者均接受常规MRI、DCE-MRI及DWI扫描，影像学资料完整，图像清晰；(2)患者年龄为18～80岁，MRI检查后均接受穿刺活检或前列腺根治术，获得病理结果；(3)病变区域均位于前列腺中央区。排除标准：(1)检查前存在前列腺手术、放疗或内分泌治疗史；(2)合并其他恶性肿瘤、自身免疫性疾病患者。其中，CGPCa组男性，年龄55～75 (66.43±5.27)岁；前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen，PSA)水平18～100 (65.46±20.83) ng/mL；Gleason评分：＜7分19例，≥7分32例。BPH组男性，年龄60～78 (67.26±4.83)岁；PSA水平4～25 (14.84±4.96) ng/mL；增生类型：腺体增生型21例，基质增生型26例，混合型15例。本研究经过本单位医学伦理委员会批准[批准编号：CS3-(快)-KY-2020EC-023]，免除受试者知情同意。

1.2 检查方法

       采用Philips Achieva 3.0 T TX型磁共振扫描仪，使用6通道体部线圈对患者进行扫描，扫描中心位置为耻骨联合上方约2 cm处。所有受检者均接受常规MR平扫、DCE-MRI及DWI扫描，具体步骤如下。

       常规MR平扫：扫描序列包括常规矢状位、轴位T2WI，轴位T2WI脂肪抑制和轴位T1WI序列，具体扫描参数为：(1)矢状位T2WI序列：TR 4765 ms，TE 100 ms，层厚4 mm，层间距1 mm，FOV 240 mm×180 mm，矩阵240×161；(2)轴位T2WI序列：TR 3000 ms，TE 100 ms，层厚3 mm，层间距0 mm，FOV 260 mm×260 mm，矩阵324×201；(3)轴位T2WI脂肪抑制序列：TR 3886 ms，TE 70 ms，层厚6 mm，层间距1 mm，FOV 249 mm×415 mm，矩阵168×215；(4)轴位T1WI序列：TR 529 ms，TE 8 ms，层厚4 mm，层间距1 mm，FOV 249 mm×415 mm，矩阵276×406。

       DCE-MRI扫描：采用轴位三维超快速多期动态序列，扫描参数为：TR 4.3 ms，TE 1.95 ms，层厚3.6 mm，层间距0.72 mm，FOV 280 mm×280 mm，矩阵256×128，共扫描21层。扫描1期作为蒙片后，采用双筒高压注射器于肘静脉注射0.2 mmol/kg对比剂(钆喷酸葡胺注射液，马根维显，德国拜耳先灵医药保健股份有限公司)，注射速率为2 mL/s，完成后注射以相同注射速度注射生理盐水20 mL；注射对比剂同时开始扫描，共扫描35期，单期扫描时间为5.5 s，采集时间共3 min 12 s。

       DWI扫描：采用轴位平面回波成像序列，扫描参数为：TR 4000 ms，TE 87 ms，层厚3.5 mm，层间距0.4 mm，FOV 200 mm×200 mm，矩阵140×140。

1.3 图像分析

       所有图像由2名高年资的影像学医师进行双盲分析，双方结论一致为最终结果，意见不统一时，由第3名医师进行分析，获得最终结果。图像分析具体方法如下。

       DCE-MRI图像处理分析：采用Omnikinetics软件中的Siemens工作站对DCE-MRI图像进行处理分析，在对比剂强化区画出感兴趣区(region of interest，ROI)，避开尿道、射精管、精囊根部等位置，绘制时间信号强度曲线(time-signal intensity curve，TIC)；利用双室药物代谢动力学模型获得定量参数，包括：容量转移常数(K^trans)、血管外细胞外空间容积分数(Ve)和速率常数(Kep)^[9]。

       DWI图像处理分析：图像导入Advantage Work-station 4.6工作站，Functool 2软件自动处理获得ADC图，在ADC图上绘制ROI，计算ADC值，每例患者随机选取个ROI，以平均值为最终结果。

1.4 统计学处理

       采用SPSS 20.0统计软件对数据进行分析。计量资料以x¯±s表示，两组间比较行独立样本t检验；计数资料以n(%)表示，行χ2检验；ROC曲线评价DCE-MRI扫描的K^trans、Kep值，DWI扫描的ADC值在CGPCa鉴别诊断中的诊断价值，计算曲线下面积(area under the curve，AUC)、Younden指数、最佳阈值、敏感度和特异度；检验水准：α=0.05。

2 结果

2.1 CGPCa和BPH患者病灶MRI表现分析

       本组51例CGPCa患者中，共检出56个病灶。所有病灶T1WI表现为等信号，T2WI表现为结节状、不规则低信号或稍低信号，边界不清；DCE-MRI扫描显示增强后早期不均匀强化明显，延迟期呈快进快出性强化；DWI上表现为结节状、斑片状高或稍高信号，边界不清，部分病灶已侵犯前纤维基质带或外周带。典型病例图见图1。

       本组62例BPH患者中，所有病灶T1WI表现为等信号，T2WI表现为高、低不等混杂信号；DCE-MRI扫描显示增强后早期病灶稍强化，延迟期呈渐进性强化，强化程度无明显下降；DWI上表现大小不等的结节状高低混杂信号或稍高信号，边界较清。典型病例图见图2。

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图1  患者男，63岁，病理诊断为左侧前列腺中央腺体癌。A：T2WI显示左侧中央腺区低信号灶；B：DWI显示斑片状高信号灶；C：动态增强MRI显示早期强化。
图2  患者男，68岁，病理诊断为中央腺体增生。A：T2WI显示中央腺区信号不均匀，呈斑片状稍低信号灶；B：DWI显示斑片状稍高信号灶；C：动态增强MRI显示早期强化

2.2 两组患者DCE-MRI定量参数及ADC值比较

       CGPCa组患者的K^trans和Kep值均明显大于BPH组患者，ADC值明显小于BPH组患者(P＜0.05)，两组患者的Ve值比较，差异无统计学意义(P＞0.05；表1)。

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表1  两组患者动态增强MRI定量参数及ADC值比较(x¯±s)

2.3 不同病变程度CGPCa患者DCE-MRI定量参数及ADC值比较

       根据CGPCa患者的Gleason评分将患者分为低危组(Gleason评分＜7分，19例)和中高危组(≥7分，32例)。低危组患者的K^trans和Kep值均明显小于中高危组患者，ADC值明显大于中高危组患者(P＜0.05)，两组患者的Ve值比较，差异无统计学意义(P＞0.05；表2)。

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表2  不同病变程度前列腺中央腺体癌患者动态增强MRI定量参数及ADC值比较(x¯±s)

2.4 DCE-MRI定量参数、ADC值及其联合检测在CGPCa鉴别诊断中的价值分析

       对DCE-MRI定量参数K^trans、Kep和ADC值进一步绘制ROC曲线，分析其在CGPCa与BPH鉴别中的诊断价值(图3)。K^trans、Kep、ADC值和联合诊断的AUC分别为0.732、0.813、0.862和0.901，对CGPCa的鉴别诊断均具有预测价值(P＜0.05)。各指标的最佳阈值、Younden指数、敏感度和特异度值如表3所示。

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图3  动态对比增强MRI定量参数、表观扩散系数值及其联合检测在前列腺中央腺体癌鉴别中的诊断价值ROC曲线

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表3  动态增强MRI定量参数、ADC值及其联合检测在前列腺中央腺体癌组鉴别诊断中的价值分析

3 讨论

3.1 DCE-MRI和DWI是诊断CGPCa的有效检查方法

       前列腺中央腺体的疾病除PCa外，还包括BPH，随着病情的进展，多数CGPCa都存在不同程度的炎症、增生及钙化，与BPH的MRI信号表现存在一定相似性，使用常规MRI诊断鉴别不同类型的中央腺体疾病难度较大^{[10, 11]}。本研究发现，CGPCa患者的所有病灶T1WI表现为等信号，T2WI表现为结节状、不规则低信号或稍低信号；BPH患者的所有病灶T1WI表现为等信号，T2WI表现为高、低不等混杂信号，与CGPCa在信号上部分重叠，单独使用常规MRI无法对CGPCa进行准确诊断。DCE-MRI主要通过评估对比剂在组织及血管中的浓度变化对病灶组织的血流动力学特征进行量化分析，从而对肿瘤的良恶性病变进行鉴别诊断^[12]；DWI是建立在MR流动效应基础上的成像方法，可通过水分子的扩散运动间接反映肿瘤微环境，在肿瘤恶性程度的判别及病理分型方面，应用价值较高^[13]。一项有关DCE-MRI、DWI对CGPCa诊断价值的研究^[14]发现，DCE-MRI和DWI对于CGPCa具有重要的诊断价值，联合血清学检测可进一步提高CGPCa诊断的敏感度。

3.2 CGPCa患者的DCE-MRI、DWI表现特征

       DCE-MRI定量参数包括K^trans、Ve和Kep等，是反映组织血管分布、血流灌注情况的主要参数。本研究发现，CGPCa组患者的K^trans和Kep值均明显大于BPH组患者，对肿瘤细胞的代谢研究表明，肿瘤细胞生长过程中，新生血管数量会显著增多，影响血管密度，而血管内皮生长因子的过表达、肿瘤细胞的异构性和慢性炎症的刺激会使血管通透性增加，引起血管渗漏^{[15, 16]}。CGPCa作为一种恶性肿瘤，具有丰富的新生血管，其血流灌注水平和血管通透性明显高于BPH，注入对比剂后，血管外细胞外间隙的对比剂浓度差会影响对比剂的交换速度，从而表现为K^trans和Kep值较高^[17]。本研究中，两组患者的Ve比较差异无统计学意义，考虑为BPH中增生的组织上皮细胞排列紧密，相对体积较小，使Ve值下降从而与CGPCa的Ve值相当^[18]。ADC值是反映病灶组织水分子扩散情况的DWI扫描参数，本研究中，CGPCa组的ADC值明显小于BPH组，提示CGPCa患者的微循环灌注水平明显高于BPH患者。这可能与CGPCa患者由于肿瘤细胞数量多、排列紧密且生长活跃，积压了细胞外空间，使肿瘤组织内水分子运动受限等原因有关，从而使DWI扫描时ADC值偏低^[19]。

3.3 不同严重程度CGPCa患者的DCE-MRI、DWI表现特征

       根据CGPCa患者的Gleason评分对患者进行病理严重程度分级，研究结果显示，低危组患者的K^trans和Kep值均明显小于中高危组患者，ADC值明显大于中高危组患者，不同严重程度患者的Ve值比较差异无统计学意义，提示CGPCa患者的DCE-MRI定量参数和ADC值与CGPCa的分化程度及危险性存在一定关联性。随着肿瘤分化程度的增加，肿瘤细胞的增殖速度逐渐增大，新生血管数量不断增加，使细胞间质液压和血管壁基底膜不完整性加大，影响血管通透性，导致K^trans和Kep值增加；而肿瘤细胞的快速增长，使细胞间质减少，进一步影响水分子的扩散，导致ADC值发生变化^{[20, 21]}。温茹等^[22]分析了DCE-MRI和DWI定量参数与PCa患者Gleason评分的相关性，发现K^trans和Kep值与Gleason评分呈正相关，ADC值与Gleason评分呈负相关，认为以上定量参数均有助于肿瘤分化程度及危险性的分析。因此，临床可通过DCE-MRI、DWI检查对CGPCa癌灶的风险性进行评估，从而减少不必要的病理穿刺及手术给患者带来的生理及心理上的伤害。

3.4 DCE-MRI定量参数及ADC值对CGPCa的诊断价值

       对DCE-MRI定量参数K^trans、Kep和ADC值进一步绘制ROC曲线，分析其在CGPCa与BPH鉴别中的诊断价值，研究结果显示，K^trans、Kep、ADC值和联合诊断的AUC分别为0.732、0.813、0.862和0.901，对CGPCa的鉴别诊断均具有预测价值，且联合诊断的AUC值、对CGPCa敏感度和特异度最高，提示DCE-MRI定量参数和ADC值均能较好地反映CGPCa的发病情况，联合诊断可提高诊断效能，在CGPCa的鉴别诊断方面具有更大应用价值。

       综上所述，DCE-MRI与DWI在CGPCa的鉴别诊断中均具有良好的应用价值，DCE-MRI的定量参数K^trans、Kep值和ADC值可为临床CGPCa的鉴别诊断提供影像学参考，且联合诊断可进一步提高诊断效能。