随着我国社会老龄化不断加重，良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia, BPH)已成为困扰老年男性健康的常见疾病。BPH是前列腺上皮和间质成分混合增生的疾病，其临床症状取决于尿路梗阻的程度、病变发展的速度及是否有合并症等。同时，组织学研究显示增生组织的各个成分所占比例与临床症状、治疗方案密切相关，无创获得BPH组织成分的信息对于治疗至关重要。磁共振成像可提供前列腺生理、生化、病理及解剖学的信息，目前被一致认为是前列腺疾病理想的检查方法^[1,2]。磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging, DTI)通过在多个方向施加弥散敏感梯度而测量水分子弥散程度的方向性，从而提供组织微观结构的信息^[3]。目前，DTI在神经系统疾病中有广泛的应用，随着影像技术的发展，DTI逐渐应用于其他系统疾病的研究，如用于骨骼肌、心肌肌肉纤维走行以及软组织肿瘤的评估等^[4,5]。本文初步探讨良性前列腺增生和正常外周带DTI成像特征的差异，以期DTI能在BPH治疗前提供有价值的信息。

1　材料与方法

1.1　临床资料

       BPH患者25例，年龄61~79岁，平均年龄69.8岁。患者血清PSA水平在0.5~29 ng/ml之间，平均为6.75±0.35 ng/ml。

1.2　设备及成像参数

       使用SIEMENS Sonata 1.5 T高场强超导MR成像仪，线圈采用腹部相控阵线圈，用加压敷带降低呼吸运动的影响。患者检查前一天进食少渣饮食，晚间口服缓泻剂，必要时于检查前行清洁灌肠以保证检查时直肠内清洁。

       所有志愿者均行常规MRI和DTI检查，DTI检查采用EPI序列，弥散敏感度b值分别为0和500 s/mm²，扩散敏感梯度方向为12个，成像参数：TR=5300 ms，TE=82 ms，层厚=3 mm，层间距=0.3 mm，FOV=20 cm×20 cm，矩阵=128×128，激励次数=4次。

1.3　图像后处理

       DTI扫描完成后将原始图像传送至西门子Leonardo工作站，采用DTI专用软件进行分析处理。记录感兴趣区的各向异性比值(fractional anisotropy, FA)、平均ADC值。绘制FA和平均ADC参数图。扩散张量的纤维示踪图像(diffusion tensor tractography, DTT)：重建不同感兴趣的DTT图像，角阈值12°，各向异性阈值0.01，显示纤维束直径0.40 mm，观察纤维束走行长度、方向和范围。画出前列腺正常外周带(peripheral zone, PZ)和BPH的感兴趣区，对比分析不同感兴趣区的各个指标差异。

1.4　统计学处理

       采用SPSS 11.5软件包进行统计处理，组间差异采用配对t检验，显著水准为0.05 (双侧)。

2　结果

2.1　DTI参数图像的特点

       BPH在压脂T2WI图显示为不均匀略高信号，外周带为均匀高信号(图1)。PZ在FA参数显示为低信号区，BPH信号高于PZ(图2、图3)。平均ADC图与FA图的信号强度相反，正常PZ信号高于BPH (图4)。在纤维示踪图显示BPH区纤维密集、冗长，方向杂乱，其中以上下走行为主；正常外周带的纤维走向规则，相对稀疏(图5)。

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图1~5  BPH患者，男，70岁，排尿困难2年，PSA=4.5 ng/ml；图1为压脂T2WI图像，增生区信号不均；图2为FA参数图，示外周带为低信号、BPH为不均匀略高信号；图3为FA彩色图像，中央区各向异性明显；图4为ADC图，示外周带为高信号，BPH为不均匀略高信号；图5为DTT图，外周区前后走向和左右走行，排列相对规则；增生区纤维密集冗长

2.2　PZ和BPH DTI参数之间比较

       PZ和BPH的FA值分别为0.16±0.03和0.23±0.04，PZ和BPH之间FA值差异具有统计学意义(P<0.05)。PZ和BPH的平均ADC值分别为1.85±0.34×10^-3 mm²/s和1.37±0.27×10^-3 mm²/s，二者差异具有统计学意义(P<0.05)。

3　讨论

3.1　DTI成像技术原理

       DTI不仅能够测量组织水分子弥散运动速度以外，还能显示水分子运动的方向性，更好地推测组织内部微观结构状态的细微变化。水分子所处的微环境不同，其弥散运动能力也不同。水分子在沿纤维束走行方向上的弥散阻力最小，因此水分子沿纤维束走行方向上弥散最快，这种弥散为各向异性弥散。DTI在至少6个方向上连续施加弥散梯度脉冲以采集弥散信息，DTI用一组三维矢量来描述固体物质内的张力及水分子三个方向的弥散及各弥散间的关系，从而实现定量分析活体组织中的水分子在三维空间内的有序扩散特性^[6,7]。

       弥散张量成像的FA图，反映水分子各向异性成分占整个弥散张量的比例，主要反映组织各向异性弥散程度的变化，FA值范围在0~1之间，当FA值接近0时说明组织趋向于各向弥散同性；相反，FA值接近于1时，说明组织各向弥散异性最大^[8]。FA值不受T1、T2效应的影响，主要受弥散梯度因子b值大小的影响。过小的b值容易受T2加权影响，产生T2透射效应(T2 shine through effect)，使得到的图像近似于T2WI，而b值越大，水分子间相位离散效应越强，信号衰减越明显，越利于观察水分子的弥散运动，从弥散角度和信噪比方面我们选择b值500 s/mm^2[9]。

3.2　正常外周带和BPH DTI成像差异的生物学基础

       组织各向弥散异性大小取决于组织微观结构排列，如细胞空间排列、细胞膜、大分子蛋白或多糖等，弥散运动往往会不同程度受限^[10]。前列腺PZ腺体丰富，腺腔内为含蛋白少的稀薄液体，细胞以分泌型上皮为主，正常外周区弥散受限程度较轻，相应FA值较低，各向弥散异性较小^[9]。在DTT图像上，红色表示弥散主要沿X轴左右走行纤维束的方向，绿色表示弥散主要沿Y轴前后纤维束的方向，蓝色表示弥散主要沿Z轴头尾方向走行的纤维束的方向。正常外周带腺体结构存在向中心汇集的倾向，其纤维走行多为前后和横向走行，由于组织结构稀疏，对应DTT表现为规则而稀疏的纤维。

       BPH具有明显的上皮和基质成分明显增生，其中基质成分增生为主，增生的基质主要由平滑肌和结缔组织等组成。BPH间质成分增多使得水分子弥散低于正常前列腺组织，组织内的水分子运动受限程度明显高于正常外周带。细胞及间质成分不同比例增生使得组织内结构紧密，各向弥散不同，FA值高于正常外周带。BPH增生组织的细胞形态功能接近于正常前列腺组织，组织微观结构仍保持正常前列腺组织基本序列，DTT纤维示踪图像显示走行冗长，表现为缠结的纤维结构^[9,11]。

       BPH增生组织平滑肌、结缔组织及上皮所占比例存在差异，药物治疗效果也存在明显不同^[12]。目前尚缺乏实验数据阐述前列腺DTI成像的生物学基础，从本研究的初步结果可以看出，DTI能显示出正常前列腺组织和BPH组织微观结构不同，有望为BPH治疗方案制定提供良好的信息保障。纤维示踪技术可初步反映前列腺不同组织内纤维走行特点，其对应微观组织基础和临床应用价值有待于进一步深入研究。