前列腺癌和前列腺增生的ＭＲＳ研究
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[摘要]目的 探讨磁共振波谱分析(MRS)在前列腺病变诊断中的价值。 方法 对27例前列腺病变[前列腺癌(PCa)10例，前列腺增生(BPH)17例]的MRI和MRS表现进行研究。MRI平扫观察前列腺病变的位置、形态、大小及信号特点;MRS则观察枸橼酸盐(Cit)和胆碱复合物(Cho)、肌酸(Cre)的波峰及化学位移，并测定(Cho+Cre).Cit值。 结果 10例PCa在T2 WI图像上表现为外周带的信号减低，其中6例为单侧局灶性，4例为双侧弥漫性;17例BPH在T2 WI上均显示前列腺移行带和中央带的增大，其中12例表现为局灶性结节状高、低信号，5例表现为弥漫性体积增大，呈均匀低、等信号。MRS显示PCa的Cit峰明显下降，Cho峰升高，(Cho+Cre).Cit值降低，而BPH病灶各代谢物波峰变化不明显，两者间(Cho+Cre).Cit值有显著性差异(P<0.05)。 结论 常规MRI平扫与MRS的联合应用有利于提高PCa和BPH的诊断与鉴别诊断率。
[关键词] 前列腺癌;良性前列腺增生;磁共振成像;磁共振波谱分析
Study on prostate cancer and benign prostatic hyperplasia with MRS
QIN Wei，CHU Cheng-feng，YANG Xiao-qing，MAI Xiao-li，JIN Qin-di，ZHeng Li
(1.Clinical Medical College，Southeast University，Nanjing210009，China;2.Department of Radiology，Zhongda Hospital，Southeast University，Nanjing210009，China)
Abstract:Objective To assess magnetic resonance spectroscopy(MRS)value in diagnosis of prostate diseas-es.Methods Magnetic resonance imaging(MRI)and MRS appearances were researched in27patients with pros-tate diseases，17cases were benign prostatic hyperplasia(BPH)and10cases were prostate cancer(PCa).MRI ob-servation was focused on the size and configuration of the gland，the location of the lesion，the signal intensity of the tumor.MRS observation included the peak and the chemical shift of citrate(Cit)，choline(Cho)and creatine(Cre)spectra，and the ratio of(Cho+Cre).Cit.Results In10cases of PCa，lowT2 WI signal intensity area in the pe-ripheral zone was observed，6cases with localized mono-side and4cases with bi-sides diffuse.In17cases of BPH，enlargement of the transitional and central zone of the grand was found on T2 WI images，12of which the hyperplasia presented as focal round high or low-signal intensity nodular lesions and in the other5cases，the lesions were char-acterized by diffuse enlargement and well-distributed low or iso-signal intensity.On MRS，citrate peak was obvious-ly declined and choline peak was ascended with the(Cho+Cre).Cit ratio being significantly dropped in PCa(P<0.05，compared with that in BPH).Conclusion It is very helpful for the differentiation of BPHwith PCa by using combined MRS and MRI.
Key words:prostate cancer;benign prostatic hyperplasia;magnetic resonance imaging;magnetic resonance spectroscopy
前列腺癌(prostate cancer，PCa)是老年男性常见的 恶性肿瘤之一，其治疗及预后主要取决于早期诊断与术前分期;而良性前列腺增生(benign prostatic hyperpla-sia，BPH)又是老年人常见的良性病变，易合并前列腺癌，且两者的影像学表现常有重叠，诊断与鉴别诊断的难度较大。近年来，多数学者认为磁共振成像(mag-netic resonance imaging，MRI)和磁共振波谱分析(mag-netic resonance spectroscopy，MRS)对前列腺疾病的诊断有价值，且逐渐成为前列腺疾病的主要影像检查方法[1～13] 。笔者对27例前列腺病变患者的MRI资料进行研究，旨在探讨MRS在前列腺疾病诊断中的应用价值。
1 资料与方法
1.1 病例选择
随机收集2002年3月～2004年7月间27例前列腺病变患者的临床资料，其中PCa10例，BPH17例。患者年龄55～84岁，平均70岁;主诉以排尿困难、尿潴留、血尿等为主，3例为体检时发现血液前列腺特异性抗原(PSA)升高，2例因其它疾病就诊时检出。PCa组血PSA为2.5～200μg·L-1 ，平均78μg·L-1 。BPH组血PSA为0.52～130μg·L-1 ，平均13.6μg·L -1 ;其中有6例首次查PSA>10μg·L-1 ，最高为130μg·L-1 ，多次复查后均降至10μg·L-1 以下。本组病例7例经手术、20例经穿刺活检病理证实。
1.2 MRI扫描
使用Marconi Eclipse1.5T磁共振扫描仪，采用腹部包绕相控阵线圈。成像序列:FSE序列，轴位T1 WI、T2 WI和压脂T2 WI，冠状位和矢状位压脂T2 WI。成像参数为T1 WI:TR400ms，TE12ms;T 2 WI:TR4000ms，TE112ms;采集带宽:15.6～41.9kHz;矩阵:192～256×256～384;FOV:240mm×240mm;信号平均次数:2;层厚:5mm。
1.3 MRS扫描
采用单体素点分辨波谱(PRESS序列)分析(SVS)。根据MRI上显示的病灶定域SVS立方采样位置;体素(voxel)大小:6mm×6mm×6mm～15mm×15mm×15mm;采集参数:TR1500ms，TE135ms，激励128次，信号2次平均;采集时间约为5min。采集MRS数据前进行常规自动预扫描，包括自动匀场和压水、压脂，通常情况下要求线宽小于15Hz方可进行MRS数据采集。数据采集后经设备自配软件(VIA3.003版)自动处理，生成以一定频率分布的磁共振波谱曲线。
1.4 MRI分析
PCa观察指标:(1)前列腺径线测量;(2)T2 WI像前 列腺外周带厚度测量及信号分析;(3)前列腺包膜是否完整及有无向外侵犯(周围静脉丛和邻近结构如膀胱、精囊、直肠等);(4)有无淋巴结转移及远处转移。
BPH观察指标:(1)前列腺径线测量;(2)T2 WI像前列腺中央腺体大小测量及信号分析;(3)T2 WI像前列腺外周带的厚度测量、信号分析。
1.5 MRS分析
(1)观察前列腺代谢物枸橼酸盐(Cit)、胆碱复合物(Cho)、肌酸(Cre)的波峰及化学位移，(2)测定(Cho+Cre).Cit值。
1.6 统计学分析
将PCa和BPH的MRS数据分成两组，使用SPSS11.5软件包对(Cho+Cre).Cit比值行t，取检验水准α=0.05，P<0.05提示差异有显著意义。
2 结 果
2.1 MRI表现
10例PCaT2 WI上测量前列腺平均径线为46mm×39.5mm×45mm。病灶表现为外周带的局灶性信号减低区，与周围正常外周带高信号形成明显对比，但其T1 WI上与周围正常前列腺信号相似，其中6例呈单侧性(左、右各3例)片状或结节状影(图1a)，平均大小为20.5mm×16.3mm，4例为双侧弥漫性。前列腺包膜完整4例;不完整且有包膜外侵犯6例(精囊腺受累1例、精囊腺与周围静脉丛均受累4例、膀胱受侵1例)，其中盆腔内淋巴结及骨转移各2例。17例BPH T2 WI上测量前列腺平均径线为53mm×42.8mm×53.2mm。其体积增大以移行带和中央带(中央腺体)为主，其平均径线为35.2mm×26.4mm×40.6mm;T1 WI呈均匀低信号，与周围正常前列腺组织低信号无差异;T2 WI上表现为多个大小不等的圆形结节状低、高信号影12例(图2a)，弥漫性均匀低、等信号影5例。外周带均有不同程度受压变薄，平均厚度约8.1mm，呈均匀高信号。有10例病灶向上突压迫膀胱底。
2.2 MRS表现
MRS观察到Cit峰为2.6×ppm，Cho峰为3.2×10-6 ppm、Cre峰为3.02ppm。
PCa病灶Cit峰明显降低(图1b)，峰下面积平均约47.9，Cho峰显著升高，峰下面积平均约85.6，(Cho+Cre).Cit值为4.23±3.02。而BPH病灶各代谢物波峰变化不明显(图2b)，Cit峰下面积平均约124.4，Cho峰下面积平均约26.7，(Cho+Cre).Cit值为0.59±0.19。经检验，PCa和BPH两者间(Cho+Cre).Cit值有显著性 差异(P<0.05)。a.轴位T2 WI压脂像示右侧外周带结节状信号减低区(箭头所示)，两侧耻骨、坐骨转移。b.MRS显示病灶Cit峰明显降低，Cho峰显著升高外周带受压变薄。
3 讨 论
3.1 MRI和MRS对前列腺癌和前列腺增生诊断价值
常规CT不能显示前列腺的分区解剖，故CT对BPH和PCa鉴别有限度[1] 。而MRI不仅能准确地显示前列腺内部的分区解剖，且有极高软组织分辨率和多方位成像等优点，尤其是将直肠腔内线圈和盆腔相控阵线圈结合，再追加MRS分析，对良、恶性前列腺疾病的诊断和鉴别诊断具有较高的敏感性和特异性，对前列腺T2 和T3 期肿瘤判断的准确性达85%以上[2，3] ，它已成为目前前列腺疾病最准确的检查方法。
3.2 PCa和BPH的MRI表现
约75%的PCa起源于外周带，25%起源于中央腺体[4] 。T2 WI上绝大多数的PCa呈结节或斑片状低信号[5] ，其病理基础是大量癌变的腺体紧密排列，其间很少有空隙存留粘蛋白和液体，故与正常前列腺外周带的高信号形成鲜明对比而易于发现;但发生于中央带和移行带者，其信号与发生于移行带的BPH有重叠，难以鉴别[6] 。此外，T2 WI上外周带的低信号还可见于炎症、瘢痕及钙化灶等[7] 。因此，常规MRI单从形态学诊断前列腺癌仍有一定限度。本组10例PCa中4例限于包膜内，6例超过包膜外，而PCa有无包膜侵犯对选择治疗方法和预测预后非常重要。肿瘤位于包膜内为T1 或T 2 期，可行外科手术和近距离放疗，而有包膜外侵犯则为T3 或T4 期，它不是外科手术的适应证。因此，MRI检查对指导临床拟定治疗方案有重要价值。
与PCa相反，约70%的BPH起源于中央带和移行带[8] ，表现为移行带增厚，继而整个腺体的增大，T2 WI上大多数表现为等信号或高信号结节灶，少数为低信号灶，偶尔见中央腺体弥漫性增大。BPH的信号特点取决于中心腺体的腺管组织和间质比例，以腺管组织增生为主时表现为高信号灶(充满分泌物和增生腺体所致)，以间质增生为主时表现为低信号。增生的结节可向前上突出压迫膀胱底部。本组17例BPH均显示前列腺移行带和中央带(中央腺体)不同程度增大，其中12例表现为多个大小不等的圆形结节状高、低信号，5例表现为弥漫性均匀低、等信号，且10例增生的结节向上突压迫膀胱底部。
3.3 前列腺代谢特点及MRS在前列腺病变诊断中的价值
正常成年男性前列腺液的Cit浓度约为血浆的360～1600倍[9] ，为理想的代谢测量物。由于正常前列腺的外周带内含有较多的腺管，故Cit的含量显著高于中央带，增生的前列腺组织亦有分泌和浓缩Cit的能力，因此Cit含量较高。而前列腺癌由于腺体的破坏，常导致分泌和浓缩Cit的能力减低或丧失，故Cit含量往往下降。1959年，Cooper等[10] 首次指出Cit是前列腺特异性代谢产物，PCa的Cit水平显著低于正常组织，而BPH的Cit水平显著高于正常组织。Cho与细胞膜的合成与降解有关，前列腺癌组织的细胞增殖速度快，细胞膜合成与降解活跃，因此，Cho较正常组织含量高[8] 。Cre的浓度在前列腺癌与正常前列腺组织中的含量无明显差异[11] ，其化学位移共振峰与Cho峰部分重叠，不易分离，因此多与Cho合并计算。
在进行代谢水平定量分析时，由于检查条件的不同(如线圈的位置、前列腺的大小、设备因素等)可在一定程度上影响波谱中代谢物的信号强度，因此，不能直接比较不同个体之间的波谱，应先标准化。而比较不同个体间前列腺代谢产物的差别通常用(Cho+Cre).Cit值。国外研究结果认为:正常和增生的前列腺组织(Cho+Cre).Cit值约为0.6，而前列腺癌该比值约为2.1，二者有显著性差异[12] 。国内研究结果发现，正常和增生的前列腺(Cho+Cre).Cit值小，分别为0.51±0.17和0.60±0.21;而前列腺癌的比值较大，为1.98±0.95[13] 。本组病例PCa的Cit峰明显降低，Cho峰显著增加，(Cho+Cre).Cit值为4.23±3.02;BPH变化不如PCa明显，其(Cho+Cre).Cit值为0.59±0.19;PCa与BPH间(Cho+Cre).Cit比值有显著性差异(P<0.05)，与上述报道接近;但PCa的(Cho+Cre).Cit值比文献报道的偏大，这可能与病例数偏少有关。尽管单体素1H.MRS能提供前列腺单个区域的代谢物信息，但它不能提供评价整个前列腺代谢物空间分布的能力，不能完全反映肿瘤真实的代谢物水平，这是其不足之处。
总之，MRI显示前列腺分区解剖极佳，有助于BPH和PCa诊断，MRS能较好地鉴别BPH和PCa，二者相结合有助于提高前列腺癌的影像诊断准确率。
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(1.东南大学临床医学院，江苏南京 210009;2.东南大学附属中大医院放射科，江苏南京 210009)
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