研究背景：前列腺癌(Prostatic Carcinoma, PCa)是老年男性常见的恶性肿瘤之一,在欧美国家男性中最常见,也是继肺癌之后第二常见的恶性肿瘤。随着我国人口的老龄化,人民生活水平的提高和对疾病重视程度的提高,加上各种检查技术的应用和进步,我国前列腺癌发病率有明显上升趋势,已占到男性泌尿和生殖系统肿瘤的第3位。前列腺癌自然病程长,个体间生物特性差异大,其预后及治疗主要取决于早期诊断及术前分期。目前,前列腺癌的早期检查方法包括前列腺特异性抗原(prostatespecific antigen, PSA)检测、直肠指检(digital rectal examination, DRE)、经直肠超声(transrectal ultrsonography, TRUS)引导下穿刺活检和磁共振检查(Magnetic resonance imaging, MRI)。前列腺特异性抗原(PSA)是一种具有丝胺酸蛋白酶活性的糖蛋白,在前列腺腺泡和腺管上皮内合成。前列腺癌由于破坏正常前列腺组织使PSA漏出到血液中而引起PSA增高,但PSA增高并非前列腺癌特有。当前列腺增生、前列腺炎、纤维化或穿刺活检等均可以引起PSA增高。特别当PSA处于4.0～10.0ng/ml之间时,称之为PSA检测的“灰色诊断区域”,此时前列腺癌及前列腺增生仅靠PSA难以鉴别。另外,PSA不高也不能完全排除前列腺癌可能。因此,PSA的检测具有其局限性,只能作为初步筛选检查,而不能作为前列腺癌定性及定量诊断依据。直肠指检(DRE)是临床发现前列腺癌的常规检查方法之一,简单易行,无侵袭性,费用低廉。由于70%的前列腺癌起源于前列腺的外周带,DRE对前列腺癌的早期诊断和分期都有重要价值。但DRE的个人主观性太强,对发生于中央带及周围带较小的结节性病灶漏诊率较高,而且与检查者经验密切相关。由此可见,DRE对早期及体积较小的前列腺癌诊断价值有限,如若DRE改变明显者,大部分患者已是晚期,错过了最佳治疗时机。经直肠超声(TRUS)引导下前列腺穿刺活检被认为是确诊前列腺癌的金标准,但受穿刺针数及前列腺体积的影响,存在一定的漏诊率。而且,穿刺活检是有创检查,可能会引起出血、感染、血精、血尿等并发症。磁共振成像以其较高的软组织分辨率、多平面及多参数成像、无电离辐射的优点,已成为无创性诊断前列腺癌的首选方法。常规T2加权成像(T2weighted imaging, T2WI)可以检出和定位前列腺癌。前列腺癌在T2WI上表现为低信号,但低信号改变并非前列腺癌的特异性表现,一些良性病变如增生、炎症、出血、纤维化等亦可表现为低信号,从而降低了T2WI的诊断特异性。发生在中央腺体的肿瘤很难与正常组织区别,尤其是合并前列腺增生者,因为正常中央腺体本身信号较低,间质型前列腺增生结节和前列腺癌表现类似。前列腺癌在T2WI也可表现为等信号或高信号,导致癌灶不易被检出,使T2WI诊断敏感性减低。近年来,MR功能成像,包括动态对比增强MRI成像(dynamic contrast-ehanced MRI, DCE-MRI)、扩散加权成像(diffusion-weighted imaging, DWI), MR波谱成像(magnetic resonance spectroscopy imaging, MRSI),已广泛应用于前列腺癌的诊断,弥补T2WI诊断方面的不足,提高对前列腺癌诊断的准确性。DCE-MRI是一种检测组织血流的影像方法,其通过动态增强的时间强度变化来反映组织的血供特点并用于评估组织的微循环状态。目前,国内外文献对前列腺癌动态增强MRI的研究主要集中半定量的时间-信号强度曲线和定量的微循环定量参数值如Ktrans、Kepe等。然而,这些研究需要专业的计算机软件和较长的后处理时间,而且这些数值还没有标准化。而关于MR动态增强源图像的研究文献较少,并且这些研究都是在1.5T MR上完成的,时间分辨率不高,扫描时间短和扫描期相少,不能完全反映和表现出前列腺癌的血流动力学特点。DWI成像时间短,不需注射对比剂,是唯一能检测活体组织内水分子扩散运动的MR功能成像方法。目前,国内外学者应用DWI对前列腺癌的诊断价值做了大量研究,但这些研究主要集中在定量ADC值对前列腺癌的诊断,而关于DWI图和ADC图对前列腺癌的定性和比较诊断研究报道极少。由于ADC值的测量受到b值、扫描序列、工作软件及一些生理因素的影响,导致ADC值很难标准化。和测量ADC值相比,视觉性观察DWI图及ADC图诊断前列腺癌更方便、简单。MRSI是一种无创检测活体组织内物质代谢及生化物质含量的方法,它是充分利用化学位移中微小变化来采集信息,以波谱曲线或数值表达某种代谢产物的浓度,是一种定量分析方法。由于MRSI需要内置直肠线圈,过程繁琐,检查时间长,患者尤其高龄者对其耐受性差,检查中容易出现不配合,而且波谱技术对磁场的均匀性要求比较高,也更容易受到各种因素的干扰而致检查失败,导致MRS在临床工作中应用较少。由于T2WI、DCE-MRI、DWI和MRSI在单独应用于前列腺癌诊断时都有其局限性,这些检查方法联合应用从不同的方面反映前列腺疾病的形态和功能表现,可以互为补充,互相印证,从而可以进一步提高前列腺癌诊断与鉴别诊断的准确率。因此,本研究应用3.OT MR,采用视觉性观察病灶信号的方法,评价T2WI、DCE-MRI、DWI及其联合应用对前列腺癌的诊断价值,具体内容分为三部分：(1)探讨3.OT MR动态增强源图像在前列腺癌诊断中的应用价值,并分析其对前列腺癌的检出率和Gleason评分有无相关性；(2)探讨和比较不同b值DWI图和ADC图在前列腺癌诊断中的应用价值,并分析ADC图对前列腺癌的检出率和Gleason评分有无相关性；(3)探讨联合应用T2WI、DWI和DCE-MRI三种MR成像方法在前列腺癌诊断中的应用价值。第一部分3.0T MR动态增强成像在前列腺癌诊断中的应用研究研究目的：探讨3.0T MR动态增强源图像在前列腺癌诊断中的应用价值,并分析其对前列腺癌的检出率和Gleason评分有无相关性。材料和方法：1、研究对象：85例PSA增高、临床怀疑为前列腺癌的患者被纳入研究,所有患者均行MRI平扫及MR动态增强扫描,并经直肠超声引导下前列腺穿刺活检,而且在MRI检查前未经过内分泌、放射治疗等非手术治疗。临床表现为不同程度尿频、尿急、排尿困难等症状。46例患者被病理诊断为前列腺癌,前列腺癌Gleason评分4分2例,5分3例,6分5例,7分20例,8分11例,9分5例。高分化组Gleason评分<7分10例,中低分化组Gleason评分≥7分36例。2、MRI检查：采用Philips公司生产的Archieve3.OT TX超导型磁共振扫描仪,以16通道SENSE XL Torso线圈为接收线圈。应用3D快速场回波序列(fast field-echo,FFE)行横轴位扫描,TR:5.5ms, TE:1.7ms,层厚6.0mm,层间距：Omm, FOV为230mm×230mm,翻转角15度,矩阵为256×256,采用双筒高压注射器(Medrad,美国)经肘静脉以0.1ml/kg剂量团注对比剂钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA),流率2.5ml/s,随之冲入生理盐水15ml冲冼。注射对比剂前先平扫8期,注射对比剂的同时开始动态增强扫描,扫描范围覆盖前列腺和精囊腺,连续扫描96期,单期扫描时间2.9s,每期20层,总时间为5分6秒。3、图像分析及诊断标准：由两位有经验的磁共振成像诊断高级医师采用盲法共同阅片,对病灶的位置范围、信号特点及强化方式等进行评价,结果评定为癌灶、非癌灶,所得结果与病理结果相对照。DCE-MRI图像上,前列腺周围带和中央腺体出现早期、明显强化灶,延迟期强化灶信号出现快速减退,呈“快进快出”强化方式被诊断为癌灶；前列腺周围带和中央腺体出现早期、明显强化灶,延迟期强化灶信号未见明显减退或缓慢减退,呈“速升平台”或“快进慢出”强化方式；或前列腺周围带和中央腺体出现渐进性强化灶,呈“缓慢上升”强化方式被诊断为非癌灶。4、统计学方法：使用SPSS13.0软件,DCE-MRI对前列腺癌检出率与前列腺癌Gleason评分的关系采用四格表资料的x2检验进行分析,显著性水平检验水准定义为α=0.05,P<0.05表示差异有统计学意义。结果：1、DCE-MRI对前列腺癌的诊断敏感性和特异性分别为91.3%(42/46)、76.9%(30/39)。2、10例高分化组中,DCE-MRI检出了7例,前列腺癌检出率为70.0%,36例中低分化组Gleason评分的前列腺癌中,DCE-MRI检出了35例,前列腺癌检出率为97.2%,两组之间检出率有显著性差异(x2=4.278,P=0.039)。结论：1、3. OT MR动态增强源图像能显示出前列腺癌“快进快出”的血流动力学特点,对前列腺癌有较高的诊断价值。2、3.OT DCE-MRI对前列腺癌的检出率与Gleason评分有关(P=0.039),即和Gleason评分<7分的前列腺癌比较,Gleason评分≥7分的前列腺癌更容易被DCE-MRI检出。研究目的：探讨和比较不同b值DWI图和ADC图在前列腺癌诊断中的应用价值,并分析ADC图对前列腺癌的检出率和Gleason评分有无相关性。材料和方法：1、研究对象：62例PSA增高、临床怀疑为前列腺癌的患者被纳入研究,所有患者均行MRI平扫、DWI及MR动态增强扫描,并经直肠超声引导下前列腺穿刺活检,而且在MRI检查前未经过内分泌、放射治疗等非手术治疗。临床表现为不同程度尿频、尿急、排尿困难等症状。35例患者被病理诊断为前列腺癌,前列腺癌Gleason评分4分1例,5分2例,6分4例,7分16例,8分10例,9分2例。高分化组Gleason评分<7分7例,中低分化组Gleason评分≥7分28例。2、MRI检查采用Philips公司生产的Archieve3.OT TX超导型磁共振扫描仪,以16通道SENSE XL Torso线圈为接收线圈。采用单次激发自旋平面回波序列(EPI)行横轴位扫描,b值(扩散加权系数)采用Os/mm、500s/mm2和1000s/mm2, TR:2000ms, TE:58ms,层厚3.Omm,层间距：1.Omm,矩阵为256×256,FOV为230mm×230mm。将获得DWI扫描数据传输到MR三维工作站,然后利用本机软件自动生成ADC图。3、图像分析及诊断标准：由两位有经验的磁共振成像诊断高级医师采用盲法共同阅片,对病灶的位置范围、信号特点等进行评价,结果评定为癌灶、非癌灶,所得结果与病理结果相对照。DWI图像上,前列腺周围带或中央腺体出现高信号灶被诊断为癌灶,前列腺周围带未见高信号或中央腺体出现等信号、稍高信号或混杂信号灶被诊断为非癌灶；ADC图像上,前列腺周围带或中央腺体出现低信号灶被诊断为癌灶,前列腺周围带未见低信号或中央腺体出现等信号、稍低信号或混杂信号灶被诊断为非癌灶。4、统计学方法：使用SPSS13.0软件,不同b值DWI图和ADC图对前列腺癌诊断敏感性和特异性采用配对四格表资料的x2检验(McNemar test)进行分析,ADC图对前列腺癌检出率与前列腺癌Gleason评分的关系采用四格表资料的x2检验进行分析,显著性水平检验水准定义为α=0.05,P<0.05表示差异有统计学意义。结果：1、当b=500s/mm2, DWI图对前列腺癌的诊断敏感性和特异性分别为54.3%(19/35)和70.4%(19/27)。当b=1000s/mm2, DWI图对前列腺癌的诊断敏感性和特异性分别为80.0%(28/35)和77.8%(21/27)。当b=1000s/mm2, ADC图对前列腺癌的诊断敏感性和特异性分别为88.6%(31/35)和85.2%(23/27)。b=1000s/mm2, DWI对于前列腺癌的诊断敏感性明显高于b=500s/mm2(McNemar test:P=0.012),而特异性无明显增高(McNemar test, P=0.625)。当b=1000s/mm2时,ADC图对前列腺癌的诊断敏感性和特异性较DWI图无明显增高(McNemar test, P=0.453、P=0.625)2、在ADC图诊断中,7例高分化组Gleason评分<7分的前列腺癌中,ADC图检出了5例,前列腺癌检出率为71.4%,28例中低分化组Gleason评分≥7分的前列腺癌中,ADC图检出了26例,前列腺癌检出率为92.8%,两者之间前列腺癌检出率无显著性差异(x2=0.864,P=0.353)。结论：1、当b=1000s/mm2时,3.0T MR DWI图和ADC图对前列腺癌均有较高的诊断价值,虽然ADC图诊断敏感性高于DWI图,但两者之间没有显著性差异(P=0.289)；当b=500s/mm2时,DWI图对前列腺癌的诊断敏感性明显低于b-1000s/mm2(P=0.012),即b=500s/mm2, DWI图对前列腺癌的诊断敏感性较差。2、当b=1000s/mm2时,3. OT MR ADC图对前列腺癌的检出率与Gleason评分无明显相关(P=0.353),即前列腺癌Gleason评分的高低,对ADC图检出癌灶没有影响。第三部分联合应用3.0T MR T2WI、DWI和DCE-MRI成像技术对前列腺癌的诊断价值研究目的：探讨分析联合应用T2WI、DWI和DCE-MRI三种MR成像方法在前列腺癌诊断中的应用价值。材料和方法：1、研究对象：62例PSA增高、临床怀疑为前列腺癌的患者被纳入研究,所有患者均行MRI平扫、DWI及MR动态增强扫描,并经直肠超声引导下前列腺穿刺活检,而且在MRI检查前未经过内分泌、放射治疗等非手术治疗。临床表现为不同程度尿频、尿急、排尿困难等症状。35例患者被病理诊断为前列腺癌,前列腺癌Gleason评分4分1例,5分2例,6分4例,7分16例,8分10例,9分2例。高分化组Gleason评分<7分7例,中低分化组Gleason评分≥7分28例。2、MRI检查：采用Philips公司生产的Archieve3.OT TX超导型磁共振扫描仪,以16通道SENSE XL Torso线圈为接收线圈。常规扫描序列采用快速自旋回波序列(TSE),扫描范围覆盖前列腺和精囊腺：横轴位T1WKTR:192ms, TE:10ms)和横轴位、冠状位SPIR抑脂T2WI(TR:1483ms, TE:70ms),层厚5.Omm,层间距1.0mm, FOV为240×240mm,矩阵为256×256。采用单次激发自旋平面回波序列(EPI)行横轴位扫描,b值(扩散加权系数)采用Os/mm2、500s/mm2和1000s/mm2, TR:2000ms, TE:58ms,层厚3.Omm,层间距：1.Omm,矩阵为256×256,FOV为230mm×230mm。将获得DWI扫描数据传输到MR三维工作站,然后利用本机软件自动生成ADC图。应用3D快速场回波序列(FFE)行横轴位扫描,采用采用双筒高压注射器(Medrad,美国)经肘静脉以0.1ml/kg团注对比剂钆喷替酸葡甲胺(Gd-DTPA),流率2.5ml/s,随之冲入生理盐水15ml冲冼。注射对比剂前先平扫8期,注射对比剂的同时开始动态增强扫描,扫描范围覆盖前列腺和精囊腺,TR:5.5ms, TE:1.7ms,层厚6.0mm,层间距：0mm,FOV为230mm×230mm,矩阵为256×256,翻转角15度,连续扫描96期,单期扫描时间2.9s,每期20层,总时间为5分6秒。3、图像分析及诊断标准：由两位有经验的磁共振成像诊断高级医师用盲法共同阅片,对病灶的位置范围、信号特点及强化特点等进行评价,结果评定为癌灶、非癌灶,所得结果与病理结果相对照。T2WI图像上,前列腺周围带出现低信号灶或中央腺体出现边界不清、没有包膜的低信号灶被诊断为癌灶。前列腺周围带未见低信号灶、中央腺体出现边界清楚、有包膜的低信号灶或出现等信号、稍高信号、高信号或混杂信号灶被诊断为非癌灶。b=1000s/mm2时,ADC图像上,前列腺周围带或中央腺体出现低信号灶被诊断为癌灶,前列腺周围带未见低信号或中央腺体出现等信号、稍低信号或混杂信号灶被诊断为非癌灶。DCE-MRI图像上,前列腺周围带和中央腺体出现早期、明显强化灶,延迟期强化灶信号出现快速减退,呈“快进快出”强化方式被诊断为癌灶；前列腺周围带和中央腺体出现早期、明显强化灶,延迟期强化灶信号未见明显减退或缓慢减退,呈“速升平台”或“快进慢出”强化方式；或前列腺周围带和中央腺体见渐进性强化病灶,呈“缓慢上升”强化方式被诊断为非癌灶。T2WI分别和ADC图、DCE-MRI联用,当诊断结果出现不一致时,以ADC图.DCE-MRI诊断结果为准。T2WI、ADC图和DCE-MRI三者联用,当诊断结果出现不一致时,以两种方法诊断结果一致为准。4、统计学方法：使用SPSS13.0软件,T2WI、T2WI+ADC图、T2WI+DCE-MRI和T2WI+ADC图+DCE-MRI对前列腺癌诊断敏感性和特异性采用配对四格表资料的x2检验(McNemar test)进行分析,显著性水平检验水准定义为α=0.05,P<0.05表示差异有统计学意义。结果：T2WI对前列腺癌的诊断敏感性和特异性分别为65.7%(23/35)、63.0%(17/27)。T2WI+ADC图对前列腺癌的诊断敏感性和特异性分别为88.6%(31/35)、85.2%(23/27)。T2WI+DCE-MRI对前列腺癌的诊断敏感性和特异性分别为91.4%(32/35)、81.5%(22/27)。T2WI+ADC图+DCE-MRI对前列腺癌的诊断敏感性和特异性分别为91.4%(32/35)、85.2%(23/27)。和T2WI比较,T2WI+ADC图、T2WI+DCE-MRI和T2WI+ADC图+DCE-MRI对前列腺癌的诊断敏感性均明显增高,两者之间均有显著性差异(McNemar test:P=0.039、P=0.022和P=0.012),虽然T2WI+ADC图、T2WI+DCE-MRI及T2WI+ADC图+DCE-MRI诊断特异性均高于T2WI,但两者之间均无显著性差异(McNemar test:P=0.070, P=0.277和P=0.070)。结论：和T2WI相比,T2WI+ADC图、T2WI+DCE-MRI和T2WI+ADC图+DCE-MRI、能明显提高对前列腺癌的诊断敏感性(P=0.039、P=0.022和P=0.012),但不能明显提高对前列腺癌的诊断特异性(P=0.070、P=0.277和P=0.070)。