第一部分前列腺外周带短T2信号结节3.0T MRI的应用研究[研究目的]通过对健康查体者及前列腺疾病患者行3.0T MRI常规平扫、增强扫描检查,结合15点穿刺法或手术等病理学检查结果：探讨前列腺外周带短T2信号结节形成的病理基础；评价常规MRI成像在前列腺外周带短T2信号结节的良恶性的鉴别诊断能力；进一步从形态学上提出短T2信号结节短／长径比值概念,并对其进行临床应用价值进行探讨；通过术前检查者tPSA的测量,探讨tPSA在鉴别外周带良恶性短T2信号结节的作用。[材料与方法]1、研究对象搜集南方医科大学珠江医院2008年1月-2011年12月临床可疑前列腺癌,行多点穿刺(包括15点穿刺)及其它病理检查前申请前列腺MRI检查患者114例,纳入70例(纳入标准),年龄45-81岁,平均(68.5+7.7)岁。分组：对照病理结果,前列腺癌灶结节(prostatic carcinoma nodule, PCa组)n=38；非癌灶结节(non-prostatic carcinoma nodule, NCa组),n=61。2、主要设备与对比剂使用Philips Achieva3.0T磁共振扫描仪及Torsol腹部8通道相控阵线圈进行MR检查。美国Medrad Spectris Solaris MR全自动高压注射系统。对比剂为爱尔兰GE Healthcare生产的欧乃影钆双胺注射液(Gadoiamide),规格15mL：4.31g/瓶。3、扫描序列和参数检查前嘱患者适度充盈膀胱。常规扫描序列包括SE/TSE序列：轴位T1WI、T2WI,矢状位和冠状位T2WI。其中轴位T2加权像加SPIR抑脂序列,扫描参数TR/TE (ms):4152/90, FOV为240×160mm,层厚3mm,重建矩阵为512×512,采样次数NEX=3。增强扫描按0.1mmol/kg、2.5mL/s注射对比剂,注射完毕后再按2.3mL/s注入生理盐水15mL；扫描参数TR/TE (ms):3.4/1.7,3D-FFE序列,先扫轴位层厚3mm, FOV同平扫；依次扫冠状位层厚4mm, FOV为280×240mm；矢状位层厚4mm, FOV为260×220mm；重建矩阵为512×512,采样次数NEX=2～3。4、图像观察及数据处理主要观察轴位T2WI表现并测量、记录所有结节的短径、长径,计算短／长径比值(S/L)。各数值均测3次,取平均值。将强化模式分为3级。0级：无明显强化；1级：点片状强化、轻度强化或延迟强化(轴位未见强化、冠状位或矢状位见强化)；2级：明显强化或早期强化、后期消退(轴位强化、冠状位或矢状位减弱)。5、统计学方法应用SPSS13.0分析软件计算计量资料的(均数士标准差)、95%可信区间(confidence interval, CI)和各参数的范围。应用两独立样本t检验、Wilcoxon秩和检验及受试者操作特性曲线(receiver operating characteristic curve, ROC曲线)描述低信号结节的统计学意义。[结果]1、PCa组、NCa组MRI表现与病理PCa组基本表现为小类圆形低信号灶,大部分病灶边界清晰,部分结节呈前列腺包膜处向外凸隆改变。29个呈现2级强化(76.3%),5个1级强化(13.2%)。4个未做增强。病理HE镜下示癌细胞形态多为立方形、多边形,核大、深染,排列较紧密,可呈梁索状或巢团状排列,多数浸润性生长,小部分侵及神经、血管、淋巴管或包膜。NCa组则多数表现为条片状低信号灶,病变基本局限于高信号的外周带内。61个NCa的病理基础主要为腺体增生为主(9个,14.8%)、基质增生为主(8个,13.1%)、混合型(17个,27.9%)、炎症(27个,44.3%)。腺体增生6个0级强化,3个1级强化。基质增生7个0级强化,1个2级强化。混合型3个0级强化,12个1级强化,2个未作增强。慢性炎症7个0级强化,17个1级强化,2个未作增强；急性炎症1个,1级强化。经统计检验得出二者的强化模式存在显著差异(P=0.000)。2、PCa组与NCa组外围带短T2低信号结节径线测量外周带NCa结节的短/长径比值分别为(70.52+13.74)%和(39.75+12.31)%。二者短/长径比值的差异具有统计学意义(P<0.001),计算其ROC曲线下面积(AUC)为0.959[95%CI：(0.925,0.993),P=0.000]；当短长径比值为53.55%,其敏感度为0.921、特异度为(1-0.082)。3、PCa组和NCa组的术前tPSA平均为(81.54+154.40)ng/mL和(19.47±26.23) ng/mL。PCa组术前tPSA高于NCa组,二者差异具有统计学意义(P<0.05)。[结论]1、PCa结节多表现为类圆形结节灶,具一定占位效应；而NCa结节多表现为条片状。2、PCa结节多为2级强化,而NCa结节多为0级或1级强化,前者强化程度高于后者,主要与其病理基础密切相关。3、短T2低信号结节的短/长径比值有助于癌与非癌组的鉴别。4、短T2低信号结节的病理基础除前列腺癌外,在良性疾病里,本研究主要包括了急性炎症、慢性炎症、腺体增生、基质纤维化等。5、术前tPSA的浓度,PCa组高于NCa组,可有助于短T2低信号结节良恶性的判断。第二部分前列腺3.0T MR血管通透性成像的应用研究[研究目的]总结正常前列腺、前列腺良性病变、前列腺癌的Ktrans、Kep、Ve等微血管量化值,初步探讨了前列腺肿瘤微血管的特征,并对癌组的量化值与Gleason评分及实验室tPSA进行了相关性分析。[材料与方法]1、研究对象搜集南方医科大学附属珠江医院2011年1月-2011年12月期间行前列腺DCE-MRI检查者42例,除1例远处转移和1例术后外,根据纳入标准：健康查体者纳入9例；病变组纳入31例,均有病理对照,所有样本分3组：癌组(Ca组)、中央区非癌组(N-Ca组)、外周带非癌组(N-PCa组)。2、仪器设备及参数仪器设备及常规MRI扫描基本同第一部分。其中轴位动态增强扫描序列：翻转角FA15°,动态扫描个数dyn=104,TR/TE (ms):5.5/3.6, FOV为240×240x160mm,体素大小为1.25×1.25×3mm,图像矩阵为256×256,采样次数NEX=4。运用3D/FFE技术于FA15°序列开扫后的第4个动态初,于左肘静脉高压团注对比剂,剂量按15mL/人次,速率2.5mL/s,另一针筒再以速率2.3mLsec注射生理盐水15mL冲刷输液管道,确保对比剂的有效使用。3、图像数据处理及测量3.1分析软件为Philips公司和美国健康研究院(the national institutes of health, NIH)共同研发的后处理分析软件：DCE_TOOLR2.4.6软件分析包,可获得各组Per-MRI的微血管量值,包括Ktrans、Kep、Ve值。3.2前列腺分区将前列腺根据磁共振T2WI轴位图分为5个大区,15个小区。另外尚需根据MR图像,适当地将非15点穿刺活检所得穿刺病理结果亦对应到各区上。特殊情况：当外周带被压成线状,则仅将中央区分为3个大区。3.3前列腺样本定义及归组外周带每一大区为一个样本；中央三大区为一样本,一旦中央三大区穿刺证实伴有癌灶时,不论癌灶点位于哪个区、那几个小区,均通过计算每个证实为癌灶点的各小区的参数值,再取平均值,作为该样本的最终参数值。外周带癌灶样本或中央区癌灶样本归到癌组(Ca组)。中央区非癌灶样本归到中央区非癌组(N-Ca组)。外周带非癌灶样本归到外周带非癌组(N-PCa组)。在后两组中,测量每一小区的参数值,再取平均值作为每一大区(一个样本)的最终参数值。各项测量值包括Ktrans/Kep值,均测3次再取平均值,作为每一小区的参数值,Ve值由Ktrans/Kep所得。3.4感兴趣区(ROI)的设置取ROI的大小约25-30mm2。当外周带较薄(但又未达到被压成线状无法测量)或中央区较小不适合上述分区时,则采用软件自带的ROI适形法取得合适的ROI。4、统计学方法应用SPSS13.0分析软件计算计量资料的(均数±标准差)、95%可信区间(confidence interval,CI)和各参数的范围。应用单向方差分析(one-way ANOVA).受试者操作特性曲线(receiver operating characteristic curve,ROC曲线)描述各组微血管量值的统计学意义。采用Pearson相关性分析检验进行相关性分析。[结果]1、实验室指标非前列腺癌患者21例,tPSA(13.02±2.28)μg/L,f/t(18.77±3.11)％；前列腺癌患者10例,tPSA(29.92±16.05)μg/L,f/t(15.45±2.57)％；其中Gleason评分在4-7分6例,8-10分2例。2、健康查体者MR血管通透性成像非定量分析结果中青年查体者(占6/9),前列腺外周带呈基本对称的新月形黑色影,中央区多为紫-蓝色,未见黑色影改变。其时间-摄取曲线(time-uptake curve, TUC)示股动脉输入曲线与前列腺的整输入曲线间距较大。3、病变组分组癌组(Ca组)20份(来自外周带12份,中央区8份)、中央区非癌组(N-Ca组)23份(来自前列腺癌患者2份,非癌患者21份)、外周带非癌组(N-PCa组)46份(外周带呈线状2例未纳入,来自前列腺癌患者8份,非癌患者38份)。4、病变组MR血管通透性成像非定量分析结果前列腺中央增生区伴或不伴癌灶均显示不均色彩(三种以上,含三种)。当前列腺外周带不伴病变时,呈基本对称的新月形黑色影；反之,则在病变处显示较正常检查者色彩高的不均色彩。前列腺外周带后外侧对称之神经血管束可用该成像方式清楚显示。5、病变组MR血管通透性成像定量分析结果前列腺Ca组、N-Ca组及N-PCa组的Ktrans、Kep及V。值均存在显著组间差异(P=0.000)。Ca组的Ktrans高于N-Ca组(P=0.013),而二者之间的Kep与V。不存在统计学差异(P>0.05)；Ca组与N-Ca组的Ktrans、Kep及Ve值均高于N-PCa组(P=0.000)。Ca组样本量来自中央区的Ktrans高于来自外周带(P=0.003)；而不同来源的Kep及Ve值不存在统计学差异(P>0.05)。Ca组的Gleason评分与tPSA、(f/t%)、Ktrans、Kep及Ve值不存在相关性。[结论]1、前列腺Ca组的Ktrans高于N-Ca组；Ca组与N-Ca组的trans及Ve值均高于N-PCa组。其中,Ca组样本量来自中央区的Ktrans高于来自外周带.2、前列腺Ca组的Gleason评分与tPSA、(f/t%)、Ktrans、Kep及Ve值不存在相关性。3、中青年前列腺MR血管通透性成像伪彩图示双侧外周带低微血管通透性,中央区高于外周带,与前列腺组织学基础相关。前列腺常规伪彩图难以判断中央区是否伴有癌灶。