【摘要】：研究目的：回顧性分析經(jīng)病理證實(shí)的前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)及良性前列腺增生(Benign Prostate Hyperplasia, BPH)患者的擴(kuò)散峰度成像(Diffusion Kurtosis imaging, DKI)及T1rho成像(T1 Relaxation Time in The Rotating Frame)影像表現(xiàn),探究Dapp, Kapp和T1rho三個參數(shù)對前列腺癌的診斷價值及其與前列腺癌Gleasoi評分的相關(guān)性。材料與方法：搜集2014年12月～2015年12月間在南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院行前列腺DKI和T1rho成像患者的影像學(xué)資料,共60例。分為兩組,第一組為前列腺癌組30例,其中19例經(jīng)前列腺癌根治術(shù)后病理證實(shí),11例外周帶前列腺癌經(jīng)多點(diǎn)穿刺活檢證實(shí)。Gleason評分(GS)6-9分,GS=3+3共7例,GS=3+4共10例,GS=4+3共6例,GS4+3共7例。第二組為良性前列腺增生組30例,MRI掃描后的多點(diǎn)穿刺活檢提示BPH,且臨床及影像表現(xiàn)均診斷為BPH。前列腺癌患者根據(jù)Gleason評分進(jìn)行兩種分組：(1)GS=3+3(7例),3+4(10例),3+4(13例)分為三組；(2)GS=3+3(7例),3+4(10例),4+3(6例),4+3(7例)分為四組。將Gleason評分=3+3者定義為低級別前列腺癌,將Gleason評分≥3+4者定義為中高級別前列腺癌。使用Philips Achieva 3.0T(Philips Healthcare, Best, Netherland)磁共振掃描儀對所有研究對象進(jìn)行前列腺磁共振DKI和T1rho序列掃描。常規(guī)MRI序列包括橫軸位T1WI、橫軸位及矢狀位T2WI、橫軸位DWI、橫軸位e-THRIVE動態(tài)增強(qiáng)掃描序列。DKI掃描使用橫斷位的單次激發(fā)平面回波序列(single-shot echo planar imaging,SS-EPI), TR/TE=2000ms/67ms, FOV=240 mm×240mm;翻轉(zhuǎn)角=90°,矩陣=120×160；層厚=3.5 mm；激勵次數(shù)(NEX)=4；層數(shù)=20。在3個方向上施加擴(kuò)散梯度,b值設(shè)置為0,500,1000,1500s/mm2,掃描時間約6分44秒。T1rho掃描使用橫斷位快速梯度回波(turbo field echo, TFE), TR/TE= 3.3 ms/1.5 ms, FOV= 240 mm×240 mm;翻轉(zhuǎn)角=40°,矩陣=118×192；層厚=3.5 mm；激勵次數(shù)(NEX)=1；層數(shù)=20；自旋鎖頻率=500 Hz；自旋鎖時間設(shè)置為0,10,20,40,60 ms,總掃描時間約5分鐘。本研究采用的擴(kuò)散峰度模型(Diffusion Kurtosis Model)公式為：Sb/So=exp(-bDapp+1/6b2Dapp2Kapp),將DKI掃描數(shù)據(jù)上傳至本機(jī)后處理工作站,應(yīng)用The IDL Virtual Machine軟件,自動生成相應(yīng)的Dapp圖及Kapp圖,在參數(shù)圖上直接進(jìn)行感興趣區(qū)域(Region of Intest, ROI)的選取和測值。研究采用T1rho圖像的信號強(qiáng)度符合公式S (TSL)= So*exp(-TSL/T1rho),將五個自旋鎖時間的五組圖像數(shù)據(jù)上傳到本機(jī)后處理工作站,應(yīng)用he IDL Virtual Machine軟件,基于單指數(shù)衰減模型生成T1rho弛豫圖(T1rho-mapping),用ImageJ軟件打開T1rho-mapping圖后進(jìn)行ROI的選取和測值。結(jié)合術(shù)后病理結(jié)果描述及活檢穿刺點(diǎn)的位置,對所有患者Dapp圖、Kapp圖及T1rho圖進(jìn)行ROI的選取和測量,ROI的定位和勾畫由兩位放射科醫(yī)師同時進(jìn)行并達(dá)成一致,每個病例每個病灶各進(jìn)行三次測量,取平均值記錄,Dapp圖和Kapp圖任選其一勾畫ROI,隨后將ROI復(fù)制到另一個參數(shù)圖,T1rho圖則在ImageJ軟件上盡量選擇與DKI參數(shù)相同的ROI進(jìn)行測量。ROI的選�。航Y(jié)合術(shù)后病理結(jié)果描述及穿刺點(diǎn)的位置,參考常規(guī)T2WI、DWI及DCE (Dynamic Contrast Enhancement)的信號特點(diǎn),盡量避開移行帶與外周帶交界處、精囊根部、血管、出血或鈣化等。BPH組在每個病例的移行帶和外周帶各放置一處ROI,移行帶ROI放置在基質(zhì)增生為主的區(qū)域(通常T2WI表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀或片狀較低信號)；在外周帶應(yīng)盡量選擇顯示較佳的層面,結(jié)合穿刺點(diǎn)位置和磁共振信號手繪ROI,范圍不超出外周帶邊界,ROI約包含20-30個像素,ROI面積約5.6*6.0mm2。前列腺癌組：根據(jù)前列腺癌根治術(shù)后病理結(jié)果和穿刺活檢點(diǎn)位置,在癌灶處勾畫ROI,范圍位于病灶的中央位置,且不能超出病灶,ROI約包含20-30個像素,ROI面積約5.0*5.6mm2。采用SPSS(version22.0)和MedCalc軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。DaPP、Kapp及T1rho值用均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示,其正態(tài)性檢驗(yàn)用Shapiro-Wilk方法進(jìn)行檢驗(yàn),levene檢驗(yàn)用于方差齊性檢驗(yàn)。不同疾病組間及BPH組外周帶和移行帶的Dapp、Kapp及T1rho值的比較優(yōu)先行兩獨(dú)立樣本的的T檢驗(yàn)(independent-samples test),若符合正態(tài)分布但方差不齊者行Satterthwaite近似T檢驗(yàn),不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)行非參數(shù)檢驗(yàn)(nonparametric test)中的Mann-Whitney U檢驗(yàn)。前列腺癌病例各Gleason評分組組間Dapp、Kapp及T1rho值的比較行單因素方差分析(One Way ANOVA)和組間多重比較(Post Hoc Multiple Comparisons),組間多重比較采用Bonferroni法并進(jìn)行P值校正,上述各測量值與Gleason評分組的相關(guān)性作Spearman相關(guān)分析,觀察相關(guān)系數(shù)的大小與方向。ROC曲線(receiver operating characteristic curve)用來評估上述各參數(shù)對低級別和中高級別前列腺癌的預(yù)測能力,約登指數(shù)(靈敏度+特異度-1)最大時所對應(yīng)的值為最佳診斷界值并得到ROC曲線下面積(AUC)。本研究中,均數(shù)置信區(qū)間設(shè)為95%,P0.05具有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)果：3.1 DKI表現(xiàn)3.1.1擴(kuò)散峰度模型(diffusion kurtosis model)擬合在較低b值時(b500s/mm2)信號衰減快,曲線的斜率大,隨b值增高信號的衰減稍變緩慢,曲線的斜率相對較小,曲線能較好的擬合所有b值數(shù)據(jù)。3.1.2前列腺癌及良性前列腺增生Dapp、Kapp值的特點(diǎn)前列腺癌組Kapp為(1.17±0.20)×10-3,Dapp為(1.32±0.32)×10-3mm2/s。在b=1500s/mm2的DWI上,癌灶表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀或小片狀的明顯高信號。Kapp偽彩圖上癌灶表現(xiàn)為較對側(cè)相對正常區(qū)的較深色區(qū)域,Dapp偽彩圖上癌灶表現(xiàn)為較對側(cè)相對正常區(qū)的較淺色區(qū)域。BPH組外周帶Kapp為(0.63±0.087)×10-3,Dapp為(2.44±0.24)×10-3mm2/s,移行帶基質(zhì)增生結(jié)節(jié)Kapp為(0.92±0.19)×10-3,Dapp為(1.85±0.17)×10-3mm2/s。BPH組外周帶和移行帶Kapp和Dapp分別行Mann-Whitney U檢驗(yàn)和兩獨(dú)立樣本的的t檢驗(yàn)顯示外周帶的Kapp值低于移行帶基質(zhì)增生結(jié)節(jié),外周帶的Dapp值高于移行帶基質(zhì)增生結(jié)節(jié),兩參數(shù)的差異在前列腺兩個不同解剖分區(qū)均具有顯著統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.000)。Kapp偽彩圖上移行帶增生結(jié)節(jié)表現(xiàn)為略不均勻的稍低信號,外周帶表現(xiàn)為均勻的低信號,Dapp偽彩圖上移行帶增生結(jié)節(jié)表現(xiàn)為中等信號,外周帶表現(xiàn)為均勻的高信號。Satterthwaite近似T檢驗(yàn)顯示前列腺癌Kapp值高于BPH外周帶且差異具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000),Mann-Whitney U檢驗(yàn)顯示前列腺癌Kapp值高于BPH移行帶基質(zhì)增生結(jié)節(jié)且差異具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000)；兩獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)顯示前列腺癌Dapp值低于BPH外周帶且差異具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000),前列腺癌DapP值低于BPH移行帶基質(zhì)增生結(jié)節(jié)且差異具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000)。3.1.3不同前列腺癌Gleason評分組組間Dapp、Kapp的比較按分成3或4個Gleason評分組的兩種不同分組方法分別進(jìn)行單因素方差分析顯示,無論分成3組或4組,各Gleason評分組的Dapp、Kapp符合正態(tài)分布且方差齊,進(jìn)行單因素方差分析(One Way ANOVA)顯示參數(shù)Dapp、Kapp在不同的Gleason評分組組間差異均具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000)。當(dāng)按Gleason評分=3+3,3+4,3+4分為三組時,組間多重比較Bonferroni法顯示各組間Dapp、 Kapp差異均具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.000～0.015)；當(dāng)按Gleason評分=3+3,3+4,4+3,4+3分為四組時,則Gleason評分=3+4/4+3(P=0.740)、Gleason評分=4+3/4+3(P=0.180)兩組的Kapp差異無統(tǒng)計學(xué)意義,Gleason評分=3+4/4+3(P=0.261)、Gleason評分=4+3/4+3(P=1.000)、Gleason評分=3+4/4+3(P=0.049)三組的Dapp差異無統(tǒng)計學(xué)意義。3.1.4 KaPP、Dapp與前列腺癌Gleason評分組的相關(guān)性Spearman相關(guān)分析顯示Kapp隨著前列腺癌Gleason評分組評分的增高而逐漸增高,二者呈正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)Gleason評分組為3組時,ρ=0.815(P=0.000),Gleason評分組為4組時,ρ=0.841(P=0.000)；而Dapp隨著前列腺癌Gleason評分組評分的增高而逐漸減低,二者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,當(dāng)Gleason評分組為3組時,p=-0.803 (P=0.000),Gleason評分組為4組時,ρ=-0.771(P=0.000)。3.1.5 ROC曲線分析Kapp、Dapp對低級別和中高級別前列腺癌的鑒別效能ROC曲線分析得到了Gleason評分=3+3和Gleason評分≥3+4前列腺癌Kapp值的分界值為1.08(10-3)、ROC曲線下面積為0.988(Z=32.293,P0.0001),敏感度91.3%,特異度均為100%；Dapp值的分界值為1.44(10-3mm2/s)、ROC曲線下面積為0.947(Z=11.007,P0.0001),敏感度為91.3%,特異度均為85.7%。3.2 T1rho成像表現(xiàn)3.2.1 T1rho弛豫圖的信號表現(xiàn)五組不同自旋鎖時間(TSL=0,10,20,40,60ms)的T1rho圖及基于單指數(shù)衰減模型擬合后的T1rho-mapping圖均能較好區(qū)分前列腺與周圍結(jié)構(gòu)及前列腺外周帶與中央腺體,區(qū)分中央腺體的移行帶和中央帶的能力稍弱,部分體積較大的增生結(jié)節(jié)可以辨認(rèn)邊界。隨著自旋鎖時間的增加,T1rho圖像的信噪比減低,TSL=0ms的圖像信噪比最高。3.2.2 良性前列腺增生組T1rho值在BPH病例中,外周帶厚度與中央腺體增生程度相關(guān),當(dāng)外周帶被壓縮呈明顯線狀時,T1rho圖像將無法明確區(qū)分外周帶。T2WI上表現(xiàn)為均勻高信號的外周帶組織,在對應(yīng)的各個自旋鎖時間的T1rho圖及擬合后的T1rh-mapping圖上,常常表現(xiàn)為均勻極低信號,ROI定量測量T1rho值為0ms,或略不均勻的低信號,當(dāng)勾畫不同ROI時T1rho值變異很大。對應(yīng)T2WI上表現(xiàn)為較低信號的基質(zhì)增生為主的感興趣區(qū),T1rho值為68.65±9.51 ms。3.2.3前列腺癌組T1rho值發(fā)生在外周帶的癌灶,當(dāng)外周帶體積較小或癌灶體積較小時,T1rho圖像不易發(fā)現(xiàn),當(dāng)外周帶較厚且表現(xiàn)為明顯長T2信號時,癌灶在低信號背景的外周帶上呈稍高信號,而在移行帶區(qū)域,癌灶與增生灶無明顯區(qū)分,兩者信號表現(xiàn)類似。癌灶T1rho值為65.33±7.68 ms。3.2.4 良性前列腺移行帶增生結(jié)節(jié)與癌灶T1rho值的比較BPH組移行帶基質(zhì)增生結(jié)節(jié)與癌灶T1rho值行兩獨(dú)立樣本的的T檢驗(yàn),顯示兩者差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.142)。研究結(jié)論：1、無論在外周帶或移行帶,前列腺癌Kapp值高于良性前列腺增生,前列腺癌Dapp值低于良性前列腺增生,DKI序列可以鑒別前列腺癌與良性前列腺增生。2、前列腺癌組Kapp與Gleason評分呈正相關(guān),前列腺癌組Dapp與Gleason評分呈負(fù)相關(guān),DKI參數(shù)可以在一定程度上預(yù)測腫瘤的分化情況。3、DKI有潛力鑒別低級別和中高級別前列腺癌,但鑒別中高級別前列腺癌和Gleason評分總分為7分(3+4或4+3)的前列腺癌能力不足。4、T1rho成像無法鑒別前列腺癌和基質(zhì)增生結(jié)節(jié)；表現(xiàn)為長T2信號的BPH外周帶在T1rho圖常表現(xiàn)為均勻或略不均勻的明顯低信號(T1rho=0ms),提示本研究中T1rho成像不適合用于前列腺癌的診斷。
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【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R737.25;R697.3

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1 李慧燕;前列腺癌及良性前列腺增生DKI及T1rho成像的初步研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2016年

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本文編號：2418976