前列腺磁共振成像

前列腺MRI自20世纪80年代中期开始应用，但由于MRI扫描仪的技术不完善和检查方法的不够完善，该方法的信息内容和准确性长期受到限制。

该方法的过时名称——核磁共振成像（NMR）——不再使用，以避免与电离辐射的错误联想。

进行前列腺 MRI 检查的目的

盆腔 MRI 的主要目的是根据 TNM 系统对肿瘤过程进行局部和区域分期。

磁共振成像的基本原理

MRI 基于核磁共振现象，该现象由物理学家 F. Bloch 和 E. Purcell 于 1946 年发现（1952 年诺贝尔物理学奖）。该现象是指某些元素的原子核在静磁场作用下能够接收射频脉冲的能量。喀山国立大学的 E.K. Zavoisky 教授也同时开展了电子顺磁共振研究。1973 年，美国科学家 P. Lauterbur 建议利用交变磁场的作用补充核磁共振现象，以确定信号的空间位置。他利用当时在 CT 中使用的图像重建技术，首次对生物体进行了 MRI 检查。2003 年，P. Lauterbur 和 P. Mansfield（超快速 MRI 的发明者，能够在 50 毫秒内获取一张图像）共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。如今，全球有超过 2.5 万台 MRI 扫描仪，每天可进行超过 50 万次检查。

与其他诊断方法相比，MRI 最重要的优势是没有电离辐射，因此完全消除了致癌和致突变的影响。

磁共振成像的优点：

• 高空间分辨率；
• 无电离辐射、致癌和致突变作用；
• 高软组织对比度；
• 能够准确检测浸润和组织肿胀；
• 在任何平面进行断层扫描的可能性。

MRI 具有较高的软组织对比度，可在任意平面进行检查，充分考虑患者身体的解剖特征，必要时还可获得三维图像，以准确评估病理过程的进展。此外，MRI 是唯一一种在检测任何组织（包括骨骼）的水肿和浸润方面具有高灵敏度和特异性的非侵入性诊断方法。

MRI 的主要技术参数是磁场强度，以特斯拉 (T) 为单位。高场断层扫描（1.0 至 3.0 T）可对人体所有部位进行最广泛的检查，包括功能检查、血管造影和快速断层扫描。低场和中场断层扫描（低于 1.0 T）无法提供有关前列腺状态的临床重要信息。在过去的 2-3 年里，磁场强度为 3.0 T 的 MRI 断层扫描引起了人们的极大兴趣，并已全面投入临床使用。其主要优势在于能够获得高空间分辨率（小于 1 毫米）的图像、高速扫描以及对微小病理改变的灵敏度。

决定MRI在盆腔检查中信息量的另一个重要技术因素是所使用的射频传感器（或线圈）的类型。通常使用用于身体的相位射频线圈，这些线圈放置在检查区域周围（一个元件位于腰椎水平，另一个位于腹前壁）。直肠内传感器显著提高了检查区域的空间分辨率和信噪比，并能清晰地显示前列腺包膜和神经血管束，从而显著扩展了MRI的诊断能力。目前，正在研发用于磁场强度为3.0 T的MRI扫描仪的直肠内传感器。

通过使用人工对比剂可以显著提高 MRI 诊断的准确性和血管丰富过程（肿瘤、炎症）的特征。

随着专用直肠传感器（射频线圈）、动态造影剂和波谱技术的出现，MRI 迅速吸引了众多临床医生和研究人员的关注，并逐渐进入前列腺癌患者的诊断检查领域。我国放射诊断领域发展缓慢的原因是前列腺癌根治术（包括前列腺切除术和放射治疗）普及率不足、现代断层扫描仪普及率低以及放射诊断专家和泌尿科医生缺乏相应的培训项目。近年来，随着政府加大医疗设备采购力度以及前列腺癌专科诊疗中心的兴起，情况开始好转。

程序的適應症

前列腺癌患者进行磁共振成像的主要适应症是：

• 对T2和T3期进行区分，以确定前列腺肿瘤扩散中高风险患者的手术或放射治疗指征；
• 评估区域淋巴结状况并检测骨盆和腰椎骨骼中的转移（与 CT 相比诊断更准确）；
• 肿瘤分化程度（Gleason分级）≥6级；
• 根据直肠指检结果为T2b期；
• 评估治疗背景下前列腺癌持续生长患者的前列腺、淋巴结和周围组织的状态动态；
• 检测前列腺癌的局部复发或根治性前列腺切除术后癌症生化复发的区域淋巴结转移；
• PSA水平>10 ng/ml。

在制定 MRI 适应症时，必须考虑到该方法的准确性对局部晚期前列腺癌存在的依赖性，这取决于 PSA 水平和肿瘤分化程度。

磁共振成像的诊断效能取决于局部晚期前列腺癌的存在

	低风险（PSA <10 ng/ml，格里森 2-5）	平均吱吱声 （PSA = 10-20 ng/ml，格里森 5-7）	高风险 （PSA>20 ng/ml，格里森 8 10）
肿瘤检测	低的	高的	高的
确定当地患病率	高的	高的	高的
淋巴结肿大检测	平均的	平均的	高的

此外，还进行前列腺磁共振成像，以明确囊性前列腺和前列腺周围结构的特征，识别前列腺炎并发症和前列腺腺瘤的特征。

对于既往病史中重复活检（超过两次）结果为阴性、PSA 水平在“灰阶”（4-10 ng/ml）内、TRUS 和直肠指检未发现病理的患者，建议进行 MR 活检计划，在此期间可识别出可疑存在肿瘤的区域。

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製備

对于疑似前列腺癌的患者，可在经直肠活检前（如有血清PSA检测结果）和活检后3-4周（前列腺活检后出血区域消失后）进行盆腔MRI检查。检查应使用高场断层扫描仪（至少1T），如有可能，配备直肠内传感器，在至少两个垂直平面上使用动态增强扫描。

前列腺MRI检查（直肠内和浅表）的准备工作包括用少量灌肠剂清洁直肠。检查应在膀胱充盈的情况下进行，如果可能的话，应在静脉注射胰高血糖素或丁溴焦磷酸钠抑制膀胱蠕动后进行。

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技術 前列腺核磁共振成像

直肠传感器安装在前列腺水平，并充满空气（80-100毫升），以确保清晰地显示前列腺囊、直肠前列腺角和直肠前列腺筋膜。由于该研究结合使用盆腔（外部）和直肠（内部）线圈，因此使用直肠传感器不会影响区域淋巴结（直至腹主动脉分叉处）的显示。

患者仰卧位置于断层扫描仪内。检查首先进行快速断层扫描（定位器），以控制传感器的位置并规划后续程序。然后，获取矢状面T2加权图像，以评估骨盆的一般解剖结构。轴向T1加权图像用于评估淋巴结肿大区域、检测前列腺内血液和骨盆骨转移灶。靶向轴向T2加权断层扫描（层厚约3毫米）是评估前列腺最有用的信息。快速断层扫描采用T1加权图像并抑制脂肪组织信号，用于对前列腺进行动态对比并评估淋巴结。检查总时长约为25-30分钟。

前列腺癌直肠内磁共振成像检查方案

脉冲 序列	飞机	切片厚度/间隔，mm	任务
T2-VI（自旋回波）	特殊行动	5/1	盆腔器官一般解剖学评估
T1-VI（自旋回波）	AP （通过骨盆）	5/1	寻找淋巴结肿大，评估骨盆骨
T2-WI（自旋回波）针对前列腺	美联社	3/0	前列腺和精囊的评估
	钾/磷	3/0	前列腺和精囊的评估
T1-WI（梯度回波）脂肪抑制、静脉造影和多相扫描	美联社	（1-3）/0	前列腺和精囊的评估

注：SP - 矢状面；AP - 轴状面；CP - 冠状面；VI - 加权图像。

扫描无需屏住呼吸。在轴向平面进行断层扫描时，应在扫描区域采用横向相位编码（从左到右），以降低血管搏动和前腹壁运动造成的伪影。此外，还可以对前腹壁区域进行预饱和处理。所获取图像的处理应包含一个用于校正表面线圈信号强度（BOS）的程序，以确保整个盆腔区域（而不仅仅是前列腺）的信号均匀。

在磁共振造影剂中，0.5 M 造影剂 (GD-DTPA) 通常以每公斤患者体重 0.1 毫摩尔（或 0.2 毫升）的剂量使用（每次检查的造影剂用量通常不超过 15-20 毫升）。进行动态多相造影的磁共振检查时，最好使用 1.0 M 造影剂 (钆布醇)，因为与 0.5 M 造影剂相比，1.0 M 造影剂的注射量更小（7.5-10 毫升），可以实现更优化的团注几何形状，从而增加动脉期造影剂的信息含量。

禁忌程序

MRI 的禁忌症与暴露于磁场和射频（非电离）辐射有关。

绝对禁忌症：

• 人工起搏器；
• 颅内铁磁止血夹；
• 眶内铁磁性异物；
• 中耳或内耳植入物；
• 胰岛素泵；
• 神经刺激器。

大多数安装在患者体内的现代医疗器械均有条件地兼容MRI检查。这意味着，如果临床指征，且在放射诊断专家的同意下，根据制造商提供的植入物金属特性信息，可以对已安装冠状动脉支架、血管内线圈、滤器和人工心脏瓣膜的患者进行MRI检查。如果患者体内存在磁性较弱的手术材料和器械（某些支架和滤器），则MRI检查应在术后至少6-8周进行，此时纤维瘢痕组织将确保器械的可靠固定。

多灶性经直肠前列腺活检后 2-3 周内、肛门直肠区域手术干预后 1-2 个月内以及严重痔疮患者也不宜进行直肠上皮 MRI 检查。

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正常的表現

盆腔器官的 MRI 包括前列腺、其囊、精囊、周围组织、膀胱、阴茎根部、直肠、胃骨、区域淋巴结的区域解剖结构的可视化。

前列腺的正常 MRI 解剖结构

在 T2 加权图像上评估前列腺的区域解剖结构：与肌肉组织相比，周边区域呈高强度信号，中心区域呈等强度或低强度信号。

前列腺假包膜呈薄弱低信号边界，沿其前表面与纤维肌性基质融合。在T1加权图像上，前列腺的区域解剖结构未得到清晰区分。

前列腺的大小和体积可用以下公式估算：

V（^立方毫米或毫升）= x • y • z • 0.1

直肠前列腺角应保持自由，而非完全闭塞。前列腺和直肠之间的直肠前列腺筋膜在轴向断层扫描（X线）上通常清晰可见。前列腺后外侧表面两侧均应可见神经血管束。背静脉复合体在其前表面可见，由于血流缓慢，通常在T2加权像上呈高信号。精囊呈液性腔（在T2加权像上呈高信号），壁较薄。

动态增强检查时，囊泡内容物不会积聚药物。尿道膜部可在矢状面或额状面T2加权断层扫描图像上清晰显示。

正常淋巴结在脂肪背景下的T1加权图像上清晰可见。与MSCT一样，淋巴结大小是转移性疾病的主要指标。

由于骨髓中脂肪组织含量高，正常骨组织在T1和T2加权图像上呈高信号。低信号灶（在腹部、脊柱、股骨等骨骼中）通常提示转移性成骨细胞病变。

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良性前列腺增生

该疾病的磁共振成像 (MRI) 征象取决于其主要成分：腺体增生在 T2 加权图像上呈高信号（伴有囊性改变），间质增生呈低信号。在前列腺间质增生的背景下，最难发现其中心部位的癌症。大型腺瘤的外周区受压，这也使癌症的发现更加困难。对于非常大的腺瘤，外周区可能受压严重，以至于形成前列腺的外科包膜。

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前列腺炎

前列腺炎诊断的基础是临床检查结合微生物学检查。如果怀疑有并发症（脓肿形成），以及患者出现病因不明的盆腔疼痛，通常进行超声或MRI检查。T1加权图像上前列腺周围区域的低信号病变可能对应炎症改变或肿瘤性病变，前列腺炎病变的MRI诊断标准为锥形低信号病变，轮廓清晰，无占位效应。

前列腺囊肿

前列腺中心区可能出现囊性改变，并伴有良性增生（腺状）；滞留或炎症后囊肿通常发生在周围区。先天性前列腺囊肿或前列腺周围囊肿可能合并其他发育异常，并可能导致不孕，需要诊断和适当的治疗。先天性囊肿可能有不同的定位，其中最有用的诊断方法是MRI检查。

大多数情况下，前列腺内囊肿起源于前列腺囊肿或输精管，而前列腺外囊肿起源于精囊和苗勒氏管残余部分。

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前列腺腺癌

前列腺腺癌的特征是，在前列腺正常外周区域信号强度高的情况下，T1加权图像上的信号强度较低。

直肠MRI最重要的优势在于能够准确定位肿瘤病灶，并确定肿瘤的性质和生长方向。尤其值得一提的是，MRI能够识别前列腺周围区域前部的癌灶，而这些区域是经直肠活检难以触及的。形状不规则、弥漫性扩散并伴有占位效应、轮廓不清晰且不均匀是前列腺周围区域低信号病灶的形态学特征，提示病变具有恶性性质。

在动态造影中，癌灶在动脉期迅速聚集造影剂并迅速清除，反映出肿瘤新组织形成的程度，从而反映出肿瘤恶性程度。

北美放射学派的代表主张使用磁共振波谱技术（MRI）来精确定位癌症病灶，而非欧洲放射学派代表更青睐的动态对比技术。这尤其源于磁共振波谱技术不仅能够非侵入性地检测前列腺周边区域的肿瘤病灶，还能检测前列腺中心区域的肿瘤病灶。

直肠 MRI 可以直接观察前列腺包膜并确定肿瘤的局部范围。

前列腺癌器官外扩散的主要标准（根据MRI数据）：

• 神经血管束不对称；
• 直肠前列腺角闭锁；
• 腺体轮廓膨胀；
• 包膜外肿瘤；
• 肿瘤与包膜广泛接触；
• 来自精囊内容物的不对称低信号。

前列腺癌外扩散的 MR 标准比较特征

MR标准	准确性， ％	灵敏度，％	特异性，％
神经血管束不对称	70	三十八	95
直肠前列腺角闭塞	71	50	88
囊膜膨出	72	46	79
包膜外肿瘤	73	15	90
总体印象	71	63	72

根据MRI数据显示的严重囊外侵犯不仅决定了手术治疗不合适，而且被认为是不利的预后因素。

前列腺癌精囊受累的途径：

• 肿瘤沿输精管生长；
• 周围肿瘤直接累及囊泡；
• 与前列腺原发性病变无关的膀胱肿瘤。

精囊侵犯的主要体征：

• T2加权图像上内容物缺乏高强度信号；
• 不对称扩大，囊泡内有出血。

精囊内的低信号灶可能与活检后出血、淀粉样变性（约 30% 的 75 岁以上男性）和前列腺腺瘤压迫有关。

当前列腺肿瘤扩散到膀胱或直肠时，它们之间没有脂肪组织。

通过静脉造影研究可以更精确地确定肿瘤边界。

前列腺癌的激素消融会导致磁共振信号强度降低，腺体体积减小，这在一定程度上增加了诊断的复杂性。然而，在激素消融的背景下，磁共振分期的准确性并未显著降低。

近年来，MRI 作为规划治疗方案（尤其是放射治疗和外科手术）的方法，越来越受到专家的关注。现代治疗方法在许多情况下能够治愈肿瘤疾病，而患者治疗后的生活质量问题也日益凸显。因此，前列腺癌的放射治疗通常根据 CT 或 MRI 数据标记放射照射野，从而保护邻近的未受影响器官（例如膀胱颈）。

根治性前列腺切除术前进行MRI检查可以评估膜部尿道，其长度与术后排尿功能障碍的严重程度呈负相关。此外，MRI检查还可以评估背部复合体的严重程度，因为手术中穿过背部复合体时，背部复合体是造成大出血的潜在原因。

评估神经血管束的完整性至关重要，前列腺癌在大多数情况下会沿神经血管束扩散。未受神经血管束侵袭为术后保留勃起功能（神经保留手术）带来了希望。此外，还需要确定前列腺外肿瘤的扩散程度（沿两个轴向以毫米为单位），因为对于高分化肿瘤患者，包膜和前列腺周围组织的局部浸润并非根治性前列腺切除术的禁忌症。

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低信号强度前列腺疾病

低信号强度也是炎症改变的特征，尤其是慢性前列腺炎、纤维瘢痕性改变、纤维肌性或基质增生，以及激素或放射治疗的后果。非动态增强MRI无法可靠地鉴别上述大多数改变和疾病。

前列腺活检后的变化。其特征包括前列腺包膜不平整、出血以及实质 MRI 信号的变化。

只有在出血消失后才能进行全面的 MRI 检查，这平均需要 4-6 周（有时 2-3 个月）。

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前列腺MRI的操作特点

MRI 在检测前列腺癌（主要是微观病变）方面的平均灵敏度不允许使用这种方法来排除肿瘤过程。

如果在根治性前列腺切除术后出现癌症生化复发，MRI 可以检测出肿瘤局部复发或区域淋巴结转移，准确率达 97-100%。

MRI 检查前列腺肿瘤病变病灶的准确率为 50% 至 90%。MRI 对前列腺癌定位的敏感性约为 70% 至 80%，但微小的癌灶无法通过 MRI 检测出来。前列腺黏液腺癌的 T2 加权像信号较高，使诊断复杂化，并可能导致 MRI 检查结果出现假阴性。

临床信息（PSA 水平、之前的治疗）、前列腺解剖知识、直肠内传感器的使用、动态对比和光谱学使得使用 MRI 检测癌症病灶的准确率接近 90-95%（特异性提高到更大程度）。

MRI 对前列腺外扩散的敏感性为 43-87%，这主要是因为无法显示前列腺包膜的微观侵犯。直肠内 MRI 对检测肿瘤深度小于 1 毫米的侵犯的敏感性仅为 14%，而当肿瘤侵犯超过腺体 1 毫米时，敏感性上升至 71%。在低风险组（PSA <10 ng/ml，Gleason 评分 <5）中，检测到肿瘤扩散到前列腺以外的频率较低，很少观察到肉眼可见的侵犯，这显著增加了假阴性结果的频率。检测精囊侵犯的敏感性为 70-76%。在检查中高风险包膜外侵犯（PSA>10 ng/ml，Gleason 评分 7 分或以上）的患者时，MRI 阳性结果的特异性最高（高达 95-98%），并且具有最高的预后价值。

影响结果的因素

检测癌症病灶和肿瘤包膜外扩散的主要问题之一是不同专家对断层图像的解读差异很大。只有由具备丰富泌尿生殖系统放射学经验的合格放射诊断专家分析断层图像，MRI 才能提供可靠的结果。在标准 MRI 基础上添加动态增强扫描，可以提高检查的标准化程度，并提高检测包膜外浸润的准确性。放射诊断专家的主要任务是确保 MRI 诊断的高特异性（即使牺牲敏感性），以免剥夺可手术患者接受根治性治疗的机会。

前列腺磁共振成像的局限性：

• 对微观病变的敏感性低；
• 活检后由于周围区域存在血液而导致的假阴性结果；
• 前列腺腺瘤向外周带转移；
• 检测前列腺中心区域的癌症；
• 腺体基部区域的假病灶；
• 诊断准确性高度依赖于放射科医生的经验。

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手術後的並發症

绝大多数情况下，患者对直肠MRI检查的耐受性良好。并发症极其罕见（如果患者直肠黏膜存在缺损，可能会出现少量出血）。

使用 MR 造影剂时的副作用极为罕见（不到 1%）并且通常较轻微（恶心、头痛、注射部位灼烧感、感觉异常、头晕、皮疹）。

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前列腺磁共振成像的前景

由于技术水平和诊断方法的不断改进，前列腺MRI目前已成为诊断前列腺恶性肿瘤的高效方法。然而，要实现利用MRI对前列腺癌进行高精度分期，必须依靠泌尿科医生、放射诊断专家和病理学家的持续互动，在临床工作中采用多学科协作的方法。

CT 和 MRI 的一个显著诊断局限性是，在淋巴结转移性病变缺乏定量和定性增生的情况下，其诊断准确性较低。解决这一问题的主要希望在于分子诊断技术的发展和淋巴造影剂的研发（目前正在进行 II-III 期临床试验）。随着放射诊断技术的发展，以及光谱学、肿瘤电子显像和淋巴造影剂在临床实践中的应用，MRI 或将成为诊断前列腺癌最具信息量的综合方法，对于中高危人群，在活检或开始治疗前，MRI 必不可少。