前列腺癌是西方国家发病率最高的男性恶性肿瘤，其死亡率在男性恶性肿瘤中排第3位^[1]。与西方国家相比，我国前列腺癌的发病率及死亡率均处于相对较低的水平。然而，随着人口老龄化及生活方式的转变，近年来我国前列腺癌的发病率及死亡率明显上升^[2~3]；发病率由2003年的6.53/10万上升到2009年的9.92/10万，同期死亡率则由2.54/10万上升为4.19/10万^[3]。2009年我国前列腺癌的发病率及死亡率分别位于所有癌症的第6位和第9位^[3]。

前列腺形如板栗，从上到下分为底部、体部和尖部，横断面上分为外周区、中央区、移行区、尿道外周腺体区。前列腺包膜由纤维肌肉部分包绕而成^[4]，周围有血管神经束。95%前列腺癌属于腺癌，起源于前列腺导管腺泡，70%位于外周区、25%位于移行区、5%位于中央区。85%前列腺癌为多灶起源^[5]。大多数前列腺癌生长缓慢^[6~7]，早期诊断并积极治疗可以实现完全治愈。传统的前列腺癌筛查及诊断方法包括前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen，PSA)检测、直肠指检、经直肠超声(transrectal ultrasound，TRUS)引导的系统穿刺活检等，在一定程度上提高了前列腺癌的检出率，但诊断价值均有限。血清PSA检测对前列腺癌没有特异性，常造成过度诊断^[8]，且部分前列腺癌患者的血清PSA水平并不升高^[9]。直肠指检受检查者个体差异影响较大，且对外周带病灶的检出不敏感，阳性预测值低^[10]。TRUS引导的系统穿刺具有一定的盲目性和随机性，对位于前列腺尖部、前面、侧面的病灶很难评估，且其作为一项有创检查存在术后感染、出血等并发症。

多参数磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)因具有无创、软组织分辨率高、反映组织器官功能学及生化代谢改变等优势，并可以引导前列腺靶向穿刺活检，使其在诊断和评估前列腺癌时表现出较高的应用价值。

形态学MRI (T₁WI、T₂WI)具有较高的组织分辨率和软组织对比度，能够清晰地显示正常组织及病变部位的解剖结构及形态学改变，也可以提供一定的组织成分信息，如出血等。随着影像设备及后处理技术的发展，在传统的T₁WI、T₂WI基础上又增加了弥散加权成像(diffusion-weighted imaging，DWI)、磁共振波谱(magnetic resonance spectroscopy，MRS)、动态增强磁共振成像(dynamic contrast enhanced MRI,DCE-MRI)等扫描序列，它们能够提供病理生理学、生物化学等方面的信息，明显提高了MRI对前列腺癌的诊断价值。DWI是功能学MRI的基础，反映了组织水分子的功能状态，具有扫描时间短、组织分辨率高等优点，在前列腺癌的诊断中具有重要作用。MRS提供了有关生物化学和代谢环境的重要信息，对前列腺癌诊断具有一定特异性。DCE-MRI可以反映组织毛细血管功能及血管生成的情况，对于DCE-MRI结果的解释有多种模型，涉及多个参数，可以获得多方面的组织血流学信息。多参数MRI引导的前列腺靶向穿刺结合了多参数MRI的优势，摆脱了系统穿刺的盲目性，减少了穿刺针数，提高了穿刺结果的准确性。

在T₂WI中，正常的前列腺外周区呈均匀一致的高信号，随着年龄的增长，外周区逐渐萎缩变薄；典型的外周区前列腺癌表现为T₂WI低信号^[11]，在正常外周区T₂WI高信号背景下较易分辨。然而，部分外周区前列腺癌表现为T₂WI等信号，许多良性病变及改变也可呈T₂WI低信号，如前列腺炎、出血、瘢痕、萎缩、治疗后改变等^[12]，这些情况降低了T₂WI对外周区前列腺癌诊断的灵敏度及特异性。

前列腺中央区及移行区在T₂WI中难以区分，统称为中央叶。中央叶经常被前列腺增生结节取代，表现为T₂WI不均匀中等信号。腺体型增生结节在T₂WI中表现为高信号、周围有包膜，较易与表现为低信号的前列腺癌区分；然而，前列腺癌、基质型增生结节、感染、瘢痕等均表现为T₂WI低信号，导致T₂WI诊断中央叶前列腺癌的特异性和灵敏度受限^[13]。但是，中央叶前列腺癌仍有一些特殊的影像学特点，如中央叶中有均匀一致T₂WI低信号区、病灶边缘模糊、没有包膜，这些特点有助于前列腺癌的诊断^[14~15]。Akin等^[15]还提出了前列腺癌可呈类凸透镜形状及可侵犯纤维肌肉的影像学特点。T₁WI对前列腺正常解剖结构及前列腺癌病灶显示欠佳，目前主要用于检测穿刺后出血、提供强化程度的参照、观察前列腺包膜及血管神经束侵犯情况等。

DWI检测的是水分子的布朗运动，提供了组织水分子的功能环境信息，能体现正常及病变组织细胞的功能状态。DWI对细胞内、外间隙的水分子弥散改变十分敏感。前列腺癌组织细胞数量增加、细胞外间隙减小导致水分子弥散受限，DWI中信号增加，因此DWI可成为区分良、恶性病变的重要序列。

在临床上，组织弥散的程度往往用表观扩散系数(apparent diffusion coefficient，ADC)表现，ADC值量化的是弥散及毛细血管灌注的综合效益。ADC值减小代表水分子运动受限，而ADC值增大代表水分子运动活跃。随着前列腺癌病灶体积增大及细胞数量增多，细胞内、外间隙减小，ADC值也相应减小。

病灶的部位可以影响DWI诊断前列腺癌的灵敏度。正常前列腺外周区的ADC平均值高于移行区，所以位于外周区的病灶更容易被发现；在中央叶，运用DWI诊断前列腺癌的效能尚存在争议。Oto等^[13]研究表明，腺体型增生结节和基质型增生结节的ADC值的平均值(1.73×10³ mm²/s vs 1.23×10³ mm²/s)差异有统计学意义，ADC值可以辨别前列腺癌和腺体型增生结节，而前列腺癌的ADC值与基质型增生结节的ADC值有部分重叠，这与阳青松等^[16]的研究结果相似。Jung等^[17]研究表明，在T₂WI基础上增加DWI扫描可以整体提高移行区前列腺癌的诊断准确率，运用DWI区分基质型增生结节和前列腺癌的价值与前列腺癌的评分有关，对于Gleason评分≥3+4的病灶，两者ADC值的差异有统计学意义。

值得注意的是，扩散敏感因子(b值)能直接影响DWI探测水分子弥散水平的能力，因此b值的设定非常重要。b值增大，弥散权重增加，弥散敏感性增加；在高b值情况下，DWI图像几乎仅代表水分子的弥散情况。随着b值的增加，梯度脉冲延长，引起回波时间增加，导致DWI图像质量及信噪比减低；b值降低，图像质量及信噪比增加，而T₂余辉效应及组织灌注效应权重增加。一项关于最优b值的研究表明，b值为1 500 s/mm²时DWI诊断前列腺癌的效能最高^[18]。

DWI是功能学MRI的基础，多项研究证明DWI可以用于区分前列腺癌与前列腺良性病变^[19~22]。前列腺影像报告和数据系统2.0(prostate imaging reporting and data system 2.0,PIRADS 2.0)中指出，DWI是诊断外周区前列腺癌的主要序列^[23]。此外，DWI还具有扫描时间短、组织分辨率高的优点。一项meta分析研究表明，单独使用DWI诊断前列腺癌的特异性和灵敏度均高于单独使用T₂WI，这可能是因为DWI在本质上比形态学MRI更有优势，或者是因为两者使用了不同的参数^[24]。

MRS也称化学位移成像，可以提供组织生物化学和代谢环境的重要信息。在正常的前列腺上皮组织及前列腺液中，枸橼酸盐的浓度相当高^[25]，MRS表现为在2.6×10^-6处有一个显著高耸的枸橼酸盐峰；在前列腺癌、前列腺炎及出血组织中枸橼酸盐峰可下降^[26]。甲基质子共振代表胆碱，这些质子共振在3.2×10^-6处形成了磷脂细胞膜的混合峰。由于细胞膜代谢的活跃及细胞表面积的增大，前列腺癌中胆碱浓度增高，胆碱波峰也相应升高^[27]。然而，在一些良性改变中胆碱峰也可升高。肌酸在3.0×10^-6处可达到共振，但肌酸水平与能量代谢有关^[28]，在前列腺癌中通常无明显改变^[29]。

综上所述，典型的前列腺癌MRS表现为胆碱增加和枸橼酸盐减少，即胆碱/枸橼酸盐升高或者(胆碱+肌酸)/枸橼酸盐升高，该变化在前列腺外周区中的运用最为可信。

MRS的结果是定量的，具有可重复性^[30]。有文献报道，在PSA升高且穿刺阴性的患者中，单独使用MRS诊断前列腺癌的灵敏度和特异性分别是92%、76%，高于单独使用T₂WI(86%、55%)^[31]。Scheenen等^[32]研究结果显示，MRS可以区分前列腺癌组织及非癌组织。然而，近年来MRS在前列腺影像中的重要性有所下降^[33]，美国放射学会的研究表明，对于前列腺癌病灶的定位MRS并不比T₂WI好^[34]。并且，MRS扫描时间长、后期处理复杂^[35]，在诊断前列腺癌时是否应运用MRS还需要更多的研究证明。

DCE-MRI通过动态追踪含钆造影剂获得造影剂在组织及血池中的分布信息，从而反映毛细血管功能及组织血管生成情况。由于前列腺癌组织生长的需要及缺氧环境的刺激，前列腺癌组织较正常组织血管数量增多、通透性增加、排列方式更加紊乱。因此，在行DCE-MRI检查时，大部分前列腺癌表现为更早期、更显著的强化，造影剂减退也更快^[36]。

目前，对于DCE-MRI结果的解释有多种模式，使用何种模式诊断前列腺癌的价值最高尚没有统一意见。Tan等^[37] 通过meta分析表明，各种模式分析方法对前列腺癌诊断价值的差异无统计学意义；其中Tofts的模型是常用的一种模型，其主要描述了造影剂分子在血管内、外微观分布的进程。该模型经过后处理可以得到3个参数：血管外细胞外间隙体积百分比(volume of extravascular extracellular space per unit volume of tissue,V_e)，代表单位体积组织内血管外细胞外间隙(extravascular extracellular space，EES)的体积百分比；转运常数(volume transfer constant，K^trans)，表示单位时间内单位体积组织中从血液进入EES的对比剂量；速率常数(rate constant，K_ep)，表示单位时间内由EES进入血管的对比剂量；这3个参数的关系为K_ep=K^trans/V_e^[37]。许多文献表明，与正常外周区相比，外周区前列腺癌K^trans和K_ep增大^[38~40]。这种定量模型不受机器及成像技术的限制，操作更易规范化。

然而，在前列腺MRI-DCE中，最常见的解释方法并非Tofts模型，而是时间信号曲线的半定量分析法。时间信号参数是一些描述性的、以经验为主的参数，主要描述组织增强曲线的特点。开始时间是指从造影剂注射开始到造影剂浓度达到10%最大浓度的时长；平均斜率是指从最大强化程度的10%到90%的平均信号改变率；最大信号强度是指整个过程中的最大强化程度。在前列腺癌中，组织强化开始时间缩短，最大信号强度较正常组织增加^[41]。此外，还有一种定性模型可主要通过观察增强曲线的类型来判断组织强化的特点，其增强曲线分为3种类型：流入型、平台型、流出型。前列腺癌最常见的强化方式为流出型^[36]。

Zhang等^[42]研究证明，DCE-MRI诊断前列腺癌的灵敏度、精确度、阴性预测值分别为91%、85%、86%，高于单独使用T₂WI(64%、61%、53%)。DCE-MRI也有一些不足之处，其不能很好地区分外周区的前列腺炎和前列腺癌，也不能完全区分移行区的良性前列腺增生和前列腺癌。此外，DCE-MRI现在运用较多的造影剂为钆螯合剂，有报道认为该造影剂可能会造成肾纤维化而影响肾功能^[43]。

多参数MRI功能强大，不同序列分别可以从不同角度区分前列腺癌组织与其他组织，联合使用 2~3个多参数MRI序列较单独使用1个序列在前列腺癌诊断中更具优势^[44]。

一项meta分析研究表明，在T₂WI基础上增加DWI序列可以提高前列腺癌诊断的特异性^[24]。Rosenkrantz等^[45]的一项研究中，3位放射科医师分别运用DWI (b=1 000 s/mm²)联合T₂WI、单独T₂WI诊断移行区前列腺癌的灵敏度分别为54.8%和33.9%、53.2%和22.6%、50.0%和19.4%，表明联合使用DWI和T₂WI可能比单独使用T₂WI诊断移行区前列腺癌的灵敏度更高。Shinmoto等^[46]在对87例患者的研究中发现，诊断位于前列腺前方的癌灶时，联合使用DWI和T₂WI较单独使用T₂WI的灵敏度高。综上可见，联合使用DWI和T₂WI可以提高前列腺癌诊断的灵敏度及特异性。多项研究表明，单独使用DCE-MRI诊断前列腺癌的灵敏度及特异性分别为43%~86%、67%~96%，包含DCE-MRI的多参数MRI可以很好地提高前列腺癌诊断的灵敏度及特异性^[47~50]。Ocak等^[51]报道，在T₂WI基础上增加DCE-MRI检查，前列腺癌诊断的特异性可由37%提高到88%。Tan等^[37]认为，在诊断前列腺癌时建议使用T₂WI联合DCE-MRI或者T₂WI联合DWI，而临床运用中更倾向于后者。但哪种多参数MRI序列组合模式诊断前列腺癌的效能最高尚没有达成共识。

多参数MRI引导下前列腺靶向穿刺活检包括3种方法，即认知融合穿刺活检、MRI直接引导下穿刺活检和MRI-TRUS融合方法。其中MRI-TRUS融合方法具备MRI成像清晰、定位准确及TRUS引导穿刺方便易行等优势，穿刺针数较少，是目前较为理想的前列腺穿刺技术，在欧美国家得到较为广泛的应用。MRI-TRUS融合方法要求患者在穿刺前先进行多参数MRI扫描，标记出感兴趣区(region of interest，ROI)；穿刺时，利用TRUS重建出前列腺超声容积图像，并与先前的MRI图像进行配准融合，实时对ROI进行穿刺活检。目前可以用于MRI-TRUS融合穿刺的硬件系统较多，涉及MRI和TRUS图像的有效配准、穿刺针的追踪定位及标记等关键技术。临床上MRI-TRUS融合穿刺主要用于初次穿刺活检阴性患者的再次穿刺活检、非临床有意义前列腺癌的主动监测和前列腺前部及尖部的穿刺。

Puech等^[52]研究显示，对于临床有意义的前列腺癌，MRI引导靶向穿刺的检出率为67%，明显高于系统穿刺活检检出率(52%)。Siddiqui等^[53]的研究也得到相似结论。Ukimura等^[54]研究表明，MRI-TRUS融合穿刺活检对前列腺癌整体及临床有意义前列腺癌的检出率分别为61%、43%，均高于系统穿刺的检出率(41%、23%)。但是MRI靶向穿刺也存在一些不足，如操作人员需要掌握更多技能、所需设备繁杂、检查费用高等，而MRI-TRUS融合穿刺活检是否能代替系统穿刺活检，尚需多中心及大规模的数据研究证实。

多参数MRI能够显示组织器官的解剖结构及形态学改变，分辨不同的组织成分，还可以通过定量及定性参数反映组织功能及代谢过程的改变，以及引导前列腺靶向穿刺活检，在诊断前列腺癌中具有较高价值。多参数MRI作为一种比较准确的前列腺癌诊断方法，已有大量报道支持运用多参数MRI诊断前列腺癌。随着研究的进一步开展，多参数MRI将有望更规范、更高效地运用于前列腺癌的诊断中。