【摘要】 Yang等人介绍了一种新兴的成像方式，光声成像（PAI），作为检测前列腺癌的潜在工具。

在美国，前列腺癌是男性中第二大常见癌症，也是导致男性死亡的第二大癌症。据估计，12.9%的美国男性在其一生中会被诊断出患有前列腺癌在早期阶段，前列腺癌可能表现出很少或没有症状，因此前列腺癌的预后和早期诊断尤为重要。然而，由于前列腺的解剖位置梗阻，一些前列腺肿瘤的成像对比弱，以及恶性组织与良性前列腺增生（BPH）的相似性，前列腺癌很难被发现或定位。目前主要的筛查和诊断方法包括前列腺特别抗原（PSA）血液检查、直肠指检（DRE）、经直肠超声（TRUS）引导活检PSA血检检查血清中PSA的水平，前列腺癌患者血清中PSA的水平通常升高。

 

图1 经直肠（a）和经尿道（b）前列腺PAI的变化。（a）与经直肠光传送耦合的经直肠US换能器;（b）与经尿道光传输耦合的经尿道US换能器。

 

图2 不同成像条件下肿瘤包埋前列腺模型PAI的蒙特卡罗模拟结果。[1]

 

图3 犬切除前列腺的体外二维光声断层扫描。[2]

 

磁共振成像（MRI）在前列腺癌检测中具有比TRUS更高的灵敏度，可能适用于靶向成像引导的前列腺活检。然而，核磁共振成像相对昂贵且耗时。正电子发射断层扫描（PET）也能够检测前列腺癌，尽管PET需要注射放射性示踪剂，并且PET的低空间分辨率必须通过x射线计算机断层扫描（CT）来弥补。由于PET示踪剂无法靶向前列腺癌，因此PET/CT对前列腺癌的检测灵敏度也有限，Yang等人[3]介绍了一种新兴的成像方式，光声成像（PAI），作为检测前列腺癌的潜在工具。

 

然而，一部分前列腺癌患者的PSA水平没有升高，导致PSA血液检测的敏感性相对较低。血清PSA水平还与癌症以外的许多因素有关，因此经常导致假阳性。因此，PSA血液检查一般必须与其他方法相结合，如DRE。在DRE期间，医生通过直肠手动检查前列腺的大小、形状和质地形态学异常，如肿大和肿块，通常是前列腺癌或bph的指示。如果检测到前列腺异常或PSA水平高，则可能需要进一步检查，如TRUS和TRUS引导的前列腺活检。TRUS是一种常用的临床前列腺成像方法，可提供令人满意的整个前列腺结构图像然而，由于超声（US）成像的对比度有限，至少30-40%的前列腺癌在TRUS下仍然是不可见的。

 

此外，TRUS不能区分恶性肿瘤和bph。TRUS更重要的作用是在前列腺活检中显示前列腺和活检针，这是一种更具侵入性的手术，通过活检针从前列腺中收集样本，然后通过病理分析。trus引导的前列腺活检是目前临床前列腺癌诊断的金标准。然而，这种方法并不是有针对性的活组织检查，经常需要重复的活组织检查。

 

PAI在克服目前前列腺癌检测的瓶颈，即前列腺癌可视化的缺陷方面显示出了很大的潜力。由于PAI具有确定癌区和区分前列腺增生与恶性组织的潜力，因此可以进行有针对性的前列腺活检，最好避免不必要的前列腺切除术，从而最大限度地减少患者的痛苦和费用。

 

为了克服PAI系统的穿透限制，经尿道光传输与经直肠US检测器相结合可获得最佳的前列腺成像质量，尽管进一步的仪器改进也可能使经尿道US检测成为可能。内源性造影剂（如HbO2和dHb）不同的光吸收特性可能使无标记前列腺癌检测成为可能，因为过度的血管生成是前列腺癌的典型特征。

 

使用靶向外源性造影剂可以进一步提高前列腺癌PAI的图像质量和特异性，也可以辅助前列腺癌细胞的分子研究。作为一种新兴的成像方式，PAI可能能够提高前列腺癌检测的敏感性，使PAI引导的前列腺活检和癌症治疗成为可能，并推进前列腺癌细胞的研究。

 

[1]. Tang, S.;  Chen, J.;  Samant, P.;  Stratton, K.; Xiang, L., Transurethral Photoacoustic Endoscopy for Prostate Cancer: A Simulation Study. IEEE Trans. Med. Imaging 2016, 35 （7）, 1780-1787.

[2]. Wang, X.;  Roberts, W. W.;  Carson, P. L.;  Wood, D. P.; Fowlkes, J. B., Photoacoustic tomography: a potential new tool for prostate cancer. Biomed Opt Express 2010, 1 （4）, 1117-1126.

[3]. Yang, X.; Xiang, L., Photoacoustic imaging of prostate cancer. Journal of Innovative Optical Health Sciences 2017, 10 （04）, 1730008.

 

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