利用PI-RADS评分评估3T MR高b值DWI对前列腺癌的诊断价值

辛 毅 董海霞 蒋瑞生

作者单位：潍坊医学院附属益都中心医院CT-MR科



利用PI-RADS评分评估3T MR高b值DWI对前列腺癌的诊断价值

辛 毅 董海霞 蒋瑞生

作者单位：潍坊医学院附属益都中心医院CT-MR科

【摘要】目的：以PI-RADS积分为标准探讨高b值DWI对前列腺癌的诊断及鉴别价值。方法：回顾性分析行多b值DWI序列扫描并经病理证实的前列腺癌32例，良性病变26例；根据前列腺影像报告和数据系统（PI-RADS）中DWI的评分标准由两名医师对前列腺病变进行评分，分析不同评估者间一致性，计算b值分别为400 s/mm2，1000 s/mm2，1500 s/mm2，2000 s/mm2，3000 s/mm2时DWI对前列腺癌的诊断效能。

【关键词】前列腺肿瘤；弥散磁共振成像；前列腺影像报告和数据系统

中国医学计算机成像杂志，2016，22：152-156

Chin Comput Med Imag，2016，22：152-156

Department of CT-MRI， Yidu Central Hospital Affiliated to Weifang Medical College

Address：4138 South Linglongshan Road，Qingzhou 262500，P.R.C

Address Correspondence to JIANG Rui-sheng（E-mail： jrishing1998@163. com）

弥散加权成像在前列腺癌的诊断中具有非常重要的价值。癌性病灶在DWI上通常表现为高信号，ADC值显著减低；良性病变通常表现为高信号，而ADC值高于癌性病灶。早期在1.5T磁共振下通常采用中低b值序列（常为0～1000 s/mm2），但良恶性病变的DWI信号及ADC值存在较大的重叠，其原因除与病变的组织学特点相关外，中低b值序列微循环灌注效应及T2透射效应的影响不容忽视。虽然高b值序列可抑制微循环灌注效应及T2透射效应的影响，但高b值会使图像信噪比显著减低，又不利于病变的显示。目前，随着3T磁共振的应用，图像的信噪比得以显著提高，这为高b值DWI序列的应用提供了条件。国内外虽然已有关于高b值DWI序列对前列腺癌诊断的研究［1-3］，但研究存在如下问题：①选择的b值均较零散，目前尚未见到高低不同b值的系统比较；②MRI诊断标准主观性较强，效率低。因此，本研究拟采用3T磁共振高低不同b值的DWI序列对前列腺癌和良性病变进行系统对比分析，以通用的前列腺影像报告和数据系统中DWI评分为参考标准［4］，旨在探讨高b值DWI对前列腺癌的诊断价值，从而为前列腺癌DWI参数的设定及诊断提供依据。

方 法

1.临床资料

本研究经医院伦理委员会备案，所有研究对象在扫描前均签署知情同意书。选择2014年9月至2015年2月间我院所有行前列腺多b值（0～3000 s/mm2）DWI扫描并经手术或穿刺病理诊断证实的患者纳入，其中所有MR检查时间和病理活检时间差超过10天及原先有前列腺手术史、前列腺存在出血、钙化以及原有前列腺病变并已经行治疗的病例均被排除。

本研究共纳入研究对象58例，年龄50～82岁，中位年龄65岁。病理资料显示前列腺癌32例，良性病变26例。32例前列腺癌中高分化腺癌11例，中分化腺癌9例，低分化腺癌12例；26例前列腺良性病变中前列腺增生20例，前列腺炎6例。

2.MRI扫描方案

采用德国西门子Skyra 3.0T磁共振仪。检查前，患者常规憋尿至膀胱中度充盈以减少不适感及伪影。检查时，患者取仰卧位、头先进；采用体部柔线圈，扫描覆盖全部前列腺及周围组织。

与本研究有关的检查序列主要包括横轴为压脂T2WI和多b值DWI。扫描参数分别为： ①轴位压脂T2WI：TR 7500ms、TE 65ms、层厚3.5mm、层间隔0mm、NEX 2、FOV200mm×200mm、矩阵256×256，压脂方式 SPAIR。②多b值DWI：TR 5300ms、TE 84ms、层厚3.5mm、层间隔0mm、FOV 200mm×200mm、矩阵140×140；b值分别为0 s/mm2（NEX 1）、400 s/mm2（NEX 2）、1000s/ mm2（NEX 8）、1500 s/mm2（NEX 8）、2000 s/ mm2（NEX 8）、3000 s/mm2（NEX 8）。

3.图像分析及统计学方法

所有病例由两名具有4年以上前列腺诊断经验的磁共振医师（A和B）盲法独立评估，根据手术提供的病灶部位确定MRI图像中的病灶位置。根据2014年《前列腺癌MR检查和诊断共识》［4］中关于DWI的评分标准对病变进行评分，将4-5分的病灶拟诊为癌灶，而1-3分的病灶拟诊为良性病变［5］。计算不同b值的DWI评分对前列腺癌诊断的效能；采用Medcalc11.0中的Kappa检验分析两名诊断医师间的一致性。

结 果

本研究中纳入的58例患者共58个可疑病灶全部经病理证实，其MRI图像清晰，DWI无明显伪影，可以用于后期的图像评估（图1）。

本研究中的所有病灶在T2WI脂肪抑制序列上全部表现为低信号，两名医师对不同b值的DWI序列结合T2WI对前列腺癌与良性病变诊断和鉴别的效能见表1和表2。

表1 不同b值的DWI序列结合T2WI对前列腺癌的诊断效能对比（医师A）

表2 不同b值的DWI序列结合T2WI对前列腺癌的诊断效能对比（医师B）

图1 右侧中央腺体中分化腺癌，DWI评分5分。A～C.为b=1000 s/mm2，2000 s/mm2及3000 s/mm2的DWI图，显示右侧中央腺体内病变呈高信号；D. ADC图，显示右侧病变ADC值显著减低。

Kappa分析显示：在b值分别为400 s/mm2、1000s/mm2、1500 s/mm2、2000 s/mm2、3000 s/mm2时，医师A和B之间的一致性依次为：0.464，0.621，0.759，0.759，0.862，从而显示出两名评估者间一般、中等、较高和很高的一致性。

讨 论

本研究按照前列腺DWI 的 PI-RADS 评分标准对不同b值的DWI序列对前列腺癌的诊断进行了对比分析，借以探讨高b值DWI对前列腺癌的诊断价值。研究发现相对于传统b值序列，高b值DWI可显著提高前列腺癌诊断的敏感度、特异度、准确率、阳性及阴性预测值；并且随b值的增加，不同医师间诊断的一致性逐渐提高，这提示：相对于传统b值，高b值DWI更有利于前列腺癌的诊断和鉴别，并且医师的主观因素影响更小，结果更加稳定可靠。

DWI在前列腺癌的诊断中应用广泛。由于DWI序列可以提供弥撒权重图和ADC值，非常有利于前列腺病变的发现和鉴别。传统观点认为DWI权重图受到T2投射效应及微循环灌注效应的影响，不能反映真实的弥散受限情况，因而将DWI上的高信号主要用于病变的检出而不是诊断和鉴别［4］。而ADC值由于可以消除T2投射效应的影响，目前已经成为前列腺病变诊断和鉴别的标准量化指标；但ADC由于受到b值及组织特性的影响，不同研究间ADC值变异很大［3， 6-13］，因此本研究没有直接定量评估不同b值的ADC值，而是综合了DWI权重图和ADC图的表现，利用PI-RADS评分对病变进行诊断评估，这也更符合前列腺病变诊断的规范和流程；此外，PI-RADS评分规范、通用，可为临床医师提供简洁、明确的诊断信息，客观性较强，有利于不同研究间的比较。

从本研究中两名医师的综合情况来看，随着b值的增加，前列腺癌诊断的敏感度、特异度、准确率、阳性及阴性预测值均呈增加趋势。这具有非常重要的临床意义。

在实际工作中，对DWI发现的4～5分的可疑阳性信号的解读是前列腺癌诊断的重点。本研究中的阳性预测值在高b值区间（≥1500 s/mm2）明显高于0～1000 s/mm2的传统b值序列，其值相差10%左右。这种高b值对应高阳性预测值的实际意义在于提示传统b值DWI即使发现4～5分的可疑癌灶，其假阳性率要比高b值DWI序列高出约10%，这10%的病人可能因此而遭受手术创伤。两名医师间阳性预测值的差异在低b值时约为5%～10%，而高b值是则平均不足5%，这充分显示了高b值DWI序列对4～5分的可疑前列腺癌具有准确和稳定的预测能力。

对DWI发现的非可疑阳性信号即1～3分病灶的解读也是前列腺癌鉴别的重要内容。低分值预示着良性病变的概率显著增加，而前列腺癌的诊断风险则降低。本研究中以1～3分为可疑良性病变的诊断标准，结果显示在传统b值（0～1000 s/mm2）时的阴性预测值较低（约为50%～75%），而高b值DWI序列的阴性预测值大约80%～85%，这意味着高b值DWI序列的假阴性降低了10%，对应的患者可能因此而避免了因为漏诊而错过最佳的治疗时机。通常而言，高b可使DWI权重图和ADC图中病变的信号明显衰减，部分4～5分阳性病变的信号可能因此而降低分值，从而可能误诊为良性病变，据此高b值DWI的阴性预测值应低于低b值序列，但实际情况却与之相反，其原因可能在于病变周围背景信号的衰减速度高于病变本身信号的衰减，反而使两者之间信号的差别增大，突出了病变信号的显示，因而使高b值DWI的阴性预测值得以提高。

目前，高b值DWI的研究多数集中于ADC值的测量与评估［2］，这些研究的结果提示高b值的ADC值能提高前列腺癌诊断的效能。虽然ADC值相对于DWI信号强度的定量测量更稳定可靠，但病变的形态学特点也是重要的鉴别诊断因素，但采用ADC值作为评估指标的研究却较少同时评估形态学特征。而本研究采用的评分方法综合了ADC值、DWI信号强度和病变的形态学特点，多参数的联合应用可增加结果的可靠性，这使得本研究的评估指标高于先前的研究［1， 13］。

Katahira 等［13］采用T2WI结合DWI的方法对前列腺病变的研究结果虽然表明b值为2000 s/mm2的DWI序列结合T2WI的诊断效能高于传统的b值序列，这与本研究结果相似，但对应的指标除特异度高于本研究外，其余指标均低于本研究，但其原因可能在于采用的影像学诊断标准不同。虽然本研究也采用了风险评分估计，但Katahira 等仅根据T2WI上形态-信号特点或DWI的高信号定义为前列腺癌，而没有同时测量更加稳定的ADC值，故其假阳性率较高，因为部分良性病变也可在DWI上呈高信号，但ADC值则与癌灶差异较大［14］。

Ohgiya等［1］也采用风险评分的方法对73例前列腺病变进行了分析，结果显示b值为2000s/mm2的DWI序列对前列腺癌的诊断效能明显高于0～1000 s/ mm2，提示高b值DWI的诊断价值高于低b值序列，这与本研究结果相似。但其作者采用的评分系统主观性较强，从而导致不同评估者间的预测结果差别较大，高b值DWI的阳性及阴性预测值在两名评估者间差异超过了低b值序列，从而使高b值序列的评估稳定性降低。

同时，本研究采用了3T MR系统，与先前采用1.5T MR的研究［10］相比，本研究对前列腺癌的诊断效能也明显高于先前采用1.5T的研究。其原因主要在于3T MR空间分辨率和信噪比明显提高，对前列腺内异常弥散的检出能力更强，尤其是空间分辨率和信号强度的增高，有利于突出显示前列腺内的微小肿瘤，同时空间分辨率的提高还有利于前列腺病变形态学特点的显示，使得PI-RADS评分更加准确。

本研究的局限性：①虽然本研究已排除明显的钙化病例，但微小钙化在一定程度上可能会影响DWI的信号测量结果。②虽然研究采用了多参数的评分方法，但评分的主观性是客观存在的。因此在实际工作中，经验不同的医师间评估的差异可能与本文报告迥异，这还需要大样本验证。

参 考 文 献

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结果：两名医师对前列腺病变评估的Kappa值依次为0.464，0.621，0.759，0.759，0.862。高b值（1500 s/ mm2，2000 s/mm2，3000 s/mm2）DWI对前列腺癌诊断的敏感度、特异度、准确率、阳性及阴性预测值均显著高于传统b值序列（400 s/mm2，1000 s/mm2）。结论：3T磁共振高b值DWI有助于对前列腺异常信号的解读，能够增加前列腺癌诊断的正确性。

Diagnostic Value of High b-value 3.0T Diffusion-Weighted MR in Prostate Cancer According to PI-RADS

XIN Yi， DONG Hai-xia， JIANG Rui-sheng

【Abstract】Purpose：To investigate the diagnostic value of high b-value 3.0T Diffusion Weighted MR in prostate cancer according to prostate imaging reporting and data system （PI-RADS）. Methods： A total of 58 patients， 32 with prostate cancer and 26 with benign lesions， were retrospectively analyzed. Multi-b-value DWI sequence with b-values = 0 s/mm2，400 s/mm2，， 1000 s/mm2，， 1500 s/mm2，， 2000 s/mm2，， 3000 s/mm2，were performed in all patients on a 3.0T MR scanner before operation. Two physicians assessed the score of every lesion in prostate according to the PI-RADS used in China. The readers’ agreement was assessed using Cohen's kappa test. The efficacy of DWI with different b-values in the diagnosis of prostate cancer was calculated. Results：The Kappa value were 0.464， 0.621， 0.759， 0.759 and 0.862 when b-values changing from 400 s/mm2，to 3000 s/mm2，. The sensitivity， specificity， accuracy， positive and negative predictive value of DWI with high b-values （1500 s/mm2，， 2000 s/mm2，， 3000 s/mm2，） were all higher than those in the DWI with traditional b-values （400 s/mm2，， 1000 s/mm2，）. Conclusion：DWI with high b-values in 3.0T MR is very helpful in the interpretation of abnormal diffusion signals in prostate， which can improve the diagnostic accuracy of prostate cancer.

【Key words】Prostatic neoplasms； Diffusion magnetic resonance imaging； Prostate imaging reporting and data system

收稿时间：（2015.04.09；修回时间：2016.01.11）

通信作者：蒋瑞生（电子邮箱：jrising1998@163.com ）

通信地址：山东省青州市玲珑山南路4138号，青州 262500

中图分类号：R445.2

文献标志码：A

文章编号：1006-5741（2016）-02-0152-05