超声弹性成像技术与常规超声在前列腺癌和前列腺增生诊断中的应用对比研究

娄小嫣 曾家元张名均重庆市九龙坡区第一人民医院（重庆 400050）



超声弹性成像技术与常规超声在前列腺癌和前列腺增生诊断中的应用对比研究

娄小嫣 曾家元*张名均
重庆市九龙坡区第一人民医院（重庆 400050）

摘要目的 探寻早期诊断前列腺癌的方法。方法 应用超声弹性成像（UE）技术，对56例前列腺增生伴PSA增高或正常患者，同时行经直肠前列腺二维超声及UE检查，比较普通经直肠超声检查联合PSA与UE联合PSA对前列腺癌诊断的敏感性和特异性。结果 以穿刺活检为判断前列腺癌的标准，UE联合PSA无论是敏感性（75.0%）、特异性（85.0%）和符合率（82.1%）均高于普通经直肠超声检查联合PSA敏感性（62.5%）、特异性（15.0%）和符合率（28.6%），差异具统计学意义（P＜0.05）。结论 UE无痛无创，简便易行，其与PSA相结合对前列腺癌的诊断，比经直肠超声检查联合PSA更具有临床价值，值得推广。

关键词前列腺肿瘤;前列腺增生;弹性成像技术

*通讯作者，E-mail：wuxiaodong1972@163.com；Tel：13167888298

Key woorrddss prostatic neoplasms;prostatic hyperplasia;Elasticity Imaging Techniques

前列腺癌是老年男性泌尿生殖系统常见的恶性肿瘤，据统计其发病率在我国也有逐年上升的趋势，因此，早期发现和诊断前列腺癌可以降低前列腺癌相关并发症的发生率和前列腺癌相关死亡率，可有效地提高生存率[1-4]。目前公认的方法是：前列腺直肠指检和血清前列腺特异性抗原（PSA）检测相结合[5,6]。直肠指检是沿用至今的筛查手段,但诊断敏感性低、漏诊率高，80%的前列腺癌不能触及，特别是在前列腺增生为背景的前列腺癌，其指征往往不如人意。PSA作为早期检测前列腺癌的理想癌标，仍缺乏足够的特异性[7-9]。弹性是人体组织的重要物理特性，正常组织与病理组织间弹性存在着差异，因此利用无创检测组织弹性的方法检查前列腺，可以显示和量化组织弹性，并且可以实时引导穿刺活检，可作为传统超声显像方式的补充。以往弹性成像在前列腺癌的研究中主要是指单纯前列腺癌方面的研究，而在前列腺增生为背景的前列腺声像图上利用弹性成像判别组织的软硬度从而早期检出癌性病灶尚属首次。

资料与方法

一、研究对象

从2012年12月至2014年10月前列腺癌和前列腺增生共56例，入选标准：临床诊断前列腺增生伴PSA增高26例，PSA正常患者12例，疑为前列腺癌者18例。年龄最小52岁，最大88岁，平均年龄62.5岁，均经直肠前列腺超声+超声弹性成像，同时在患者入院时做血PSA检查（检查时间为：射精后24h；直肠指征、膀胱镜检查、导尿等操作后48h；前列腺按摩后1周）及前列腺穿刺活检。

二、仪器与方法

（一）仪器

日立Preirus彩色多谱勒超声仪，罗氏E411化学发光仪器，浅表探头频率为3.5-5.0MHz。

（二）弹性成像方法

病人取左侧卧位，双膝向腹侧屈曲，在穿刺前先用日立二郎神彩色多谱勒超声仪进行经直肠常规前列腺检查，测量前列腺、内腺大小，观察前列腺形态、回声及血流改变，测量最大流速及阻力指数（RI），然后以手动加压的方法对前列腺进行弹性成像，用双幅功能同时显示弹性图像及二维灰阶图像，调节SOI取样框大小，尽量包括所有前列腺组织，重点观注二维图像上有回声改变的部位，以获得3个均匀压力曲线为标准，选择负向曲线为压力释放点，测量同等深度正常前列腺组织与病灶组织弹性应变率比值。

（三）评分标准[10,11]

按5分法原则进行弹性评分，5分法原则为1分：均匀应变，整个腺体呈均匀绿色；2分：对称而不均匀应变，腺体呈蓝、绿相间的马赛克状；3分：与病灶有关的局部无应变区，呈蓝色；4分：病灶边缘应变，呈绿色，而中央无应变，呈蓝色；5分：病灶整体甚至周围组织无应变，呈蓝色。病灶的硬度显示从红（软）到绿（中等）到蓝（硬）。1～2分以良性为多，3分可疑，4～5分为恶性。前列腺癌的SE诊断基于Konig 等[3]描述的弹性成像标准：（1）硬（蓝色）病灶视为恶性；（2）病灶的应变图具有可重复性；（3）质硬区域直径至少为5mm。为了更好地评估前列腺弹性成像特征，Kamoi等[4]将前列腺弹性成像图分为5级。Ⅰ级（1分）：整个前列腺呈现均匀的绿色（如图11AA、图11BB）；Ⅱ级（2分）：病灶蓝绿相间，主要为绿色（如图11CC）；Ⅲ级（3分）：灰阶超声未见明确病灶，而弹性成像可见不均匀蓝色区域（如图11DD）。

（四）活检穿刺

超声检查完毕，对局部进行消毒、铺巾、局部给以适量表面麻醉剂及润滑剂后，在穿刺架的引导下，对弹性成像提示的异常区城进行穿刺活检，一般选择6～8针穿刺，将活检组织送病检；如果无可疑病灶，则不用穿刺。

（五）PSA测定

抽取病人空腹静脉血3～5mL，离心，取上清液采用化学发光技术检测。

三、统计学处理

采用四格表统计普通经直肠超声检查联合PSA和弹性成像联合PSA分别与活检穿刺结果的准确性。灵敏度=真阳性/（真阳性+假阴性），特异度=真阴性/（假阳性+真阴性），假阳性率=假阳性/（假阳性+真阴性），假阴性率=假阴性/（真阳性+假阴性）。应用SPSS20.0统计学软件对所有数据进行处理，用率表示计数资料，用x2检验，检验水准α=0.05。

结 果

以病理活检为标准，56例患者中，前列腺良性增生40例，前列腺癌16例。结果：弹性评分检查方法比普通经直肠超声检查好（P＜0.05），因为其灵敏性和特异性均比PSA高（P＜0.05），而假阳性率和假阴性率均比普通经直肠超声检查联合PSA低（P＜0.05），准确性也比普通经直肠超声检查联合PSA高（P＜0.05）。阳性预测值和阴性预测值均比普通经直肠超声检查联合PSA高（P＜0.05），对临床医生更具有参考价值。并且超声弹性成像无痛无创，简便易行，还可以实时引导前列腺定点穿刺，进一步提高前列腺癌的的诊断率（见表1，表2）。

讨 论

前列腺癌是男性常见的恶性肿瘤之一，其发病率有逐年上升趋势，其成功治疗的关键是早期诊断及治疗。前列腺穿刺活检是诊断前列腺癌的金标准，但因为有创性，病人不易接受，漏诊率高[12-14]，也不便于普查，由于前列腺癌的生长特点，其前列腺二维超声声像图表现也缺乏特异性，特别是在前列腺增生为背景的前列腺癌声像图上，因此寻求一种新的方法提高前列腺癌的检出率和穿刺活检的阳性率十分重要。由于病变组织的组织成分不同，其软硬度存在差异，超声弹性成像的基本原理就是对组织施加一个内部（包括自身的）或外部的动态或者静态/准静态的激励，组织将产生一个响应，例如位移、应变、速度的分布产生一定改变，结合数字信号处理或数字图像处理技术，从而间接或直接反映组织内部的弹性模量等力学属性的差异，获得不同组织的弹性，从而判别其病变组织的良恶性。前列腺弹性成像就是利用的这一原理显示组织的软硬度从而达到鉴别病变组织的目的。超声弹性成像是近些年发展起来的一种可以显示组织弹性或硬度的独特成像技术，它根据是否对组织进行加压、检测组织的位移和图像构建方法分为：应变力弹性成像（SE）、瞬时弹性成像（TE）、声辐射力脉冲成像（ARFI）和剪切波弹性成像（SWE），在前列腺疾病的诊断中主要应用SE 和SWE两种技术，本研究是采用SE技术[15-17]。

图1　 前列腺弹性成像评分图例

表1　 两种检测结果与病理检查结果比较

表2　 两种检测灵敏性、特异性和符合率比较

Ⅰ～Ⅴ级分别诊断为良性、良性可能、不确定、恶性可能、恶性。本研究以大于或等于III级诊断为恶性可能，16例前列腺癌有12例为III级，其特异性达85.0%，基本与报道[18,19]吻合。2002年经直肠应变力弹性成像与灰阶超声比较的初步研究也证实，经直肠应变力弹性成像可以提高前列腺癌病灶的检出率，而之后的多项研究也得到相同的结论。另外前列腺弹性成像的最大优势就是可以提高前列腺穿刺活检的阳性率，其阳性率可高达93%，明显高于系统穿刺活检。

由于应变力弹性成像（SW）是手动施压，在操作中存在以下问题：（1）超声弹性成像尚属于新技术，由于其操作掌握的熟练程度不同会影响检查结果；（2）感兴趣区域大小（取样框大小）将影响应变率比值；（3）压力与压放频率的影响，相同病灶，不同压力（过重或过轻）将影响弹性评分；（4）肿瘤病理、物理性质的影响，病灶内若有钙化、液化等将影响弹性评分；（5）在弹性应变率比值测定中，取样位置和观察切面的不同，比值会存在差异。相同病例，横切时弹性应变比值为2.9，纵切时弹性应变比值为3.3（可能因在不同切面取样时，病灶内所含成分不一样造成的）；（6）前列腺过大将影响弹性成像，由于前列腺位于直肠前方，经直肠前列腺弹性成像属腔内检查，探头在直肠内可移动的范围很小且施压的位点看不到，故适合的角度难以把握，这导致对病灶的加压不够，压力不平稳等情况容易出现，所以前列腺过大，远离探头的病灶组织的弹性显示率将会受到影响。另外，压力与压放频率的影响，操作者对病灶所施加的压力，以及压放的频率没有统一的客观衡量指标，因而导致同一患者由于操作者不同而得出不同的结果。

本研究结果还表明，以穿刺活检为判断前列腺癌的标准，UE联合PSA无论是敏感性、特异性和符合率均高于普通经直肠超声检查联合PSA（P＜0.05），充分说明了超声弹性成像技术作为能够无创评价组织硬度的独特成像技术，可以获得常规超声无法获取的组织弹性信息，弥补了传统超声的不足，虽然弹性成像超声可以提高前列腺癌的检出率及穿刺活检的阳性率，具有独特的临床应用价值，但仍不能替代系统穿刺活检，仍需结合常规超声、多普勒超声或其他检查综合分析进行诊断。

参考文献

1 付帅,唐宇哲,张明博,等.超声弹性成像技术在诊断

前列腺疾病中的应用进展.中华医学超声杂志•电子版2014;11(3):5-7

2 方毅,王学梅,张云飞,等.经直肠超声弹性成像应变率比值法诊断前列腺癌的可行性及其应用价值.临床超声医学杂志 2013;15(1):19-21

3 刘佳,周瑜,岳庆雄,等.经直肠实时超声弹性成像在前列腺活检中的应用价值.中国超声医学杂志 2013;29(2):161-163

4 郝建伟.经直肠实时组织弹性成像诊断前列腺良恶性病变的应用进展.医学综述 2013;19(16):2981-2984

5 马麒,方军初,单玉喜,等.正常前列腺与良性前列腺增生经直肠超声实时弹性成像.中国医学影像技术 2010;26(3):543-545

6 胡向东,何文.超声弹性成像技术临床应用现状.中华临床医师杂志•电子版 2010;4(12):6-11

7 张艳,唐杰.超声弹性成像技术在前列腺的应用进展.中华医学超声杂志•电子版 2010;7(9):63-65

8 段晓晓,杨利霞,申志扬,等.经直肠超声弹性成像在前列腺良恶性病变中的预测价值.中国超声医学杂志2013;29(3):256-259

9 Biolchi V,Silva Neto B,Pianta DB,et al.Androgen receptor GGC polymorphism and testosterone levels associated with high risk of prostate cancer and benign prostatic hyperplasia.Mol Biol Rep 2013;40 (3):2749-2756

10 Tuppin P,Samson S,Fagot-Campagna A,et al.Dosage du PSA,biopsie,cancer et hypertrophie bénigne de la prostate en France.Prog Urol 2014;24(9):572-580

11 Bardan R,Dumache R,Dema A,et al.The role of prostatic infl ammation biomarkers in the diagnosis of prostate diseases.Clin Biochem 2014;47(10-11):909-915

12 Russo GI,Cimino S,Salamone C,et al.Potential Effi cacy of Some African Plants in Benign Prostatic Hyperplasia and Prostate Cancer.Mini Rev Med Chem 2013;13 (11):1564-1571

13 Böhm L,Serafi n A,Akudugu J,et al.uPA/PAI-1 ratios distinguish benign prostatic hyperplasia and prostate cancer.J Cancer Res Clin Oncol 2013;139 (7):1221-1228

14 Mearini L,Zucchi A,Nunzi E,et al.Low serum testosterone levels are predictive of prostate cancer.World J Urol 2013;31 (2):247-252

15 Matos AR,Coutinho-Camillo CM,Thuler LC,et al.Expression analysis of thrombospondin 2 in prostate cancer and benign prostatic hyperplasia.Exp Mol Pathol 2013;94 (3):438-444

16 Wu W,Zhu H,Liang Y,et al.Expression of PARP-1 andits active polymer PAR in prostate cancer and benign prostatic hyperplasia in Chinese patients.Int Urol Nephrol 2014;46 (7):1345-1349

17 Shan B,Dong M,Tang H,et al.Voltage gated sodium channels were differentially expressed in humannormal prostate,benign prostatic hyperplasia and prostate cancer cells.Oncol Lett 2014;8 (1):345-350

18 Shelton PQ,Ivanowicz AN,Wakeman CM,et al.Active Surveillance of Very-Low Risk Prostate Cancer in the Setting of Active Treatment of Benign Prostatic Hyperplasia with 5-Alpha Reductase Inhibitors.Urology 2013;81(5):979-984

19 Walker A,Leslie R,Siemens DR,et al.Exploring Urological Surgery Wait Times as a Quality Indicator of Care:A Case Study Between Different Heath Care Systems.Urol Pract 2015;2(5):227-233

（2015-06-08收稿）

Value of Ultrasound Elasticity Imaging in differential diagnosis of prostate cancer and prostate hyperplasia

Lou Xiaoyan,Zeng Jiayuan*,Zhang Mingjun
The First People's Hospital of Jiulongpo Chongqing,Chongqing 400050,China
Corresponding author:Zeng Jiayuan,E-mail:wuxiaodong1972@163.com;Tel:13167888298

AbstractObjective To improve the early diagnostic rate of prostate cancer using simple and noninvasive elasticity imaging techniques.Metthhooddss Total of 56 cases with hyperplasia of prostate whose had high level of serum PSA or normal level of serum level were examined by rectum prostate two-dimensional ultrasound,ultrasonic elastography imaging and biopsy technology,respectively.The diagnostic sensitivity and specifi city of common transrectal ultrasound joint PSA and elastography joint PSA for prostate cancer were comparatively analyzed.Ressuullttss Taking biopsy results as a diagnostic standard of prostate cancer,sensitivity of the elasticity imaging joint PSA (75%,85%,82.1%) were signifi cantly higher than that of common transrectal ultrasonography joint PSA(62.5%,15%,28.6%) (P<0.05).Concluussiioonn Ultrasonic elastography is a painless and simple diagnostic method for prostate cancer,it combining with PSA detection is superior to common transrectal ultrasonography joint PSA detection in the diagnosis of prostate cancer,which deserved to be applied in clinic.

doi:10.3969/j.issn.1008-0848.2016.01.006

中图分类号R 737.25;R 697.32