声触诊组织定量技术和直肠指诊对前列腺病变的诊断价值对比研究

龚继军，刘 俐，薛 敏，石 宇，吴国儒，张 雁，陶令之

（北京大学深圳医院，广东 深圳 518036）

声触诊组织定量技术和直肠指诊对前列腺病变的诊断价值对比研究

龚继军，刘 俐，薛 敏，石 宇，吴国儒，张 雁，陶令之

（北京大学深圳医院，广东 深圳 518036）

目的：声触诊组织定量技术（VTTQ）是一种检测组织硬度的新技术。本研究的目的是比较VTTQ和直肠指诊（DRE）之间对于前列腺癌（PCa）和良性前列腺增生（BPH）的效能。方法：VTTQ用于检测60例BPH和疑似PCa患者，每一个病灶通过声辐射脉冲（ARFI）激发并测量相应病变的剪切波速（SWV）值。测值与病理结果对照，对VTTQ和DRE鉴别PCa和BPH之间的诊断效能进行比较。结果：PCa 和 BPH 组织的 SWV 值（m蛐s）明显大于正常前列腺组织（2.97±0.42，2.61±0.47，2.46±0.52），差异有显著性。在ROC曲线中，以SWV>2.87 m蛐s为诊断标准，VTTQ诊断前列腺良恶性病变的曲线下面积（AUC）为0.78，而DRE是0.67。VTTQ诊断PCa的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确性分别为80.0%，66.7%，74.3%，72.0%，79.2%，而DRE分别为57.5%，52.3%，62.5%，57.0%，62.1%。结论：VTTQ可以有效地检测前列腺结节病变的硬度，在鉴别PCa和BPH方面比DRE具有更高的诊断效能。

前列腺肿瘤；前列腺增生；超声检查，多普勒，彩色

前列腺癌（Prostate cancer，PCa）发病率在我国正逐渐上升，已成为严重影响男性健康的肿瘤之一[1]。一直以来，直肠指诊 （DRE）与前列腺特异性抗原（PSA）一起作为PCa筛查的首选方法[2]。但DRE检测前列腺病变的主观性较大，不同检查者之间的一致性较低[3]。此外，DRE可能会导致受检者直肠不适，因此寻找一种更好的前列腺筛查方法替代DRE检查成为临床需求[4]。

声触诊组织定量技术（VTTQ）是一种新的弹性成像技术，通过声辐射力脉冲产生（ARFI），可简便、有效、客观地通过测量剪切波速度（SWV）值定量组织硬度，且不会让受检者产生任何不适[5]。近来，VTTQ被应用于肝、肾脏、胰腺、脾脏等脏器硬度的测量中[6]。我们之前的研究也表明，VTTQ可以很容易地检测乳腺病变的硬度[7]。

在本研究中，我们将分析VTTQ定量检测PCa和良性前列腺增生 （Benign prostatic hyperplasia，BPH）病变组织硬度的可行性，并比较VTTQ和DRE对鉴别PCa和BPH的诊断效能，从而寻求一种对前列腺病变的早期诊断更简便客观的途径。

1 资料和方法

本研究经我院伦理委员会批准并经所有受试者签署知情同意书。60名临床怀疑BPH或PCa患者作为实验组，年龄 21～65 岁，平均（36±9）岁。 入选标准满足如下一条即可：①DRE触诊异常（明显的结节状病变或硬度增大）；②经直肠超声（TRUS）检查中声像图上探及边界不清的低回声区或结节。③血清PSA水平高（＞4 ng/mL）。实验组所有患者接受前列腺活检。对照组为31名健康志愿者，年龄18～62岁，平均（35±8）岁。入选标准：①没有前列腺疾病病史；②TRUS检查前列腺未见异常。

DRE检查由本院泌尿外科两名副主任医师独立完成。受试者在DRE之前排空膀胱，采用胸膝卧位,平静呼吸，有利于触诊前列腺。两位检查者均触诊到较硬的结节作为判断恶性肿瘤的主要标准；如果两位检查者指诊均未触及较硬结节，则判断为良性前列腺病变；如两者判断不一致则共同分析讨论至达成一致意见。

VTTQ检查使用西门子ACUSON S200超声仪，凸探头频率 3～5 MHz， 采用组织谐波成像（THI），VTTQ检查均在病理组织检查之前完成。患者平卧位，中度充盈膀胱，在二维超声图像上能清楚显示前列腺声像即可，选定感兴趣的目标区（ROI）（SWV取样框固定大小1×0.5 cm）后行VTTQ检查。然后，启动波脉冲触发键，仪器自动测定并计算感兴趣区SWVs值（m/s）。

对实验组患者TRUS引导下进行前列腺VTTQ检测区域穿刺活检，使用18G活检针。所有的标本在室温下通过10%甲醛溶液固定。此后，石蜡包埋标本，切片。随后，使用光学显微镜进行病理学分析。所有结果由两位病理医生独立完成。

采用SPSS 23统计分析软件。收集相关数据（SWV值、活检结果）。计数资料用±s表示。两组之间的差异采用未配对t检验分析。用McNemar检验来比较不同诊断标准的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值。采用ROC曲线分析确定SWV对PCa的诊断阈值，及比较VTTQ和DRE两种方法的诊断效能。当P＜0.05时，认为差异有显著性。

2 结果

病理结果显示，本研究实验组60个病例中，检测出PCa病灶33个，BPH病灶27个。在这些PCa的结节状病灶中，当选取良恶性病变的诊断分界点SWV值为2.87 m/s时，VTTQ发现26个病灶，而通过DRE检查，平均每个泌尿科医生能发现11个病灶。

33 例 PCa SWV 为 （2.97±0.42）m/s；27 例 BPH SWV 为 （2.61±0.47）m/s；31例正常前列腺 SWV 为（2.46±0.52）m/s。PCa和 BPH 的 SWV 值大于正常前列腺，此外，在PCa SWV值大于BPH，差异均有显著性（P＜0.05）（图 1，2）。此外，我们发现 BPH 患者内腺的SWV值显著大于外腺，而在PCa患者，其内腺的SWV值显著低于外腺。

图1 前列腺内低回声病灶，剪切波速测值为4.22 m/s，术后病理结果为PCa。 图2 前列腺内低回声病灶的剪切波速测值为2.22 m/s，病理结果为BPH。Figure 1. Low echo within the prostate lesions,the velocity test value of shear wave was 4.22 m/s,it isPCaconfirmed by postoperative pathological results. Figure 2. Low echo within the prostate lesions,the velocity test value of shear wave was 2.22 m/s,it is BPH confirmed by pathological results.

为了客观量化VTTQ鉴别诊断PCa和BPH的效能，根据曲线下面积（AUC）与鉴别诊断效能呈正相关性，选择SWV诊断临界值，最佳SWV值选定2.87 m/s。同样，VTTQ和DRE对PCa和BPH之间的诊断效能相比，VTTQ （SWV＞2.87 m/s） 的 AUC为0.78， 而 DRE 是 0.67 （P＜0.05)（图 3）。 VTTQ 诊断PCa的相关指标显著高于DRE（表1）。

表1 VTTQ和DRE对PCa诊断的各项指标比较（P＜0.05）

3 讨论

DRE是最常用的前列腺病变时检测前列腺硬度变化的触诊技术。做为PCa筛查的基本方法之一，其敏感性不太令人满意。和既往的研究报道[8-9]相似，本研究中DRE的诊断敏感性仅为57.5%。分析造成低灵敏度的原因部分可能是不同检查者之间的差异、病变深度差异引起的。且发现DRE对于PCa的内腺的病变检出率低于外腺，分析可能是由于内腺深度较深，影响了触诊的准确性。

图3 VTTQ和DRE检查鉴别PCa和BPH的ROC曲线。Figure 3. The ROC of VTTQ and DRE in discriminating PCa and BPH.

ARFI成像是一种新的测量深层组织硬度的超声成像方法，通过瞬时产生的声辐射力推动感兴趣区产生局部组织位移而形成[10]，SWV是指垂直于组织位移方向上的横波传播速度，反映所测组织的硬度[11]。前列腺是一个线性、各向同性的弹性体。前列腺的组织硬度越大，SWV传播速度越快。我们的研究表明，PCa和BPH结节病变的SWV值大于正常前列腺组织。由于具有不同的病理组织结构，PCa和BPH的病灶组织比正常的前列腺组织硬度大，这与之前的研究结果[12]一致。此外，我们的研究结果表明，在PCa患者外腺的SWV值大于内腺，而BPH患者内腺SWV值比外腺大。众所周知，PCa常发生在外腺，而前列腺肥大通常发生在内腺，这也说明不同位置SWV值可以出现传播速度不同的现象。

由于VTTQ无创性和易操作的特性，这种技术可以作为一种全新的评估前列腺硬度的方法。在本研究中，我们可以很容易地通过腹部检测任何前列腺病灶的SWV而得知其硬度的客观指标，无论病变位于内腺或外腺。此外，我们先前的研究表明，VTTQ具有良好的可重复性[7]。因此，和DRE相比，VTTQ在其敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确度都远高于DRE检查。曲线下面积的差异进一步表明和DRE相比，VTTQ对PCa有更有效的诊断效能。

我们也发现本研究存在的局限。例如，没有评估不同格里森评分的PCa的硬度，本研究的标本数量有限。还有一些问题影响使用VTTQ检测PCa，如有限的检测深度 （最大8 cm）、SWV取样框尺寸固定，这些可能会影响VTTQ技术的临床应用。

本研究结果表明，尽管存在上述一些局限性，VTTQ在PCa筛查上比应用传统的DRE检查有更高的诊断效能，具有较大的临床应用前景。

[1]Milecki P,Martenka P,Antczak A,et al.Radiotherapy combined with hormonal therapy in prostate cancer：the state of the art[J].Cancer Manag Res,2010,2(11)：243-253.

[2]WolfAM,WenderRC,EtzioniRB,etal.AmericanCancer Society Guideline for the Early Detection of Prostate Cancer：Update 2010[J].CA Cancer J Clin,2010,60(12)：70-98.

[3]Wang N,Gerling GJ,Childress RM,et al.Quantifying palpation techniques in relation to performance in a clinical prostate exam[J].IEEE Trans Inf Technol Biomed,2010,14(7)：1088-1097.

[4]HodolicM.RoleofF-18-cholinePET/CT in evaluation of patients with prostate carcinoma[J].Radiol Oncol,2011,45(2)：17-21.

[5]Gallotti A,D’Onofrio M,Pozzi Mucelli R.Acoustic Radiation Force Impulse(ARFI)technique in ultrasound with virtual touch tissue quantification of the upper abdomen[J].Radiol Med,2010,115(8)：889-897.

[6]Osaki A,Kubota T,Suda T,et al.Shear wave velocity is a useful marker for managing nonalcoholic steatohepatitis[J].World J Gastroenterol,2010,16(9)：2918-2925.

[7]龚继军，孙德胜，钟洁愉，等.声辐射力脉冲成像技术在乳腺占位性病灶中的研究[J].临床超声医学杂志，2013，15（1）：29-38.

[8]Miyanaga N,Akaza H,Yamakawa M,et al.Tissue elasticity imaging for diagnosis of prostate cancer：a preliminary report[J].Int J Urol,2006,13(4)：1514-1518.

[9]Miyagawa T,TsutsumiM,Matsumura T,etal.Real-time elastography for the diagnosis of prostate cancer：Evaluation of elastographic moving images[J].Jpn J Clin Oncol,2011,39(5)：394-398.

[10]D’Onofrio M,Gallotti A,Martone E,et al.Solid appearance of pancreatic serous cystadenoma diagnosed as cystic at ultrasound acoustic radiation force impulse imaging[J].JOP,2009,10(7)：543-546.

[11]Nightingale K,Soo MS,Nightingale R,et al.Acoustic radiation force impulse imaging：in vivo demonstration of clinical feasibility[J].Ultrasound Med Biol,2002,28(12)：227-235.

[12]Krouskop TA,Wheeler TM,Kallel F,et al.Elastic moduli of breastand prostate tissues undercompression [J].Ultrason Imaging,1998,20(11)：260-274.

A comparison of virtual touch tissue quantification and digital rectal examination for prostatic lesions

GONG Ji-jun,LIU Li,XUE Min,SHI Yu,WU Guo-ru,ZHANG Yan,TAO Ling-zhi
(Peking University Shenzhen Hospital,Shenzhen Guangdong 518036,China)

Objective:Virtual touch tissue quantification(VTTQ)is a new,promising technique for detecting the stiffness of tissues.The aim of this study is to compare the performance of VTTQ and digital rectal examination(DRE)in discrimination between prostate cancer(PCa)and benign prostatic hyperplasia(BPH).Methods:VTTQ was performed in 60 patients with suspected BPH and PCa before the prostate histopathologic examination.The shear wave velocity(SWV)at each nodular lesion was quantified by implementing an acoustic radiation force impulse(ARFI).The performance of VTTQ and DRE in discrimination between PCa and BPH was compared by the pathology.Results:The SWV values(m/s)were significantly greater in PCa and BPH than in normal prostate(2.97±0.42,2.61±0.47 and 2.46±0.52).The area under the receiver operating characteristic curve(AUC)for VTTQ(SWV>2.87 m/s)to differentiate prostate nodules as benign hyperplasia or malignancy was 0.78,while it was 0.67 for DRE.The diagnostic sensitivity,specificity,PPV,NPV and accuracy were 80.0%,66.7%,74.3%,72.0%,79.2%,respectively for VTTQ(SWV>2.87 m/s),whereas they were 57.5%,52.3%,62.5%,57.0%,62.1%respectively for DRE.Conclusion:VTTQ can effectively detect the stiffness of prostate nodular lesions,which has a significantly higher performance than DRE in discrimination between PCa and BPH.

Prostatic neoplasms;Prostatic hyperplasia;Ultrasonography,Doppler,color

R737.25；R697.3；R445.1

A

1008－1062（2017）02－0120－03

2016－05－06；

2016－06－12

龚继军（1979-），男，湖南武冈人，副主任医师。 E-mail：pkuszh@yeah.net

龚继军，北京大学深圳医院超声影像科，518036。E-mail：pkuszh@yeah.net

本课题受深圳市科技计划项目资助（项目编号：JCYJ20140415162338776）。