双参数与多参数MRI对不同PSA水平前列腺癌诊断的对比研究

邵志红，王 伟，刘卫英，樊洪周，刘 梦，王培军

(1.上海市静安区市北医院放射科，上海 200435；2.同济大学附属同济医院放射科，上海 200065)

MRI是前列腺癌(prostate cancer, PCa)早期诊断、分期及随访等最有效的影像手段[1]，欧洲泌尿放射协会发布的前列腺影像报告和数据系统(prostate imaging reporting and data system, PI-RADS)是目前公认的前列腺MRI检查与诊断指南。2015年，在PI-RADS第一版(PI-RADS v1)的基础上发布了第二版(PI-RADS v2)。PI-RADS v2与PI-RADS v1最重要的改进在于针对移行带、外周带分别引入了不同的主要与次要评分序列，动态对比增强(dynamic contrast enhancement, DCE)作为多参数磁共振成像(multiparametric MRI, Mp-MRI)必要序列之一，被降为外周带的次要评分序列[2]。因此，有文献开始质疑是否有必要把DCE作为常规前列腺MR扫描的必须序列[3-5]，甚至提出了忽略DCE的双参数磁共振成像(biparametric MRI, Bp-MRI)的诊断及相应类似的评分标准[6-8]。另外，在前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen, PSA)水平不同时，PCa发病率不同，且PSA水平与PCa风险级别明显相关[9-10]，因此PI-RADS诊断PCa性能可能与PSA水平有关[11]。本研究拟针对不同PSA水平患者，探讨Bp-MRI与Mp-MRI对前列腺临床显著癌(clinically significant prostate cancer, csPCa)的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性连续收集同济大学附属同济医院2017年1月—2018年6月期间收治的前列腺病例临床及MRI资料。纳入标准：(1)所有病例均进行了完整的Mp-MRI检查，包括T1加权成像(T1WI)、T2加权成像(T2WI)、弥散加权成像(diffusion-weighted imaging, DWI)及相应表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)图、DCE序列；(2)所有病例均经穿刺或根治病理证实，且前列腺穿刺活检均在MRI检查之后1个月以内进行，根治病例其根治术在MRI检查后3个月内进行；(3)患者在MRI检查之前无前列腺治疗史，如放射治疗，内分泌治疗等。排除标准：(1)MRI图像质量影响评分；(2)临床资料或MRI扫描序列不全。依据PSA水平将所有纳入研究病例分为低PSA组：PSA≤10ng/mL；高PSA组：PSA>10ng/mL。

1.2 MRI检查

所有病例均采用Siemens Verio 3.0T MR扫描，主要成像序列如下。(1)快速自旋回波序列(turbo spin echo, TSE)横断位T1WI；(2)横断位、矢状位高分辨T2WI，扫描参数：重复时间(repetition time, TR)=4290ms，回波时间(echo time, TE)=96ms，空间分辨率为0.7mm×0.6mm×3.0mm；(3)回波平面成像(echo planar imaging, EPI)序列横断位DWI及ADC图，扫描参数：TR=3000ms，TE=90ms，空间分辨率为1.6mm×1.2mm×3.0mm，b值包括50、800、1400s/mm2；(4)VIBE(volume interpolated body examination)序列横断位DCE，扫描参数：TR=4.8ms，TE=1.7ms，空间分辨率为0.8mm×0.6mm×2.0mm，时间分辨率为7.8s，持续约4.5min，增强扫描对比剂采用钆喷酸葡胺(gadolinium-diethylene-triamine pentaacetic acids, Gd-DTPA)，剂量为0.1mmol/kg，流率为2.5mL/s。所有患者扫描前嘱其排便、适量留尿，定位时线圈中心位于耻骨联合处，用束带固定以减少呼吸运动产生的伪影，未使用肌松类药物。

1.3 图像及病理分析

所有病例先由1名不参与PI-RADS评分的放射科医师(具有前列腺MR诊断2年以上工作经验)与泌尿病理医师一起，依据病理结果对MR图像进行病灶标注。针对多病灶病例，标注病理评分最高的病灶。PI-RADS评分由4名具有前列腺MR诊断工作经验的高年资医师分两组、采用双盲法独立完成。一组分析去掉DCE序列的Bp-MRI图像，另一组分析含有DCE序列的Mp-MRI图像。评分标准依据在PI-RADS V2基础上修订的最新版PI-RADS v2.1，分析不一致者由第3名医师(具有前列腺MR诊断经验5年以上)判定最终评分。不包括DCE的双参数序列，针对外周带病变，参照文献[12]及“无足够DCE”的评分原则，采用T2WI评分标准区别DWI评分为3分的病例，如果T2WI评分≥4分，最终PI-RADS为4分。所有病例阅片分析后，记录最终的PI-RADS评分。

所有穿刺病理结果由影像科医师与泌尿病理医师复核，并对PI-RADS评分病变区域与病理结果分区一一对应，有根治病理的病例，以根治病理为准。csPCa定义为格林森评分(Gleason score, GS)≥7a(3+4)。

1.4 统计学处理

实验数据采用SPSS 19.0软件进行统计学分析处理。采用配对的χ2检验，以PI-RADS≥4为阳性阈值，比较Bp-MRI与Mp-MRI对csPCa的诊断性能，包括灵敏度、特异度以及准确度。采用κ检验，比较2名阅片者之间Bp-MRI阴性与阳性评分结果一致性，κ值小于0.20为缺乏一致性；κ值在0.21～0.40为一致性一般；κ值在0.41～0.60为一致性中等；κ值在0.61～0.80为一致性较好；κ值在0.81～1.00则认为具有高度一致性。所有统计学检验，以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 病例资料

依据病例选择原则，共计298例前列腺病例纳入研究。以PSA 10ng/mL为阈值，低PSA组197例，占66.1%(197/298)，平均PSA值为(6.7±2.5)ng/mL，其中csPCa 42例，占21.3%(42/197)，位于外周带29例，位于移行带13例，5例仅穿刺活检证实，37例为根治病理证实。高PSA组101例，占33.9%(101/298)，平均PSA值为(25.7±14.5)ng/mL，其中csPCa 60例，占59.4%(60/101)，位于外周带38例，位于移行带22例，29例仅穿刺活检证实，31例为根治病理证实。

所有入组患者年龄为48～83岁，平均(67.5±20.3)岁，主要临床表现为体检发现PSA升高、排尿困难、尿频、尿急、尿痛、血尿等。

2.2 诊断效能

在197例低PSA组患者中，Mp-MRI评分，PI-RADS≤3分的病灶144例，PI-RADS≥4分的病灶53例，Mp-MRI诊断csPCa的灵敏度88.1%，特异度89.7%，诊断准确度89.3%。Bp-MRI评分，PI-RADS≤3分的病灶148例，PI-RADS≥4分的病灶49例，Bp-MRI诊断csPCa的灵敏度69.0%，特异度87.1%，诊断准确度83.2%。

在101例高PSA组患者中，Mp-MRI评分，PI-RADS≤3分的病灶45例，PI-RADS≥4分的病灶56例，Mp-MRI诊断csPCa的灵敏度88.3%，特异度92.7%，诊断准确度90.1%。Bp-MRI评分，PI-RADS≤3分的病灶46例，PI-RADS≥4分的病灶55例，Bp-MRI诊断csPCa的灵敏度83.3%，特异度87.8%，诊断准确度85.1%。典型病例Mp-MRI评分情况见图1。

在低PSA组，Bp-MRI对csPCa诊断灵敏度低于Mp-MRI(χ2=4.53，P<0.05)，Bp-MRI与Mp-MRI对csPCa诊断的假阴性病例中以中风险GS 7a或7b病灶为主。与Mp-MRI相比，Bp-MRI有额外8例假阴性，其中4例由于病灶体积较小，位置不典型而漏诊，4例为外周带DWI 3分病灶。在相应的Mp-MRI中，该8例由于DCE阳性，易于发现病灶，同时，外周带DWI 3分病灶PI-RADS评分上调为4分。Bp-MRI与Mp-MRI诊断csPCa的特异度及准确度比较差异均无统计学意义(P>0.05)。在高PSA组，Bp-MRI与Mp-MRI对csPCa的诊断灵敏度、特异度及准确度比较差异均无统计学意义(P>0.05)，两者具有相似的诊断性能，见表1。

2.3 阅片一致性分析

对两名医师Bp-MRI的PI-RADS评分结果进行一致性分析。以PI-RADS≥4为阳性阈值，阳性与阴性一致性比较κ值为0.817，具有高度一致性。

3 讨 论

随着PI-RADS v2的发布，DCE在PCa诊断中的作用降低。近两年来，随着Bp-MRI的研究报道增多，Bp-MRI在PCa诊断中的应用受到越来越多的关注[13]。前列腺DCE扫描对设备、技术有更高要求，忽略DCE不仅简化了流程扫描，缩短了扫描时间，降低了扫描费用，而且减少了造影剂导致系统性肾纤维化、肾衰以及脑内沉积的潜在风险。同时，随着前列腺PSA筛查的应用推广以及MR在国内中等规模医院的逐渐普及，前列腺MR检查需求越来越多，Bp-MRI在缩短扫描时间、减少检查费用方面的优势越来越突出。因此，探讨Bp-MRI在PCa诊断方面的应用价值有着重要的现实意义。

最近多篇Meta分析报道结果显示，Bp-MRI与Mp-MRI在检测PCa方面具有相似的诊断性能[14-16]。Kang等[14]报道Bp-MRI诊断PCa灵敏度为0.79，特异度为0.88，Mp-MRI灵敏度为0.79，特异度为0.89，且无论是以PI-RADS≥3，还是以PI-RADS≥4为阳性阈值，两者之间差异均无统计学意义。Woo等[15]报道Bp-MRI诊断灵敏度与特异度分别为0.74、0.90，Mp-MRI分别为0.76、0.89，两者对PCa或csPCa的诊断差异均无统计学意义。

PSA作为广泛应用于PCa筛查的肿瘤特异性标志物，虽然具有一定局限性，但PSA 10ng/mL常作为PCa风险评估的阈值，而且Bp-MRI对PCa诊断的性能可能与PSA水平有关。Rais-Bahrami等[17]以MR/超声融合引导下前列腺活检为标准，比较Bp-MRI与PSA及PSAD在PCa筛查中的价值，结果显示Bp-MRI检测PCa优于PSA和PSAD，AUC曲线下面积分别为0.80、0.66、0.74，同时，Bp-MRI结合PSA或PSAD可提高其检出率和诊断准确度。

然而，目前大部分有关Bp-MRI与Mp-MRI对比的研究报道均未结合PSA指标，以PSA 10ng/mL为阈值比较Bp-MRI与Mp-MRI对不同PSA水平csPCa的诊断差异未见报道。本研究以PSA 10ng/ml为阈值，将病例分为低PSA组和高PSA组，以PI-RADS≥4为阳性阈值，比较Bp-MRI与Mp-MRI对不同PSA水平csPCa的诊断性能，结果显示在高PSA组，两者诊断性能一致，而在低PSA组，虽然两者诊断特异度、准确度相似，但Bp-MRI对csPCa诊断灵敏度低于Mp-MRI(χ2=4.53，P<0.05)，Bp-MRI可能会漏诊部分csPCa。将两组病例整合分析，结果显示两者灵敏度、特异度及准确度差异也无统计学意义(P>0.05)，与文献报道一致。

Bp-MRI与Mp-MRI对csPCa的诊断性能可能与病灶位置、大小、GS评分以及DCE的意义有关。研究表明，PCa GS评分与ADC值存在相关性，GS评分越高，ADC值越低[18]。在高PSA组，GS≥8的高风险csPCa比例高于低PSA组，以PI-RADS≥4为阳性阈值，DWI及相应ADC图易于诊断，DCE作用不明显，因此Bp-MRI与Mp-MRI两者诊断性能相似。在低PSA组，Bp-MRI有额外8例假阴性，其主要原因是病灶相对较小，位置不典型以及外周带DWI 3分病灶的诊断问题，在相应的Mp-MRI中，该8例由于DCE阳性，对照T2WI易于发现病灶，同时，外周带DWI 3分病灶PI-RADS评分上调为4分，Mp-MRI表现为阳性，Mp-MRI诊断灵敏度高于Bp-MRI。

有关DCE在前列腺Mp-MRI中的意义一直存在争议。不过在最新的PI-RADS v2.1版中[19]，仍建议将DCE作为Mp-MRI要求的序列之一，其重要的原因在于，在某些情况下，DCE仍有利于csPCa的检出。一些报道认为DCE有利于提高Mp-MRI前列腺癌诊断的灵敏度[20-21]，尤其是针对体积较小的病灶，或者位于外周带偏前缘的病灶，与移行带分界不清，常规序列易于漏诊，另外，DCE也有利于外周带靠近中央带的病灶与正常中央带腺体的鉴别诊断[2]。

在PI-RADS v2.1版中，影响Bp-MRI诊断性能的另一个问题是外周带DWI 3分病灶的诊断。在高PSA组，DWI 3分病灶比例少，DCE作用有限，对Bp-MRI诊断性能影响不大。在低PSA组，本研究显示有4例(4/42)外周带DWI 3分csPCa，Bp-MRI呈假阴性，而Mp-MRI由于DCE阳性，PI-RADS评分上调为4分而呈真阳性，结果说明DCE有利于外周带DWI 3分PCa的诊断。Taghipour等[20]以前列腺根治术病理诊断结果为标准，回顾性分析了209例外周带csPCa的DCE-MRI评估情况，结果显示DWI 3分病灶有45例，约占21.5%，其中DCE阳性29例，真阳性21例，阴性16例，真阴性10例，DCE对于DWI 3分csPCa的诊断准确性为68.9%，DCE有利于DWI 3分csPCa的诊断。Greer等[21]以前列腺根治全切病理为标准，对比分析了420例外周带病灶，结果显示对于DWI 3分病灶，DCE阳性对PCa检出率为67.8%，对csPCa检出率为54.0%，DCE+DWI与单纯DWI相比，对外周带PCa检出率提高了16.0%。

文献报道显示Bp-MRI具有较好的阅片一致性。Kuhl等[22]以PI-RADS≥3为阳性，显示Bp-MRI阳性与阴性阅片一致性系数κ值为0.818，具有高度一致性，各PI-RADS评分之间阅片一致性系数κ值为0.60，具有中等一致性。本研究结果显示，以PI-RADS≥4为阳性阈值，2名阅片者之间Bp-MRI阳性与阴性评分具有高度一致性，κ值分别为0.817。

本研究的不足之处在于采用回顾性分析，与实际临床应用存在差异；部分病例为穿刺活检病理，与最终病理之间可能存在偏倚。另外，Bp-MRI在PCa诊断中的应用仍需不断完善。Bp-MRI扫描参数与评分尚未形成统一标准，而且Bp-MRI由于缺乏部分序列可能导致假阳性增加，尤其是以PI-RADS≥3作为阳性阈值时[23]。

总之，本研究以PSA 10ng/mL为阈值，比较Bp-MRI与Mp-MRI对低PSA组和高PSA组csPCa的诊断性能，结果显示在高PSA组，两者诊断性能一致，而在低PSA组，Bp-MRI对csPCa诊断灵敏度低于Mp-MRI，Bp-MRI存在漏诊部分csPCa的风险。