前列腺影像报告和数据系统2.1版联合临床指标对前列腺癌的诊断价值

魏晓婷，钟淑媛，胡根文，邹锦森，丁志广，徐坚民

暨南大学第二临床医学院，深圳市人民医院放射科，广东深圳 518000； *通讯作者 徐坚民 13600163204@163.com

近年我国前列腺癌（prostate cancer，PCa）的发病率明显上升[1]，且患者确诊时多已发展至中晚期，预后较差[2]。早期诊断和治疗是降低PCa 病死率、改善患者预后的关键。前列腺特异性抗原（prostatespecific antigen，PSA）是PCa 的主要筛查指标之一，但其特异性较差[3]。PCa 多通过前列腺穿刺获得病理标本确诊[4]，但前列腺穿刺为有创性检查，可引起血尿、泌尿系统感染等并发症。

多参数MRI 是目前诊断前列腺较好的影像学检查[5]。全球多通过前列腺影像报告和数据系统（prostate imaging reporting and data system，PIRADS）评估前列腺病灶，以判断病灶为PCa 的可能性，得分越高，危险性越大，但对于PI-RADS 指导穿刺的截断值，目前尚未达成共识[6]，若以4 分为穿刺截断值，会导致部分漏诊；而以3 分为截断值，则可能导致较多患者接受不必要的穿刺[7]。

如何更好地预测PCa 穿刺阳性结果，避免过度诊治带来不必要的损伤值得进一步探讨。本研究拟将PI-RADS v2.1 评分与PSA 衍生指标结合，以提高对PCa 的诊断效能，协助临床做出合理的穿刺决策。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2018年1月—2019年4月因尿频、排尿障碍及尿储留等症状就诊于深圳市人民医院，并行首次前列腺穿刺活检术的患者180例，其中良性前列腺增生（benign prostate hyperplasia，BPH）111例，PCa 69例。收集患者的年龄、PSA、游离PSA/总PSA（fPSA/tPSA）。纳入标准：①术前于我院行3.0T MRI 检查，临床资料和影像学资料齐全；②行MRI 检查前未接受过内分泌治疗、放疗及手术治疗等；③前列腺MRI 检查时间与穿刺活检术、手术切除术时间间隔＜3 个月。

1.2 仪器与方法 采用Siemens 3.0T Skyra 超高场强MR 扫描仪，使用18 通道体部矩阵线圈，嘱患者少量留尿，以耻骨联合上方约1 cm 处为中心进行扫描，扫描范围至少包括前列腺及精囊。T2WI 序列（包括横断位、矢状位、冠状位）：采用快速自旋回波序列，TR 6100 ms，TE 101 ms，层厚3.5 mm，层间距0 mm，矩阵320×320，FOV 200 mm×200 mm，扫描层数20 层。

DWI 采用单次激发自旋回波平面回波成像序列：TR 4200 ms，TE 74 ms，层厚3.5 mm，层间距0 mm，矩阵140×140，FOV 200 mm×200 mm，并排采集加速 因子=2，相位编码方向为前后方向，扫描层数20 层，扩散敏感梯度场强b 值取50、800、1500 s/mm2。

MR-DCE 采用三维扰相梯度回波的T1WI 抑脂成像序列：TR 4.32 ms，TE 1.99 ms，层厚3.5 mm，层间距0 mm，矩阵179×256，FOV 260 mm×228 mm，并排采集加速因子=2，扫描层数20 层，单次序列采集扫描时间14 s。经静脉快速推注钆喷替酸葡甲胺0.2 mmol/kg。

1.3 图像评估 将MRI 扫描图像传至PACS 系统，由1 名放射科住院医师和1 名主任医师分别采用盲法进行PI-RADS v2.1 评分[8]，当评分不一致时，经讨论协商确认最终评分。采用公式（1）估算前列腺体积（prostate volume，PV），并根据公式（2）计算PSA密度（prostate-specific antigen density，PSAD）。

1.4 前列腺穿刺及分组 由1 名超声科副主任医师及泌尿外科主治医师使用针突长度为22 mm 的TSK-18G 全自动型活检针，经直肠超声行常规12 针前列腺穿刺，并在超声、MRI 融合成像引导下，对MRI 上可疑病灶或不确定病灶处加穿1～2 针；由病理科副主任医师记录每针穿刺组织的病理结果，并对PCa 组织进行Gleason 评分（Gleason score，GS）。

根据PI-RADS v2.1 评分系统，将临床有意义的前列腺癌（clinically significant prostate cancer，CsPCa）定义为GS≥3 分（主要评分）+4 分（次要评分），和（或）体积≥0.5 cm3，和（或）包膜外侵犯。根据病理结果进行分组：①BPH 组与PCa 组；②非CsPCa 组与CsPCa 组，其中非CsPCa 组为BPH+临床无意义的前列腺癌（clinically insignificant prostate cancer，CisPCa）。

1.5 统计学方法 采用SPSS 22.0 软件，正态分布的计量资料用x ±s表示，两组间比较采用独立样本t检验；非正态分布的计量资料采用M（Qr）表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验。计数资料组间比较采用χ2检验。对组间差异有统计学意义的参数绘制受试者工作特征（ROC）曲线，并计算曲线下面积（AUC），评价诊断效能。另外，以PI-RADS v2.1评分分为1～2 分组、3 分组、4～5 分组；以年龄分为≤60 岁、61～70 岁、＞70 岁；以fPSA/tPSA 分为≤0.160、0.161～0.250、＞0.250；以PSAD 分为≤0.150 ng/ml2[9]、0.150～0.350 ng/ml2、＞0.350 ng/ml2组。将PI-RADS v2.1评分、年龄、fPSA/tPSA、PSAD 分组、分层后采用二元Logistic 回归分析多参数联合对PCa 的诊断效能；P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 BPH 组与PCa 组、非CsPCa 组与CsPCa 组基线指标比较 180例患者中，BPH 111例，PCa 69例，其中CsPCa 57例（包括GS≤6 分4例、GS=7 分22例、GS≥8 分31例），CisPCa 12例。

PI-RADS v2.1 评分1～2 分75例，3 分44例，4～5 分61例。PI-RADS v2.1 评分3 分的44例中，5例 （11.36%）移行带病灶参照PI-RADS v2.0 标准评为2 分，DWI 序列评分≥4 分，因此根据PI-RADS v2.1评分标准，病灶最终得分加至3 分，病理结果均为BPH。BPH 组与PCa 组间、非CsPCa 组与CsPCa 组间PI-RADS v2.1 评分、PSA、fPSA/tPSA、PSAD 和PV 差异均有统计学意义（均P＜0.01）。BPH 组与PCa组患者年龄差异有统计学意义（P=0.04），非CsPCa组与CsPCa 组患者年龄差异无统计学意义（P=0.07，表1、2）。

表1 BPH 组与PCa 组单因素分析结果

表2 非CsPCa 组与CsPCa 组单因素分析结果

2.2 各指标对PCa 及CsPCa 的诊断价值 ROC 曲线显示，PI-RADS v2.1 评分、PSAD 诊断PCa 的AUC分别为0.882（P＜0.01）、0.785（P＜0.01），高于年龄（0.592）、PSA（0.666）、fPSA/tPSA（0.715）、PV（0.706）；当PI-RADS 截断值为4 分时，约登指数最大，敏感度为75.36%，特异度为91.89%，阳性预测值为85.25%，阴性预测值为85.71%；若以PI-RADS 3 分为截断值，敏感度为91.30%，特异度为62.16%，阳性预测值为60.00%，阴性预测值为92.00%。当PSAD 截断值为0.50 ng/ml2时，约登指数最大，诊断敏感度及特异度分别为55.90%、91.82%。

2.3 Logistic 回归分析结果 由于PSAD=PSA/PV， 为了避免多重共线性，未将PSA、PV 纳入Logistic 回归分析。

将PI-RADS v2.1 评分、年龄、fPSA/tPSA、PSAD分组、分层后采用二元Logistic 回归分析多参数对PCa 的诊断效能，得出PI-RADS v2.1 评分分组（P＜0.001）及PSAD 分层（P=0.039）为PCa 的独立预测因子，该模型的 AUC 为 0.897（95%CI0.848～0.946，P＜0.001；图1）。

图1 PI-RADS、PSAD 及Logistic 回归模型诊断PCa 的ROC曲线

2.4 PI-RADS v2.1 评分结合PSAD 分层对PCa 及CsPCa 的诊断效能 根据CsPCa、PCa、BPH 在PIRADS v2.1 评分联合PSAD 分层中的分布以及CsPCa的阳性率显示，当PI-RADS≤2 分且PSAD≤0.350 ng/ml2及PI-RADS=3 分且PSAD≤0.150 ng/ml2时，BPH 70例，PCa 7例，且均为CisPCa，即CsPCa 阳性率为0。当PI-RADS=3 分且PSAD＞0.350 ng/ml2或PI-RADS≥4 分且PSAD＞0.150 ng/ml2时，BPH 15例，PCa 53例，且其中CsPCa 52例，即在该范围内CsPCa 阳性率较高（76.47%）。

3 讨论

PI-RADS 作为多参数MRI 评估前列腺病灶的标准，促进了影像科医师之间及影像科医师与临床医师的沟通，减少了对影像征象分析及解读的差异，诊断敏感度及特异度均较高[10]，已广泛应用于临床。然而，PI-RADS 评分仍然局限于对PCa 发生几率的预判，尚未转化为临床实践，即不能单纯依靠其评分决定是否进行前列腺穿刺。基于PI-RADS 联合某些临床指标以提高预测效能，对临床决策具有现实意义。本研究结果显示，PI-RADS v2.1 评分对PCa 的诊断效能最高，AUC 为0.882，即PI-RADS v2.1 评分预测PCa具有较好的优越性，但单纯根据评分预测穿刺结果存在一定的缺陷。若以4 分为界，可能导致24.64%的PCa 被漏诊；以3 分为界，则有37.84%的BPH 患者接受不必要的穿刺。为了进一步提高其准确性，通过多因素Logistic 回归分析显示PI-RADS v2.1 评分及PSAD 分层是PCa 的独立预测因子，回归模型的AUC为0.897，诊断效能较单独使用PI-RADS v2.1 或PSAD高，即两者结合可以更准确地预测前列腺穿刺活检结果，同时有助于辅助指导临床穿刺决策。

2019年初，美国放射协会颁布了PI-RADS v2.1，其除对PI-RADS v2.0 中模糊不清的概念进行解释、定义外，对PI-RADS v2.0 中移行带病灶2、3 分评分细则也进行了修订，目前国内较少使用PI-RADS v2.1进行前列腺病灶评价。本研究中，5例移行带病灶T2WI 评分为2 分，DWI 评分为4 分，因此最终PIRADS v2.1 评分为3 分；若根据PI-RADS v2.0 评分标准，最终评分为2 分，此5例患者病理结果均为BPH，即本研究中PI-RADS v2.1 诊断效能较PI-RADS v2.0 未见提高，可能原因是由于PI-RADS v2.1 本质并非PI-RADS v2.0 的升级版[11]，且本研究样本量较小。大多数研究认为PI-RADS 评分4、5 分病例的穿刺阳性率高，诊断敏感度及特异度较高，多建议临床行前列腺穿刺术，但对于PI-RADS 3 分病灶是否需要穿刺，仍未达成共识。本研究中，若仅以3 分作为穿刺截断值，将有37.84%的BPH 患者接受不必要的穿刺，诊断特异性相对较低。

PSA 是前列腺特异性指标，但诊断PCa 的特异性较低。近年研究报道多个PSA 相关新参数可以提高对PCa 的诊断率，包括PSAD、前列腺特异抗原移行带密度、fPSA/tPSA 等，其中以PSAD 最受关注[12]。PSAD 是PSA 与PV 的比值，可规避BPH 时PV 增大及前列腺上皮细胞数量增多所造成的PSA 增高。既往研究显示，当tPSA 介于4～10 ng/ml 时，PSAD 可作为PCa 的独立预测因子[13]，其正常值＜0.15 ng/ml2[9]。Lin 等[14]的多中心研究显示，当tPSA 介于10.1～ 20.0 ng/ml 时，PSAD 的最佳截断值为0.33 ng/ml2。本研究结果显示，PSAD 对PCa 的诊断价值较高，AUC 为0.785，当PSAD 截断值为0.50 ng/ml2时，诊断敏感度及特异度分别为55.90%、91.82%，其特异度较高而敏感度相对较低，但截断值明显大于上述研究，与本研究未限定tPSA 范围有关。

根据PI-RADS v2.1 评分及PSAD 分层这两个独立预测因子进行分组、分区，结果显示当PI-RADS≤2 分且PSAD≤0.350 ng/ml2及PI-RADS=3 分且PSAD ≤0.150 ng/ml2时，PCa 阳性率较低，而CsPCa 阳性率为0，PCa 诊断治疗指南建议CisPCa 患者首选等待观察治疗及密切随访[15]，因此根据本研究结果推断，在此范围内的患者可等待观察治疗及主动监测，避免不必要的穿刺活检术。当PI-RADS=3 分且PSAD＞0.350 ng/ml2或PI-RADS≥4 分且PSAD＞0.150 ng/ml2时，PCa 阳性率高，且53例PCa 中，仅1例（1.89%）为CisPCa，提示该范围内的PCa 患者多为CsPCa，尽早行穿刺活检术并获得GS 有助于避免错误分期、延误病情，同时可辅助决定治疗方案。本研究结果与Washino 等[16]的结果相近，但该研究采用的评分标准是PI-RADS v2.0 ， PSAD 分 为≤0.150 ng/ml2、 0.150～0.300 ng/ml2、＞0.300 ng/ml23 组，与本研究分组不同，可能是由于中国人前列腺上皮区域比例较大，因此PSA 较高所致[17]。综上所述，PI-RADS v2.1 评分及PSAD 是PCa 的危险因素，PI-RADS v2.1 评分结合PSAD 分层，有助于更直观、更准确地预测前列腺穿刺活检结果，同时有助于辅助指导临床的穿刺决策。

本研究的局限性：①样本量相对较小，且为回顾性研究，可能存在选择偏倚；②未区分外周带、移行带病灶，后续研究将进一步收集病例，并对病灶分区进行分析。