第2.1版前列腺影像报告和数据系统对有临床意义前列腺癌的诊断价值

黄昭君 李拔森 谭方琴 游慧娟 谢金珂

前列腺癌(prostate cancer, PCa)是老年男性最常见的恶性肿瘤之一，在我国位居男性恶性肿瘤第6位[1]，其发病率及死亡率逐年升高[2]。相比传统的诊断方法，如血清PSA和经直肠超声(transrectal ultrasound, TRUS)引导的穿刺活检，前列腺多参数磁共振成像(multi-parametric magnetic resonance imaging, mpMRI)明显提高了有临床意义前列腺癌(clinically significant PCa, csPCa)的检出能力，对于其分期及随访有着重要价值[3]。自2014年第二版前列腺影像报告和数据系统(prostate imaging-reporting and data system version 2.0, PI-RADS v2.0)发布以来，PI-RADS v2.0在放射学及泌尿外科学领域得到了一致认可，并广泛运用于临床工作中，其临床价值及实用性得到了充分证实，但也有其局限性，如观察者之间的一致性欠佳[4]。2019年PI-RADS指导委员会发布了PI-RADS v2.1[5]，该版本相比PI-RADS v2.0新增加了对中央带及前纤维肌肉基质的评分标准，修改了移行带评分标准，并对弥散加权成像(diffusion weighted imaging, DWI)序列2分与3分的评分标准及磁共振动态增强扫描(dynamic contrast enhancement magnetic resonance imaging, DCE-MRI)阴性与阳性之间的区别做了清晰的界定。目前国内关于PI-RADS v2.1在前列腺MRI诊断中的应用价值报道较少，本研究旨在探讨PI-RADS v2.1对csPCa的诊断价值。

对象与方法

一、临床资料

回顾性分析2019年6月至2020年10月在华中科技大学同济医学院附属同济医院行前列腺MRI检查的患者资料，并经TRUS穿刺病理证实。纳入标准：①临床可疑PCa行前列腺MRI，检查序列完整，常规序列包括T1加权成像(T1-weighted imaging, T1WI)、T2WI，功能成像序列包括DWI、DCE-MRI，并满足PI-RADS v2.1评分标准；②均在MRI检查后1个月内行TRUS引导的穿刺活检，并且有完整的病理结果(包括每针的Gleason评分)。排除标准：①前列腺MRI图像质量不能满足PI-RADS v2.1的评分标准或者序列不完整；②患者检查前有手术史、肿瘤病史或检查前接受过治疗。

共60例男性患者纳入本研究，患者年龄52～85(69±7)岁， PSA为4.11～928.01 ng/ml，平均(96.00±157.83)ng/ml。所有患者直肠指检结果均为阳性。采用常规6分区12针系统穿刺法在TRUS引导下行穿刺活检。对mpMRI前列腺可疑病灶运用MRI认知融合后加穿2针，穿刺位置由操作医师记录。穿刺病理结果由泌尿专业病理医师进行病理学诊断及组织分级，分级采用2014年国际泌尿病理协会(ISUP)修订的Gleason分级标准进行评分[6-7]。

二、MRI检查设备及参数

使用德国西门子公司3.0T磁共振(Siemens Skyra)扫描仪，使用18通道腹部相控阵线圈。患者检查前准备：膀胱适度充盈，排空直肠，取仰卧位，扫描中心定位于耻骨联合上方2.0 cm。MRI扫描序列和参数参照PI-RADS v2.1推荐标准设立(表1)。扫描序列包括轴位/矢状位/冠状位T2WI、轴位DWI和轴位DCE-MRI。DWI(b=0、50、200、400、800、1 000、1 500、2 000 s/mm2)扫描完成后，该MRI扫描仪自带后处理软件自动生成表观弥散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)图。经肘静脉注射钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)后行DCE扫描，注射流速2.0 ml/s，剂量0.1 mmol/kg，注射完毕后用生理盐水20 ml冲管。

表1 前列腺MRI扫描序列及参数

三、MRI图像分析及PI-RADS v2.1评分

将MRI采集图像传入PACS系统。由2名分别有5年、15年前列腺MRI诊断工作经验的医师采用双盲法独立对60例患者的T2WI、DWI及DCE-MRI图像进行观察分析并参照PI-RADS v2.1评分标准进行评分(表2)。PI-RADS v2.1具体评分标准见表3。DWI评分以b值2 000 s/mm2的图像作为参照。PI-RADS v2.1同PI-RADS v2.0相比较，对于外周带的评分标准无重大修改。PI-RADS v2.1提高了DWI序列对移行带T2WI 2分病变的评估权重，若T2WI评分为2分，而DWI序列评分≥4分时，则总体评分升级为3分。对于移行带正常/包膜完整的圆形结节(典型结节)，T2WI评分为1分，而对于无包膜/包膜不完整结节(不典型结节)或均匀稍低信号区，则T2WI评分为2分。移行带DWI 3分的评价标准为高b值DWI图像上呈局灶性高信号和(或)ADC图像上呈区别于背景的局灶(散在性)低信号；高b值DWI图像上呈显著的高信号或ADC图像上呈显著的低信号，但不能二者兼而有之。

表2 PI-RADS v2.1在前列腺移行带和外周带病灶中的评分标准(分)

表3 PI-RADS v2.1的T2WI和DWI评分标准

注：Any表示1～5分；DCE(+)表示与邻近正常前列腺组织相比，出现局灶性早期强化，且在T2WI和(或)DWI上有相应异常发现；DCE(-)表示无早期强化或弥漫性多病灶强化与T2WI和(或)DWI的病灶不对应

四、病理分析

由泌尿专业病理医师对病理切片进行仔细观察并作出相应诊断和报告，包含病变位置及其病理结果。每个分区内只要有一针是癌灶，则视该区为癌区；若一个区两针的Gleason分级不一致，取其分级高者。参照PI-RADS v2.1指南，csPCa定义为Gleason评分≥3+4分的中高危PCa，而Gleason评分≤3+3分则定义为惰性PCa。

五、统计学方法

应用 SPSS 22.0和MedCalc 19.0.7软件进行数据的录入及统计分析。计量资料采用均数±标准差表示，计数资料采用率表示。以TRUS穿刺病理结果为金标准，通过受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线评估PI-RADS v2.1对于csPCa的诊断价值。2名观察者评分结果的一致性评估采用Kappa检验，根据Kappa系数(≤0.20差，0.21～0.40一般，0.41～0.60中等，0.61～0.80好，≥0.81优秀)判断观察者间的一致性。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

60例患者均在TRUS引导下行6区12针穿刺活检(双侧的基底部、体部和尖部)。共360个分区，包括癌区158个和非癌区202个，158个癌区内Gleason评分均≥6分，包括移行带癌灶69个、外周带癌灶89个，见图1、2，其中csPCa癌灶148个(移行带65个，外周带83个；Gleason评分3+4分27个，Gleason评分4+3分44个，Gleason评分4+4分28个，Gleason评分3+5分12个，Gleason评分4+5分20个，Gleason评分5+3分4个，Gleason评分5+4分9个，Gleason评分5+5分4个)，非csPCa癌灶10个(移行带6个，外周带4个；Gleason评分均为3+3分)。

2名医师采用PI-RADS v2.1评分时，二者之间的Kappa值为0.84，一致性为优秀。

经ROC曲线分析算出约登指数，PI-RADS v2.1评分诊断csPCa和PCa的最佳界值均为3分。PI-RADS v2.1评分诊断csPCa的ROC曲线下面积为0.966，95%可信区间为0.950～0.981，其敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为95.3%、84.4%、81.0%、96.2%，见图3。PI-RADS v2.1评分诊断PCa的ROC曲线下面积为0.950，95%可信区间为0.930～0.969，其敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为89.9%、84.2%、81.6%、91.4%，见图4。癌区和非癌区PI-RADS v2.1评分的差异均有统计学意义(P<0.05)。

A：轴位T2WI示右侧尖部外周带见结节状类椭圆形低信号灶，大小约为9 mm×5 mm；B：轴位DWI示该病灶呈高信号，弥散受限；C：轴位DCE示该病灶早期明显强化；D：穿刺活检病理证实为前列腺右侧外周带癌，Gleason评分3+3分(HE染色，×100)。参照PI-RADS V2.1评分标准，该病灶在T2WI序列评分为4分，其轴面最大径<1.5 cm，DWI序列评分为4分，DCE(+)，PI-RADS v2.1整体评分为4分图1 PSA 5.821 ng/ml的57岁患者资料

A：轴位T2WI示左侧移行带见类圆形稍低信号灶，大小约为8 mm×6 mm；B：轴位DWI示该病灶呈稍高信号，弥散轻度受限；C：轴位DCE示该病灶无强化；D：穿刺活检病理证实为前列腺左侧移行带癌，Gleason评分4+3分(HE染色，×200)。参照PI-RADS v2.1评分标准，该病灶在T2WI序列评分为3分，DWI序列评分为3分，DCE(-)，PI-RADS v2.1整体评分为3分图2 PSA 8.27 ng/ml的68岁患者资料

图3 PI-RADS v2.1评分诊断csPCa的ROC曲线

图4 PI-RADS v2.1评分诊断PCa的ROC曲线

讨 论

csPCa是指Gleason评分≥7分，伴或不伴体积≥0.5 cm3、包膜外侵犯的病灶。早期识别csPCa，对治疗方案的选择以及患者的预后具有重要的意义。基于mpMRI的PI-RADS v2.0在csPCa的定位、定性诊断价值得到广泛应用，其可行性、有效性及实用性在临床实践中得到了进一步验证和肯定[8]，但也存在局限性，如观察者间一致性欠佳[9]。对移行区PCa的诊断识别仍然是一个挑战，因为老年患者几乎都有良性前列腺增生结节，并且具有与PCa重叠的MRI特征。PI-RADS v2.0基于T2WI在移行带的评估一致性(κ=0.19～0.68)往往低于外周带的评估一致性(κ=0.23～0.76)[10-12]。为了解决这些局限性，有研究提出：除了可以使用T2WI外，还可以使用DWI或衍生模型或放射组学分析来诊断移行带PCa[13-14]。PI-RADS v2.1在PI-RADS v2.0基础上对技术规范进行了细化，对评分标准进行了修订，其主要目的在于提高评分的一致性。修订了移行带T2WI、DWI的评分标准，典型的良性前列腺增生结节由2分下调为1分，而不典型结节则需结合T2WI及DWI进行综合评分。本研究中采用多b值DWI，DWI评分以b值2 000 s/mm2的图像作为参照。虽然PI-RADS v2.1指出当前并没有广泛认同的最佳b值，但是运用高b值(1 400～2 000 s/mm2)对PCa的诊断效能要优于低b值和中间b值[15]。

本研究显示2名医师采用PI-RADS v2.1评分的一致性高，究其原因可能是PI-RADS v2.1对相应评分细则进行了进一步修订、细化，使得评分医师在进行评分时能更加具体、全面的解读，从而减少差异。自PI-RADS v2.1发布后，国外已有少数学者对其一致性进行了研究，结果显示PI-RADS v2.1的一致性高[4]，而PI-RADS v2.0的一致性仅为中等[16]。在Bhayana等[17]的研究中，6名具有不同经验的放射科医师分别对80个前列腺病变(外周带40个，移行带40个)利用PI-RADS v2.1和PI- RADS v2.0进行了回顾性评估，结果显示在外周带评分中，对于PI-RADS评分≥4分的观察者间一致性前者高于后者，但在移行带评分中，二者的一致性相似。国内杨硕等[18]比较了PI-RADS v2.1和PI-RADS v2.0对前列腺移行带病变的诊断价值，发现前者的评分一致性高于后者，前者对移行带PCa的诊断效能不低于甚至略高于后者。

对于PI-RADS v2.1和PI-RADS v2.0的诊断效能有无异同，目前的文献报道存在差异。Moreira等[19]利用PI-RADS v2.1和PI-RADS v2.0分别对病变进行评分，研究发现PI-RADS 评分为1分的比例显著增高(0.6% vs 7.3%)，PI-RADS评分为2分(60.0% vs 53.8%)的比例显著下降，而PI-RADS评分3～5分的比例并无显著变化(39.4% vs 38.8%)，MRI阳性和阴性结果的数量均无显著变化，PI-RADS v2.1和PI-RADS v2.0诊断效能无显著差异。Xu等[20]对85例前列腺病变的患者分别采用PI-RADS v2.1和PI-RADS v2.0进行评分，发现前者的敏感度(81.7%)、特异度(83.5%)均显著高于后者。

PI-RADS v2.1在PI-RADS v2.0的基础上着重对mpMRI 采集技术规范和评分标准的细节进行了修改和细化，包括以下4个方面：①修订mpMRI采集技术规范，轴位T2WI为必扫序列，至少1个正交的平面，即矢状位和(或)冠状位。ADC图的计算，建议采用低b值(0～100 s/mm2)。DCE的时间分辨率更新为≤15 s。②增加中央带、前纤维肌肉基质评分标准，修改移行带评分标准，并对于DWI序列2分和3分的评分标准以及DCE-MRI阳性和阴性之间区别进行了清晰的界定。PI-RADS v2.1对于外周带评分标准与PI-RADS v2.0相仿。③修订DWI需与T2WI评分描述相对应。④修订前列腺分区。PI-RADS v2.1 中将其分为41个区(前列腺38个区、精囊2个区、尿道膜部1个区)，而PI-RADS v2.0共分为39个区(前列腺36个区、精囊2个区、尿道膜部1个区)。

本研究尚存在一定局限性：①采用PI-RADS v2.1对前列腺病变进行评分，以TRUS的结果作为金标准，穿刺所得病理结果与根治术后大体标本病理结果不一致。②本研究样本量较少，为单中心回顾性分析，可能会对结果产生偏倚。尚需进一步前瞻性研究PI-RADS v2.1在前列腺病变中的应用价值，并比较PI-RADS v2.1和PI-RADS v2.0的一致性和诊断效能。

总之，PI-RADS v2.1对前列腺病变具有良好的诊断价值，观察者之间的一致性高。随着 PI-RADS v2.1在临床上的不断应用、总结及优化，其对csPCa诊断及分期、靶向穿刺活检、疗效监测以及临床决策必将发挥重要的作用。