PI-RADS v2不同评分方法对前列腺良恶性病变诊断效能比较

来源:用户上传      作者:孙明华 陶健 袁怀平 阚宏 王嫚 邵凯凯

　　 【摘要】 目的：对比基于PI-RADS v2評分在1.5T MRI多参数成像中不同评分方法对前列腺良恶性病变诊断效能。方法：对经病理证实前列腺癌（prostate cancer，PCa）43例、前列腺增生（benign prostate hyperplasia，BPH）38例的MRI T2WI、DWI及动态增强图像（DCE）分别进行PI-RADS v2评分，将两位医师评分结果进行Cohen’s Kappa一致性检验;记录T2WI、DWI序列分值较大值，并对T2WI、DWI分值求平均值。绘制受试者工作特征曲线ROC曲线，比较曲线下面积，计算三种评分方法的敏感度、特异度。结果：两名医师T2WI、DWI单独评分所得分值较大值、均值及综合评分分值一致性强（K值分别为0.918、0.861、0.881），差异无统计学意义（P>0.05）;T2WI、DWI两者较大值、平均值及综合评分对前列腺评分结果依次为外周带PCa：（4.21±1.03）、（4.05±1.02）、（4.21±0.80）分，外周带BPH：（2.41±1.00）、（2.30±0.95）、（2.43±0.97）分，移行带PCa：（4.29±1.18）、（3.98±1.20）、（4.20±0.94）分，移行带BPH：（2.66±1.33）、（2.33±1.14）、（2.22±1.11）分，外周带、移行带PCa、BPH三种方法评分结果差异均有统计学意义（P<0.05）;外周带、移行带PI-RADS v2评分较大值、平均值及综合评分ROC曲线下面积分别为0.885、0.893、0.918及0.819、0.843、0.907。结论：基于PI-RADS v2评分T2WI、DWI评分的较大值、平均值及综合评分对前列腺外周带、移行带PCa均有较高的诊断效能，其中综合评分诊断效能最高，平均值准确度最高。
　　 【关键词】 前列腺癌 磁共振成像 前列腺影像报告和数据系统第2版
　　 [Abstract] Objective： To compare the diagnostic efficacy of different scoring methods base on PI-RADS v2 in 1.5T MRI multi-parameter imaging for benign and malignant prostate diseases. Method： The images of T2WI， DWI and dynamic enhanced images （DCE） in MRI of pathologically confirmed cases of 43 prostate cancer （PCa） and 38 of benign prostatic hyperplasia （BPH） were scored based on PI-RADS v2 by two radio-diagnostic physicians respectively， the results received the Cohen’s Kappa consistency test. The larger value and mean value of images of T2WI and that of DWI were recorded. The ROC curve of the receiver operating characteristic curve was drawn， the area under the curve was compared and calculated the sensitivity and specificity of the three scoring methods. Result： The agreement of the larger value， mean value on T2WI， DWI images and comprehensive score which scored by two radio-diagnostic physicians respectively was strong （K values were 0.918， 0.861， 0.881， respectively）， the difference was not statistically significant （P>0.05）. The values of the three scoring methods for prostate lesions were as follows， peripheral zone PCa： （4.21±1.03）， （4.05±1.02）， （4.21±0.80） score; peripheral zone BPH： （2.41±1.00）， （2.30±0.95）， （2.43±0.97） score; transition zone PCa： （4.29±1.18）， （3.98±1.20）， （4.20±0.94） score; transition zone BPH： （2.66±1.33）， （2.33±1.14）， （2.22±1.11） score. There were significant differences in the values of the three methods of PCa and BPH in peripheral zone and transition zone （P<0.05）. The area under the average ROC curve of the larger value， mean value on T2WI， DWI images and comprehensive score based on PI-RADS v2 in the peripheral zone and the transition zone of prostate were 0.885， 0.893， 0.918 and 0.819， 0.843， 0.907， respectively. Conclusion： The larger value， mean value of the T2WI， DWI images based on PI-RADS v2 and comprehensive score have higher diagnostic efficacy for the prostate cancer both in the peripheral zone and the transition zone， the diagnostic efficacy of comprehensive score is the highest. The accuracy of mean value is best.[Key words] Prostate cancer Magnetic resonance imaging Prostate image report and data system version 2First-author’s address： The Affilated Hospital in Fuyang of Anhui Medical University， Fuyang 236000， China 　　
　　 近年来，我国前列腺癌發病率逐年递增[1-4]，核磁共振多参数成像（multi-parameter MRI，MP-MRI）对其早期检出、良恶性病变鉴别诊断及指导活检均有较高的临床价值[5-9]，但存在着扫描参数不规范、图像分析一致性差、影像与临床医师交流不畅等问题。为此，2015年欧洲泌尿生殖协会联合美国放射协会、AdMeTech基金会制定了前列腺影像报告和数据系统（prostate imaging reporting and data system version 2，PI-RADS v2），该系统临床应用以来，其简便性、准确性得到普遍认可[10-12]，但该评分标准的使用方法不一[13-15]。本研究回顾性分析43例前列腺癌、38例前列腺增生MRI资料，基于PI-RADS评分对比不同评分方法对前列腺良恶性病变的诊断及鉴别诊断价值，现报道如下。
　　1 资料与方法
　　1.1 一般资料 收集2017年7月-2019年4月安徽医科大学附属阜阳医院81例临床拟诊为PCa、均行MRI T2WI、DWI及动态增强（dynamic contrast enhancement， DCE）扫描的患者。纳入标准：（1）无前列腺手术史，MRI检查前未接受穿刺及任何治疗;（2）图像质量不影响准确评分者;（3）所有患者MRI检查后（8周内）均行直肠超声引导下穿刺活检或手术，取得组织病理学结果。年龄45～92岁，平均（71.54±10.15）岁。前列腺特异性抗原（PSA）值范围0.04～132.10 ng/mL。
　　1.2 检查方法 使用Siemens Avanto 1.5T超导磁共振，8通道腹部相控阵线圈。前列腺轴位T2WI采用快速抑脂序列：TR 4 000 ms，TE 95 ms，回波链长度14，层厚4 mm，层间距1 mm，FOV 20 cm×20 cm，激励数4次，矩阵460×512。DWI轴位采用单次激发EPI序列，TR 6 000 ms，TE 85 ms，FOV 26 cm×30 cm，矩阵122×128，层厚4 mm，层间距1 mm，激励数4次，b值为800 s/mm2，ADC图像自动生成;DCE使用高压注射器在T2WI、DWI序列结束后经肘静脉以2 mL/s的速率注入钆喷酸葡胺15 mL，使用VIBE序列，TR 6.0 ms，TE 2.8 ms，层厚3.0 mm，FOV 20 cm×22 cm，连续扫描15期，扫描时间3 min 26 s。
　　1.3 图像分析及评分方法 由两名工作10年以上的影像诊断医师在不知病理结果的情况下，依据PI-RADS v2评分标准[16]，分别在Syngo工作站上对T2WI、DWI、DCE图像进行评分，记录每位患者T2WI、DWI评分的较大值、平均值[（T2WI+DWI）/2];另按PI-RADS v2评分标准得出综合分值，当前列腺外周带（peripheral zone，PZ）的DWI评分为3分时，DCE阴性，其PI-RADS评分仍为3分，当DCE阳性会引起有临床意义前列腺癌相关表现的可能性增加时，其分值升至4分。当DWI评分1、2、4、5分时，无论DCE阳性或阴性，其PI-RADS分值不受影响。对两名医师PI-RADS v2评分所得分值的较大值、平均值及综合评分进行Cohen’s Kappa检验，K值<0.21、0.21～0.41、0.41～0.60、0.61～0.80、0.81～1.00对应的一致性分别为较差、一般、中等、较强、强。将评分结果与病理结果对照，绘制受试者工作特征曲线ROC曲线，比较三种评分方法诊断外周带、移行带前列腺病变的敏感度、特异度及准确性。
　　1.4 统计学处理 使用统计学软件 进行分析，计量资料采用（x±s）表示，比较采用t检验，计数资料采用率（%）表示，比较采用字2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
　　2 结果
　　2.1 评分结果一致性分析 本研究纳入81例患者，其中PCa 43 例，BPH 38 例，共116个病灶（外周带：PCa 39个，BPH 22个;移行带：PCa 28 个，BPH 27个）。两位医师对所有病灶PI-RADS v2评分的较大值、平均值及综合评分一致性强（K值分别为0.918、0.861、0.881）;结果分别为：（3.33±1.16）、（2.98±1.11）、（3.47±1.50）分及（3.60±1.44）、（3.25±1.50）、（3.49±1.44）分。两组评分结果比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。
　　2.2 前列腺良恶性病变的PI-RADS v2评分 外周带、移行带PCa、BPH的T2WI、DWI PI-RADS v2评分分值的较大值、平均值及综合评分比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表1。
　　2.3 PI-RADS v2不同评分方法对前列腺良恶性病变的诊断效能ROC曲线分析 基于PI-RADS v2评分，外周带综合评分诊断前列腺病变敏感度、准确度最高，平均值的特异度最高;移行带综合评分特异度、准确度最高但敏感度低于较大值。外周带、移行带PI-RADS v2评分的较大值、平均值及综合评分的ROC曲线下面积分别为0.885、0.893、0.918及0.819、0.843、0.907。见表2，图1。
　　2.4 典型影像图分析 图2A示T2WI局限性低信号（箭头）评分为2分;图2B～C示DWI局限性轻度高信号（箭头），图2ADC图局灶性重度低信号（箭头），评分3分;图2D示DCE阳性：局灶性（箭头），早于邻近正常前列腺组织强化，与T2WI和DWI相应可疑病变符合。图3A示T2WI边界清晰低信号（箭头），最大径<1.5 cm，评分4分;图3B示DWI轻度高信号（箭头），评分3分;图3C示ADC局限性中度低信号（箭头），评分3分;图3D示局灶性与T2WI、DWI相符合的早期强化灶（箭头），DCE（+），PI-RADS评分升为4分。见图2、3。 　　
　　
　　3 讨论
　　3.1 不同影像诊断医师使用PI-RADS v2评分结果的一致性 PI-RADS v2对MP-MRI诊断早期PCa的扫描参数及评分标准做了统一规范，自其推出以来，其对早期PCa的诊断效能已得到大家普遍认可[10-12]，但其评分结果仍受诊断医师主观因素影响。Stolk等[17]研究显示经验丰富的影像诊断医师诊断移行带PCa的假阳性率低于经验欠缺的诊断医师（两者假阳性率分别为33%，59%，P=0.033）。本研究所有病例T2WI、DWI及DCE图像资料均由两名工作十年以上医师（11、12年）分别单独评分;依据PI-RADS v2，两名医师在PI-RADS 1、5两个分值完全一致，有28个（PZ 7个，TZ 21个）病灶在2～4分间两名医师意见不同，主要分歧点在DCE（3个）加分与否及T2WI（12个）、DWI（13个）信号强度的认定，但T2WI、DWI分值的较大值、平均值及综合评分一致性强（K值分别为0.918、0.861、0.881），评分结果差异均无统计学意义（P>0.05）。前列腺病灶内液体含量减低时，会引起T2WI低信号，其常见病因有BPH、慢性炎症、瘢痕及PCa。BPH以基质增生为主时，病灶内纤维成分增多，腺体数量减少，体积缩小;前列腺慢性炎症、瘢痕形成及前列腺癌结节内较高的细胞微观密度都能导致病灶液体含量减少。前列腺癌较高的细胞密度使结节内水分子自由扩散受限，引起DWI高信号。基质型BPH内纤维组织的过度增生、前列腺炎伴脓液形成时也会出现DWI高信号。以上原因都会影响医师评分的准确性。李鹏等[18]认为同年资医师应用PI-RADS v2对中央腺体PCa评分结果诊断一致性高（K=0.65，P<0.05），与本研究结果一致。因此，不同医师阅片前有必要进行PI-RADS培训，T2WI、DWI信号强度认定可提前借助图像信号强度值统一认识。
　　3.2 PI-RADS v2不同评分方法对早期PCa的诊断效能 PI-RADS v2对T2WI、DWI诊断前列腺病变通过量化评分方式分别进行了规范，且规定外周带疾病以DWI评分为主，移行带以T2WI评分为主，同时利用DCE不同表现对外周带DWI的评分为3分进行校正。大量研究利用PI-RADS v2综合评分方法证实其对早期PCa有很高的诊断效能。本研究分别利用T2WI、DWI序列按PI-RADS v2评分标准对前列腺移行带、外周带病变进行评分，外周带DWI评分为3分时，根据DCE表现不同做出最终评分;取T2WI、DWI分值中较大值，计算两者平均值（（T2WI+DWI）/2）。表1结果显示，外周带、移行带的PCa、BPH评分的较大值、平均值及综合评分分值比较，PCa分值均大于BPH，差异均有统计学意义（P<0.05）。张永胜等[15]研究结果也显示移行区PCa分值高于BPH，进一步证实了PI-RADS v2评分标准的准确性。
　　 赵雪梅等[19]基于PI-RADS v2 对前列腺移行带、外周带病变进行T2WI、DWI单独评分及PI-RADS v2综合评分发现，三种评分方法对前列腺外周带病变均有较高的敏感度（88.89%、80.00%、91.11%），差异有统计学意义（P=0.038）;移行带病变敏感度均为94.28%，差异无统计学意义（P=0.198）。彭峰河等[20]基于PI-RADS v2对移行带PCa进行T2WI、DWI、DCE-MRI及MP-MRI评分，发现四种评分方法对PCa均有较高的诊断效能，敏感度、特异度分别为85.4%、84.4%，78.0%、81.3%，78.0%、86.8%，92.7、83.9%，ROC曲线下面积分别为0.914、0.887、0.773、0.927。本研究以PI-RADS v2综合评分、T2WI、DWI评分中较大值、平均值作为最终评分结果，发现综合评分ROC曲线下面积最大（外周带0.918，移行带0.907），诊断效能最高;可能是由于综合评分根据外周带、移行带组织结构不同分别将DWI、T2WI作为主要评分序列，较另外三种评分方法更为科学。（T2WI+DWI）/2诊断外周带、移行带的特异度分别为90.91%、 88.89%，与赵雪梅等[19（89.79%、91.83%、89.79%）、彭峰河等[20]研究结果一致，进一步验证了PI-RADS v2的准确性。本研究T2WI、DWI两者分值较大值敏感度高于两分值的平均值，可能由于以较大值作为评分标准，存在过度评分，导致PCa诊断的假阳性率增高，特异度减低。ROC曲线下面积也提示外周带、移行带T2WI、DWI较大值诊断效能（0.885、0.819）低于两者分值之平均值（0.893、0.843）及综合评分。
　　 总之，PI-RADS v2是一种基于客观评分标准对前列腺病变进行主观评分的系统，T2WI、DWI两者分值中较大值、平均值及综合评分对前列腺外周带、移行带病变均有较高的诊断效能，其中PI-RADS v2综合评分诊斷效能及准确度均最高。PI-RADS v2有无更加高效、准确的评分方法尚待进一步研究。
　　 本研究不足之处：（1）本研究图像分析医师均为影像诊断医师，没有临床医师参与，PI-RADS v2对影像、临床医师在前列腺病变诊断一致性的作用尚不清楚;（2）样本量小，研究结果会受影响;（3）病理结果大多来自穿刺活检，可能会遗漏病灶，存在假阴性。今后的研究会联合临床医师共同开展，增大病例数，降低穿刺漏诊率。
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　　（收稿日期：2019-08-29） （本文编辑：周亚杰）
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