基于PI-RADS v2研究多參數(shù)磁共振成像在前列腺癌中的診斷價(jià)值

曾浩，楊國慶，付泉水，陳洪，趙林偉，牛翔科

（1.四川省遂寧市中心醫(yī)院放射影像科，四川遂寧629000；2.成都大學(xué)附屬醫(yī)院放射科，四川成都610081）

基于PI-RADS v2研究多參數(shù)磁共振成像在前列腺癌中的診斷價(jià)值

曾浩1，楊國慶1，付泉水1，陳洪1，趙林偉1，牛翔科2

（1.四川省遂寧市中心醫(yī)院放射影像科，四川遂寧629000；2.成都大學(xué)附屬醫(yī)院放射科，四川成都610081）

目的：探索前列腺影像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)第二版（PI-RADS v2）在前列腺疾病中的評分一致性及其在前列腺癌中的診斷價(jià)值。方法：回顧性分析經(jīng)超聲引導(dǎo)下穿刺活檢病理證實(shí)的前列腺病變176例的多參數(shù)磁共振成像表現(xiàn)。由兩位觀察者盲法對病灶進(jìn)行評分。Kappa檢驗(yàn)對兩位觀察者評分一致性進(jìn)行分析；采用受試者工作特征曲線分析PI-RADS v2在前列腺癌中的診斷價(jià)值。結(jié)果：PI-RADS v2在外周帶和移行帶病灶中的評分一致性Kappa系數(shù)分別為0.63和0.60；對于外周帶和移行帶癌，PI-RADS v2診斷敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為85%，79%，76%，87%和81%，69%，64%，72%。結(jié)論：對于前列腺外周帶和移行帶病灶，PI-RADS v2觀察者間一致性均為高度。對于外周帶癌，PI-RADS v2可取得較高的診斷敏感性和陰性預(yù)測值；對于移行帶癌，雖然診斷敏感性較高，但仍需進(jìn)一步探索增加診斷特異性的方法。

前列腺腫瘤；磁共振成像

磁共振成像從上世紀(jì)八十年代就用來無創(chuàng)評估前列腺及其周圍結(jié)構(gòu)[1]。最初只有T1WI和T2WI，隨著近年來磁共振功能成像的快速發(fā)展，多參數(shù)磁共振成像已廣泛用于前列腺腫瘤的診斷和治療后隨訪等[2]。但其報(bào)告不規(guī)范是阻礙多中心、不同專業(yè)領(lǐng)域醫(yī)師之間交流的主要障礙。為利于多中心交流，2012年歐洲泌尿生殖協(xié)會基于高質(zhì)量研究結(jié)果和專家共識等制定了前列腺影像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)第一版（PIRADS v1），經(jīng)過兩年的臨床實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)其仍存在許多不足之處[3]?；诖?，歐洲泌尿生殖放射學(xué)會、美國放射學(xué)會和AdMeTech基金會共同對其進(jìn)行了修改，制定了PI-RADS v2評分系統(tǒng)。目前，最新版本運(yùn)用于前列腺癌的診斷國內(nèi)鮮有報(bào)道，本研究采用最新的評分標(biāo)準(zhǔn)探討其在前列腺癌中的評分一致性和診斷價(jià)值，擬為下一步研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

所有患者行前列腺多參數(shù)磁共振成像（mp-MRI）和超聲引導(dǎo)下穿刺檢查前均簽署知情同意書。連續(xù)性收集2013年2月—2015年12月315例接受前列腺mp-MRI檢查的患者資料。具體納入標(biāo)準(zhǔn)：①接受前列腺mp-MRI檢查的患者；②經(jīng)超聲引導(dǎo)下穿刺病理證實(shí)為前列腺癌或前列腺良性病灶；③前列腺多參數(shù)磁共振成像距穿刺活檢時(shí)間均在1月內(nèi)。具體排除標(biāo)準(zhǔn)：①患者在行磁共振檢查前接受過治療，如激素治療、放療等；②圖像質(zhì)量效果不佳，影響分析評價(jià)。最終176例患者納入研究。

1.2 MR掃描參數(shù)

使用Siemens AVANTO 1.5T超導(dǎo)型磁共振掃描儀進(jìn)行掃描，采用8通道腹部相控陣線圈，掃描前囑患者排盡小便，取仰臥位。前列腺軸位、冠狀位、矢狀位采用脂肪抑制快速自旋回波序列T2WI，TR/TE 4 000ms/100ms，層厚/層間距3mm/0mm，視野（FOV）為200mm×200mm；矩陣256×220。DWI成像采用自旋-平面回波成像序列（SE-EPI），b值取0s/mm2、50 s/mm2、100 s/mm2、800 s/mm2，具體掃描參數(shù)：TR/TE 3 700ms/80ms，視野（FOV）為260mm×220mm，矩陣160×100，掃描層數(shù)為20層，層厚/層間距3mm/0mm，激勵(lì)次數(shù)（NEX）為6次。動態(tài)增強(qiáng)掃描采用VIBE序列，掃描參數(shù)：FOV為260mm×260mm，矩陣256×256，掃描層數(shù)為20層，層厚/層間距3mm/0mm，TR/TE 5ms/1.69ms，激勵(lì)次數(shù)為1次。采用高壓注射器經(jīng)肘前靜脈團(tuán)注對比劑Gd-DTPA，劑量0.1mmol/kg，對比劑注入后注入20mL生理鹽水，注射流率均為3mL/s。

1.3 圖像分析

在PACS系統(tǒng)工作站上由兩位不知病理結(jié)果的醫(yī)師（分別有1年和3年腹部影像診斷經(jīng)驗(yàn)）對本組176例患者的mp-MRI圖像進(jìn)行分析，評分前對兩位觀察者進(jìn)行評分標(biāo)準(zhǔn)告知，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1，2[4]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

表1 PI-RADS v2具體評分標(biāo)準(zhǔn)

表2 PI-RADS v2在前列腺外周帶和移行帶病灶中的評分

統(tǒng)計(jì)分析采用Medcacl軟件。評價(jià)研究者間評分一致性采用Kappa檢驗(yàn)。Kappa系數(shù)的k值取值范圍在（-1，1）之間，采用Landis和Koch標(biāo)準(zhǔn)[5]，將一致性強(qiáng)度分為極佳（k＞0.80）、高度（0.60＜k≤0.80）、中度（0.40＜k≤0.60）、低度（0.2＜k≤0.40）、輕微（0≤k≤0.20）和差（k＜0）。采用受試者工作特征曲線分析觀察者1運(yùn)用PI-RADS v2在前列腺外周帶和移行帶癌中的診斷價(jià)值，Youden指數(shù)確定PIRADS v2診斷前列腺外周帶和移行帶癌的閾值，根據(jù)貝葉斯定理確定陰性預(yù)測值（NPV）和陽性預(yù)測值（PPV）。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

納入研究的176例患者平均年齡為（61.8±15.3）歲，平均前列腺特異性抗原（16.4±5.5）ng/mL，穿刺活檢結(jié)果為：外周帶病變104例，其中前列腺癌44例，前列腺良性病變60例；移行帶病變72例，其中前列腺癌34例，前列腺良性病變38例。

2.1 觀察者間一致性分析

前列腺外周帶病灶、惡性病灶、良性病灶PIRADS v2觀察者間一致性Kappa系數(shù)分別為：0.63，0.82，0.56；前列腺移行帶病灶、惡性病灶、良性病灶PI-RADS v2觀察者間一致性Kappa系數(shù)分別為：0.60，0.80，0.53（圖1，2）。

圖1 68歲，男，PSA 18.76 ng/mL。T2WI（圖1c）軸位示移行帶右側(cè)見不均勻低信號病灶，邊界不清（黃色箭頭），T2WI評分為3分。DWI（圖1b）病灶成明顯高信號（黃色箭頭）和ADC（圖1a）軸位示病灶呈明顯低信號（黃色箭頭），且病灶最大徑大于1.5 cm，DWI-ADC評分為5分，參考PI-RADS v2，最終評分4分，穿刺活檢證實(shí)為前列腺癌。Figure 1.A 68-year-old man with PSA of 18.76 ng/mL.TRUS-guided biopsy revealed a prostate cancer.T2-weighted axial image(Figure 1c)showed a focal lesion of obscured margin with heterogeneous signal intensity(yellow arrow),T2-weighted imaging score was 3.DWI(Figure 1b)and ADC map(Figure 1a)showed that this lesion was markedly hypointense on the ADC map and markedly hyperintense on the diffusion-weighted MR image,measuring larger than 1.5 cm in the longest diameter(yellow arrow),DWI-ADC score was 5.Finally,this focal lesion was assigned a PI-RADS v2 score of 4.

圖2 61歲，男，PSA 11.36 ng/m L。ADC（圖2c）軸位示外周帶左側(cè)見輕度低信號病灶（黃色箭頭）。DWI（圖2b）病灶成等-輕度高信號（黃色箭頭），DWI-ADC評分為3分，DCE（圖2a）可見病灶早期出現(xiàn)強(qiáng)化（黃色箭頭），參考PI-RADS v2，最終評分4分，穿刺活檢證實(shí)為前列腺癌。Figure 2.A 61-year-old man with PSA of 11.36 ng/mL,TRUS-guided biopsy revealed a prostate cancer.ADC map(Figure 2c)and DWI(Figure 2b)showed a focal lesion with moderately hypointensity on the ADC map and isointensity to mild hyperintensity on the diffusion-weighted MR image(yellow arrow),DWI-ADC score was 3.Axial dynamic contrast-enhanced T1-weighted image(Figure 2a)showed early enhancement of the lesion relative to the rest of the gland(yellow arrow),DCE imaging was positive.Finally,this focal lesion was assigned a PI-RADS v2 score of 4.

2.2 診斷效能分析

由ROC曲線分析，當(dāng)閾值為≥4時(shí)，PI-RADS v2診斷前列腺外周帶癌的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為85%，79%，76%，87%；當(dāng)閾值為≥4時(shí)，PI-RADS v2診斷前列腺移行帶癌的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值分別為81%，69%，64%，72%。ROC曲線分析結(jié)果見表3。

表3 PI-RADS v2在前列腺癌中的診斷價(jià)值

3 討論

前列腺癌是歐美國家男性常見的腫瘤，隨著我國老年化趨勢的加重，前列腺癌的發(fā)病率在我國也呈增加的趨勢。常規(guī)前列腺特異性抗原和直腸指檢對于診斷前列腺癌均缺乏特異性。而隨著BI-RADS評分在乳腺疾病中取得的成功，臨床迫切需要前列腺多參數(shù)磁共振成像的標(biāo)準(zhǔn)化影像數(shù)據(jù)報(bào)告系統(tǒng)?；诖耍瑲W洲泌尿生殖學(xué)會制定了RI-RADS v1，但經(jīng)過兩年多的臨床實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)其存在不足之處，例如前列腺動態(tài)增強(qiáng)掃描在前列腺癌中的診斷價(jià)值有限，未對前列腺不同區(qū)域進(jìn)行劃分等[6]?；谏鲜霾蛔慵敖谘芯砍晒?，由歐洲泌尿生殖學(xué)會、美國放射學(xué)會和AdMeTech基金會組成的指導(dǎo)委員會在2014年重新制定了PI-RADS v2，其主要目的是為了讓前列腺mp-MRI在掃描參數(shù)、圖像解釋和報(bào)告規(guī)范等方面取得更高的一致性并提高其在前列腺癌中的診斷價(jià)值。

Schimm?ller等[5]運(yùn)用PI-RADS v1發(fā)現(xiàn)針對前列腺病變，T2WI評分一致性為中度，DWI評分一致性為高度，但該研究未區(qū)別不同前列腺區(qū)域，所以未能與本研究結(jié)果進(jìn)行直接比較。本研究結(jié)果顯示，針對前列腺外周帶和移行帶病灶，PI-RADS v2一致性均為高度，并且對于惡性病灶，觀察者一致性達(dá)到極佳。分析其提高評分一致性的可能原因?yàn)椋孩貾IRADS v2針對不同區(qū)域進(jìn)行了劃分，T2WI作為主要序列只針對前列腺移行帶病灶進(jìn)行評分，DWI作為主要序列對外周帶病灶進(jìn)行評分；②對比于PIRADS v1，PI-RADS v2對每一個(gè)評分進(jìn)行了更為精確地細(xì)化。例如，不再使用“erased charcoal”和“organised chaos”等來描述移行帶癌和良性前列腺增生，研究參與者的體會是減少了不同評分之間的“灰色地帶”，更有利于準(zhǔn)確劃分類別。同樣我們觀察到，針對惡性病灶，其PI-RADS v2一致性均高于良性病灶，結(jié)合既往研究結(jié)果，分析對其可能的解釋為：前列腺良性病灶可表現(xiàn)為不同的信號特點(diǎn)，可能跨越評分范圍較廣，從而降低了評分者之間的一致性。

Renard-Penna等[7]研究證實(shí)PI-RADS v1評分閾值設(shè)定為9時(shí)，在前列腺癌中的診斷敏感性、特異性分別為87%和83%。由于PI-RADS v2和PIRADS v1采用不同的評分標(biāo)準(zhǔn)，所以較難進(jìn)行直接比較。該研究顯示單獨(dú)針對前列腺移行帶癌，當(dāng)閾值設(shè)定4分時(shí)，PI-RADS v2診斷前列腺移行帶癌的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為85%，79%，76%，87%，提示其運(yùn)用于外周帶癌的診斷可取得較高的敏感性和陰性預(yù)測值，即當(dāng)PIRADS v2評分小于4分時(shí)，我們有較大把握在外周帶排除前列腺癌，但由于該研究為回顧性研究，研究病例數(shù)少等客觀因素存在，我們?nèi)詫υ摻Y(jié)果持謹(jǐn)慎態(tài)度，建議在此基礎(chǔ)上排除前列腺癌仍需要結(jié)合患者的病史和實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果，對可疑患者仍建議隨訪。對于前列腺移行帶癌，其敏感性較高，但特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值均不夠理想，分析其主要原因?yàn)椋呵傲邢僭錾饕l(fā)生在移行帶，其內(nèi)部成分由于含有間質(zhì)或細(xì)胞成分不同，在T2WI上可跨度為1～4分，并且一些良性增生結(jié)節(jié)由于細(xì)胞成分致密，在DWI上也可出現(xiàn)4分的表現(xiàn)，造成診斷特異性的下降[8]。

本研究存在的不足之處：①納入病例均為超聲引導(dǎo)下活檢證實(shí)，未采用手術(shù)切除作為金標(biāo)準(zhǔn)。②把前列腺不同區(qū)域進(jìn)行劃分后，每個(gè)區(qū)域研究病例數(shù)較少，有待擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。③該研究為回顧性研究，不可避免存在偏倚等?？傊瑢τ谇傲邢偻庵軒Ш鸵菩袔Р≡?，PI-RADS v2觀察者間一致性均為高度。對于外周帶癌，PI-RADS v2可取得較高的診斷敏感性和陰性預(yù)測值；對于移行帶癌，雖然診斷敏感性較高，但仍需進(jìn)一步探索增加其診斷特異性的方法。

[1]Iwazawa J,Mitani T,Sassa S,et al.Prostate cancer detection with MRI:is dynamic contrast-enhanced imaging necessary in addition to diffusion-weighted imaging?[J].Diagn Interv Radiol,2011,17(3):243-248.

[2]Oto A,Kayhan A,Jiang Y,et al.Prostate cancer:differentiation of central gland cancer from benign prostatic hyperplasia by using diffusion-weighted and dynamic contrast-enhanced MR imaging[J].Radiology,2010,257(3):715-723.

[3]Vargas HA,H?tker AM,Goldman DA,et al.Updated prostate imaging reporting and data system(PIRADS v2)recommendations for the detection of clinically significant prostate cancer using multiparametric MRI:critical evaluation using whole-mount pathology as standard of reference[J].Eur Radiol,2016,26(6):1606-1612.

[4]Barrett T,Turkbey B,Choyke PL.PI-RADS version 2:what you need to know[J].Clin Radiol,2015,70(11):1165-1176.

[5]Schimm?ller L,Quentin M,Arsov C,et al.Inter-reader agreement of the ESUR score for prostate MRI using in-bore MRI-guided biopsies as the reference standard[J].Eur Radiol,2013,23(11):3185-3190.

[6]Baur AD,Maxeiner A,Franiel T,et al.Evaluation of the prostate imaging reporting and data system for the detection of prostate cancer by the results of targeted biopsy of the prostate[J].Invest Radiol,2014,49(6):411-420.

[7]Renard-Penna R,Mozer P,Cornud F,et al.Prostate Imaging Reporting and Data System and Likert Scoring System:Multiparametric MR Imaging Validation Study to Screen Patients for Initial Biopsy[J].Radiology,2015,275(2):458-468.

[8]Junker D,Sch?fer G,Edlinger M,et al.Evaluation of the PIRADS scoring system for classifying mpMRI findings in men with suspicion of prostate cancer[J].Biomed Res Int,2013,2013:252939.

Value of multiparametric magnetic resonance imaging in prostate cancer detection based on prostate imaging reporting and data system version 2

ZENG Hao1,YANG Guo-qing1,FU Quan-shui1,CHEN Hong1,ZHAO Lin-wei1,NIU Xiang-ke2
(1.Department of Radiology,Suining Central Hospital,Suining Sichuan 629000,China;2.Department of Radiology,Affiliated Hospital of Chengdu University,Chengdu 610081,China)

Objective:To evaluate interobserver agreement and diagnosis value with the use of updated Prostate Imaging Reporting and Data System version 2(PI-RADS v2)for the detection of prostate cancer.Methods:The multiparametric MRI images of 176 histologically proven prostate lesions were analyzed retrospectively.Prostate biopsy was performed under the guidance of TRUS.Biopsied lesions were evaluated according to the PI-RADS v2 and compared with histopathological findings by two observers blindly.Cohen’s Kappa statistics were calculated to evaluate the consistency of the two observers and the area under the receiver operating characteristic curve(ROC-AUC)was calculated to evaluate the diagnosis value of PI-RADS v2.Results:Interobserver agreement for peripheral zone and transition zone lesions were 0.63 and 0.60,respectively.For peripheral zone cancer and transition zone cancer,the sensitivity,specificity,PPV,and NPV were 85%,79%,76%,87%and 81%,69%,64%,72%,respectively.Conclusion:The application of updated PI-RADS v2 provides high interobserver agreement for detecting peripheral zone and transition zone lesions.Futhermore,PI-RADS v2 can achieve relatively high sensitivity and NPV in the diagnosis of peripheral zone cancer.For transition zone cancer,although PI-RADS v2 can achieve relatively high sensitivity,the specificity needs to be improved.

Prostatic neoplasms;Magnetic resonance imaging

R737.25；R445.2

A

1008－1062（2017）01－0060－04

2016-03-29；

2016-05-12

曾浩（1981-），男，四川遂寧人，主治醫(yī)師。E-mail：862639224@qq.com

曾浩，四川省遂寧市中心醫(yī)院放射影像科，629000。E-mail：862639224@qq.com