超聲彈性成像與磁共振彌散成像引導(dǎo)穿刺活檢前列腺癌診斷的對(duì)比研究

魯虹霞，宋建勛，吳婷婷，童明輝，梁 濤

（1.深圳大學(xué)第二附屬醫(yī)院超聲科，廣東深圳518100；

2.蘭州大學(xué)第二醫(yī)院超聲科，甘肅蘭州730030）

近年來經(jīng)直腸實(shí)時(shí)超聲彈性成像（transrectal real-time tissue elastography，TRTE）和磁共振彌散成像（diffusion weighted imaging，DWI）技術(shù)廣泛應(yīng)用于前列腺疾病的診斷，研究顯示，TRTE和DWI診斷前列腺癌的靈敏度優(yōu)于經(jīng)直腸超聲（transrectal ultrasound，TRUS）和常規(guī)磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）檢查［1-4］。本研究通過對(duì)比分析TRTE及DWI技術(shù)對(duì)前列腺良惡性病變的診斷效能，探討兩者靶向引導(dǎo)前列腺穿刺活檢的價(jià)值及與前列腺癌Gleason評(píng)分［5］之間的相關(guān)性，以期為臨床選擇合理的個(gè)體化穿刺指導(dǎo)方案、判定腫瘤惡性程度及預(yù)后評(píng)估提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2015年6月至2018年9月在我院疑診為前列腺癌的患者126例，年齡47～83（69.4±7.6）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：前列腺特異性抗原（prostate specific antigen，PSA）≥4 ng/mL；直腸指檢異常（捫及前列腺硬度增大或有可疑硬結(jié)）；前列腺穿刺活檢前未接受過前列腺疾病治療。所有病人在行經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下前列腺穿刺活檢術(shù)前均在一周內(nèi)接受TRUS+TRTE及MRI+DWI檢查，穿刺術(shù)前均簽署知情同意書，本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)審核并批準(zhǔn)。

1.2 儀器與方法

1.2.1 TRUS及TRTE檢查 使用Hitachi HI Vision超聲診斷儀，頻率5.0～9.0 MHz腔內(nèi)端掃式探頭，患者左側(cè)臥位，屈髖屈膝。觀察前列腺大小、形態(tài)、血流分布狀態(tài)，然后切換至彈性成像模式，采用實(shí)時(shí)雙幅成像同時(shí)觀察二維及彈性圖像，獲取穩(wěn)定的彈性動(dòng)態(tài)圖像。根據(jù)Kamoi等［6］提出的彈性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)TRTE圖像進(jìn)行分析（圖像中藍(lán)色代表組織硬度大、紅色代表組織硬度小、綠色代表組織硬度中等），彈性分級(jí)Ⅰ～Ⅱ級(jí)視為良性，≥Ⅲ級(jí)視為惡性。

1.2.2 磁共振成像檢查 使用德國(guó)西門子3.0 T verio MRI掃描儀，患者適度充盈膀胱，取仰臥位，以恥骨聯(lián)合上2 cm為中心掃描。掃描序列包括冠狀面、軸面、矢狀面T2WI，軸面T1WI及軸面DWI序列。T2WI掃描參數(shù)：矩陣448 mm×640 mm，F(xiàn)OV 230 mm×230 mm，TR/TE 4724 ms/74 ms，層厚3 mm，層間距0.3。DWI掃描參數(shù)：矩陣192 mm×320 mm，F(xiàn)OV 240 mm×300 mm，TR/TE 5 600 ms/88 ms，層厚3.5 mm，層間距1.05 mm，b值選取0 s/mm2及800 s/mm2。DWI序列自動(dòng)生成表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）圖，根據(jù)2014年前列腺癌MR檢查和診斷共識(shí)［7］，多序列結(jié)合確定病變位置，手工繪制感興趣區(qū)（region of interest，ROI），測(cè)量相應(yīng)部位的ADC值，測(cè)量3次取平均值，疑多癌灶患者取多個(gè)病灶A(yù)DC值的平均值。

1.2.3 經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下前列腺穿刺活檢 穿刺前根據(jù)經(jīng)直腸超聲二維與彈性圖像以及MRI與DWI圖像，確定可疑病灶，并根據(jù)前列腺6分區(qū)法定位可疑病灶位置。使用Hitachi HI Vision超聲診斷儀，頻率5.0～9.0 MHz腔內(nèi)端掃式探頭，配有專用穿刺引導(dǎo)架，Bard自動(dòng)活檢槍和18 G一次性活檢針。患者取左側(cè)臥位，在經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下行前列腺穿刺活檢，穿刺方案采用靶目標(biāo)穿刺與系統(tǒng)穿刺相結(jié)合的方法（TRTE或DWI檢查可疑病灶位置橫切面與縱切面各穿刺一針，然后進(jìn)行前列腺常規(guī)6點(diǎn)系統(tǒng)穿刺），穿刺標(biāo)本依次做好標(biāo)記后送病理。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以穿刺活檢病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算TRTE、DWI兩種方法診斷前列腺良惡性病變的敏感度、特異度、準(zhǔn)確性、陽性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值，兩組間比較采用χ2檢驗(yàn)；繪制超聲彈性評(píng)分和ADC值受試者操作特性曲線（receiver operating characteristic，ROC），Z檢驗(yàn)比較曲線下面積（area under curve，AUC）的差異；超聲彈性評(píng)分和ADC值與前列腺癌Gleason評(píng)分的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果

本研究126例患者中，經(jīng)穿刺活檢病理證實(shí)為前列腺良性增生60例，其中15例伴慢性炎癥，4例伴上皮內(nèi)瘤變，5例伴不典型增生；前列腺癌66例，均為腺癌，Gleason評(píng)分6～9分。

2.2 TRTE、MRDWI對(duì)前列腺癌診斷效率的比較

126例患者中TRTE診斷為前列腺增生61例，穿刺病理證實(shí)47例；DWI診斷為前列腺增生62例，穿刺病理證實(shí)54例（圖1）。所有患者中TRTE診斷為前列腺癌65例，穿刺病理證實(shí)52例；DWI診斷為前列腺癌64例，穿刺病理證實(shí)58例（圖2）。TRTE診斷前列腺癌的敏感度為78.8%，特異度為78.3%，準(zhǔn)確性為78.6%，陽性預(yù)測(cè)值為80%，陰性預(yù)測(cè)值為77.1%（表1）；DWI診斷前列腺癌的敏感度為87.9%，特異度為90%，準(zhǔn)確性為88.9%，陽性預(yù)測(cè)值為90.6%，陰性預(yù)測(cè)值為87.1%（表2）。DWI診斷前列腺癌的敏感度、特異度、準(zhǔn)確性均高于TRTE，兩者兩兩比較敏感度與特異度無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），準(zhǔn)確性有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。

圖1 穿刺病理證實(shí)為前列腺增生患者超聲彈性成像圖及MRI圖像Fig.1 Ultrasound elastography and MRI images of a patient with benign prostatic hyperplasia proven by puncture pathology

圖2 穿刺病理證實(shí)為前列腺癌患者超聲彈性成像圖及MRI圖像Fig.2 Ultrasound elastography and MRI images of a patient with prostate cancer proven by puncture pathology

表1 TRTE與病理結(jié)果的比較Table 1 Comparison of TRTE and pathological results（n）

表2 DWI與病理結(jié)果的比較Table 2 Comparison of DWI and pathological results（n）

2.3 超聲彈性評(píng)分和ADC值對(duì)前列腺癌診斷準(zhǔn)確性的比較

以穿刺病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，繪制所有病例的超聲彈性評(píng)分和ADC值的ROC曲線，獲得AUC分別為0.859、0.906，95%可信區(qū)間為0.796～0.922、0.851～0.962（圖3、4）。ADC值診斷前列腺癌的最佳界值為1.084，敏感度為90%，特異度為87.9%。Z檢驗(yàn)比較兩種檢查方法診斷前列腺癌的AUC，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

圖3 前列腺癌超聲彈性評(píng)分ROC曲線

圖4 前列腺癌ADC值ROC曲線Fig.4 Receiver operating characteristic curves of ADC value in the diagnosis of prostate cancer

2.4 超聲彈性評(píng)分及ADC值與前列腺癌Gleason評(píng)分的相關(guān)性分析

由Spearman相關(guān)分析可知，前列腺癌患者Gleason評(píng)分與超聲彈性評(píng)分存在正相關(guān)性，（r=0.884，P=0.000；圖5）；前列腺癌患者Gleason評(píng)分與癌灶A(yù)DC值呈負(fù)相關(guān)（r=-0.603，P=0.000；圖6）。

圖5 前列腺癌患者超聲彈性評(píng)分和Gleason評(píng)分的相關(guān)性曲線Fig.5 The correlation curve between elastography score and Gleason score in patients with prostate cancer

圖6 前列腺癌患者ADC值和Gleason評(píng)分的相關(guān)性曲線Fig.6 The correlation curve between ADC value andGleason score in patients with prostate cancer

3 討論

前列腺癌的診斷主要依靠PSA篩查、直腸指檢、TRUS、CT及MRI，各項(xiàng)檢查都具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值但也有各自的局限性。超聲引導(dǎo)下前列腺穿刺活檢是目前公認(rèn)的術(shù)前定性診斷前列腺癌的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但是常規(guī)10針、12針系統(tǒng)穿刺法由于穿刺點(diǎn)固定、穿刺針數(shù)有限，漏診率較高，而擴(kuò)大穿刺針數(shù)未能顯著提高前列腺癌檢出率卻增加了并發(fā)癥的發(fā)生率［8-9］。如何提高前列腺病變的診斷準(zhǔn)確率及穿刺活檢陽性率，并降低對(duì)患者的損傷，是臨床醫(yī)生與影像科醫(yī)生需要共同參與解決的難題。

組織病理學(xué)研究表明，前列腺癌灶組織失去正常的腺架結(jié)構(gòu)，導(dǎo)管-腺泡結(jié)構(gòu)紊亂，細(xì)胞密度增加［10］，導(dǎo)致組織硬度的增加，因此，前列腺癌灶的質(zhì)地較鄰近正常前列腺組織為硬。TRTE技術(shù)在結(jié)合TRUS和直腸指檢的基礎(chǔ)上，可通過分析前列腺不同組織硬度的差異，區(qū)分前列腺病灶組織與周圍正常組織，對(duì)前列腺病變的鑒別診斷提供幫助。本研究中超聲彈性成像診斷為前列腺良性增生61例（彈性分級(jí)為Ⅰ～Ⅱ級(jí)），與穿刺病理結(jié)果比較符合率為78.3%；超聲彈性成像診斷為惡性65例（彈性分級(jí)≥Ⅲ級(jí)），與穿刺病理結(jié)果比較符合率為78.8%；超聲彈性成像診斷前列腺良惡性病變的準(zhǔn)確性為78.6%，與Brock等［11-12］研究結(jié)果相符。提示TRTE檢查對(duì)前列腺良惡性病變的診斷具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。

MRI具有良好的組織對(duì)比，多參數(shù)多方位成像，是目前公認(rèn)的診斷前列腺癌最佳的影像檢查方法。DWI通過組織內(nèi)水分子的彌散運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同可以有效的區(qū)分正常組織和癌組織［13-14］。正常或良性增生的前列腺腺體和腺管結(jié)構(gòu)豐富，水分子運(yùn)動(dòng)自由性較高，彌散不受限，ADC值較高；而在腫瘤區(qū)域，由于腫瘤侵潤(rùn)生長(zhǎng)和增殖，細(xì)胞排列緊密，細(xì)胞外間隙受壓變小、間質(zhì)纖維化等因素造成水分子擴(kuò)散受限，ADC值下降［15-16］。本研究中，ADC值鑒別前列腺良惡性病變的ROC曲線下面積為0.906，最佳界值為1.084，敏感度為90%，特異度為87.9%，與國(guó)內(nèi)學(xué)者［17］研究結(jié)果相符。DWI不僅能可視化地鑒別前列腺增生組織和癌組織，而且通過ADC值的測(cè)量還可以量化反映前列腺組織病變的信息。

本研究中部分病變兩種檢查方法穿刺活檢術(shù)前診斷與術(shù)后病理結(jié)果存在偏差，6例穿刺活檢證實(shí)的前列腺增生患者，術(shù)前TRTE表現(xiàn)為較高的超聲彈性分級(jí)（≥Ⅲ級(jí)），但其中5例MRI檢查結(jié)合DWI信號(hào)變化和ADC值得到了準(zhǔn)確診斷，對(duì)比分析圖像，發(fā)現(xiàn)增生病變中鈣化的存在是造成TRTE診斷假陽性的重要原因。5例穿刺活檢證實(shí)的中央?yún)^(qū)癌性病灶，因病灶與探頭距離較大，探頭施加壓力減小，導(dǎo)致TRTE表現(xiàn)為較低的彈性分級(jí)而誤診，但MRI結(jié)合DWI做出了正確的診斷。5例穿刺活檢證實(shí)的前列腺良性增生合并炎癥患者，3例MRI檢查T2WI外周帶信號(hào)減低，DWI信號(hào)輕度增高，ADC值略減低，懷疑為癌性病變，但超聲彈性成像未見明確藍(lán)色區(qū)域，彈性分級(jí)為Ⅱ級(jí)，考慮為良性病變。3例微小癌癌灶直徑均在5 mm以下，病灶介于增生結(jié)節(jié)之間，超聲和MRI檢查均漏診。因此，前列腺鈣化、合并炎癥、病灶部位及大小等均可能是造成評(píng)價(jià)誤差的原因所在。對(duì)于一些復(fù)雜病變，兩種影像技術(shù)結(jié)合，可以提高前列腺可疑病灶穿刺活檢前的準(zhǔn)確定性定位。

Gleason評(píng)分是目前廣泛被采用的前列腺癌組織學(xué)分級(jí)方法，與腫瘤生物學(xué)行為和預(yù)后關(guān)聯(lián)良好，既往研究表明，Gleason評(píng)分越高，前列腺癌的分化越差，惡性度越高。Gleason評(píng)分已成為臨床制定前列腺癌治療方案的重要參考指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示，隨著超聲彈性評(píng)分逐漸增大，Gleason評(píng)分也逐漸增高，呈正相關(guān)關(guān)系（r=0.884，P=0.000）；ADC值越低，Gleason評(píng)分越高，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（r=-0.603，P=0.000）。這可能與不同分化程度的癌組織存在不同的組織結(jié)構(gòu)差異有關(guān)。超聲彈性評(píng)分和ADC值與前列腺癌Gleason評(píng)分之間存在相關(guān)性，對(duì)臨床制定治療方案和預(yù)后評(píng)估有重要的意義。

綜上所述，TRTE、DWI兩種影像技術(shù)有助于前列腺良、惡性病變的鑒別診斷，可靶向引導(dǎo)前列腺穿刺活檢。盡管磁共振彌散成像在前列腺癌診斷中具有更高的價(jià)值，但在實(shí)際臨床工作中，部分老年患者因MRI檢查時(shí)間長(zhǎng)常常難以配合，一些患者因體內(nèi)金屬置入物的影響無法行MRI檢查，以及從檢查快捷及經(jīng)濟(jì)角度考慮，TRTE不失為一種可靠的影像學(xué)檢查方法。對(duì)于一些合并鈣化、炎癥、壞死等情況的可疑結(jié)節(jié)，推薦兩種檢查方法聯(lián)合應(yīng)用，共同確定可疑結(jié)節(jié)，再行經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)下靶目標(biāo)穿刺與系統(tǒng)穿刺相結(jié)合的活檢方案，在提高前列腺穿刺活檢陽性率的同時(shí)，可減少系統(tǒng)穿刺針數(shù)，減輕患者的痛苦及并發(fā)癥的發(fā)生，并為臨床制定治療方案和評(píng)估預(yù)后提供幫助。