PI-RADS v2不同評分方法對前列腺良惡性病變診斷效能比較

孫明華 陶健 袁懷平 闞宏 王嫚 邵凱凱

【摘要】 目的：對比基于PI-RADS v2評分在1.5T MRI多參數(shù)成像中不同評分方法對前列腺良惡性病變診斷效能。方法：對經(jīng)病理證實前列腺癌（prostate cancer，PCa）43例、前列腺增生（benign prostate hyperplasia，BPH）38例的MRI T2WI、DWI及動態(tài)增強圖像（DCE）分別進行PI-RADS v2評分，將兩位醫(yī)師評分結(jié)果進行Cohens Kappa一致性檢驗;記錄T2WI、DWI序列分值較大值，并對T2WI、DWI分值求平均值。繪制受試者工作特征曲線ROC曲線，比較曲線下面積，計算三種評分方法的敏感度、特異度。結(jié)果：兩名醫(yī)師T2WI、DWI單獨評分所得分值較大值、均值及綜合評分分值一致性強（K值分別為0.918、0.861、0.881），差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;T2WI、DWI兩者較大值、平均值及綜合評分對前列腺評分結(jié)果依次為外周帶PCa：（4.21±1.03）、（4.05±1.02）、（4.21±0.80）分，外周帶BPH：（2.41±1.00）、（2.30±0.95）、（2.43±0.97）分，移行帶PCa：（4.29±1.18）、（3.98±1.20）、（4.20±0.94）分，移行帶BPH：（2.66±1.33）、（2.33±1.14）、（2.22±1.11）分，外周帶、移行帶PCa、BPH三種方法評分結(jié)果差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）;外周帶、移行帶PI-RADS v2評分較大值、平均值及綜合評分ROC曲線下面積分別為0.885、0.893、0.918及0.819、0.843、0.907。結(jié)論：基于PI-RADS v2評分T2WI、DWI評分的較大值、平均值及綜合評分對前列腺外周帶、移行帶PCa均有較高的診斷效能，其中綜合評分診斷效能最高，平均值準確度最高。

【關(guān)鍵詞】 前列腺癌 磁共振成像 前列腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)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 Cohens 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-authors address： The Affilated Hospital in Fuyang of Anhui Medical University， Fuyang 236000， China

近年來，我國前列腺癌發(fā)病率逐年遞增[1-4]，核磁共振多參數(shù)成像（multi-parameter MRI，MP-MRI）對其早期檢出、良惡性病變鑒別診斷及指導(dǎo)活檢均有較高的臨床價值[5-9]，但存在著掃描參數(shù)不規(guī)范、圖像分析一致性差、影像與臨床醫(yī)師交流不暢等問題。為此，2015年歐洲泌尿生殖協(xié)會聯(lián)合美國放射協(xié)會、AdMeTech基金會制定了前列腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（prostate imaging reporting and data system version 2，PI-RADS v2），該系統(tǒng)臨床應(yīng)用以來，其簡便性、準確性得到普遍認可[10-12]，但該評分標準的使用方法不一[13-15]。本研究回顧性分析43例前列腺癌、38例前列腺增生MRI資料，基于PI-RADS評分對比不同評分方法對前列腺良惡性病變的診斷及鑒別診斷價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2017年7月-2019年4月安徽醫(yī)科大學(xué)附屬阜陽醫(yī)院81例臨床擬診為PCa、均行MRI T2WI、DWI及動態(tài)增強（dynamic contrast enhancement， DCE）掃描的患者。納入標準：（1）無前列腺手術(shù)史，MRI檢查前未接受穿刺及任何治療;（2）圖像質(zhì)量不影響準確評分者;（3）所有患者MRI檢查后（8周內(nèi)）均行直腸超聲引導(dǎo)下穿刺活檢或手術(shù)，取得組織病理學(xué)結(jié)果。年齡45～92歲，平均（71.54±10.15）歲。前列腺特異性抗原（PSA）值范圍0.04～132.10 ng/mL。

1.2 檢查方法 使用Siemens Avanto 1.5T超導(dǎo)磁共振，8通道腹部相控陣線圈。前列腺軸位T2WI采用快速抑脂序列：TR 4 000 ms，TE 95 ms，回波鏈長度14，層厚4 mm，層間距1 mm，F(xiàn)OV 20 cm×20 cm，激勵數(shù)4次，矩陣460×512。DWI軸位采用單次激發(fā)EPI序列，TR 6 000 ms，TE 85 ms，F(xiàn)OV 26 cm×30 cm，矩陣122×128，層厚4 mm，層間距1 mm，激勵數(shù)4次，b值為800 s/mm2，ADC圖像自動生成;DCE使用高壓注射器在T2WI、DWI序列結(jié)束后經(jīng)肘靜脈以2 mL/s的速率注入釓噴酸葡胺15 mL，使用VIBE序列，TR 6.0 ms，TE 2.8 ms，層厚3.0 mm，F(xiàn)OV 20 cm×22 cm，連續(xù)掃描15期，掃描時間3 min 26 s。

1.3 圖像分析及評分方法 由兩名工作10年以上的影像診斷醫(yī)師在不知病理結(jié)果的情況下，依據(jù)PI-RADS v2評分標準[16]，分別在Syngo工作站上對T2WI、DWI、DCE圖像進行評分，記錄每位患者T2WI、DWI評分的較大值、平均值[（T2WI+DWI）/2];另按PI-RADS v2評分標準得出綜合分值，當(dāng)前列腺外周帶（peripheral zone，PZ）的DWI評分為3分時，DCE陰性，其PI-RADS評分仍為3分，當(dāng)DCE陽性會引起有臨床意義前列腺癌相關(guān)表現(xiàn)的可能性增加時，其分值升至4分。當(dāng)DWI評分1、2、4、5分時，無論DCE陽性或陰性，其PI-RADS分值不受影響。對兩名醫(yī)師PI-RADS v2評分所得分值的較大值、平均值及綜合評分進行Cohens Kappa檢驗，K值<0.21、0.21～0.41、0.41～0.60、0.61～0.80、0.81～1.00對應(yīng)的一致性分別為較差、一般、中等、較強、強。將評分結(jié)果與病理結(jié)果對照，繪制受試者工作特征曲線ROC曲線，比較三種評分方法診斷外周帶、移行帶前列腺病變的敏感度、特異度及準確性。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 使用統(tǒng)計學(xué)軟件 進行分析，計量資料采用（x±s）表示，比較采用t檢驗，計數(shù)資料采用率（%）表示，比較采用字2檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 評分結(jié)果一致性分析 本研究納入81例患者，其中PCa 43 例，BPH 38 例，共116個病灶（外周帶：PCa 39個，BPH 22個;移行帶：PCa 28 個，BPH 27個）。兩位醫(yī)師對所有病灶PI-RADS v2評分的較大值、平均值及綜合評分一致性強（K值分別為0.918、0.861、0.881）;結(jié)果分別為：（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。兩組評分結(jié)果比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。

2.2 前列腺良惡性病變的PI-RADS v2評分 外周帶、移行帶PCa、BPH的T2WI、DWI PI-RADS v2評分分值的較大值、平均值及綜合評分比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表1。

2.3 PI-RADS v2不同評分方法對前列腺良惡性病變的診斷效能ROC曲線分析 基于PI-RADS v2評分，外周帶綜合評分診斷前列腺病變敏感度、準確度最高，平均值的特異度最高;移行帶綜合評分特異度、準確度最高但敏感度低于較大值。外周帶、移行帶PI-RADS v2評分的較大值、平均值及綜合評分的ROC曲線下面積分別為0.885、0.893、0.918及0.819、0.843、0.907。見表2，圖1。

2.4 典型影像圖分析 圖2A示T2WI局限性低信號（箭頭）評分為2分;圖2B～C示DWI局限性輕度高信號（箭頭），圖2ADC圖局灶性重度低信號（箭頭），評分3分;圖2D示DCE陽性：局灶性（箭頭），早于鄰近正常前列腺組織強化，與T2WI和DWI相應(yīng)可疑病變符合。圖3A示T2WI邊界清晰低信號（箭頭），最大徑<1.5 cm，評分4分;圖3B示DWI輕度高信號（箭頭），評分3分;圖3C示ADC局限性中度低信號（箭頭），評分3分;圖3D示局灶性與T2WI、DWI相符合的早期強化灶（箭頭），DCE（+），PI-RADS評分升為4分。見圖2、3。

3 討論

3.1 不同影像診斷醫(yī)師使用PI-RADS v2評分結(jié)果的一致性 PI-RADS v2對MP-MRI診斷早期PCa的掃描參數(shù)及評分標準做了統(tǒng)一規(guī)范，自其推出以來，其對早期PCa的診斷效能已得到大家普遍認可[10-12]，但其評分結(jié)果仍受診斷醫(yī)師主觀因素影響。Stolk等[17]研究顯示經(jīng)驗豐富的影像診斷醫(yī)師診斷移行帶PCa的假陽性率低于經(jīng)驗欠缺的診斷醫(yī)師（兩者假陽性率分別為33%，59%，P=0.033）。本研究所有病例T2WI、DWI及DCE圖像資料均由兩名工作十年以上醫(yī)師（11、12年）分別單獨評分;依據(jù)PI-RADS v2，兩名醫(yī)師在PI-RADS 1、5兩個分值完全一致，有28個（PZ 7個，TZ 21個）病灶在2～4分間兩名醫(yī)師意見不同，主要分歧點在DCE（3個）加分與否及T2WI（12個）、DWI（13個）信號強度的認定，但T2WI、DWI分值的較大值、平均值及綜合評分一致性強（K值分別為0.918、0.861、0.881），評分結(jié)果差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。前列腺病灶內(nèi)液體含量減低時，會引起T2WI低信號，其常見病因有BPH、慢性炎癥、瘢痕及PCa。BPH以基質(zhì)增生為主時，病灶內(nèi)纖維成分增多，腺體數(shù)量減少，體積縮小;前列腺慢性炎癥、瘢痕形成及前列腺癌結(jié)節(jié)內(nèi)較高的細胞微觀密度都能導(dǎo)致病灶液體含量減少。前列腺癌較高的細胞密度使結(jié)節(jié)內(nèi)水分子自由擴散受限，引起DWI高信號?；|(zhì)型BPH內(nèi)纖維組織的過度增生、前列腺炎伴膿液形成時也會出現(xiàn)DWI高信號。以上原因都會影響醫(yī)師評分的準確性。李鵬等[18]認為同年資醫(yī)師應(yīng)用PI-RADS v2對中央腺體PCa評分結(jié)果診斷一致性高（K=0.65，P<0.05），與本研究結(jié)果一致。因此，不同醫(yī)師閱片前有必要進行PI-RADS培訓(xùn)，T2WI、DWI信號強度認定可提前借助圖像信號強度值統(tǒng)一認識。

3.2 PI-RADS v2不同評分方法對早期PCa的診斷效能 PI-RADS v2對T2WI、DWI診斷前列腺病變通過量化評分方式分別進行了規(guī)范，且規(guī)定外周帶疾病以DWI評分為主，移行帶以T2WI評分為主，同時利用DCE不同表現(xiàn)對外周帶DWI的評分為3分進行校正。大量研究利用PI-RADS v2綜合評分方法證實其對早期PCa有很高的診斷效能。本研究分別利用T2WI、DWI序列按PI-RADS v2評分標準對前列腺移行帶、外周帶病變進行評分，外周帶DWI評分為3分時，根據(jù)DCE表現(xiàn)不同做出最終評分;取T2WI、DWI分值中較大值，計算兩者平均值（（T2WI+DWI）/2）。表1結(jié)果顯示，外周帶、移行帶的PCa、BPH評分的較大值、平均值及綜合評分分值比較，PCa分值均大于BPH，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。張永勝等[15]研究結(jié)果也顯示移行區(qū)PCa分值高于BPH，進一步證實了PI-RADS v2評分標準的準確性。

趙雪梅等[19]基于PI-RADS v2 對前列腺移行帶、外周帶病變進行T2WI、DWI單獨評分及PI-RADS v2綜合評分發(fā)現(xiàn)，三種評分方法對前列腺外周帶病變均有較高的敏感度（88.89%、80.00%、91.11%），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.038）;移行帶病變敏感度均為94.28%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.198）。彭峰河等[20]基于PI-RADS v2對移行帶PCa進行T2WI、DWI、DCE-MRI及MP-MRI評分，發(fā)現(xiàn)四種評分方法對PCa均有較高的診斷效能，敏感度、特異度分別為85.4%、84.4%，78.0%、81.3%，78.0%、86.8%，92.7、83.9%，ROC曲線下面積分別為0.914、0.887、0.773、0.927。本研究以PI-RADS v2綜合評分、T2WI、DWI評分中較大值、平均值作為最終評分結(jié)果，發(fā)現(xiàn)綜合評分ROC曲線下面積最大（外周帶0.918，移行帶0.907），診斷效能最高;可能是由于綜合評分根據(jù)外周帶、移行帶組織結(jié)構(gòu)不同分別將DWI、T2WI作為主要評分序列，較另外三種評分方法更為科學(xué)。（T2WI+DWI）/2診斷外周帶、移行帶的特異度分別為90.91%、 88.89%，與趙雪梅等[19（89.79%、91.83%、89.79%）、彭峰河等[20]研究結(jié)果一致，進一步驗證了PI-RADS v2的準確性。本研究T2WI、DWI兩者分值較大值敏感度高于兩分值的平均值，可能由于以較大值作為評分標準，存在過度評分，導(dǎo)致PCa診斷的假陽性率增高，特異度減低。ROC曲線下面積也提示外周帶、移行帶T2WI、DWI較大值診斷效能（0.885、0.819）低于兩者分值之平均值（0.893、0.843）及綜合評分。

總之，PI-RADS v2是一種基于客觀評分標準對前列腺病變進行主觀評分的系統(tǒng)，T2WI、DWI兩者分值中較大值、平均值及綜合評分對前列腺外周帶、移行帶病變均有較高的診斷效能，其中PI-RADS v2綜合評分診斷效能及準確度均最高。PI-RADS v2有無更加高效、準確的評分方法尚待進一步研究。

本研究不足之處：（1）本研究圖像分析醫(yī)師均為影像診斷醫(yī)師，沒有臨床醫(yī)師參與，PI-RADS v2對影像、臨床醫(yī)師在前列腺病變診斷一致性的作用尚不清楚;（2）樣本量小，研究結(jié)果會受影響;（3）病理結(jié)果大多來自穿刺活檢，可能會遺漏病灶，存在假陰性。今后的研究會聯(lián)合臨床醫(yī)師共同開展，增大病例數(shù)，降低穿刺漏診率。

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（收稿日期：2019-08-29） （本文編輯：周亞杰）