體素內(nèi)不相干運動模型鑒別診斷移行帶前列腺癌與基質型前列腺增生

陳峻帆，楊 靜，黃豆豆，羅銀燈

(重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院放射科，重慶 400010)

前列腺癌(prostate cancer， PCa)是男性第二高發(fā)癌癥，占男性新發(fā)癌癥的7%[1]。前列腺增生好發(fā)于移行帶，可分為腺型、混合型、間質型、腺肌型及纖維腺瘤型[2]，后三者統(tǒng)稱為基質型良性前列腺增生(stromal benign prostatic hyperplasia， S-BPH)，根據(jù)常規(guī)MRI表現(xiàn)難以與移行帶PCa相鑒別。累及移行帶或外周帶的前列腺癌的擴散效應和灌注效應存在差別[3]，而良性前列腺移行帶與外周帶增生的表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient， ADC)也存在明顯差異[4]。本研究觀察體素內(nèi)不相干運動(intravoxel incoherent motion， IVIM)單指數(shù)模型、雙指數(shù)模型、灌注擴散比(perfusion-diffusion ratio， PDR)及拉伸指數(shù)模型鑒別診斷移行帶PCa與S-BPH的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2018年1月—2021年12月重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院收治的移行帶PCa(PCa組)及移行帶S-BPH(S-BPH組)各24例。PCa組患者年齡49～88歲，平均(74.6±9.0)歲，血清前列腺特異性抗原(prostate specific antigen， PSA)為4.56～291.00 ng/ml，中位數(shù)43.05(14.78，87.23)ng/ml；T2期15例、T3期6例、T4期3例，N0期20例、N1期4例，M0期19例、M1期5例。S-BPH組年齡54～88歲，平均(68.5±7.0)歲，血清PSA為0.53～37.30 ng/ml，中位數(shù)10.03(4.84，15.73)ng/ml。納入標準：①臨床、影像學資料完整；②MR檢查后1個月內(nèi)經(jīng)穿刺活檢病理學證實診斷。排除標準：①MR檢查前已接受相關治療或穿刺活檢；②MR圖像質量不佳。

1.2 儀器與方法 采用GE Signa Hdxt 1.5T MR掃描儀，8通道心臟線圈。囑患者適度充盈膀胱后仰臥，行盆腔MR掃描，采集T1WI、脂肪抑制T2WI、IVIM及彌散加權成像(diffusion weighted imaging， DWI)，b值分別取0、20、40、60、80，100、120、140、160、180、200、400、800及1 000 s/mm2；其余參數(shù)見表1。

表1 移行帶PCa及S-BPH患者MR掃描序列及參數(shù)

1.3 圖像分析 由2名具有5年以上工作經(jīng)驗的放射科醫(yī)師根據(jù)前列腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(prostate imaging reporting and data system， PI-RADS)對移行帶病變進行評分(表2)，意見不一時經(jīng)協(xié)商解決。于GE Functool 4.6工作站采用MADC軟件處理不同b值IVIM圖，參照軸位脂肪抑制T2WI、DWI及穿刺病理結果，于顯示病灶最大層面上測量病灶面積(取軸位脂肪抑制T2WI和軸位DWI所測平均值)并勾畫靶區(qū)，于其中避開囊變、出血及鈣化灶放置3個ROI，計算ROI單指數(shù)模型的標準ADC(ADCStand)，雙指數(shù)模型的快速、慢速ADC(ADCFast和ADCSlow)及灌注分數(shù)(perfusion fraction， f)，拉伸指數(shù)模型的彌散分布指數(shù)(distributed diffusion coefficient， DDC)和彌散異質性指數(shù)(α)，以3個ROI的平均值作為結果，并計算PDR：PDR=ADCFast/ADCSlow。見圖1、2。

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 26.0統(tǒng)計分析軟件。以組內(nèi)相關系數(shù)(intra-class correlation coefficient， ICC)評價觀察者間測量結果的一致性，ICC>0.75時，針對2名醫(yī)師測量結果的平均值進行分析。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料，采用兩獨立樣本t檢驗進行組間及亞組間比較；以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不符合正態(tài)分布者，組間行Mann-WhitneyU檢驗；以頻數(shù)及百分率表示計數(shù)資料，采用Fisher精確概率法行組間比較。以單因素logistic回歸分析進行篩選，將P<0.1的變量納入多因素回歸分析，構建鑒別診斷移行帶PCa與S-BPH回歸模型。繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic， ROC)曲線，計算曲線下面積(area under the curve， AUC)，評價各MRI參數(shù)及回歸模型鑒別診斷移行帶PCa與S-BPH的價值，并以MedCalc 19.8.0軟件中的DeLong檢驗進行比較。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 基本資料 PCa組患者年齡(t=-2.61，P=0.012)、血清PSA水平(Z=-4.15，P<0.001)均高于S-BPH組；其病灶面積中位數(shù)分別為207.24(112.47，207.24)mm2及112.62(78.04，165.51)mm2，差異有統(tǒng)計學意義(Z=-2.00，P=0.045)。PCa組PI-RADS評分2分4例(4/24，16.67%)、3分11例(11/24，45.83%)、4分7例(7/24，29.17%)、5分2例(2/24，8.33%)為；S-BPH組分別為1例(1/24，4.17%)、4例(4/24，16.67%)、3例(3/24，12.50%)及16例(16/24，66.67%)，組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。

2.2 MRI參數(shù) 2名醫(yī)師測量PCa組(ICC：0.920～0.999，P均<0.001)及S-BPH組(ICC：0.907～0.995，P均<0.001)各參數(shù)的一致性均較高。PCa組ADCStand、ADCSlow、DDC及α均低于(P均<0.05)，而ADCFast、PDR高于S-BPH組(P均<0.05)，見表3。

2.3 診斷效能 ADCStand、ADCFast、ADCSlow、DDC及PDR鑒別診斷移行帶PCa與S-BPH的AUC均高于α，差異有統(tǒng)計學意義(Z=3.156、3.454、2.380、2.849、3.311，P均<0.05)；其余參數(shù)AUC差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，見表4及圖3。

表4 MRI定量參數(shù)鑒別診斷移行帶PCa與S-BPH的效能

2.4 回歸分析模型 將年齡、PSA、PI-RADS、ADCStand、ADCFast、ADCSlow、DDC及α納入多因素logistic回歸分析，所得擬合回歸模型為logit(P)=32.017-0.049×年齡+0.195×PSA-0.988×PI-RADS-38.143×ADCStand-1.116×ADCFast+1.72×ADCSlow+16.216×DDC-21.992×α；以之鑒別診斷移行帶PCa與S-BPH的AUC為0.988，敏感度和特異度分別為95.80%、100%。見圖3。

圖3 MRI參數(shù)鑒別診斷移行帶PCa與S-BPH的ROC曲線 A.單一定量參數(shù)； B.回歸模型

3 討論

良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia, BPH)主要發(fā)生于移行帶，不同類型之間MRI表現(xiàn)存在明顯異質性；S-BPH于T2WI可呈低或稍低信號，DWI呈彌散受限的高或稍高信號，增強后多不均勻強化，與移行帶PCa存在明顯重疊。既往研究[5]顯示，DCE-MRI對前列腺中央腺體區(qū)低信號病變有較高診斷價值。本研究中，PCa組ADCStand、ADCSlow、DDC及α均低于，而ADCFast明顯高于S-BPH組，但組間f值差異無統(tǒng)計學意義，與吳慧等[6]的結果相符。腫瘤細胞快速增殖，破壞正常前列腺組織，代之以體積小、數(shù)量大、排列紊亂的癌細胞，細胞密度增加導致細胞外間隙受壓、減小，組織內(nèi)水分子明顯受限。S-BPH結節(jié)中，纖維結締組織與平滑肌增生，同樣造成細胞外間隙縮小，組織內(nèi)水分子受限，宏觀表現(xiàn)為腫瘤組織、基質型增生結節(jié)ADCStand、ADCSlow降低。本研究發(fā)現(xiàn)PCa組ADCStand、ADCSlow測值較S-BPH組更低，提示相比S-BPH，腫瘤組織細胞密度可能更高；同時腫瘤組織內(nèi)新生大量血管，宏觀表現(xiàn)為腫瘤組織ADCFast明顯增加。另外，PCa組α低于S-BPH組提示腫瘤細胞大小不一、新生血管增殖，使腫瘤組織結構更為復雜；而機體自身對腫瘤組織浸潤的反應包括纖維化、炎癥反應也在一定程度上增加了腫瘤的復雜程度[7]。

一項薈萃分析[9]結果顯示，IVIM雙指數(shù)模型參數(shù)ADCFast、ADCSlow及f的診斷效能均較低。本研究發(fā)現(xiàn)ADCFast的AUC達0.966，效能較高，可能與≤200 s/mm2的b值數(shù)目較多有關：低b值主要反映組織灌注情況，增加b值數(shù)量可減少IVIM模型各參數(shù)的誤差[10]。提高勾畫靶區(qū)準確性、采用更準確地后處理擬合方法進行優(yōu)化亦可降低IVIM模型測量誤差、增加結果的可重復性。LEE等[4]以Matlab軟件融合病理圖與MRI，所測ADCSlow的AUC為0.88。KAYAL等[11]比較5種不同后處理擬合方法，發(fā)現(xiàn)全變分-雙指數(shù)模型和Huber懲罰函數(shù)-雙指數(shù)模型降低圖像噪聲效果更佳。目前IVIM用于前列腺疾病尚無標準化掃描方案，以不同參數(shù)所獲測量結果同樣存在差異[12]；且IVIM模型測量ADCFast及f的可重復性低[13]，而增加≤200 s/mm2的b值數(shù)目能否提升測量的可重復性尚待深入觀察。

綜上，多數(shù)IVIM雙指數(shù)模型、拉伸指數(shù)模型參數(shù)鑒別診斷移行帶PCa與S-BPH的效能均較高；PDR可作為IVIM模型的重要補充；聯(lián)合臨床與影像學指標可進一步提高鑒別診斷效能。但本研究樣本量較小，未以病理圖與MRI融合勾畫靶區(qū)，可能存在測量誤差，有待進一步驗證。