基于多模態(tài)超聲參數(shù)的Logistic回歸模型診斷前列腺癌的臨床價(jià)值

摘 " "要 " "目的 " "基于多模態(tài)超聲參數(shù)構(gòu)建診斷前列腺癌（PCa）的Logistic回歸模型，探討其臨床應(yīng)用價(jià)值。方法 " "選取我院收治的疑似PCa患者180例（訓(xùn)練集），依據(jù)病理結(jié)果分為PCa組93例和非PCa組87例，應(yīng)用二維超聲觀察病灶形態(tài)、內(nèi)部回聲、包膜、結(jié)節(jié)、鈣化，應(yīng)用CDFI對血流分級(jí)情況，計(jì)算二維超聲和CDFI圖像陽性率；剪切波彈性成像獲取病灶楊氏模量最大值、平均值、最小值（Emax、Emean、Emin）；超聲造影獲取造影劑到達(dá)時(shí)間、達(dá)峰時(shí)間、基礎(chǔ)強(qiáng)度、峰值強(qiáng)度、強(qiáng)度差、增強(qiáng)強(qiáng)度，比較兩組上述檢查結(jié)果和臨床資料的差異。采用多因素Logistic回歸分析篩選診斷PCa的獨(dú)立影響因素，并構(gòu)建診斷PCa的Logistic回歸模型。繪制受試者工作特征（ROC）曲線分析模型的診斷效能；采用Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗(yàn)評估模型的擬合度。另選32例疑似PCa患者作為驗(yàn)證集對模型進(jìn)行外部驗(yàn)證。結(jié)果 " "PCa組血清前列腺特異性抗原、前列腺特異性抗原密度（PSAD）、二維超聲和CDFI圖像陽性率、Emax、Emean、Emin，以及超聲造影峰值強(qiáng)度、強(qiáng)度差、增強(qiáng)強(qiáng)度均高于非PCa組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Plt;0.05）；兩組其余參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。多因素Logistic回歸分析顯示，血清PSAD、Emax和強(qiáng)度差均為診斷PCa的獨(dú)立影響因素（均Plt;0.05），構(gòu)建的Logistic回歸模型為：Logit（P）=1/［1+e（-10.369+1.134 ×血清PSAD+×1.359×Emax+1.089 ×強(qiáng)度差）］。ROC曲線分析顯示，模型診斷訓(xùn)練集中PCa的曲線下面積為0.951（95%可信區(qū)間：0.929～0.974，Plt;0.05）；Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗(yàn)顯示模型具有較好的擬合度（χ2=3.696，P=0.883）。外部驗(yàn)證結(jié)果顯示，模型診斷驗(yàn)證集中PCa的曲線下面積為0.932（95%可信區(qū)間：0.876～0.988，Plt;0.05）。結(jié)論 " "基于多模態(tài)超聲參數(shù)構(gòu)建的Logistic回歸模型在診斷PCa中具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值，可為臨床準(zhǔn)確診斷提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 " "超聲檢查，多普勒，彩色；造影劑；剪切波彈性成像；前列腺癌

［中圖法分類號(hào)］R445.1 " " ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A

Clinical value of Logistic regression model based on multimodal ultrasound parameters in the diagnosis of prostate cancer

ZHOU Jun1，ZHENG Bing2

1.Department of Ultrasound， 2.Department of Urology，the Second Affiliated Hospital of Nantong University，Nantong 226000，China

ABSTRACT " "Objective " "To construct a Logistic regression model based on multimodal ultrasound parameters for diagnosing prostate cancer（PCa），and to explore its clinical application value.Methods " "A total of 180 patients with suspected PCa admitted to our hospital were enrolled.According to pathological results，they were divided into PCa group （93 cases） and non-PCa group（87 cases）.The prostate morphology，internal echo，envelope，nodules and calcification in two-dimensional ultrasound images and blood flow grading in CDFI were observed to obtain positive rates of two-dimensional ultrasound and CDFI images.The maximum，mean and minimum values of Young’s modulus（Emax，Emean，Emin） were obtained by shear wave elastography.The arrival time of contrast agent，time to peak，base and peak intensity，intensity difference and enhancement strength were obtained by contrast-enhanced ultrasound，and differences in the above examination results and clinical data between the two groups were compared.The independent influencing factors for predicting PCa were screened by multivariate Logistic regression analysis.The Logistic regression model was constructed，diagnostic efficiency of the model was analyzed by receiver operating characteristic（ROC） curve，and its goodness of fit was evaluated by Hosmer-Lemeshow test.A total of 32 patients with suspected PCa were enrolled as validation group for external verification.Results " "The levels of serum prostate specific antigen and prostate antibody density（PSAD） in PCa group were higher than those in non-PCa group （both Plt;0.05）.The positive rates of two-dimensional ultrasound and CDFI images in PCa group were higher than those in non-PCa group（both Plt;0.05）.Emax，Emean，Emin，peak intensity，intensity difference and enhancement strength in PCa group were higher than those in non-PCa group（all Plt;0.05），but there were no significant difference in other parameters between the two groups.Multivariate Logistic regression analysis showed that serum PSAD，Emax and intensity difference were independent influencing factors of PCa（all Plt;0.05）.The Logistic regression model for PCa was as follow： Logit （P）=1/［1+e（-10.369+1.134 ×serum PSAD+×1.359×Emax+1.089 ×intensity difference）］.ROC curve analysis showed that the area under the curve（AUC） of the model for predicting PCa was 0.951（95% confidence interval： 0.929～0.974，Plt;0.05）.Hosmer-Lemeshow test showed that the model was of good fit（χ2=3.696，P=0.883）.The results of external verification showed that AUC of the model for predicting PCa in validation group was 0.932 （95% confidence interval： 0.876～0.988，Plt;0.05）.Conclusion " "The Logistic regression model based on multimodal ultrasound parameters demonstrates good clinical application value in diagnosing PCa，providing reliable reference for accurate diagnosis.

KEY WORDS " "Ultrasonography，Doppler，color；Contrast agent；Shear wave elastography；Prostate cancer

前列腺癌（prostate cancer，PCa）是目前臨床上男性常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率和死亡率均持續(xù)升高，給全球公共衛(wèi)生帶來了重大挑戰(zhàn)［1-2］。PCa早期臨床癥狀不明顯且缺乏特異性表現(xiàn)，超過60%的患者在確診時(shí)已處于中晚期，錯(cuò)過了進(jìn)行根治性治療的最佳時(shí)機(jī)，因此早期準(zhǔn)確診斷PCa并預(yù)測其生物學(xué)行為對于改善患者預(yù)后至關(guān)重要。開發(fā)有效的診斷模型以評估PCa的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)和病情進(jìn)展現(xiàn)已成為臨床研究的重要方向，傳統(tǒng)的PCa診斷方法主要有直腸指檢、血清學(xué)檢測及穿刺活檢等［3］，但均有一定的局限性［4-5］，臨床應(yīng)用中容易出現(xiàn)漏誤診，因此探索更加準(zhǔn)確、無創(chuàng)的診斷方法已成為當(dāng)前PCa研究領(lǐng)域的重要方向。近年來，影像學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展為PCa的早期檢測提供了可能，尤其是多模態(tài)超聲技術(shù)的應(yīng)用，可通過結(jié)合不同超聲參數(shù)以提高PCa的診斷準(zhǔn)確性［6］。本研究基于多模態(tài)超聲參數(shù)構(gòu)建Logistic回歸模型，旨在探討其診斷PCa的臨床價(jià)值，以期提高對PCa的早期診斷能力，為指導(dǎo)個(gè)體化治療策略的制定提供參考。

資料與方法

一、研究對象

選取2023年1月至2024年5月我院收治的疑似PCa患者180例作為訓(xùn)練集，納入標(biāo)準(zhǔn)：①具有前列腺梗阻癥狀，如排尿困難、尿頻、尿急、夜尿增多等，可伴有腰腹部不適；②臨床診斷為“疑似PCa”；③行經(jīng)直腸多模態(tài)超聲檢查，包括二維超聲、彩色多普勒、剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）和超聲造影；④行穿刺活檢獲得病理結(jié)果；⑤檢查資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有前列腺手術(shù)史或放化療治療史；②合并其他類型腫瘤。180例患者根據(jù)病理結(jié)果分為PCa組93例和非PCa組87例（其中前列腺增生64例，前列腺炎8例，前列腺增生伴前列腺炎15例）。另選我院2024年6～8月收治的32例疑似PCa患者作為驗(yàn)證集對模型的診斷效能進(jìn)行外部驗(yàn)證，納排標(biāo)準(zhǔn)與訓(xùn)練集一致。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均知情同意。

二、儀器與方法

1.儀器與試劑：使用法國聲科Aixplorer V彩色多普勒超聲診斷儀，SE12-3探頭，頻率3～12 MHz，配備SWE和超聲造影功能。造影劑使用意大利Bracco公司生產(chǎn)的聲諾維，使用前按說明書配制成造影劑混懸液備用。

2.多模態(tài)超聲檢查：患者檢查前均進(jìn)行清潔灌腸，取左側(cè)膝胸位，常規(guī)消毒肛門及會(huì)陰部后將探頭緩慢置入直腸。先行二維超聲多角度、多切面觀察病灶形態(tài)、內(nèi)部回聲、包膜、結(jié)節(jié)、鈣化等情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)邊界模糊不清晰的低回聲結(jié)節(jié)或有簇狀鈣化灶時(shí)判為二維超聲圖像陽性；然后應(yīng)用CDFI觀察前列腺血流情況，采用Adler半定量法［7］對血流分級(jí)，Ⅱ～Ⅲ級(jí)判為CDFI圖像陽性。啟動(dòng)SWE模式，選取前列腺最大橫切面或病灶最大切面，圖像深度4～6 cm，確保整個(gè)腺體清晰顯示，避開尿道和鈣化區(qū)域，操作時(shí)保持探頭穩(wěn)定，避免過度壓迫，記錄病灶楊氏模量最大值、平均值、最小值（Emax、Emean、Emin）；啟動(dòng)超聲造影模式，抽取2.4 ml配制好的造影劑混懸液經(jīng)肘靜脈快速團(tuán)注，尾隨5.0 ml生理鹽水沖管，觀察前列腺及病灶顯影情況，保存3～7 min動(dòng)態(tài)圖像，繪制時(shí)間-強(qiáng)度曲線記錄造影劑到達(dá)時(shí)間、達(dá)峰時(shí)間、基礎(chǔ)強(qiáng)度、峰值強(qiáng)度、強(qiáng)度差、增強(qiáng)強(qiáng)度。以上操作由3名具有3年以上工作經(jīng)驗(yàn)的超聲醫(yī)師共同完成，所有參數(shù)均重復(fù)測量3次取平均值。

3.臨床資料收集：查閱電子病歷獲取患者年齡、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）及血清前列腺特異性抗原（PSA）、前列腺特異性抗原密度（PSAD）。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 27.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以x±s表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)或例表示，采用χ2檢驗(yàn)。采用多因素Logistic回歸分析篩選診斷PCa的獨(dú)立影響因素，并構(gòu)建診斷PCa的Logistic回歸模型；繪制受試者工作特征（ROC）曲線分析模型的診斷效能；采用Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗(yàn)評估模型的擬合度。Plt;0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) "果

一、兩組臨床資料比較

PCa組血清PSA、PSAD均高于非PCa組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Plt;0.05）；兩組年齡、BMI比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

二、兩組多模態(tài)超聲檢查結(jié)果比較

PCa組二維超聲和CDFI圖像陽性率、Emax、Emean、Emin，以及超聲造影峰值強(qiáng)度、強(qiáng)度差、增強(qiáng)強(qiáng)度均高于非PCa組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Plt;0.05）；兩組其余參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見圖1，2和表2。

三、多因素Logistic回歸分析

以是否為PCa作為因變量（是=1，否=0），表1，2中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素為自變量：二維超聲圖像（陽性=1，陰性=0），CDFI圖像（陽性=1，陰性=0），血清PSA、PSAD水平、Emax、Emean、Emin、峰值強(qiáng)度、強(qiáng)度差、絕對增強(qiáng)強(qiáng)度均為連續(xù)變量。結(jié)果顯示，血清PSAD、Emax和強(qiáng)度差均為預(yù)測PCa的獨(dú)立影響因素（均Plt;0.05）。見表3。

四、Logistic回歸模型的構(gòu)建及效能評估

依據(jù)多因素Logistic回歸分析結(jié)果構(gòu)建診斷PCa的模型為：Logit（P）=1/［1+e（-10.369+1.134 ×血清PSAD+×1.359×Emax+1.089 ×強(qiáng)度差）］。ROC曲線分析顯示，模型診斷訓(xùn)練集中PCa的曲線下面積為0.951（95%可信區(qū)間：0.929～0.974，Plt;0.05）；Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗(yàn)顯示模型具有較好的擬合度（χ2=3.696，P=0.883）。外部驗(yàn)證結(jié)果顯示，模型診斷驗(yàn)證集中PCa的曲線下面積為0.932（95%可信區(qū)間：0.876～0.988，Plt;0.05）。見圖3，4。

討 "論

目前，PCa在中老年男性中的發(fā)病率逐年上升，給全球公共衛(wèi)生帶來重大挑戰(zhàn)。PCa早期臨床表現(xiàn)多缺乏特異性，早期準(zhǔn)確檢出相對困難。既往臨床多采用直腸指檢、血清學(xué)檢測及穿刺活檢等手段進(jìn)行PCa診斷，其中直腸指檢是傳統(tǒng)的檢查方法，簡便易行，但診斷準(zhǔn)確性在很大程度上依賴于醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，結(jié)果可能存在較大差異；血清學(xué)檢測具有較高的診斷靈敏度，但特異度相對較低，易受到前列腺炎、前列腺增生等良性病變干擾，導(dǎo)致假陽性結(jié)果［7-8］；穿刺活檢是PCa的診斷金標(biāo)準(zhǔn)，雖具有較高的診斷效能，但其為有創(chuàng)性操作，可能引發(fā)感染、出血等并發(fā)癥，且可能存在取樣誤差［5］。隨著影像學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，超聲以無創(chuàng)、快速、可重復(fù)性等優(yōu)勢已成為PCa早期診斷的常用方法，尤其是CDFI、SWE和超聲造影等多模態(tài)超聲新技術(shù)的不斷更新，使PCa早期診斷準(zhǔn)確率不斷提高［9］。研究［10-11］顯示應(yīng)用多模態(tài)超聲可使各成像技術(shù)優(yōu)勢互補(bǔ)，進(jìn)一步提高臨床早期診斷準(zhǔn)確率。本研究基于多模態(tài)超聲參數(shù)構(gòu)建Logistic回歸模型，旨在探討其對PCa的診斷價(jià)值，以期提高對PCa的早期診斷能力，為指導(dǎo)個(gè)體化治療策略的制定提供參考。

本研究結(jié)果顯示，PCa組二維超聲和CDFI圖像陽性率均高于非PCa組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Plt;0.05），提示二維超聲和CDFI在診斷PCa中均具有一定的價(jià)值。分析其機(jī)制：PCa患者前列腺組織損傷，形成鈣化，故超聲圖像表現(xiàn)為簇狀鈣化灶或邊界模糊不清晰的低回聲結(jié)節(jié)。另外，由于腫瘤形成與新生血管生成有關(guān)，腫瘤組織血流灌注增加，CDFI表現(xiàn)為病灶及其周圍組織血流信號(hào)增多［12-13］。SWE通過向腫瘤組織內(nèi)部發(fā)射低頻剪切波，并接收反射回來的信號(hào)測量組織的楊氏模量值，從而反映其硬度和彈性變化，以客觀評估腫瘤性質(zhì)。本研究結(jié)果顯示，PCa組Emax、Emean、Emin均高于非PCa組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Plt;0.05），表明SWE在診斷PCa中具有一定的價(jià)值，與既往研究［14-16］結(jié)果相似。分析原因可能為PCa因腫瘤組織內(nèi)部的癌細(xì)胞異常增殖和細(xì)胞外基質(zhì)的硬化導(dǎo)致其整體硬度增加，而非PCa因其病變程度較低，引起病灶組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化較小，硬度變化與周圍正常組織差異尚不明顯。超聲造影可有效提高圖像的對比度和空間分辨率，利用增強(qiáng)顯像技術(shù)的定量分析結(jié)合時(shí)間-強(qiáng)度曲線可準(zhǔn)確獲取腫瘤組織的血流灌注特征，為腫瘤的良惡性鑒別、療效評估及預(yù)后判斷提供影像學(xué)依據(jù)［17］。本研究結(jié)果顯示，PCa組超聲造影峰值強(qiáng)度、強(qiáng)度差、增強(qiáng)強(qiáng)度均高于非PCa組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Plt;0.05），提示PCa患者超聲造影強(qiáng)度更明顯，與既往研究［18］結(jié)論一致。分析可能與PCa病灶組織內(nèi)新生血管增多、血流信號(hào)豐富、血管內(nèi)徑增大有關(guān)。

本研究多因素Logistic回歸分析顯示，血清PSAD、Emax和強(qiáng)度差均為診斷PCa的獨(dú)立影響因素（均Plt;0.05），提示臨床可通過血清PSAD水平、Emax和強(qiáng)度差的變化對PCa進(jìn)行早期診斷。與既往研究［19-21］結(jié)論一致。診斷模型的構(gòu)建有利于指導(dǎo)臨床醫(yī)師早期識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)人群，提高診斷準(zhǔn)確性。本研究根據(jù)上述獨(dú)立影響因素構(gòu)建診斷PCa的模型，ROC曲線分析顯示模型診斷訓(xùn)練集中PCa的曲線下面積為0.951（95%可信區(qū)間：0.929～0.974，Plt;0.05）；Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗(yàn)顯示模型具有較好的擬合度（χ2=3.696，P=0.883）。外部驗(yàn)證結(jié)果顯示，該模型診斷驗(yàn)證集中PCa的曲線下面積為0.932（95%可信區(qū)間：0.876～0.988，Plt;0.05）。表明模型具有良好的臨床診斷能力。但本研究仍存在一定局限性：①為單中心研究，所得結(jié)果均基于本次研究數(shù)據(jù)，結(jié)果可能存在偏倚；②由于不同病理類型的PCa在生物學(xué)行為上存在差異，對于目前臨床較少見的病理類型（鱗狀細(xì)胞癌、導(dǎo)管癌等），該模型的準(zhǔn)確性和可靠性可能受到影響。今后需進(jìn)行多中心、大樣本研究，并進(jìn)行長期隨訪進(jìn)一步驗(yàn)證，不斷優(yōu)化模型，為臨床診療提供最優(yōu)參考。

綜上所述，基于多模態(tài)超聲參數(shù)的Logistic回歸模型在診斷PCa中具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值，可為其準(zhǔn)確診斷提供參考依據(jù)。

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（收稿日期：2024-10-24）