探討高低場強多參數(shù)MRI對PI-RADS(第2版)定性診斷前列腺臨床顯著癌的價值

趙承琳， 高歌， 李飛宇， 方冬， 王鶴， 王霄英

·腹部影像學·

探討高低場強多參數(shù)MRI對PI-RADS(第2版)定性診斷前列腺臨床顯著癌的價值

趙承琳， 高歌， 李飛宇， 方冬， 王鶴， 王霄英

目的：對比1.5T和3.0T多參數(shù)MRI(mpMRI)結(jié)合前列腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(PI-RADS v2)對臨床顯著前列腺癌的診斷準確性。方法：從2010年12月至2013年12月行前列腺mpMRI檢查的患者中，篩選出以定性診斷前列腺癌為目的、且在檢查后3個月內(nèi)取得經(jīng)直腸超聲引導下活檢病理結(jié)果的447例患者納入分析，年齡(68.7±9.0)歲，PSA(15.4±14) ng/mL。其中75例使用1.5T MR儀，372例使用3.0T MR儀。檢查序列包括常規(guī)T2WI、DWI(b=0、800 s/mm2)和動態(tài)增強掃描。以病理結(jié)果作為金標準，Gleason評分≥7認為是臨床顯著癌。由兩位放射科醫(yī)師對入組病例使用PI-RADS v2進行獨立閱片分析，將1.5和3.0T mpMRI的診斷結(jié)果進行診斷效能分析和一致性檢驗。結(jié)果：447例中經(jīng)病理證實的臨床顯著前列腺癌195例(43.6%)。1.5T和3.0T兩組的受試者工作特征(ROC)曲線下面積(AUC)分別為0.94和0.89，診斷敏感度分別為95.0%和85.8%，特異度分別為91.4%和80.7%，陽性預測值為92.7%和76.1%，陰性預測值為94.1%和88.8%；兩組間診斷準確性的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。結(jié)論：不同場強多參數(shù)MRI對PI-RADS v2定性診斷前列腺臨床顯著癌的影響不顯著。

多參數(shù)磁共振成像； 場強； 前列腺癌； 前列腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)； 診斷效能

前列腺癌是全球范圍內(nèi)男性中發(fā)病率居第二位的惡性腫瘤，由于東西方人群在種族、地域及飲食結(jié)構(gòu)等方面的差異性，中國人群中前列腺癌的發(fā)病率和死亡率較歐美人群稍低，但近期文獻報道顯示其發(fā)病率和死亡率在中國男性群體中也呈上升趨勢[1-2]。前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)是目前最常用的檢測和篩查前列腺癌的臨床生化指標[3]。然而僅依靠PSA對前列腺疾病進行危險性評估和診斷會增加患者過度穿刺的風險，需結(jié)合其它的風險因素來幫助臨床醫(yī)師對患者進行前列腺癌危險性分層[4-6]，如直腸指診(digital rectal examination，DRE)、經(jīng)直腸超聲(transrectal ultrasound，TRUS)和MRI等，以提高臨床診斷準確性、減少不必要的活檢[5-11]。

多參數(shù)MRI(multiparametric MRI，mpMRI)不僅有助于前列腺癌的術(shù)前分期，還可進行術(shù)后監(jiān)測，尤其是對高級別前列腺癌患者[12-16]。然而，由于國內(nèi)外對前列腺疾病的mpMRI研究中使用的設備、掃描方案及診斷流程等存在一定差異，為了規(guī)范前列腺MRI檢查及診斷流程，進一步提高診斷的準確性和一致性，歐洲泌尿生殖放射學會(European Society of Urogenital Radiology,ESUR)于2012年以專家共識的形式提出了前列腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(Prostate Imaging Reporting and Data System，PI-RADS)[17]，并基于大量臨床病例的驗證及實際臨床工作中應用研究的反饋，于2014年12月發(fā)布了第二版(v2)PI-RADS[18]，新版本的PI-RADS對前列腺臨床顯著癌(clinically significant prostate cancer，CSPCa)進行了定義。目前，對前列腺癌mpMRI中各成像要素的研究仍然較少，尤其是不同磁場強度是否會影響MRI對前列腺癌的檢出能力尚有待研究，而經(jīng)過優(yōu)化的PI-RADS v2的診斷效能仍需要大量臨床病例來進行驗證。本研究通過回顧性分析，評價1.5T和3.0T mpMRI結(jié)合PI-RADS v2對前列腺臨床顯著癌的診斷效能。

材料與方法

1.病例材料

回顧性分析2010年11月-2013年12月因臨床疑診前列腺癌(PSA升高、DRE或TRUS發(fā)現(xiàn)結(jié)節(jié)等)而在本院行mpMRI的620例連續(xù)患者的病例資料。納入標準：①有完整的mpMRI數(shù)據(jù)，包括T2WI、DWI和動態(tài)對比增強(dynamic contrast-enhanced，DCE)序列；②mpMRI檢查后3個月內(nèi)行超聲引導下穿刺活檢且病理結(jié)果完整。排除標準：①mpMRI檢查前3個月內(nèi)接受過前列腺穿刺檢查；②既往有前列腺癌病史或初次MRI檢查診斷為前列腺肉瘤；③檢查前接受過內(nèi)分泌、粒子植入、放療或手術(shù)治療。最終447例患者納入本研究，平均年齡(68.7±9.0)歲，PSA(15.4±14.0) ng/mL。根據(jù)所使用的MR儀的磁場場強將患者分為1.5T組(1.5T)和3.0T組(372例)。1.5T組的平均年齡(69.7±8.0)歲，PSA (17.3±16.8) ng/mL；3.0T組平均年齡(68.5±9.2)歲，PSA(15.0±13.3) ng/mL。兩組間患者的年齡及PSA的差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審查同意。

將超聲引導下前列腺系統(tǒng)穿刺活檢的病理結(jié)果作為金標準進行對照。系統(tǒng)活檢按照六分區(qū)法或五區(qū)13針法，部分患者加做病灶局部活檢。由泌尿病理研究室醫(yī)師對送檢組織進行病理診斷及組織學分級，采用Gleason 5級10分制。Gleason評分≥7分者(包括3+4分，即包括次要生長方式為4分者)被認為是臨床顯著癌。

2.MRI掃描技術(shù)

患者檢查前1天進食少渣飲食并口服緩瀉劑(番瀉葉5g)。使用GE Signa TwinSpeed 1.5T、Signa HD 3.0T、Discovery MR750 3.0T或Phillip Achivea 3.0T磁共振掃描儀和腹部相控陣線圈?；颊呷⊙雠P位，線圈外面用綁帶固定以減少呼吸運動對圖像的影響。mpMRI序列和掃描參數(shù)見表1。動態(tài)增強掃描對比劑為釓噴酸葡胺，劑量0.1 mmol/kg，注射流率2 mL/s，共掃描15個時相。

表1 mpMRI 掃描參數(shù)

注：*LAVA為肝臟容積加速采集序列(liver acquisition with volume acceleration)。

3.MRI診斷

對兩位放射科醫(yī)師(A和B)進行PI-RADS v2的閱片培訓，培訓完成后使用PI-RADS v2進行獨立閱片，如果閱片結(jié)果存在差異，通過討論達成一致意見。對前列腺病變采用5級評分制[18]。1分：肯定良性；2分：良性可能大；3分：良惡性無法鑒別；4分：惡性可能大；5分：肯定惡性。

4.統(tǒng)計學分析

使用SPSS 18.0和Medcalc 12.7.0.統(tǒng)計分析軟件包。分別將1.5T和3.0T組的診斷結(jié)果進行診斷效能分析并繪制受試者工作特性(receiver operator characteristic，ROC)曲線，用約登指數(shù)得到最佳截斷值，并計算最佳截斷值條件下的ROC曲線下面積(area under curve，AUC)，以及診斷的敏感度、特異度、陽性預測值(positive predictive value，PPV)和陰性預測值(negative predictive value，NPV)。比較1.5T組和3.0T組應用PI-RADS評分系統(tǒng)診斷前列腺臨床顯著癌的診斷效能。P<0.05為具有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

1.5T組中44例(58.7%)為前列腺癌，其中40例(53.3%)為臨床顯著癌；3.0T組中185例(49.7%)為前列腺癌，其中155例(41.7%)為臨床顯著癌。1.5T組和3.0T組基于PI-RADS v2的MRI診斷結(jié)果見表2。

圖1 兩組基于PI-RADS v2的mpMRI診斷前列腺臨床顯著癌的ROC曲線。a)1.5T組；b)3.0T組。

評分1．5T組(%)CSPCa非CSPCa合計3．0T組(%)CSPCa非CSPCa合計10(0．0)1(2．9)1(1．3)0(0．0)8(3．7)8(2．2)22(5．0)28(80．0)30(40．0)7(4．5)132(60．8)139(37．4)30(0．0)3(8．5)3(4．0)15(9．7)35(16．1)50(13．4)416(40．0)2(5．7)18(24．0)53(34．2)32(14．8)85(22．8)522(55．0)1(2．9)23(30．7)80(51．6)10(4．6)90(24．2)合計40(100)35(100)75(100)155(100)217(100)372(100)

注：括號內(nèi)為構(gòu)成比。

1.5T組和3.0T組中基于PI-RADS v2的mp MRI診斷前列腺臨床顯著癌的ROC曲線見圖1，其它診斷效能指標值見表3。非參數(shù)檢驗(Mann-Whitney U檢驗)結(jié)果顯示，兩組的診斷符合率的差異無統(tǒng)計學意義(Z=-0.464，P=0.643>0.05)。

表3 兩組的診斷效能指標值 (%)

注：括號內(nèi)為95%可信區(qū)間。

討 論

前列腺癌影像學檢查的首要任務是病灶的檢出和定位，對前列腺癌灶進行精準定位不僅可以增加活檢的敏感度，更有助于幫助患者選擇治療計劃及后續(xù)的主動監(jiān)測，同時也能協(xié)助泌外科醫(yī)師制定手術(shù)方案，爭取在切除癌灶的同時盡可能的保留正常前列腺組織[19]。mpMRI在前列腺癌的檢出及定位方面的能力得到了普遍認可[20-21]。越來越多的證據(jù)表明，mpMRI對前列腺癌的檢出及定位與穿刺活檢或前列腺癌根治術(shù)后病理檢查結(jié)果(病灶位置及組織學特征如格里森評分、體積和結(jié)構(gòu)等)間存在顯著相關(guān)性[20]。

從理論角度分析，場強的增加與靜電場(B0)的信號強度呈線性相關(guān)，在不影響圖像噪聲的情況下，場強越大，信號強度越強，故隨著B0場強由1.5T提高到3.0T，圖像的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)，也會相應提高，3.0T成像儀還能夠提高成像的空間分辨率和/或時間分辨率。因此，從理論上來講，若要獲得與1.5T同樣的圖像質(zhì)量，3.0T可以實現(xiàn)更大的空間分辨率和/或更短的掃描時間，并能夠在有限時間范圍內(nèi)獲得更多的形態(tài)學、灌注和功能代謝方面的數(shù)據(jù)。

然而，實際上3.0T MRI的圖像質(zhì)量還受到其它因素的影響，如化學位移效應、RF磁場(B1)的不均勻性及磁敏感性增強等，因此需要選取合適的脈沖序列及掃描參數(shù)來保證圖像質(zhì)量。因為，化學位移偽影和磁敏感偽影會隨著B0場的提高而增加，從而導致水-脂界面化學位移偽影的增加和局部信號的損失，通常需要增加接收帶寬來避免化學位移的影響，然而增加帶寬確實能夠校正化學位移偽影、加快數(shù)據(jù)采集速度，但是也會在降低最短回波時間的同時增加圖像噪聲、降低SNR[22]。 PI-RADS委員會認為，掃描參數(shù)經(jīng)過調(diào)整和優(yōu)化后，1.5T和3.0T均能夠提供滿足臨床診斷要求的圖像，但大多數(shù)成員仍認為3.0T MR儀的掃描優(yōu)勢更大[18]。

本研究并未采用直腸內(nèi)線圈。有文獻報道，不論何等磁場強度，當采用直腸內(nèi)線圈時，MRI的信噪比要優(yōu)于體外相控陣線圈所提供的前列腺MRI圖像[23]。而Bratan等[24]認為磁場強度及線圈的選擇對于腫瘤的檢測和評價作用并不顯著。而部分老的1.5T MR設備若想獲取高分辨率前列腺圖像或者需要對前列腺病變進行影像學分期，則直腸內(nèi)線圈(endorectal coil，ERC)被認為是不可或缺的重要條件。雖然目前尚缺少關(guān)于ERC和體外相控陣線圈在腫瘤的檢測及分期方面的對照研究，但目前臨床上多認為采用體外相控陣線圈的3.0T MR設備所獲得的圖像質(zhì)量與應用了ERC的1.5T MR儀所獲得的圖像質(zhì)量相當[25]。

本研究中1.5T和3.0T兩組之間對診斷前列腺臨床顯著癌統(tǒng)計學差異不顯著，ROC曲線下面積分別為0.941和0.891(P>0.05)。1.5T和3.0T兩組診斷前列腺臨床顯著癌的敏感度為95.0%和85.8%，特異度為91.4%和80.7%，陽性預測值為92.7%和76.1%，陰性預測值為94.1%和88.8%，可見1.5T和3.0T mpMRI結(jié)合PI-RADS v2對診斷前列腺臨床顯著癌的診斷能力均較高。這與Junker等應用3.0T mpMRI結(jié)合PI-RADS的研究結(jié)果一致，對于外周帶的病灶，T2WI、DWI、DCE的ROC曲線下面積>0.900；對于移行帶病灶，T2WI及DWI的AUC>0.900，mpMRI對前列腺臨床顯著癌的診斷準確性較高[18]。

基于以上多種因素的考慮，盡管1.5T和3.0T對mpMRI結(jié)合PI-RADS v2 診斷前列腺臨床顯著癌方面的影響并不顯著，但從臨床應用角度來看，3.0T MRI設備進行掃描的優(yōu)勢更明顯。

研究的不足之處：首先，本研究為單中心研究，多中心大樣本量的研究勢在必行。其次，本研究中采用的病理對照為穿刺活檢的病理結(jié)果，缺少最后手術(shù)病理大切片的結(jié)果，這也許會對研究結(jié)果造成一定的偏倚。高低場強mpMRI對PI-RADS v2定性診斷前列腺臨床顯著癌的影響不顯著。

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The value of multiparametric MRI examination using 1.5T and 3.0T with PI-RADS (version 2) in the qualitative diagnosis of clinically significant prostate cancer

ZHAO Cheng-lin，GAO Ge，LI Fei-yu，et al.

Department of Radiology，Peking University First Hospital，Beijing 100034，China

Objective:To compare the diagnostic accuracy of multiparametric MRI (mpMRI) using 1.5T and 3.0T scanner with Prostate Imaging Reporting and Data System (PI-RADS version 2) for clinically significant prostate cancer (CSPCa).Methods:447 consecutive patients [mean age:(68.7±9.0)y;PSA: (15.4±14.0) ng/mL] with suspected CSPCa who underwent transrectal ultrasound guided biopsy from December 2010 to December 2013 within 3 months after mpMRI examination were included in this study.Conventional T2WI,diffusion weighted imaging (b=0,800s/mm2) and dynamic contrast-enhanced MRI were performed at 1.5T (n=75) or 3.0T (n=372) scanner.The pathological results were considered as the golden standard,and the CSPCa was defined as Gleason score≥7.The mpMRI data were evaluated by two radiologists using PI-RADS version 2,and the diagnostic efficacy in 1.5T and 3.0T group were analyzed and compared.Results:There were 195 out of 447 (43.6%) CSPCa patients confirmed by pathology results.Receiver-operation characteristic curve (ROC) analysis showed that the area under curve (AUC) in 1.5T and 3.0T group was 0.94 and 0.89,diagnostic sensitivity was 95.0% and 85.8%,specificity was 91.4% and 80.7%,positive predictive value (PPV) was 92.7% and 76.1%,negative predictive value (NPV) was 94.1% and 88.8%,respectively.There was no significant difference of diagnostic accuracy between the two groups (P>0.05).Conclusion:Both 1.5T and 3.0T mpMRI using PI-RADS version 2 perform well for detecting clinically significant prostate cancer.

Multiparametric magnetic resonance imaging； Tesla： Prostate cancer； Prostate imaging and reporting archiving data system； Diagnostic efficacy

100034 北京，北京大學第一醫(yī)院醫(yī)學影像科(趙承琳、高歌、李飛宇、王鶴、王霄英)，泌尿外科(方冬)

趙承琳(1985-)，女，山東煙臺人，博士研究生，主要從事影像診斷新技術(shù)研究工作。

王霄英，E-mail：cjr.wangxiaoying@vip.163.com

R445.2； R737.25

A

1000-0313(2017)04-0414-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.04.025

2016-07-20

2016-07-20)