全病灶A(yù)DC定量分析對前列腺癌的診斷價(jià)值

馬 璐，殷虎明，李 煜，謝贛生，李 綱 (蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院泌尿外科，江蘇 蘇州 215031)

前列腺癌(Prostate cancer，PCa)是男性常見惡性腫瘤之一，發(fā)病率和患病率的走勢逐年增長[1]。前列腺特異性抗原(prostate specific antigen,PSA)的發(fā)現(xiàn)可使得PCa診斷的時(shí)間提早5～8年，但前列腺的良性改變也會(huì)使PSA水平升高，其特異性或靈敏度較低，特別是在PSA水平為4.0～10.0 ng/ml時(shí)，其特異性僅為25%～40%[2]。因此如何準(zhǔn)確的對PCa的鑒別診斷顯得尤為重要。

隨著3.0T mp-MRI成像的廣泛應(yīng)用，其在PCa診斷方面的價(jià)值也日益凸顯[3]。與此同時(shí)，前列腺成像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)版本2(prostate imaging reporting and data system version 2，PI-RADS v2) 提高了磁共振對PCa 圖像的判讀和病變識(shí)別率[4]，但PI-RADS v2評分在診斷PCa存在主觀分析的局限性。

Mp-MRI中彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)是一種功能成像技術(shù)，它可以量化組織中水分子擴(kuò)散的隨機(jī)布朗運(yùn)動(dòng)特性，而水分子彌散程度主要以表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值量化，通過ADC值可反應(yīng)疾病的病理生理學(xué)功能性變化情況，對鑒別PCa和良性前列腺增生(BPH)有重要意義[3，5]。Manetta Rosa等人研究表明ADC值是腫瘤侵襲性的有用標(biāo)志，且與Gleason評分之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系[6]，但之前的研究大多是通過單個(gè)層面的圖像獲得ADC指標(biāo)，不能很好地捕捉PCa的形態(tài)異質(zhì)性[7]。此外有研究表明，將ADC值納入PI-RADS v2指南，可改善mp-MRI對癌癥特征的識(shí)別率[8]。

本研究通過PI-RADS v2評分對4/5分患者的全病灶A(yù)DC定量分析，探究全病灶A(yù)DC定量指標(biāo)對PI-RADS v2評分4/5分患者的臨床診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1研究對象：自2017年8月～2018年6月蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院經(jīng)直腸超聲與磁共振融合(TURS-MRI)靶向前列腺穿刺患者中mp-MRI存在PI-RADS v2評分4/5分病灶的55例納入研究?；颊呒{入標(biāo)準(zhǔn)：①具有2014版中國泌尿外科診斷與治療指南中的前列腺穿刺指征；②mp-MRI PI-RADS v2評分為4/5分；③經(jīng)直腸超聲與磁共振融合成像靶向前列腺穿刺病理診斷。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有MRI檢查禁忌證；②圖像質(zhì)量不佳或圖像不全，無法進(jìn)行分析者；③MRI檢查前進(jìn)行手術(shù)、穿刺或內(nèi)分泌治療。所有患者均被病理證實(shí)為BPH或PCa，PCa患者中PI-RADS v2評分4/5分的病灶均見癌細(xì)胞且Gleason評分以所有穿刺點(diǎn)中的最高分。本次研究經(jīng)過我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)同意。

1.2儀器與方法：采用3.0TMRI(西門子Skyra)掃描和8通道腹部相控陣線圈接受信號，掃描范圍包括前列腺和雙側(cè)精囊腺。各參數(shù)如下：①常規(guī)MRI：軸位T1WI、矢狀位T2WI掃描、軸位FS-T2WI；②軸位FS-T2WI的掃描參數(shù)：TR4000 ms，TE89 ms，層厚3.0 mm，無間距掃描，F(xiàn)OV240 mm×240 mm，矩陣 256×256，NEX 1；③DWI序列掃描分為SS-EPI和RS-EPI序列b值為0、1 000 s/mm2；④SS-EPI序列：TR4500 ms，TE85 ms，F(xiàn)OV160 mm×296 mm，矩陣1.3×1.3×3，層厚3 mm，無螺旋掃描，分段讀出13次，回波間隙0.30 ms；⑤RS-EPI序列：TR4800 ms，TE59、95 ms，F(xiàn)OV160 mm×296 mm，矩陣1.3×1.3×3，層厚3 mm，無間距掃描，分段讀出次數(shù)13次，回波間隙0.30 ms。根據(jù)T2、DWI和ADC圖確定病灶位置及層面，提取所有層面病灶每個(gè)像素ADC值，計(jì)算第25百分位(P25)ADC值、第75百分位(P75)ADC值、平均ADC值和中位ADC值，根據(jù)病理結(jié)果分為前列腺癌組(PCa組)和良性病灶組(BPH組)。

1.3圖像分析及數(shù)據(jù)處理：由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)師嚴(yán)格按照PI-RADS v2評分系統(tǒng)進(jìn)行評分篩選出符合標(biāo)準(zhǔn)的患者，將患者所有的ADC圖像以DICOM格式導(dǎo)入Onis 2.5 Free Edition軟件中，選中包含病灶區(qū)域的圖像并將其導(dǎo)出保存為無壓縮的DICOM文件。利用ImageJ軟件[9]，勾畫出每張ADC病灶圖像(見圖1C、圖1F)，導(dǎo)出此每層病灶區(qū)域中所有像素的ADC值，用SPSS25.0計(jì)算全病灶A(yù)DC值的P25ADC值、P75ADC值、平均ADC值、中位ADC值、峰度、偏度。

圖1 圖A、圖B、圖C為BPH患者M(jìn)RI圖像；圖D、圖E、圖F為PCa患者M(jìn)RI圖像；圖A及圖D：T2WI上左側(cè)外周區(qū)局灶性、邊界清楚的低信號結(jié)節(jié)；圖B及圖E：DWI上的明顯高信號；圖C及圖F：ADC圖上明顯低信號

2 結(jié)果

2.1病理結(jié)果與評分：所有病例均行穿刺活檢，病理標(biāo)本使用10%福爾馬林固定，并用石蠟包埋切片，行常規(guī)HE染色，由資深病理科醫(yī)師進(jìn)行讀片，得出BPH組7例，PCa組48例。對診斷為PCa的病例進(jìn)行Gleason評分。其中，GS=6分3例；GS=7分19例；GS≥8分26例。

2.2PCa組和BPH組的參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析：通過SPSS25.0軟件計(jì)算得出PCa組P25ADC值、P75ADC值、平均ADC值、中位ADC值均低于BPH組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。PCa組的年齡、峰度、偏度、病灶體積和前列腺體積與BPH組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。PSA的曼-惠特尼檢驗(yàn)結(jié)果：PCa組PSA大于BPH組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-3.343，P<0.05)。

表1 PCa組與BPH組參數(shù)比較

2.3ROC曲線分析：ROC曲線結(jié)果分析顯示，P25ADC值、P75ADC值、平均ADC值、中位ADC值的AUC分別是77.70%、78.60%、81.30%、81.00%。其中平均ADC值的AUC最大，診斷PCa效能最高，當(dāng)約登指數(shù)最大時(shí)，得出診斷PCa的截點(diǎn)值為0.89×10-3mm2/s，此時(shí)，診斷PCa的敏感度、特異度分別為60.4% 和100%。見圖2、表2。

表2 全病灶A(yù)DC指標(biāo)診斷PCa的效能分析

圖2 ADC指標(biāo)診斷PCa的ROC曲線

3 討論

近年來我國PCa的發(fā)病率呈明顯上升趨勢，因PCa和BPH的早期臨床癥狀十分類似，但治療方案卻大相徑庭，而提高PCa的早期診斷率可以提高患者的生存率，因此PCa和BPH的鑒別是臨床的關(guān)注焦點(diǎn)。前列腺mp-MRI圖像可反映前列腺及其病變的侵襲信息，并具備定位病灶和預(yù)測生物學(xué)行為等能力，被公認(rèn)為是PCa臨床檢查的最重要方法[10]。全病灶A(yù)DC定量分析是在PI-RADS v2評分的基礎(chǔ)上對其空間分布的特征研究和像素的數(shù)學(xué)分析，通過量化的病灶參數(shù)進(jìn)一步對PCa進(jìn)行診斷，其優(yōu)勢還在于不依賴影像醫(yī)師的主觀判斷，觀測結(jié)果更為客觀。

本研究中PCa組的P25ADC值、P75ADC值、平均ADC值、中位ADC值均低于BPH組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。平均ADC值的AUC最大，診斷PCa的效能最高，這可能是因?yàn)橛捎赑Ca病灶的異質(zhì)性組織學(xué)特征所致，平均ADC值比P25ADC值、P75ADC值、中位ADC值代表的范圍更加集中，能更好的鑒別PCa和BPH[7，11]。

本研究中PCa組的全病灶各ADC值均低于BPH組，與宋志強(qiáng)等先前的研究相一致[12]。這可能因?yàn)榍傲邢俳M織惡變后向更堅(jiān)實(shí)、高密度的結(jié)構(gòu)變化，組織內(nèi)自由水分子運(yùn)動(dòng)受到限制[13]。BPH患者的組織內(nèi)水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限程度雖高于正常前列腺軟組織，但是明顯低于PCa。其原理是正常腺體和間質(zhì)被腫瘤組織替代，且癌細(xì)胞具備繁殖速度快、排列周密、細(xì)胞外間隙小、核質(zhì)比大的特點(diǎn)，因此癌灶的水分子擴(kuò)散程度和方向受限，DWI呈高信號，ADC值越低[14]。

先前許多研究已經(jīng)評估了ADC值對PCa的診斷價(jià)值，但傳統(tǒng)研究都是通過單層面圖像來選取感興趣區(qū)域的ADC指標(biāo)。在其他組織中的成像研究已經(jīng)證明了使用基于整個(gè)病變體積的方法測量ADC值的重要性，除了提供整個(gè)腫瘤的更完整的表示之外，這也便于計(jì)算更高級的度量來反映整體病變的紋理和不均勻性[15-16]。在我們的研究中，ADC指標(biāo)是從包含覆蓋整個(gè)PIRADS v2評分4/5分病灶的所有ADC圖像中確定的，此分析方法可能更好地揭示腫瘤內(nèi)的異質(zhì)性，并改善臨床評估。

本研究通過對全病灶A(yù)DC值的定量分析可更好的輔助PI-RADS v2評分鑒別PCa和BPH，為臨床的診斷和治療提供幫助。平均ADC值診斷PCa的效能優(yōu)于其他ADC指標(biāo)，提示全病灶平均ADC值對PI-RADS v2評分4/5分病灶的輔助診斷價(jià)值值得擴(kuò)大樣本進(jìn)一步研究。盡管病灶定位嚴(yán)格根據(jù)PI-RADS v2評分選定，但不排除手動(dòng)勾畫全病灶區(qū)域時(shí)因主觀因素所產(chǎn)生的偏差，且BPH組病例相對較少，因此如何降低人工勾畫全病灶造成的主觀偏差并擴(kuò)充樣本量是后期研究繼續(xù)探索的方向。