PI-RADS V2.1和V2.0對移行區(qū)有臨床意義前列腺癌診斷效能的對照研究

金鵬飛 包婕 喬曉夢 楊麗勤 胡春洪 王希明

前列腺癌(prostate cancer, PCa)是男性第二常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率逐年升高，2020年全球新增約140萬例[1]。多參數(shù)MRI(multi-parameter MRI, mpMRI)是PSA升高患者的主要檢查手段。在接受靶向活檢之前行mpMRI檢查可在減少穿刺針數(shù)的同時提高有臨床意義前列腺癌(clinically significant prostate cancer, csPCa)的檢出率[2-3]。前列腺影像報告與數(shù)據(jù)系統(tǒng)(prostate imaging reporting and data system, PI-RADS)旨在促進mpMRI掃描、解讀和報告全球標準化，其作為評估前列腺可疑病灶的規(guī)范化方法被廣泛應用于臨床[4]。2019年更新的PI-RADS V2.1評分系統(tǒng)解決了前一版(PI-RADS V2.0)在多年使用和研究中存在爭議的問題[5]，除了明確成像技術指標外，修訂后的評分系統(tǒng)還對移行區(qū)中“不確定性病變”的評分進行了細微更改，并更新了擴散加權成像(diffusion weighted imaging, DWI)序列評分標準，以減少評分為“不確定”病變的數(shù)量，從而進一步提高了mpMRI的診斷效能。對于“不確定性病變”是否需要行活檢和進一步治療尚未有明確的臨床規(guī)定[6]。PI-RADS V2.1評分系統(tǒng)的準確度更高，可以減少不必要的活檢，但需要避免遺漏csPCa。本研究就PI-RADS V2.1和PI-RADS V2.0評分系統(tǒng)對移行區(qū)csPCa的診斷價值進行了對比分析。

對象與方法

一、研究對象

回顧性收集我院2017年2月至2019年2月臨床疑確診為PCa且行3.0T mpMRI檢查患者的資料，納入標準：①MRI掃描條件滿足PI-RADS推薦標準；②PSA升高或直腸指檢陽性；③病理結果由MRI-經(jīng)直腸超聲融合引導前列腺靶向活檢(MRI-transrectal ultrasonography fusion-guided prostate-targeted biopsy, MRGB)獲得。排除標準：①MRI顯示病灶位于外周帶；②mpMRI和MRGB相隔6個月以上；③MRI檢查前接受過臨床干預。最終篩選出123例符合條件的患者，患者年齡47～89歲，平均(68.2±6.23)歲，PSA平均水平(10.17±5.48)ng/ml，MRI與MRGB間隔時間平均(36±19)d。

二、“MRGB+系統(tǒng)穿刺”及病例分組

采用日本日立公司實時超聲多影像融合導航系統(tǒng)(Real-time Virtual Sonography naVigation, RVS)，機器型號為HI VISION Noblus / TopicPath。在穿刺之前，將DICOM格式的MRI圖像數(shù)據(jù)導入RVS超聲主機，對整個前列腺和MRI可疑病灶進行標注及分割。然后在屏幕上以尿道內(nèi)口、苗勒管囊腫等解剖標記匹配mpMRI圖像和實時超聲圖像。在超聲引導下獲取融合圖像上的目標病灶組織。每個靶病灶至少穿刺2針，由操作者根據(jù)病灶大小、位置和靶向準確性決定是否增加穿刺針數(shù)。靶向穿刺完成后，常規(guī)行12針系統(tǒng)穿刺[7]。由一位有15年經(jīng)驗的泌尿外科病理醫(yī)師在未獲得MRI結果的情況下給出所有標本的病理診斷并記錄每個癌灶的Gleason評分。根據(jù)2014年國際泌尿病理學會(Internation Society of Vrological Pathology, ISUP)修訂的Gleason分級系統(tǒng)[8]，csPCa定義為病灶Gleason評分≥7；Gleason評分=3+3定義為無臨床意義前列腺癌(clinically insignificant PCa， ciPCa)，將其與良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia, BPH)歸為同一組分析。

三、MRI掃描參數(shù)

采用有32通道體部相控陣線圈的SIEMENS MAGNETOM Skyra 3.0T超導型MR掃描儀，掃描序列包括 T1WI、軸面 T2WI(不壓脂)、矢狀面 T2WI、冠狀面T2WI、DWI(b=100、800、1500 s/mm2)和動態(tài)對比增強T1WI(dynamic contrast enhanced-T1WI， DCE-T1WI)。根據(jù)PI-RADS V2.1評分系統(tǒng)設定具體掃描參數(shù)(表1)[5]。DCE掃描時，1次掃描15～20層，掃描時間分辨率5.8 s，掃描64個時相，掃描時間7 min，第3個動態(tài)掃描時相結束后經(jīng)肘靜脈注射對比劑釓噴替酸葡甲胺，注射流率3 ml/s，劑量0.1 mmol/kg。

表1 多參數(shù)MRI掃描序列及參數(shù)

四、圖像分析

由兩位低年資(3年)和高年資(10年)前列腺MRI診斷經(jīng)驗的醫(yī)師在未獲得病理結果的情況下根據(jù)PI-RADS V2.0和PI-RADS V2.1獨立評估每個病灶T2WI、DWI和DCE序列圖像，并完成PI-RADS評分。當同時存在兩個及以上病灶時，選擇PI-RDAS評分最高者或長徑較大者為主病灶。因PI-RADS V2.1要求至少在兩個T2WI平面上評估移行區(qū)病灶的形狀和邊緣特征，故由軸位和冠狀位圖像聯(lián)合給出T2WI評分。

五、統(tǒng)計學方法

采用Kappa檢驗分析PI-RADS V2.0和PI-RADS V2.1系統(tǒng)評估者之間的一致性。計算兩個版本評分系統(tǒng)診斷移行區(qū)csPCa的靈敏度、特異度、準確度、陽性預測值和陰性預測值。在計算診斷效能時，根據(jù)預設的臨界值對數(shù)據(jù)進行二分類：對于兩個PI-RADS版本，評分≥3分定義為影像學陽性。使用McNemar檢驗比較兩個版本靈敏度、特異度和準確度的差異。根據(jù)病理結果，繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線并計算曲線下面積(area under the cure, AUC)。采用Delong法比較兩個版本的AUC。以P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

一、病理結果

納入研究的123例患者中csPCa 39例，ciPCa 10例，BPH 74例。39例csPCa中，ISUP 2級(Gleason評分=3+4)12例，ISUP 3級(Gleason評分=4+3)16例，ISUP 4級(Gleason評分=4+4、3+5、5+3)6例，ISUP 5級(Gleason評分=4+5、5+5、5+4)5例。病灶直徑范圍8.1～23.2 mm，平均直徑(10.3±4.3)mm。

二、不同醫(yī)師之間一致性分析

兩位醫(yī)師應用PI-RADS V2.0評分時一致性適中(Kappa值=0.590)，應用PI-RADS V2.1的Kappa值為0.654，一致性較好。在PI-RADS V2.0中，兩位醫(yī)師對42例病灶的評分不一致。在PI-RADS V2.1中，對28例病灶的評分存在分歧。PI-RADS V2.1中兩位醫(yī)師間病灶評分的比例較PI-RADS V2.0更為接近。對于低年資醫(yī)師，PI-RADS V2.0中45例評估為3分，其中10例被重新定義為PI-RADS V2.1中的2分。對于高年資醫(yī)師，74例PI-RADS V2.0中評為2分的病灶里有16例被PI-RADS V2.1重新分類為1分(10例)或3分(6例)，15例PI-RADS V2.0中3分病灶里有1例降為PI-RADS V2.1中的2分(表2)。

表2 兩位醫(yī)師對兩個版本PI-RADS的評分變化情況及病理結果對照

三、診斷效能比較

低年資醫(yī)師使用PI-RADS V2.1與PI-RADS V2.0診斷移行區(qū)csPCa的靈敏度分別為94.9%、97.4%；高年資醫(yī)師則為94.9%、87.2%，二者差異均無統(tǒng)計學意義(P=0.482、P=0.204)。低年資醫(yī)師使用PI-RADS V2.1診斷移行區(qū)csPCa的特異度和準確度分別為63.1%、73.2%，較PI-RADS V2.0的52.4%、66.7%更高(P=0.001、P=0.030)。高年資醫(yī)師兩個版本間診斷csPCa的特異度及準確度分別為79.8%、82.1%和84.6%、83.7%，差異均無統(tǒng)計學意義(P=0.500、P=0.501)。對于低年資醫(yī)師，PI-RADS V2.1的AUC為0.918，高于PI-RADS V2.0(AUC為0.901，差異有統(tǒng)計學意義(P=0.043)；對于高年資醫(yī)師，PI-RADS V2.1與PI-RADS V2.0的AUC分別為0.948、0.949，差異均無統(tǒng)計學意義(P=0.511)(表3，圖1)。

以PI-RADS≥3分為診斷閾值，共有17例病灶在PI-RADS V2.0和PI-RADS V2.1二分類評估結果中存有異議。PI-RADS V2.0評估結果的錯誤率為64.74%(11/17)，包括8例假陽性結果(低年資醫(yī)師7例，高年資醫(yī)師1例，PI-RADS評分3分)和3例假陰性結果(高年資醫(yī)師3例，PI-RADS 評分2分)。PI-RADS V2.1評估結果的錯誤率為35.3%(6/17)，包括3例假陽性結果(高年資醫(yī)師3例，PI-RADS評分 2+1分)和3例假陰性結果(低年資醫(yī)師3例，PI-RADS評分2分)(圖2、3)。

表3 PI-RADS V2.0與PI-RADS V2.1對移行區(qū)csPCa診斷效能比較

圖1 兩位醫(yī)師使用PI-RADS V2.0和PI-RADS V2.1診斷移行區(qū)csPCa的ROC曲線圖

A：軸位T2WI，顯示左側(cè)移行帶可疑稍低信號區(qū)，邊界欠清(箭頭所示)；B：冠狀位T2WI壓脂，顯示病灶包膜不完整(箭頭所示)，低年資醫(yī)師根據(jù)PI-RADS V2.0將該病灶評分為3分、高年資醫(yī)師的評分為2分，兩位醫(yī)師根據(jù)PI-RADS V2.1均將該病灶描述為包膜不完整的結節(jié)，評分為2分；C：DWI呈明顯高信號；D：ADC呈明顯低信號。綜合C、D圖，DWI評分為4分。低年資醫(yī)師PI-RADS V2.0總體評分為3分，高年資醫(yī)師為2分；兩位醫(yī)師PI-RADS V2.1總體評分均為3(2+1)分圖2 MRI示左側(cè)移行帶PCa(Gleason評分=3+4，83歲，PSA 9.45 ng/ml)

討 論

本研究以MRGB病理聯(lián)合系統(tǒng)穿刺結果為標準比較了PI-RADS V2.0和PI-RADS V2.1對移行區(qū)csPCa的診斷效能，以及不同評估者之間的診斷一致性。在PI-RADS 評分中，3分是區(qū)分csPCa與ciPCa最常用的閾值，其敏感性較高，通常用來確定患者是否需要靶向活檢，多項研究證實了將PI-RADS評分≥3分作為診斷閾值對移行區(qū)csPCa的檢出能力[9-10]。本研究病例中BPH和ciPCa共84例，csPCa 39例，其中ISUP 2級12例，ISUP 3級16例，ISUP 4級6例，ISUP 5級5例，符合移行區(qū)PCa的發(fā)病率及風險分層特點[11-12]。當兩位醫(yī)師的PI-RADS評分存在差異時將影響臨床決策，無法明確MRGB的適應證。本研究發(fā)現(xiàn)，兩位醫(yī)師之間PI-RADS V2.1不同評估結果的組合數(shù)量低于PI-RADS V2.0中的組合數(shù)量，且PI-RADS V2.1的Kappa值高于PI-RADS V2.0，這說明應用PI-RADS V2.1評分系統(tǒng)評估的一致性優(yōu)于PI-RADS V2.0，使低年資醫(yī)師閱讀圖像后能給出與高年資醫(yī)師相近的評估結果，有助于減少分歧，降低臨床醫(yī)師決策難度。此外，PI-RADS V2.1中五種評分的病灶數(shù)目較PI-RADS V2.0更加接近，原因可能是PI-RADS V2.1中細化了T2WI 1分和2分的診斷標準，并將DWI評分引入T2WI 2分和3分病灶作為參考，部分病灶會由2分升級為3分(DWI≥4分)或由3分升級為4分(DWI≥5分)[13]。值得注意的是，低年資醫(yī)師采用兩個版本對病灶的評分重合度較高，僅有部分病灶評分最終發(fā)生了改變，我們認為原因可能是修訂后的T2WI標準，如“有幾乎完整包膜結節(jié)”或“結節(jié)間均勻低信號”，對沒有經(jīng)驗的評估者來說仍較難把握。

本研究發(fā)現(xiàn)，無論是低年資醫(yī)師還是高年資醫(yī)師，應用PI-RADS V2.1與PI-RADS V2.0評分系統(tǒng)對病灶評估均有較高的靈敏度，差異無統(tǒng)計學意義，說明PI-RADS V2.1對提高csPCa診斷率作用有限。原因可能是對于移行區(qū)病變，新定義的T2WI評分為2，DWI評分為4或更高的病變將總體評分由2分提升為3分。然而，符合這些標準的病灶在臨床工作中很少見[14]，在本研究中僅占4.9%(6/123)。此外，我們還發(fā)現(xiàn)PI-RADS V2.1可以提高低年資醫(yī)師對移行區(qū)csPCa診斷的特異度、準確度及AUC(P<0.05)，但是對高年資醫(yī)師的影響不顯著(P>0.05)。這些結果與Tamada等[15]報告PI-RADS V2.1比PI-RADS V2.0有更高的特異度和準確度一致。本研究中低年資醫(yī)師根據(jù)PI-RADS V2.0評分為3分的病灶有10例降級為PI-RADS V2.1的2分，真陰性率為90%(9/10)。PI-RADS V2.1正確地診斷了11個PI-RADS V2.0中兩位醫(yī)師診斷結果為假陽性或假陰性的病變，同時只誤診了6例PI-RADS V2.0中正確診斷的病變。導致這些結果的原因可能是PI-RADS V2.1建議將非典型BPH結節(jié)從3分降至2分，對T2WI 1～3分結節(jié)內(nèi)部和周邊特征的判讀標準作了細化和規(guī)范，以及在確定T2WI評分為2分的不典型病變進行PI-RADS評分時引入DWI標準，可能會進一步提高mpMRI對BPH、間質(zhì)性BPH和csPCa的鑒別診斷[16]。然而，PI-RADS V2.1中1～3分病變與組織病理學改變之間的關系有待進一步研究，以證實PI-RADS V2.1可提高診斷效能的科學性。雖然PI-RADS V2.1未提高高年資醫(yī)師對移行區(qū)csPCa診斷的特異度、準確度及AUC，但隨著PI-RADS V2.1中移行區(qū)病變基于T2WI的1分和2分病灶的定義發(fā)生了根本性的變化，可能會影響1到2分病變的分布情況。在PI-RADS V2.0中，呈圓形且包膜完整典型的BPH結節(jié)被評分為2分，而在PI-RADS V2.1中，這些結節(jié)被評分為1分。在本研究中，有8例移行區(qū)病灶在PI-RADS V2.0中被評為2分，在PI-RADS V2.1中被降級為1分，所有這些結節(jié)在活檢后均被證實為BPH。這一變化構成了新版本的一項重要改進：典型增生結節(jié)極不可能是Gleason評分≥7的csPCa，因此現(xiàn)在被歸類為1分病變，通常不建議對其進行活檢。雖然這一改變可能不會影響大多數(shù)患者的預后，但對于PI-RADS評分1分或2分的病變通常都不進行活檢，這就提高了影像學報告結論的可靠性，并可以防止臨床風險因素較高且沒有可疑MRI病變的患者進行不必要的活檢[17]。

本研究的局限性：①本研究為回顧性單中心研究，患者數(shù)量相對較少，研究結果需要更大樣本量的多中心研究進一步驗證。②病理結果由MRGB聯(lián)合系統(tǒng)穿刺獲得，未與前列腺根治術后全組織病理逐層對照。既往研究表明，同一病灶穿刺病理與術后病理可能存在差異，導致csPCa診斷假陽性或假陰性結果[18]。③僅評估PI-RADS V2.1對移行區(qū)csPCa的診斷效能，未將外周帶病變納入研究。盡管PCa在外周帶發(fā)病率較高，本研究仍專注于移行區(qū)病灶的研究，原因是PI-RADS V2.0在診斷移行區(qū)腫瘤時存在評估者間一致性較差、癌癥檢出率較低以及包括T2WI在內(nèi)的多項評估標準(尤其對3分病變)模糊不清等問題。④未探索PI-RADS V2.1評分與Gleason分級之間的聯(lián)系。

綜上所述，PI-RADS V2.1具有更高的評估者間一致性，并且有助于提高低年資醫(yī)師診斷水平；此外，PI-RADS V2.1將移行區(qū)典型BPH結節(jié)和不典型BPH結節(jié)有效區(qū)分，從而更大程度減少了不必要的穿刺。因此，與PI-RADS V2.0相比，PI-RADS V2.1更適合在前列腺活檢之前檢測移行區(qū)中csPCa。