多參數MRI前列腺影像報告和數據系統評分與經直腸超聲引導下穿刺病理的相關性分析

李拔森，王良*，鄧明，閔祥德，蔡杰，馮朝燕，可贊，王國平

多參數MRI前列腺影像報告和數據系統評分與經直腸超聲引導下穿刺病理的相關性分析

李拔森1，王良1*，鄧明1，閔祥德1，蔡杰1，馮朝燕1，可贊1，王國平2

目的旨在探討多參數MRI (multi-parametric MRI, Mp-MRI)前列腺影像報告和數據系統(prostate imaging reporting and data system version 2, PI-RADS V2)評分與經直腸超聲引導下穿刺病理的相關性。材料與方法回顧性分析經病理證實的128例前列腺病變患者的MRI資料，其中前列腺癌75例，良性前列腺增生48例、前列腺炎5例，所有患者均行3.0 T MRI掃描，獲取完整的T2WI、DWI及DCE圖像；由2名前列腺診斷醫師在不知患者臨床資料及病理的情況下采用PIRADS V2評分標準進行評分，評分結果分別記錄；所有患者均行經直腸超聲引導下病理穿刺，并由泌尿專業病理診斷醫師進行診斷，對前列腺癌則進行Gleason評分。采用Spearman相關分析PI-RADS V2評分與穿刺病理的相關系數，并采用ROC曲線分析PI-RADS V2評分診斷前列腺癌的敏感性、特異性和準確性。結果PI-RADS V2評分與穿刺病理呈正相關，r=0.887。PI-RADS V2評分診斷前列腺癌的ROC曲線下面積0.975，其敏感性為93.33%，特異性為96.23%，準確性為94.51%，陽性預測值97.22%，陰性預測值91.07%。Gleason評分≥8分的前列腺癌的PI-RADS V2評分為5分。結論PI-RADS V2評分與經直腸超聲引導下穿刺病理的相關性高，PI-RADS V2評分對前列腺疾病的診斷準確性高。

前列腺腫瘤；磁共振成像；病理學

Received 28 Jan 2016, Accepted 26 Feb 2016

ACKNOWLEDGMENTSThis study was supported by Grants the National Natural Science Foundation of China (No. 81171307).

近年來，由于多參數MRI (Mp-MRI)兼備常規T2WI和功能成像，在前列腺癌、前列腺增生及前列腺炎的鑒別診斷中優勢明顯[1]。實際工作中，由于不同影像醫師的診斷水平和閱片習慣的差異，且在前列腺報告的書寫中使用的較為模糊的描述詞語也對前列腺疾病的診斷產生一定影響。加之我國的就診文化、醫療報銷制度和醫療環境的變化等綜合因素的影響，針對絕大部分中老年患者需要明確鑒別其性質并及時提示其風險，尤其是針對泌尿外科醫師與影像科醫師的溝通都需要明確的數據報告。2012年歐洲泌尿生殖放射協會推出的前列腺影像報告和數據系統(prostate imaging reporting and data system, PI-RADS)是歐洲前列腺診斷報告書寫和定量評估指南[2-3]，受到了全球前列腺診斷醫師重視，2014年北美放射學年會上公布了第2版PI-RADS，即PI-RADS V2[4-5]。目前，PI-RADS V2的臨床適用性還有待于進一步在臨床工作中證實，且國內尚無前列腺報告的規范指南作參考，因此筆者試探究PI-RADS V2在我國前列腺癌的診斷與風險評估中的價值，并進一步評估PI-RADS V2與穿刺病理的相關性。

1 材料與方法

1.1 病例資料

回顧性分析2014年1月至2015年6月期間，于我院行前列腺MRI檢查的患者。因是回顧性研究，故無需簽署知情同意書。納入標準：(1)前列腺MRI檢查序列完整，包括T2WI、DWI及DCE序列；(2)經直腸超聲引導下進行了12針病理穿刺活檢；(3) MRI檢查均在穿刺活檢前進行；(4)前列腺MRI檢查前未行過內分泌治療、冷凍及放療。排除標準：(1)有MRI檢查或者病理穿刺活檢的禁忌；(2)前列腺MRI圖像質量較差或部分序列缺失，無法進行PI-RADS V2評分。

128例患者納入了本研究，年齡44～86歲，平均(69±5)歲。實驗室檢查前列腺特異性抗原為0.23～1 000.00 ng/ml，中位值為78.31 ng/ml。診斷均經超聲引導下直腸穿刺活檢病理證實，標本以10%福爾馬林固定，用石蠟包埋切片。常規采用6區12針系統穿刺法，對可疑病變，先在Mp-MRI上按照六分區法確定病變所在區域，后在經直腸超聲引導下，對準相應區域進行穿刺，并由操作醫師記錄活檢位置。

1.2 圖像采集

前列腺MRI檢查采用德國Siemens公司3.0 T Skyra磁共振掃描儀，射頻發射線圈采用體線圈，射頻接收線圈為腹部相控陣線圈(18通道)。磁共振掃描前保持膀胱適度充盈，取仰臥位，掃描中心為恥骨聯合上方2.0 cm處。前列腺局部行軸面、矢狀面和冠狀面快速自旋回波(turbo spin echo, TSE) T2WI、軸面T1WI、軸面單次激發平面回波成像(single-shot echo-planar imaging, SS-EPI) DWI、軸面磁共振動態增強掃描(dynamic contrast enhanced MRI, DCE-MRI)。掃描序列包括：(1) TSE T2WI掃描參數為：TR 6 750 ms，TE 104 ms，層厚 3 mm，層間距0 mm，FOV 180 mm×l80 mm，激勵次數2次，矩陣384×384。(2) DWI SS-EPI序列，掃描參數為：TR 4 500 ms，TE 85 ms，FOV 214 mm×171 mm，矩陣90×90，層厚3 mm，層間距0 mm，回波間隙0.75 ms。擴散敏感系數(b)值分別為100 s/mm2、800 s/mm2、1500 s/mm2。(3) DCE-MRI采用梯度回波容積內插法(volumetric in terpolated breath-hold examination，VIBE)序列TR 3.40 ms，TE 1.23 ms，層厚3 mm，層間距0 mm，FOV 260 mm×260 mm。采用MED TRON高壓注射器，對比劑為馬根維顯(Gd-DTPA)，注射速率2 ml/s，劑量0.2 mmol/Kg，注射完畢后用生理鹽水20 ml進行沖洗。

1.3 數據采集與PI-RADS V2評分

將MRI掃描所得圖像傳入圖像存儲與傳輸系統(picture archiving and communication system,PACS)，由2名分別有5年、10年前列腺MRI工作經驗的醫師采用雙盲法進行T2WI、DWI、DCE的PI-RADS V2評分，并記錄評分所在病灶的所在區域。對照PI-RADS V2評分病灶所在區域與穿刺活檢所記錄病變位置，以保證二者一一對應，評分完畢意見不一致由雙方共同協商達成一致意見。根據2014年版PI-RADS V2評分標準[4]，對出現有臨床意義前列腺癌[6]的可能性進行PI-RADS V2評分。1分：非常低，極不可能存在；2分：低，不可能存在；3分：中等，可疑存在；4分：高，可能存在；5分：非常高，極有可能存在。對于前列腺外周帶疾病PI-RADS V2評分以DWI結果為主，而移行帶疾病則以T2WI結果為主。例如外周帶病變DWI評分為5分，T2WI評分為3分，則PI-RADS V2評分為5分。DCE陽性主要對PI-RADS V2評分為3分的結果有影響，若陽性則相應整體評分加1分，對1、2、4、5分則無影響。PI-RADS V2評分標準見表1，2。

1.4 病理分析

由泌尿專業病理醫師觀察病理切片并進行報告，報告需報告病變的位置及診斷結果，若為前列腺癌，則需要報告其Gleason分級，若一個區內兩針皆為癌灶，但Gleason分級不一致，則取Gleason分級高者作為最終病理結果。

1.5 統計學方法

采用SPSS 19.0及MedCalc Version 11.4.2.0軟件包數據處理，分析PI-RADS V2評分與穿刺病理的相關性。分析PI-RADS V2評分對診斷前列腺癌的受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve, ROC)，并計算其敏感度、特異性、準確度、陽性預測值、陰性預測值。

表1 PI-RADS V2在前列腺移行帶和外周帶病灶中的評分標準Tab. 1 PI-RADS V2 score for Peripheral zone and Transition zone

表2 PI-RADS V2的DCE評分標準Tab. 2 PI-RADS V2 assessment for DCE

2 結果

2.1 PI-RADS V2評分及穿刺病理結果

128例患者中前列腺癌75例，前列腺增生48例，前列腺炎5例。75例前列腺癌患者Gleason評分均≥6分，分別為Gleason 6、Gleason 7a (3+4)、Gleason 7b (4+3)、Gleason 8、Gleaso 9、Gleason 10，其PI-RADS V2評分及前列腺癌Gleason評分見表3，4和圖1。

2.2 PI-RADS V2評分與穿刺病理的相關性分析

對T2WI+DWI+DCE的整體PI-RADS V2評分與經直腸超聲引導下病理穿刺結果進行Spearman相關分析，r=0.887，P＜0.01，PI-RADS V2評分與經直腸超聲引導下穿刺病理呈明顯正相關。

2.3 ROC診斷前列腺癌的敏感性、特異性及準確性(圖2)

由ROC曲線算出約登指數，該指數最大值所對應的PI-RADS V2評分3為界值。PI-RADS V2評分診斷前列腺癌的ROC曲線下面積0.975，其敏感性為93.33% (70/75)，特異性為96.23% (51/53)，準確性為94.51% (71/75)，陽性預測值為97.22% (70/72)，陰性預測值為91.07% (51/56)。

表3 128例患者的PI-RADS V2整體評分Tab. 3 PI-RADS V2 score of 128 patients

表4 75例前列腺癌患者的PI-RADS V2評分與Gleason分級Tab. 4 PI-RADS V2 score and Gleason score of 75 patients with prostate cancer

圖1 A～D為同一患者，59歲，PSA 25.199 ng/ml。A：軸面T2WI示右側尖部移行帶見邊界不清低信號灶，大小約為8 mm×5 mm。B：DWI示該結節狀病灶呈明顯高信號。C：DCE示病灶早期明顯強化。據PI-RADS V2 評分標準，該病灶在T2WI序列評分為4分，DWI序列評分為4分，DCE (+)，PI-RADS V2 整體評分為4分。D：穿刺活檢病理證實為前列腺移行帶癌，Gleason (3+4)(HE ×200)。E～H：為一77歲患者，PSA 11 ng/ml。軸面T2WI示左側外周帶見邊界不清低信號灶，大小約為10 mm×5 mm (E)。DWI示病灶擴散受限，呈結節狀明顯高信號(F)。DCE示病灶早期明顯強化(G)。據PIRADS V2 評分標準，該病灶在T2WI序列評分為3分，其軸面最大徑＜1.5 cm，DWI序列評分為4分，DCE (+)，PI-RADS V2 整體評分為4分。穿刺活檢病理證實為前列腺外周帶癌(H)，Gleason (3+3)(HE ×200)Fig. 1 A 59-year-old male patient with PSA 25.199 ng/ml (A—D). A: On axial T2WI there was an ill-defined lower signal 8 mm× 5 mm lesion in the right transition zone. B: The lesion showed focal markedly hyperintense on DWI. C: The lesion showed focal and earlier enhancement. The PI-RADS V2 score of the lesion on T2WI, DWI, T2WI+DWI+DCE, respectively, was 4, 4, 4, DCE (+), according to the PI-RADS V2 criteria. D: This case was confirmed prostate cancer (Gleason (3+4)) by pathology (HE ×200). A 77-year-old male patient with PSA 11 ng/ml (E—H). E: On axial T2WI there was an ill-defined lower signal 10 mm×5 mm lesion in the left peripheral zone. F: The lesion showed focal markedly hyperintense on DWI. G: The lesion showed focal and earlier enhancement. The PI-RADS V2 score of the lesion (axial size＜1.5 cm) on T2WI, DWI, T2WI+DWI+DCE, respectively, was 3, 4, 4, DCE (+), according the PI-RADS V2 criteria. H: This case was confirmed prostate cancer [Gleason (3+3)] by pathology (HE ×200).

圖2 PI-RADS V2評分對前列腺癌診斷的ROC曲線圖Fig. 2 The ROC carve of PI-RADS V2 score in diagnosing prostate cancer.

3 討論

自PI-RADS提出以來，規范了前列腺MRI報告，對前列腺病變按照5分制標準進行評分，提高了前列腺癌的檢出率，其臨床有效性和適用性得到了進一步驗證[7-10]。PI-RADS V2中將有臨床意義的前列腺癌定義為Gleason評分≥7分，伴或不伴體積≥0.5 cm3、包膜外侵犯。依據前列腺T2WI、DWI及DCE序列的綜合表現，對出現有臨床意義前列腺癌的可能性依然按照5分制評分標準進行。在第一版PI-RADS的基礎上進行了補充、完善及刪減。PI-RADS V2對MRI檢查設備和技術要求提出了指導性建議，對評估分類標準、技術規范及掃描參數進行了重新規范。

本研究顯示良性前列腺增生或前列腺炎的PI-RADS V2評分為2分或3分，本研究中8/48例前列腺增生的PI-RADS V2評分為3分，2/48評分為4分，究其原因可能是前列腺增生發生在移行帶，其內含有的細胞以及間質成分有所不同而導致在T2WI序列的PI-RADS V2評分可為2～4分，而移行帶的PI-RADS V2評分主要以T2WI為主，故造成其特異性減低；PI-RADS V2整體評分為2分或3分的前列腺癌，其對應為低級別，Gleason評分為6或7a；PI-RADS V2整體評分為4分的前列腺癌，其對應級別為≤7b；高級別前列腺癌Gleason評分≥8分的，其PI-RADS V2評分為5分，但PIRADS V2評分為5分的前列腺癌的Gleason評分不一定≥8分。對PI-RADS V2整體評分與12針穿刺病理結果進行相關性分析，發現存在明顯正相關。本研究中將Gleason (4+3)與Gleason (3+4)單獨分出，即Gleason 7b和Gleason 7a，因前者的惡性程度高于后者，并且前者易包膜外侵犯[11]。Junker等[12]利用 PI-RADS對50例經活檢證實的前列腺癌患者進行評分，顯示出PI-RADS具有良好的診斷準確性，高級別前列腺癌僅在PI-RADS評分為4分或5分時出現，進行整體評分時其檢出前列腺癌的AUC為0.97，95%可信區間(0.95-0.99)。

聯合使用T2WI、DWI、DCE序列能提高前列腺癌的檢出率[13-16]，并能對前列腺病變進行鑒別診斷。國內沈鈞康等[17]利用1.5 T MR功能成像序列聯合T2WI對前列腺癌進行篩查，發現T2WI+ DWI+DCE和T2WI+DWI+DCE +MRS為最佳診斷方案，二者診斷效能接近，前者的敏感性、特異性、準確度分別為95.35%、84.00%、89.25%，這也與本研究結果是一致，但MRS未寫入PI-RADS V2中。T2WI能清晰顯示前列腺解剖結構，評估腺體內異常、精囊浸潤、包膜外侵犯以及淋巴結受累情況[18]。DCE掃描經靜脈注射含釓對比劑，反映前列腺正常及病變組織微循環的改變情況[19]。前列腺癌常呈明顯早期強化。DWI反應細胞內外水分子的擴散運動，前列腺癌彌散受限而呈高信號，ADC值與Gleason評分呈負相關[20]。

本研究主要是評估PI-RADS V2評分與穿刺病理的相關性，臨床中使用的大部分為12點穿刺獲取病理標本，尚無大標本與影像作對照，均為重復穿刺，因此也存在穿刺漏診的可能；而對于PIRADS V2評分較低的病例，臨床未對其采取靶向病理穿刺，也對評估低分值的PI-RADS V2的準確性產生一定影響。另外，由于PI-RADS V2主要是主觀評分，雖然最終兩名觀察者的結果進行協商一致，但未對其一致性做出評估，且未對觀察者之間的評分能力作統計分析，因此也存在一定的影響。

總之，PI-RADS V2評分與經直腸超聲引導下穿刺病理的相關性高，PI-RADS V2能鑒別前列腺良惡性病變，提高有臨床意義前列腺癌的檢出率，準確評估可疑前列腺癌的風險以及腫瘤的侵襲性，準確和嚴格執行PI-RADS V2評分標準在一定程度上提高診斷信心。

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The correlation between multi-parametric MRI of prostate imaging reporting and data system score and transrectal ultrasound guided needle biopsy

LI Ba-sen1, WANG Liang1*, DENG Ming1, MIN Xiang-de1, CAI Jie1, FENG Zhaoyan1, KE Zan1, WANG Guo-ping21Department of Radiology, Tongji Hospital of Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, China
2Department of Pathology, Tongji Hospital of Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, China

Objective:To explore the correlation between prostate imaging reporting and data system score version 2 (PI-RADS V2) on multi-parametric MRI and transrectal ultrasound (TRUS) guided prostate biopsy.Materials and Methods:A retrospective analysis of multi-parametric MRI (Mp-MRI) was performed in 128 patients with pathologically proven prostate diseases including prostate cancer (n=75), benign prostatic hyperplasia (n=48) and prostatitis (n=5). All the patients underwent 3.0 T Mp-MR imaging and subsequently TRUS guided prostate biopsy. Two readers independently assessed T2WI, DWI, DCE for each examination by using the PIRADS V2 score, blinded to the indication for the MR imaging. The location of one specific lesion per case was denoted. Spearman correlation analysis was used to compare differences between PI-RADS V2 score and pathological findings. ROC curve analysis was performed to determine sensitivity, specificity and accuracy. Results: PI-RADS V2 score showed a significant positive correlation with needle biopsy (Spearman's coefficient 0.887, P＜0.01). PI-RADS V2 had an accuracy of94.51%, a PPV of 97.22%, and a NPV of 91.07%. Sensitivity was 93.33%, and specificity was 96.23%. Conclusion: The study demonstrates the value of PI-RADS V2 to improve detection and risk stratification in patients with suspected cancer in treatment of prostate glands diseases.

Prostatic neoplasms; Magnetic resonance imaging; Pathology

國家自然科學基金項目(編號：81171307)

1. 華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院放射科，武漢 430030

2. 華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院病理科，武漢 430030

王良，E-mail: wang6@tjh.tjmu.edu.cn

2016-01-28

接受日期：2016-02-26

R445.2；R697.3

A

10.12015/issn.1674-8034.2016.05.001

李拔森, 王良, 鄧明, 等. 多參數MRI前列腺影像報告和數據系統評分與經直腸超聲引導下穿刺病理的相關性分析.磁共振成像, 2016, 7(5): 321–326.

*Correspondence to: Wang L, E-mail: wang6@tjh.tjmu.edu.cn