經(jīng)直腸三維超聲聯(lián)合應(yīng)變力彈性成像計(jì)算梗阻指數(shù)在評(píng)價(jià)良性前列腺增生膀胱出口梗阻中的應(yīng)用

鄭 文,韋舒靜,龐光連,沈春梅,龐姍姍,肖彩意

(1 廣西醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院南寧市第一人民醫(yī)院超聲科,南寧 530022;2 廣西醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院南寧市第一人民醫(yī)院泌尿外科;*通訊作者,E-mail:424222670@qq.com)

良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia,BPH)是引起中老年男性排尿障礙最為常見(jiàn)的一種進(jìn)展性疾病,最終會(huì)引起尿潴留、腎積水、腎功能損害等并發(fā)癥,及時(shí)有效治療對(duì)于避免并發(fā)癥的發(fā)生、改善預(yù)后具有重要意義。是否合并膀胱出口梗阻(bladder outlet obstruction,BOO)直接影響B(tài)PH治療方案的選擇及術(shù)后癥狀改善程度,制定治療方案時(shí)須明確有無(wú)BOO[1]。目前尿流動(dòng)力學(xué)壓力—流率測(cè)定是診斷BOO及評(píng)價(jià)逼尿肌收縮功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”[2],但因有創(chuàng)性及潛在并發(fā)癥限制了其在臨床的廣泛應(yīng)用。已有多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)一些超聲參數(shù)是無(wú)創(chuàng)評(píng)估BOO的有效方法[3,4],但多未剔除個(gè)體差異的影響,且僅由單一參數(shù)評(píng)價(jià)BOO也欠全面;也有文獻(xiàn)報(bào)道用多種參數(shù)計(jì)算BOO指數(shù)評(píng)價(jià)BOO,但計(jì)算公式過(guò)于繁瑣,所需指標(biāo)過(guò)多,不易進(jìn)行實(shí)際操作[5]。本研究設(shè)計(jì)一種由多項(xiàng)與BPH所致BOO密切相關(guān)的超聲參數(shù)計(jì)算梗阻指數(shù)的方法,通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析處理獲得梗阻預(yù)測(cè)值,探討超聲在評(píng)估BPH是否存在BOO中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年6月至2020年11月在南寧市第一人民醫(yī)院完成尿流動(dòng)力學(xué)壓力—流率測(cè)定的BPH患者98例,其中膀胱出口梗阻53例,非膀胱出口梗阻45例,年齡52-91歲,平均(69.74±9.07)歲。以前列腺體積30 ml或質(zhì)量30 g為界分為大體積組(n=64)和小體積組(n=34),其中大體積組中膀胱出口梗阻45例,非膀胱出口梗阻19例;小體積組中膀胱出口梗阻8例,非膀胱出口梗阻26例。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)患者病史、臨床癥狀、直腸指檢、超聲檢查、尿流動(dòng)力學(xué)檢查均診斷為BPH者。排除標(biāo)準(zhǔn):①尿流動(dòng)力學(xué)檢查診斷有逼尿肌無(wú)力者;②反復(fù)發(fā)生泌尿系感染、糖尿病、神經(jīng)系統(tǒng)病變、腦血管病變、經(jīng)穿刺活檢或手術(shù)病理檢查確診為前列腺癌者;③有前列腺手術(shù)史、盆腔手術(shù)史者。

1.3 檢查儀器及測(cè)量方法

采用Voluson E10彩色多普勒超聲診斷儀、頻率為4-9 MHz的腔內(nèi)探頭掃查患者前列腺,觀察前列腺大小形態(tài)、內(nèi)部回聲,測(cè)量?jī)?nèi)腺動(dòng)脈血流阻力指數(shù)(resistive index,RI)。啟動(dòng)三維模式采集存儲(chǔ)前列腺三維圖像,通過(guò)三維體積自動(dòng)測(cè)量技術(shù)獲得前列腺總體積(total prostate volume,TPV)、移行帶體積(transition zone volume,TZV)、前列腺突入膀胱(intravesical prostatic protrusion,IPP)體積(見(jiàn)圖1)。返回前列腺二維最大橫切面進(jìn)入彈性成像模式,采用雙幅實(shí)時(shí)顯示同時(shí)觀察前列腺二維及彈性圖像,通過(guò)探頭持續(xù)輕壓,并根據(jù)成像情況調(diào)整壓力,留取彈性成像圖(見(jiàn)圖2)。由另兩名醫(yī)生進(jìn)行彈性評(píng)分,在彈性成像圖中先后勾畫(huà)外腺區(qū)及整個(gè)內(nèi)腺區(qū),由系統(tǒng)自帶軟件獲得內(nèi)外腺應(yīng)變比(strain ratio,SR),SR=外腺區(qū)應(yīng)變/內(nèi)腺區(qū)應(yīng)變。

A-C.勾勒處分別表示在超聲橫斷面、縱斷面、冠狀面描記移行帶的輪廓;D.通過(guò)三維超聲診斷儀計(jì)算機(jī)輔助虛擬臟器分析軟件獲得移行帶三維成像及體積圖1 經(jīng)直腸三維超聲VOCAL軟件測(cè)量前列腺移行帶體積Figure 1 The volume of prostate transitional zone measured by transrectal three-dimensional ultrasound VOCAL software

圖2 經(jīng)直腸前列腺二維超聲及彈性成像Figure 2 Transrectal prostate two-dimensional ultrasound and elastography

1.4 前列腺?gòu)椥猿上竦姆治鰳?biāo)準(zhǔn)

①無(wú)側(cè)滑、閃爍偽像,成像穩(wěn)定性、可重復(fù)性好,保持2 s以上穩(wěn)定顯示;②前列腺包膜以紅色顯示;③鈣化、結(jié)石引起的硬度增加排除在外[6]。

1.5 彈性評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

采用5分制進(jìn)行評(píng)分[7]:1分,內(nèi)腺區(qū)和外腺區(qū)呈均勻的綠色;2分,內(nèi)腺區(qū)出現(xiàn)少量藍(lán)色,仍以綠色為主(綠色面積>90%);3分,內(nèi)腺區(qū)呈現(xiàn)相間的綠色和藍(lán)色,藍(lán)色面積大于綠色,50%≤藍(lán)色面積≤90%;4分,內(nèi)腺區(qū)以藍(lán)色為主,藍(lán)色面積>90%;5分,內(nèi)腺區(qū)呈藍(lán)色。

1.6 各指數(shù)計(jì)算方法

①移行帶指數(shù)(transition zone index,TZI)=TZV/TPV;②突入指數(shù)=IPP體積/TPV。

1.7 各指數(shù)套以分值的方法

由于彈性評(píng)分為5分制,因此各指數(shù)套以分值亦設(shè)為5分制。根據(jù)各指數(shù)分布區(qū)間設(shè)定分值遞增范圍,為將各指數(shù)分值差異細(xì)化,以0.5分為增幅。①移行帶指數(shù)(TZI)分值:設(shè)定當(dāng)TZI<0.2時(shí)為1分,0.2≤TZI<0.3時(shí)為1.5分,0.3≤TZI<0.4時(shí)為2分,以此類推,當(dāng)TZI≥0.8時(shí)為5分。②突入指數(shù)分值:設(shè)定指數(shù)為0時(shí)為0分,0<指數(shù)<0.05時(shí)為1分,0.05≤指數(shù)<0.10時(shí)為1.5分,以此類推,當(dāng)指數(shù)≥0.40時(shí)為5分。③內(nèi)腺動(dòng)脈血流阻力指數(shù)分值:設(shè)定0.5≤指數(shù)<0.55時(shí)為1分,0.55≤指數(shù)<0.60時(shí)分值為1.5,以此類推,當(dāng)指數(shù)≥0.9時(shí)為5分。④梗阻指數(shù)=移行帶指數(shù)分值+突入指數(shù)分值+內(nèi)腺動(dòng)脈阻力指數(shù)分值+彈性評(píng)分值。

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS24.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用P-P圖的方法對(duì)連續(xù)變量進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),不符合正態(tài)分布的變量以中位數(shù)(Q25,Q75)的形式表示,即M(Q25,Q75),兩組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。利用受試者工作特征曲線計(jì)算曲線下面積(area under curve,AUC),比較ROC曲線下面積(area under curve,AUC),P>0.05時(shí)表明無(wú)診斷價(jià)值。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05雙側(cè)。

2 結(jié)果

2.1 比較大、小體積組中梗阻和非梗阻病例超聲參數(shù)

Mann-WhitneyU檢驗(yàn)比較分析顯示,大體積組中梗阻和非梗阻病例在移行帶指數(shù)、突入指數(shù)、彈性評(píng)分、動(dòng)脈血流阻力指數(shù)幾個(gè)指標(biāo)上差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見(jiàn)表1)。小體積組中梗阻和非梗阻病例在彈性評(píng)分上差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見(jiàn)表2)。

表1 比較大體積組中梗阻和非梗阻病例相關(guān)指標(biāo)分析 M(Q25,Q75)

表2 比較小體積組中梗阻和非梗阻病例相關(guān)指標(biāo)分析 M(Q25,Q75)

2.2 大體積組各指標(biāo)診斷梗阻的意義

大體積組根據(jù)移行帶指數(shù)、突入指數(shù)、彈性評(píng)分、動(dòng)脈血流阻力指數(shù)診斷梗阻,繪制梗阻ROC曲線,結(jié)果顯示上述各指標(biāo)診斷梗阻均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見(jiàn)圖3)。各變量診斷梗阻的靈敏度和特異度見(jiàn)表3。

2.3 小體積組各指標(biāo)診斷梗阻的意義

小體積組中根據(jù)動(dòng)脈阻力指數(shù)、移行帶指數(shù)、突入指數(shù)、彈性評(píng)分繪制梗阻ROC曲線,結(jié)果顯示動(dòng)脈阻力指數(shù)、移行帶指數(shù)、突入指數(shù)曲線下面積均不高,無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見(jiàn)圖4),說(shuō)明小體積組以上指標(biāo)對(duì)梗阻的診斷效果不明顯。彈性評(píng)分的AUC=0.801(P=0.001),說(shuō)明彈性評(píng)分對(duì)梗阻的診斷有意義。各變量診斷梗阻的靈敏度和特異度見(jiàn)表4。

2.4 超聲診斷梗阻的預(yù)測(cè)價(jià)值

2.4.1 大體積組超聲診斷梗阻的預(yù)測(cè)值 大體積組梗阻指數(shù)繪制梗阻ROC曲線,以尿流動(dòng)力學(xué)檢查結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn),曲線下面積0.927,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),最佳臨界值為≥9.75分,靈敏度為88.9%,特異度為78.9%(見(jiàn)圖5),說(shuō)明梗阻指數(shù)對(duì)梗阻的診斷有意義。

圖3 大體積組中移行帶指數(shù)、突入指數(shù)、彈性評(píng)分、動(dòng)脈血流阻力指數(shù)繪制ROC曲線Figure 3 ROC curves drawn by the index of prostate transitional zone,the index of protrusion, elasticity score, the index of artery resistance in large-size group

表3 大體積組各變量診斷梗阻的統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)

表4 小體積組中各變量診斷梗阻的統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)

圖4 小體積組中移行帶指數(shù)、突入指數(shù)、彈性評(píng)分、動(dòng)脈血流阻力指數(shù)繪制ROC曲線Figure 4 ROC curves drawn by indexes of prostate transitional zone and protrusion,elasticity score,artery resistance index in small-size group

圖5 大體積組梗阻指數(shù)繪制ROC曲線Figure 5 ROC curve drawn by obstruction index in large-size group

2.4.2 小體積組超聲診斷梗阻的預(yù)測(cè)值 小體積組梗阻指數(shù)繪制梗阻ROC曲線,以尿流動(dòng)力學(xué)檢查結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn),曲線下面積=0.853,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),最佳臨界值為≥6.25分,靈敏度為57.7%,特異度為100%(見(jiàn)圖6),但因該指標(biāo)靈敏度不高,診斷梗阻意義不大。

3 討論

下尿路排尿功能障礙是老年男性常見(jiàn)病癥,BOO是其最主要的病理生理改變,多為BPH引起。增生早、中期膀胱逼尿肌可代償性收縮,晚期逼尿肌發(fā)生退行性改變及纖維化、收縮力減弱,易引起尿潴留、腎積水、腎功能損害等并發(fā)癥。對(duì)于一些癥狀較輕但已存在尿動(dòng)力學(xué)意義上梗阻的BPH患者,如果在逼尿肌功能受損前診斷BOO,通過(guò)治療解除梗阻,就能保護(hù)膀胱功能、避免病程進(jìn)展。尿流動(dòng)力學(xué)檢查能有效判斷BOO程度及逼尿肌的功能,但其侵入性及易引起血尿、排尿困難、泌尿系感染等并發(fā)癥令患者難以接受。此外,受增生結(jié)節(jié)擠壓尿道嚴(yán)重彎曲狹窄致插尿管失敗令檢查無(wú)法進(jìn)行;尿路刺激癥狀及排尿環(huán)境、體位的改變亦容易導(dǎo)致患者在檢查過(guò)程中無(wú)法順利排尿;在沒(méi)有尿動(dòng)力檢測(cè)儀器的醫(yī)院,需要其他有效方法輔助診斷。因此,尋求一種患者容易接受、能無(wú)創(chuàng)有效篩選出存在BOO的輕癥BPH患者,及由于種種原因無(wú)法進(jìn)行壓力-流率測(cè)定時(shí)初步評(píng)估BOO的方法,具有十分重要的臨床意義。超聲檢查操作簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)、患者易于接受,隨著超聲診斷技術(shù)的發(fā)展,從超聲學(xué)角度研究前列腺形態(tài)結(jié)構(gòu)與BOO的關(guān)系已成為一個(gè)新的亮點(diǎn)。已有研究表明,BPH的TPV、IPP、TZV、TZI、膀胱質(zhì)量(ultrasound evalueated bladder weight,UEBW)等超聲參數(shù)均與BOO有相關(guān)性[8]。TZI為TZV與TPV的比值,可對(duì)各個(gè)方向上發(fā)生增生的主要區(qū)域-內(nèi)腺(以移行帶為主)對(duì)前列腺發(fā)生的變化加以整體反映,其對(duì)后尿道造成的影響大于移行帶自身超聲參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果[9],可作為臨床研究BPH規(guī)律的最佳指標(biāo)之一[10]。突入膀胱的膀胱內(nèi)前列腺破壞了膀胱頸與后尿道處的“漏斗”結(jié)構(gòu),引起排尿時(shí)膀胱運(yùn)動(dòng)障礙,其大小可為臨床進(jìn)行BOO程度判斷、BPH診斷及治療提供指導(dǎo)意義[11]。受移行帶指數(shù)啟發(fā),課題引用突入指數(shù)(IPP體積與TPV的比值)作為研究指標(biāo),旨在一定程度上減弱個(gè)體差異的影響。增生前列腺組織動(dòng)脈血流阻力指數(shù)RI能反映前列腺外科包膜內(nèi)的壓力,與尿流動(dòng)力學(xué)檢查中的AG值(AG值越大表示梗阻越嚴(yán)重)呈顯著的正相關(guān)[12]。增生結(jié)節(jié)起源部位集中在移行區(qū),多以間質(zhì)增生為主,引起移行區(qū)硬度的增加[13],尿道擴(kuò)張受限、排尿阻力增高。上述超聲參數(shù)雖然與BOO密切相關(guān),但其本身具有不穩(wěn)定性,單獨(dú)均不能做為診斷BOO最好的無(wú)創(chuàng)指標(biāo)。本研究將上述各參數(shù)綜合考慮,運(yùn)用經(jīng)直腸三維超聲測(cè)量TPV、TZV、IPP,計(jì)算移行帶指數(shù)、突入指數(shù),受幾何形狀影響小,能更精確地獲得感興趣區(qū)域體積[3]。采用經(jīng)直腸應(yīng)變力彈性成像(transrectal real-time tissue elastography)評(píng)價(jià)前列腺組織彈性(硬度),應(yīng)變力彈性成像是將受壓前后回聲信號(hào)移動(dòng)幅度變化轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)彩色圖像,借助圖像色彩反映組織的硬度[14],只能獲得定性或半定量彈性信息,可通過(guò)彈性評(píng)分和應(yīng)變比兩種方法評(píng)價(jià)組織彈性。操作者在彈性圖像的采集及評(píng)分過(guò)程中的主觀性會(huì)對(duì)評(píng)分結(jié)果造成一定影響,而應(yīng)變比以病灶與周圍組織應(yīng)變比值的形式半定量評(píng)估病灶相對(duì)硬度,可以克服評(píng)分法操作及判讀的主觀性帶來(lái)的偏倚,更為科學(xué)可靠,具有更高的應(yīng)用價(jià)值[15]。本課題中,由于彈性評(píng)分與AG值的相關(guān)性優(yōu)于應(yīng)變比與AG值的相關(guān)性,因此在評(píng)價(jià)前列腺組織彈性時(shí)采用彈性評(píng)分結(jié)果。研究引入梗阻指數(shù)的概念,將各指數(shù)以5分制套以相應(yīng)分值后與彈性評(píng)分值相加計(jì)算梗阻指數(shù),結(jié)合尿流動(dòng)力學(xué)檢查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析處理,獲得超聲對(duì)BOO的梗阻預(yù)測(cè)值,尋求能更全面有效評(píng)價(jià)BOO的超聲指標(biāo)。

圖6 小體積組梗阻指數(shù)繪制ROC曲線Figure 6 ROC curve drawn by obstruction index in small-size group

臨床上常會(huì)遇到一些體積不是很大但其下尿路癥狀卻非常明顯的BPH,且隨著人們對(duì)自身生活質(zhì)量要求的提高及體檢的普及,小體積BPH的診斷率越來(lái)越高。本研究中部分小體積BPH的彈性評(píng)分及RI較高,說(shuō)明其組織硬度及包膜內(nèi)壓力較高,考慮為增生及長(zhǎng)期慢性炎癥引起膀胱頸部反復(fù)充血、水腫、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),導(dǎo)致膀胱頸纖維化、攣縮及局部神經(jīng)、肌肉功能障礙[16]造成,這應(yīng)該是雖然小體積BPH其膀胱及尿道受增生組織擠壓不明顯但依然存在BOO的原因。由于小體積BPH患者大多年紀(jì)較輕,前列腺體積正常或無(wú)明顯增大,下尿路癥狀時(shí)輕時(shí)重,常導(dǎo)致診治延誤,應(yīng)該加以重視。梗阻指數(shù)計(jì)算公式中移行帶指數(shù)及突入指數(shù)均與體積有關(guān),將大、小體積BPH混在一起計(jì)算梗阻預(yù)測(cè)值顯然是不科學(xué)的,研究將大、小體積BPH分組計(jì)算梗阻預(yù)測(cè)值,結(jié)果顯示:大體積組超聲梗阻指數(shù)對(duì)梗阻的診斷有意義,最佳臨界值為≥9.75分,靈敏度為88.9%,特異度為78.9%;小體積組最佳臨界值為≥6.25分,靈敏度為57.7%,特異度為100%,但該指標(biāo)靈敏度不高,診斷梗阻價(jià)值意義不大。對(duì)于大體積BPH,當(dāng)超聲梗阻指數(shù)大于9.75分時(shí),可高度考慮存在BOO;而對(duì)于小體積BPH則不能用此方法評(píng)價(jià)是否存在BOO。

本研究方法存在如下的不足。(1)應(yīng)變力彈性成像評(píng)估前列腺?gòu)椥源嬖诰窒扌?①腔內(nèi)探頭在直腸內(nèi)移動(dòng)受限、檢查者對(duì)探頭施加的壓力及壓-放頻率難以統(tǒng)一、檢查過(guò)程中患者的肛門收縮,會(huì)對(duì)結(jié)果造成一定影響。②明顯增大的內(nèi)腺區(qū)距離探頭施力點(diǎn)較遠(yuǎn),產(chǎn)生的應(yīng)變小,易造成假陽(yáng)性。③彈性評(píng)分結(jié)果具有主觀性,且分值是按1分遞增的整數(shù),不能很好地區(qū)分彈性差異較小的研究對(duì)象。本研究中彈性評(píng)分與AG值的相關(guān)性優(yōu)于應(yīng)變比與AG值的相關(guān)性這一比較結(jié)果與理論分析有差異,考慮原因可能為:選取病例中大體積BPH較多、外腺受增大內(nèi)腺擠壓明顯變薄,所有病例未能完全在同一深度勾畫(huà)內(nèi)、外腺區(qū),影響SR測(cè)量結(jié)果;外腺變薄、缺乏組織對(duì)比,SR變小;前列腺后方為膀胱,其周圍為軟組織,前列腺會(huì)隨探頭施壓而運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致受到作用力相對(duì)分散不均勻,影響所得數(shù)據(jù)的客觀性。(2)依據(jù)各指數(shù)分布區(qū)間以5分制設(shè)定分值的方法缺乏有力的參考依據(jù),科學(xué)性有待探討。(3)超聲檢查僅限于解剖層次、無(wú)法判斷膀胱和尿道的功能,不能測(cè)量排尿過(guò)程中膀胱內(nèi)壓的變化情況,研究缺乏能體現(xiàn)逼尿肌收縮功能的參數(shù)。(4)一些前列腺增生常合并有造成調(diào)節(jié)、控制排尿生理活動(dòng)的中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)受到損害的疾病,這類病人的下尿路癥狀難以判斷是否完全由BOO引起。本研究成果僅限用于BOO為單純BPH引起的病例,尿流動(dòng)力學(xué)檢查在神經(jīng)源性膀胱診斷中具有不可替代的作用。(5)本研究樣本量較小,結(jié)果的可重復(fù)性受到限制,未來(lái)需要大樣本、長(zhǎng)期的研究才能證實(shí)研究成果的實(shí)用性、科學(xué)性,或在此基礎(chǔ)上尋求梗阻指數(shù)更科學(xué)的計(jì)算方法。由于癥狀較輕未及時(shí)就診或不愿進(jìn)行尿流動(dòng)力學(xué)檢查,有尿流動(dòng)力學(xué)檢查結(jié)果的小體積BPH病例收集異常困難,探討超聲評(píng)價(jià)小體積BPH膀胱出口梗阻的有效方法需要長(zhǎng)期進(jìn)行。