計算機化高b值擴散加權成像對前列腺癌診斷的Meta分析＊

高 鵬 趙蓮萍 劉于寶 廖文濤 羅良平

1.南方醫(yī)科大學深圳醫(yī)院醫(yī)學影像中心(廣東 深圳 518133)

2.甘肅省人民醫(yī)院放射科(甘肅 蘭州 730000)

3.暨南大學附屬第一醫(yī)院醫(yī)學影像中心(廣東 廣州 510630)

前列腺癌是男性第二高發(fā)的惡性腫瘤，已成為當今世界的重大公共衛(wèi)生問題之一[1]。因此，前列腺癌的早期檢測對于提高治療效果和改善預后具有至關重要的意義。近些年，計算機化高b值擴散加權成像(computed high b-value diffusionweighted imaging，cDWI)技術受到廣泛關注，越來越多的臨床研究關注cDWI對于前列腺癌的診斷價值。Blackledge等[2]研究證明，cDWI技術因可抑制背景噪聲，同時保持原始病變信號，可獲得具有良好信噪比的高b值圖像，然而，cDWI在前列腺癌診斷中的價值仍存在爭議。目前缺乏對于此類臨床研究的系統(tǒng)評價，本研究采用Meta分析的方法對于國內(nèi)外相關研究進行更精確、全面的匯總分析，對cDWI及高b值擴散加權成像(measured high b-value diffusion-weighted imaging，mDWI)的診斷效能進行系統(tǒng)性比較，為cDWI對前列腺癌檢測的診斷價值提供循證醫(yī)學依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 文獻檢索檢索2008年1月至2019年6月中國知網(wǎng)(CNKI)、萬方數(shù)字化期刊全文數(shù)據(jù)庫、PubMed、Medline和Cochrane圖書館數(shù)據(jù)庫中公開發(fā)表的關于評價cDWI對前列腺癌診斷價值的中英文文獻。中文檢索詞為“前列腺癌”“磁共振成像”“計算機化擴散加權成像”，英文檢索詞為“prostate cancer”“magnetic resonance imaging”“cDWI”。為了避免遺漏文獻，分別由2名放射科主治醫(yī)師獨立閱讀文獻，當存在異議時通過討論達成一致，對檢索出文獻的參考文獻進行二次檢索。

1.2 文獻納入及排除標準納入標準：受試者MRI檢查掃描前未經(jīng)放療、化療以及活檢等；可以直接或間接獲得真陽性值(TP)、真陰性值(TN)、假陽性值(FP)、假陰性值(FN)；磁場強度為 1.5 T或3.0T；所有受試者均以病理結果證實為前列腺癌作為“金標準”(穿刺活檢或前列腺癌切除術)，包括回顧性和前瞻性研究；研究病例數(shù)≥20例；mDWI與cDWI研究為同一組病例。排除標準：研究參數(shù)不準確或動物實驗；講座、綜述、個案報道類型的文獻；無法直接或間接獲得診斷實驗的四格表數(shù)據(jù)。

1.3 文獻質量評價納入文獻的質量評估采用采用Cochrane協(xié)作網(wǎng)推薦的QUADAS(quality assessment of diagnosis accuracy studies)診斷試驗工具；由2名具有五年以上臨床影像診斷工作人員對納入文獻進行獨立評估。質量分級：A級文獻符合全部評估標準，提示存在偏倚可能性極低；B級文獻符合多條評估標準，提示可能存在輕度偏倚可能性。

1.4 資料提取基本資料包括文獻作者、發(fā)表時間、研究樣本量、磁場強度、線圈類型、b值、病理采集方式、研究對象平均年齡、研究類型、Gleason評分，PSA數(shù)值等。提取納入研究數(shù)值信息：真陽性值(TP)、真陰性值(TN)、假陽性值(FP)和假陰性值(FN)。

1.5 統(tǒng)計學方法采用Meta-Disc 1.4 及Stata 13.1軟件對資料進行Meta分析，首先卡方檢驗進行異質性分析，若I2＜50%、P≥0.1則研究間無異質性，選用固定效應模型進行分析；若I2≥50%、P＜0.1，則研究間存在異質性，選用隨機效應模型進行分析，并分析異質性來源。利用Deeks檢驗文獻發(fā)表偏倚。最后進行數(shù)據(jù)匯總，合并敏感度、特異度以及診斷比值比，繪制森林圖及匯總受試者工作特征(SROC)曲線，曲線下面積(AUC)，數(shù)值越接近1.0，說明診斷效能越好。

2 結 果

2.1 文獻檢索結果與質量評價初步檢索得到英文文獻40篇，中文文獻5篇，嚴格按納入及排除標準，最終篩選出符合納入標準文獻6篇，均為英文文獻，其中質量評級為A級5篇，B級1篇，病理數(shù)為375例，樣本數(shù)共1515個。納入文獻的研究的基本特征見表1，納入文獻研究的診斷參數(shù)見表2。

表1 納入文獻研究的基本特征

表2 納入文獻研究的診斷參數(shù)

2.2 Meta分析結果通過診斷比值比(diagnostic OR，DOR)進行異質性檢驗，χ2檢驗表明mDWI診斷組(I2= 27.7%，P＞0.05)及cDWI診斷組(I2= 35.2%，P＞0.05)研究具有同質性，采用固定效應模型進行分析(圖1)。敏感性分析通過將納入研究逐一排除后，對剩余研究進行合并比值比，結果改變不明顯，表明該研究納入文獻穩(wěn)定性好，結果可信度高。mDWI診斷組合并敏感性及特異性分別為0.77(95%CI 0.74～0.80)、0.77(95%CI 0.74～0.80)，合并診斷比值比為10.16(95%CI 8.11～0.80)；cDWI診斷組合并敏感性及特異性分別為0.77(95%CI 0.74～0.80)、0.79(95%CI 0.76～0.81)，合并診斷比值比11.03(95%CI 8.86～12.74)。建立SDOC曲線，匯總曲線下面積(AUC)分別為0.83、0.83，兩組均體現(xiàn)很好的診斷效能(圖2)。

2.3 發(fā)表性偏倚分析 根據(jù)Deeks檢驗對文獻進行發(fā)表偏倚檢驗，如圖3所示，mDWI診斷組(P=0.76)及cDWI診斷組(P= 0.80)P值均大于0.05，提示納入的研究不存在顯著的發(fā)表偏倚。

圖1 mDWI診斷組(A)及cDWI診斷組(B)匯總診斷比值比的Meta分析森林圖。圖2 mDWI診斷組(A)及cDWI診斷組(B)匯總SROC曲線。圖3 納入文獻mDWI診斷組(A)及cDWI診斷組(B)發(fā)表偏倚漏斗圖。

3 討 論

在早期前列腺癌的磁共振檢查中，通常只使用T1和T 2加權成像序列，但其診斷效能較低。多參數(shù)磁共振成像(multiparametric magnetic resonance imaging，mp-MRI)技術的應用可以提高前列腺癌的檢測和評估。mp-MRI主要包括彌散加權成像(DWI)、磁共振動態(tài)增強掃描(dynamic contrast-enhanced MRI , DCE-MR)以及質子磁共振波譜成像(MR spectroscopy imaging，MRSI)[9-10]。目前，mp-MRI已成為前列腺癌強有力的早期診斷工具，可明顯提高前列腺癌的檢測和定位[11]。其中最關鍵、最敏感的技術是DWI[12-13]。

然而，臨床實踐中前列腺癌的檢測仍存在很大困難，由于前列腺增生、出血和炎癥的常常導致背景實質的高信號，從而降低腫瘤病灶的檢出率。正常的前列腺組織，特別是外周帶，可以表現(xiàn)為DWI高信號，很難與腫瘤病灶鑒別[14]。在臨床常規(guī)掃描參數(shù)中，b值通常選擇0～800s/mm2，在低b值的圖像中，良性前列腺組織信號通常未被完全抑制，導致圖像對比度較差。因此，為了更好地利用DWI進行腫瘤檢測，提高腫瘤病灶與背景實質的對比度尤為關鍵[15-16]。臨床操作中常通過提高b值，增強腫瘤病灶與良性前列腺組織之間的圖像對比度。近期，研究證實超高b值(b＞1000s/mm2)DWI能夠明顯改善前列腺癌的檢測和定位，并用于療效的評估[17-20]。盡管在臨床上直接采集并獲得超高b值DWI圖像是可取的，但其存在諸多方面的限制，如掃描時間延長、信噪比(signal noise ratio，SNR)較低、偽影以及渦流變形等因素，在很大程度上對于設備的選擇、軟件平臺以及線圈使用提出了挑戰(zhàn)，使其在臨床上的推廣明顯受限。為了克服這些硬件的局限性，近些年提出了cDWI的概念。cDWI是一種數(shù)學計算技術，是利用任意兩個不同的低b值計算得出的圖像[2]。雖然計算出的高b值圖像不包含任何額外信息，但是圖像獲得更高的信噪比，它可以在保持原始病變信號的同時抑制背景噪聲并減少圖像失真。Grant等[21]研究發(fā)現(xiàn)，相對于高b值mDWI，cDWI提高了腫瘤組織的對比度。Vural等[22]研究發(fā)現(xiàn)，cDWI在背景抑制、圖像優(yōu)化以及病灶輪廓顯示上均較高b值mDWI明顯提高，同時減少圖像的失真。Bittencourt等[23]研究發(fā)現(xiàn)，cDWI的圖像質量、信噪比較mDWI明顯改善，病變檢出率提高。此外，cDWI不需要增加額外的成像時間，是通過使用標準b值計算獲得的圖像，適合在臨床上推廣使用。

本研究最終納入6篇文獻，對mDWI診斷組及cDWI診斷組合并診斷比值比進行比較，cDWI診斷組合并診斷比值比較mDWI診斷組高，兩組匯總曲線下面積大致相同，兩組均呈現(xiàn)出較高的診斷效能。目前，國外相關研究結果顯示，cDWI與mDWI的診斷效能大致相似[3-5,23]，這與本研究結果一致。但是，相對于高b值擴散加權成像，cDWI能夠明顯改善圖像質量，增加腫瘤組織的對比度，提高背景抑制。國內(nèi)對于cDWI技術的研究較少，趙蓮萍等[24]研究發(fā)現(xiàn)，cDWI顯著提高前列腺癌灶的對比度，并且具有較高診斷效能。目前對極少數(shù)研究對cDWI的最佳b值以及診斷效能進行了探討，其中Blackledge等[2]研究顯示，cDWI 2000sec/mm2圖像質量最好，整體診斷效能最高；Vural等[22]及Feuerlein等[25]研究顯示， cDWI 2000sec/mm2圖像質量優(yōu)質，偽影較少，背景抑制效果最好，能顯著提高腫瘤檢出率。目前對cDWI的最佳b值研究尚處于探索階段，尚未得到較權威的結論[26]，但其在臨床診斷中的優(yōu)勢無可爭議。

本研究的局限性：納入文獻數(shù)量及樣本量相對較少，尚需后續(xù)大樣本的前瞻性研究數(shù)據(jù)支持。部分研究病理采集方式為穿刺活檢，缺少影像圖像與術后大體標本、病理切片的對照，可能存在取樣誤差。不同研究中心采用不同的MR掃描儀，場強及參數(shù)不盡相同，均可能導致結果出現(xiàn)偏倚。

綜上所述，cDWI在前列腺癌診斷的臨床應用中具有較高的診斷效能，是一種可靠準確的診斷方法，但是否能夠作為首選的診斷方法，其可行性及準確性需要更多的前瞻性研究的驗證。