基于PI-RADS v2.1雙參數MRI聯合前列腺特異性抗原密度對顯著性前列腺癌的診斷效能

王焰峰，魏超剛，張躍躍，楊碩，檀雙秀，潘鵬，趙文露，沈鈞康

2019年美國放射學會聯合歐洲泌尿生殖放射學會發布的2.1版前列腺影像報告和數據系統(Prostate Imaging Reporting And Data System version 2.1，PI-RADS v2.1)，適當的修訂了部分評分標準，同時強調了雙參數磁共振成像(biparametric MRI，bp-MRI)診斷前列腺癌(prostate cancer，PCa)的潛在價值[1-3]。bp-MRI相對于多參數磁共振成像(multiparametric MRI，mp-MRI)的優勢已有相關文獻報道[1,4,5]，包括：①避免對比劑相關不良反應的發生；②縮短MRI檢查時間；③降低檢查成本等。但bp-MRI診斷PCa的準確性有待進一步評估，此外PI-RADS v2.1主要是基于圖像特征的評估，臨床醫師準確診斷PCa仍需要綜合考慮其它因素。

針對這一問題，有研究者基于PI-RADS v2.0，根據患者年齡、前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)、游離前列腺特異性抗原(free prostate specific antigen，fPSA)、前列腺特異性抗原密度(prostate specific antigen density，PSAD)、前列腺體積(prostate volume，PV)等臨床指標聯合mp-MRIPI-RADS評分評估PCa的診斷效能[6,7],證明了臨床指標聯合mp-MRIPI-RADS評分能夠提高對PCa，尤其是臨床顯著性前列腺癌(clinically significant prostate cancer,csPCa)的診斷效能，且結果有統計學意義。因此，本研究旨在評估基于PI-RADS v2.1的bp-MRI聯合臨床常用指標對csPCa的診斷效能。

材料與方法

研究對象：回顧性分析2018年3月-2020年4月本院515例患者病歷資料。納入標準：①PSA升高(>4 ng/mL)或者直腸指檢結果疑似前列腺癌且需穿刺活檢患者，患者PSA至bp-MRI檢查的時間間隔為2(1～4)d；②所有入選患者獲得病理診斷前3個月內接受了前列腺bp-MRI檢查。排除標準：①既往行前列腺穿刺活檢或藥物、手術治療的患者；②髖關節植入手術、運動偽影或者直腸大量積氣等因素致磁共振圖像質量下降；③PSA>100 ng/mL、fPSA>50 ng/mL，無確切數值的患者；④病理結果為其它來源腫瘤(尿路上皮癌)或Gleason評分未定；⑤臨床資料及影像資料不完整。

檢查方法：采用荷蘭Philips 3.0T Ingenia MR掃描儀，32通道體部相控陣線圈作為接收線圈。掃描序列包括橫斷面、矢狀面T2WI及橫斷面DWI(包括重建ADC圖)，掃描參數符合PI-RADS v2.1推薦標準(表1)。DWI(b=0、100、1000、2000 s/mm2)掃描完成后掃描儀自動選取b=100和1000 s/mm2的DWI圖像后處理重建生成表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)圖。

表1 前列腺MRI具體掃描序列及參數

穿刺及病理：納入患者均經直腸超聲(transrectal ultrasonography，TRUS)引導下前列腺“10+X”針系統穿刺活檢[8]，該方法將前列腺分為基底部、體部、尖部，以中線為界各部為左右2區，其中基底部和體部的左右2區再分為內、外側區共10區，每區穿刺一針，穿刺醫師對可疑結節加穿X針(一般2～3針)，由泌尿亞專業病理醫師按照2014版國際泌尿病理協會Gleason分級系統為標準記錄病理結果[9]。本研究將良性病變及低危PCa(Gleason≤3+3)定義為非csPCa，Gleason≥3+4定義為csPCa。

圖像分析：接受PI-RADSv2.1評分系統培訓的兩名影像診斷醫師對納入對象的MRI圖像在病理結果未知的情況下按照PI-RADS v2.1評分標準對bp-MRI圖像評分并記錄，評分結果不一致者經兩名醫師達成一致意見后作出最終評分。評分方案：DWI為前列腺外周帶評分序列，3分病灶由T2WI代替動態增強 MRI決定最終評分[10]，移行帶按照PI-RADS v2.1標準進行評分[3](表2)。

表2 改良的雙參數MRI評分方案

數據搜集：搜集患者年齡、PSA、fPSA、PV和PSAD。按照PI-RADSv2.1指南，前列腺最大前后徑及最大上下徑在矢狀面T2WI上測量，最大左右徑在橫斷面T2WI上測量[3]。據橢圓體積公式，PV(mL)=最大前后徑×最大上下徑×最大左右徑×0.52，PSAD(μg/L·mL)=PSA/PV[3]。據Nordstr?m等[11]將PSAD分為7組：<0.10、0.10～0.15、0.16～0.20、0.21～0.25、0.26～0.30、0.31～0.40、>0.40μg/L·mL。

結 果

1.患者一般資料及組間比較結果

515例患者年齡47～93歲，平均70±8歲。非csPCa組399例，良性病變361例，低危癌(Gleason≤3+3分)38例；csPCa組116例，Gleason 3+4分31例，Gleason 4+3分31例，Gleason 4+4分27例，Gleason 4+5分9例，Gleason 5+4分12例，Gleason 5+5分5例?；颊吣挲g、PSA、fPSA、PV、PSAD、PSAD亞組及PI-RADS v2.1評分在非csPCa組與csP-Ca組間差異均有統計學意義(P<0.05，表3)。

表3 患者的臨床特征

2.單因素及多因素logistic回歸分析

單因素logistic回歸分析患者年齡、PSA、fPSA、PV、PSAD和PI-RADs v2.1評分作為csPCa的診斷因素，結果均具有統計學意義(OR=1.026，1.056，1.165、0.977、27.452、8.372，均P<0.05)，多因素logistic回歸分析顯示PSAD(OR=5.545；95%CI=2.364，13.007)和PI-RADS v2.1評分(OR=7.015；95%CI =4.776，10.302)為csPCa獨立預測因素(P<0.05)。

3.PI-RADS v2.1評分、PSAD單獨及聯合診斷效能評價

診斷閾值分別設置為PI-RADS v2.1評分≥3、≥4、≥5，PSAD≥0.10、≥0.15、≥0.20、≥0.25、≥0.30、≥0.40μg/L·mL，相應閾值下診斷csPCa的敏感度(Se)、特異度(Sp)、陽性預測值(PPV)、陰性預測值(NPV)及約登指數結果如表4。

如上文中所述，在專利授權確權程序中，權利人有機會對權利要求進行修改，而在專利民事侵權程序中權利人不能修改權利要求，因此，只能依靠限縮解釋權利要求來體現其實質技術貢獻。

表4 PI-RADS v2.1評分和PSAD在不同閾值下診斷csPCa的靈敏度、特異度、預測值和約登指數

根據約登指數確定PI-RADS v2.1評分的最佳診斷閾值≥4，診斷csPCa的Se、Sp、PPV、NPV分別為91%、87%、67%、97%；PSAD的最佳診斷閾值≥0.25μg/L·mL，診斷csPCa的Se、Sp、PPV、NPV分別為74%、81%、53%、92%；兩者聯合診斷csPCa的Se、Sp、PPV、NPV分別為97%、71%、50%、99%。

PI-RADS v2.1評分、PSAD單獨與聯合診斷csPCa的ROC曲線(圖1)及分析結果如下(表5)，曲線下面積(AUC)分別為0.887、0.777、0.939，聯合診斷csPCa的準確性高于PI-RADS v2.1評分和PSAD單獨診斷，差異具有統計學意義(Z=2.259、5.573，P<0.05)。典型病例如圖2、3。

圖1 bp-MRI PI-RADS v2.1評分、PSAD單獨診斷與聯合診斷csPCa的ROC曲線。注：PI-RADS v2.1 前列腺影像報告與數據系統2.1版；PSAD 前列腺特異性抗原密度；聯合模型 PI-RADS v2.1評分+PSAD

圖2、3 前列腺影像報告與數據系統評分4分患者病灶磁共振圖像。 圖2 患者73歲，PSAD為0.21μg/L·mL，病灶位于前列腺左側外周帶，長徑約為8cm，PI-RADS v2.1評分4分。a)軸面T2WI邊緣模糊的不均勻低信號灶，T2WI評分為4分(箭)；b、c)軸面高b值DWI，ADC：局灶性DWI高、ADC低信號灶，DWI/ADC評分為4分(箭)；d)病理結果：良性前列腺組織，局部不典型小腺泡。 圖3 患者71歲，PSAD為0.29μg/L·mL，病灶位于外周帶體部中線旁左側，長徑約為11cm，PI-RADS v2.1評分4分。a)軸面T2WI：邊緣模糊的斑片狀不均勻低信號灶，T2WI評分為4分(箭)；b、c)軸面高b值DWI，ADC：局灶性DWI高，ADC低信號灶，DWI/ADC評分為4分(箭)；d)病理結果：前列腺癌(Gleason評分=3+4)。

表5 csPCa的ROC曲線分析結果

討 論

1.bp-MRI診斷csPCa的優勢

PI-RADS v2.1 mp-MRI csPCa有研究表明T2WI與DWI組成的bp-MRI診斷csPCa的準確性與標準的mp-MRI相似，兩者對csPCa的診斷準確性差異無統計學意義[12-14]。將mp-MRI作為診斷前列腺疾病的常規掃描方案可能給患者和醫院帶來更大的經濟壓力和資源負擔[15，16]。因此使用bp-MRI診斷csPCa更簡單、便捷，同時與mp-MRI相比保持了較高的診斷準確性[5，14]。本研究bp-MRIPI-RADS v2.1評分≥4時診斷csPCa的效能最佳，其Se、Sp、PPV、NPV分別為91%、87%、67%、97%。Boesen等[17]同樣基于bp-MRI，當PI-RADS v2.0評分≥4時csPCa的診斷效能最大，其Se、Sp、PPV、NPV分別為84%、72%、62%、90%，與之相比本研究各項診斷指標更好，原因可能是因為PI-RADS v2.1評分標準細化了一些評分解釋，表現出較好的讀者間一致性[18]，提高了csPCa的診斷準確性。

2.臨床指標PSAD診斷csPCa的價值

雖然年齡、PSA、fPSA、PV、PSAD作為獨立因素診斷csPCa均有統計學意義(OR>1，P<0.05)，但是單因素與多因素診斷csPCa均以PSAD的診斷效能最優，與基于PI-RADS v2.0的相關研究結果基本一致[19-21]。其原因可能是PSAD即前列腺組織單位體積內的PSA水平，剔除了前列腺體積增大對PSA濃度的影響，更加真實的反映腺體破壞情況，與其他臨床指標相比提高了對csPCa的診斷效能[22]。Vezyraki等[23]運用ROC曲線分析PSA、fPSA對csPCa的診斷效能，其AUC值分別為0.619、0.597，兩者較PSAD診斷csPCa的準確性(AUC=0.790)[6]均低。年齡雖然是前列腺癌的獨立危險因素，但是相關研究中僅將年齡作為一個附加因素增加某種診斷模型的診斷效能[6]。這說明年齡、PSA、fPSA評估csPCa的診斷效能相對有限，因此通過這些指標進行盲目的活檢可能會導致對非PCa的過度診療或者對csPCa的漏診。

本研究在PI-RADS v2.1版本指導下評估bp-MRI PI-RADS v2.1評分聯合PSAD診斷csPCa的價值，發現其聯合應用(AUC=0.939)比PI-RADS v2.1評分(AUC=0.887)、PSAD(AUC=0.777)單獨診斷csPCa的診斷效能更高，差異具有統計學意義。基于PI-RADS v2.0版本，國內外已有研究探討bp-MRI聯合PSAD診斷csPCa的診斷效能[7，20，21]，Boesen等[17]研究了bp-MRI聯合PSAD在不同診斷閾值條件下檢測csPCa的敏感性、特異性和預測值，其推薦診斷閾值是PI-RADS v2.0評分≥4、PSAD≥0.15 μg/L·mL，Se、Sp、PPV、NPV分別為94.0%、59.0%、56.0%、95.0%，可避免41%的患者活檢，6%的患者漏診。而本組數據基于PI-RADS v2.1，當PI-RADS v2.1評分≥4、PSAD≥0.25 μg/L·mL時，聯合診斷csPCa Se、Sp、PPV、NPV分別為97%、71%、50%、99%，可避免56%(288/515)的患者活檢，3%(3/116)的患者漏診，在有效避免非csPCa過度穿刺的同時提高了csPCa的檢出率。本研究bp-MRI聯合PSAD檢測csPCa的診斷閾值與Boesen等[17]研究結果稍有不同，分析其原因。第一，本研究遵循的是最新的指導原則(PI-RADS v2.1)。第二，前列腺體積最大前后徑及最大上下徑在矢狀面T2WI上測量，最大左右徑在橫斷面T2WI上測量，這可能導致前列腺體積測量較PI-RADS v2.0指南下測量的值稍不同，其診斷閾值也隨之改變。

本研究存在一些不足。首先本研究為單中心回顧性研究，在資料搜集過程中存在一定的選擇偏倚，同時所得到的聯合診斷效能沒有進行外部驗證。今后，可通過多中心前瞻性研究進一步驗證本研究結果。其次，TRUS系統穿刺確診PCa仍然存在假陰性結果，本研究以此作為csPCa診斷的金標準會有一定的信息偏倚，今后用MRI-TRUS融合靶向穿刺或前列腺根治術后病理會更為準確。

綜上所述，基于PI-RADS v2.1的bp-MRI聯合PSAD對csPCa的診斷有一定價值，當PI-RADS v2.1評分≥4、PSAD≥0.25 μg/L·mL時bp-MRI聯合PSAD診斷csPCa的效能明顯優于兩者單獨應用，通過對疑似csPCa患者個體風險的評估可協助臨床醫師對患者進行更準確診斷并制定下一步診療計劃。