基于PI-RADS v2研究多参数磁共振成像在前列腺癌中的诊断价值

曾浩，杨国庆，付泉水，陈洪，赵林伟，牛翔科

（1.四川省遂宁市中心医院放射影像科，四川遂宁629000；2.成都大学附属医院放射科，四川成都610081）

基于PI-RADS v2研究多参数磁共振成像在前列腺癌中的诊断价值

曾浩1，杨国庆1，付泉水1，陈洪1，赵林伟1，牛翔科2

（1.四川省遂宁市中心医院放射影像科，四川遂宁629000；2.成都大学附属医院放射科，四川成都610081）

目的：探索前列腺影像报告和数据系统第二版（PI-RADS v2）在前列腺疾病中的评分一致性及其在前列腺癌中的诊断价值。方法：回顾性分析经超声引导下穿刺活检病理证实的前列腺病变176例的多参数磁共振成像表现。由两位观察者盲法对病灶进行评分。Kappa检验对两位观察者评分一致性进行分析；采用受试者工作特征曲线分析PI-RADS v2在前列腺癌中的诊断价值。结果：PI-RADS v2在外周带和移行带病灶中的评分一致性Kappa系数分别为0.63和0.60；对于外周带和移行带癌，PI-RADS v2诊断敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为85%，79%，76%，87%和81%，69%，64%，72%。结论：对于前列腺外周带和移行带病灶，PI-RADS v2观察者间一致性均为高度。对于外周带癌，PI-RADS v2可取得较高的诊断敏感性和阴性预测值；对于移行带癌，虽然诊断敏感性较高，但仍需进一步探索增加诊断特异性的方法。

前列腺肿瘤；磁共振成像

磁共振成像从上世纪八十年代就用来无创评估前列腺及其周围结构[1]。最初只有T1WI和T2WI，随着近年来磁共振功能成像的快速发展，多参数磁共振成像已广泛用于前列腺肿瘤的诊断和治疗后随访等[2]。但其报告不规范是阻碍多中心、不同专业领域医师之间交流的主要障碍。为利于多中心交流，2012年欧洲泌尿生殖协会基于高质量研究结果和专家共识等制定了前列腺影像报告和数据系统第一版（PIRADS v1），经过两年的临床实践，发现其仍存在许多不足之处[3]。基于此，欧洲泌尿生殖放射学会、美国放射学会和AdMeTech基金会共同对其进行了修改，制定了PI-RADS v2评分系统。目前，最新版本运用于前列腺癌的诊断国内鲜有报道，本研究采用最新的评分标准探讨其在前列腺癌中的评分一致性和诊断价值，拟为下一步研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 临床资料

所有患者行前列腺多参数磁共振成像（mp-MRI）和超声引导下穿刺检查前均签署知情同意书。连续性收集2013年2月—2015年12月315例接受前列腺mp-MRI检查的患者资料。具体纳入标准：①接受前列腺mp-MRI检查的患者；②经超声引导下穿刺病理证实为前列腺癌或前列腺良性病灶；③前列腺多参数磁共振成像距穿刺活检时间均在1月内。具体排除标准：①患者在行磁共振检查前接受过治疗，如激素治疗、放疗等；②图像质量效果不佳，影响分析评价。最终176例患者纳入研究。

1.2 MR扫描参数

使用Siemens AVANTO 1.5T超导型磁共振扫描仪进行扫描，采用8通道腹部相控阵线圈，扫描前嘱患者排尽小便，取仰卧位。前列腺轴位、冠状位、矢状位采用脂肪抑制快速自旋回波序列T2WI，TR/TE 4 000ms/100ms，层厚/层间距3mm/0mm，视野（FOV）为200mm×200mm；矩阵256×220。DWI成像采用自旋-平面回波成像序列（SE-EPI），b值取0s/mm2、50 s/mm2、100 s/mm2、800 s/mm2，具体扫描参数：TR/TE 3 700ms/80ms，视野（FOV）为260mm×220mm，矩阵160×100，扫描层数为20层，层厚/层间距3mm/0mm，激励次数（NEX）为6次。动态增强扫描采用VIBE序列，扫描参数：FOV为260mm×260mm，矩阵256×256，扫描层数为20层，层厚/层间距3mm/0mm，TR/TE 5ms/1.69ms，激励次数为1次。采用高压注射器经肘前静脉团注对比剂Gd-DTPA，剂量0.1mmol/kg，对比剂注入后注入20mL生理盐水，注射流率均为3mL/s。

1.3 图像分析

在PACS系统工作站上由两位不知病理结果的医师（分别有1年和3年腹部影像诊断经验）对本组176例患者的mp-MRI图像进行分析，评分前对两位观察者进行评分标准告知，评分标准见表1，2[4]。

1.4 统计学方法

表1 PI-RADS v2具体评分标准

表2 PI-RADS v2在前列腺外周带和移行带病灶中的评分

统计分析采用Medcacl软件。评价研究者间评分一致性采用Kappa检验。Kappa系数的k值取值范围在（-1，1）之间，采用Landis和Koch标准[5]，将一致性强度分为极佳（k＞0.80）、高度（0.60＜k≤0.80）、中度（0.40＜k≤0.60）、低度（0.2＜k≤0.40）、轻微（0≤k≤0.20）和差（k＜0）。采用受试者工作特征曲线分析观察者1运用PI-RADS v2在前列腺外周带和移行带癌中的诊断价值，Youden指数确定PIRADS v2诊断前列腺外周带和移行带癌的阈值，根据贝叶斯定理确定阴性预测值（NPV）和阳性预测值（PPV）。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

纳入研究的176例患者平均年龄为（61.8±15.3）岁，平均前列腺特异性抗原（16.4±5.5）ng/mL，穿刺活检结果为：外周带病变104例，其中前列腺癌44例，前列腺良性病变60例；移行带病变72例，其中前列腺癌34例，前列腺良性病变38例。

2.1 观察者间一致性分析

前列腺外周带病灶、恶性病灶、良性病灶PIRADS v2观察者间一致性Kappa系数分别为：0.63，0.82，0.56；前列腺移行带病灶、恶性病灶、良性病灶PI-RADS v2观察者间一致性Kappa系数分别为：0.60，0.80，0.53（图1，2）。

图1 68岁，男，PSA 18.76 ng/mL。T2WI（图1c）轴位示移行带右侧见不均匀低信号病灶，边界不清（黄色箭头），T2WI评分为3分。DWI（图1b）病灶成明显高信号（黄色箭头）和ADC（图1a）轴位示病灶呈明显低信号（黄色箭头），且病灶最大径大于1.5 cm，DWI-ADC评分为5分，参考PI-RADS v2，最终评分4分，穿刺活检证实为前列腺癌。Figure 1.A 68-year-old man with PSA of 18.76 ng/mL.TRUS-guided biopsy revealed a prostate cancer.T2-weighted axial image(Figure 1c)showed a focal lesion of obscured margin with heterogeneous signal intensity(yellow arrow),T2-weighted imaging score was 3.DWI(Figure 1b)and ADC map(Figure 1a)showed that this lesion was markedly hypointense on the ADC map and markedly hyperintense on the diffusion-weighted MR image,measuring larger than 1.5 cm in the longest diameter(yellow arrow),DWI-ADC score was 5.Finally,this focal lesion was assigned a PI-RADS v2 score of 4.

图2 61岁，男，PSA 11.36 ng/m L。ADC（图2c）轴位示外周带左侧见轻度低信号病灶（黄色箭头）。DWI（图2b）病灶成等-轻度高信号（黄色箭头），DWI-ADC评分为3分，DCE（图2a）可见病灶早期出现强化（黄色箭头），参考PI-RADS v2，最终评分4分，穿刺活检证实为前列腺癌。Figure 2.A 61-year-old man with PSA of 11.36 ng/mL,TRUS-guided biopsy revealed a prostate cancer.ADC map(Figure 2c)and DWI(Figure 2b)showed a focal lesion with moderately hypointensity on the ADC map and isointensity to mild hyperintensity on the diffusion-weighted MR image(yellow arrow),DWI-ADC score was 3.Axial dynamic contrast-enhanced T1-weighted image(Figure 2a)showed early enhancement of the lesion relative to the rest of the gland(yellow arrow),DCE imaging was positive.Finally,this focal lesion was assigned a PI-RADS v2 score of 4.

2.2 诊断效能分析

由ROC曲线分析，当阈值为≥4时，PI-RADS v2诊断前列腺外周带癌的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为85%，79%，76%，87%；当阈值为≥4时，PI-RADS v2诊断前列腺移行带癌的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为81%，69%，64%，72%。ROC曲线分析结果见表3。

表3 PI-RADS v2在前列腺癌中的诊断价值

3 讨论

前列腺癌是欧美国家男性常见的肿瘤，随着我国老年化趋势的加重，前列腺癌的发病率在我国也呈增加的趋势。常规前列腺特异性抗原和直肠指检对于诊断前列腺癌均缺乏特异性。而随着BI-RADS评分在乳腺疾病中取得的成功，临床迫切需要前列腺多参数磁共振成像的标准化影像数据报告系统。基于此，欧洲泌尿生殖学会制定了RI-RADS v1，但经过两年多的临床实践，发现其存在不足之处，例如前列腺动态增强扫描在前列腺癌中的诊断价值有限，未对前列腺不同区域进行划分等[6]。基于上述不足及近期研究成果，由欧洲泌尿生殖学会、美国放射学会和AdMeTech基金会组成的指导委员会在2014年重新制定了PI-RADS v2，其主要目的是为了让前列腺mp-MRI在扫描参数、图像解释和报告规范等方面取得更高的一致性并提高其在前列腺癌中的诊断价值。

Schimmöller等[5]运用PI-RADS v1发现针对前列腺病变，T2WI评分一致性为中度，DWI评分一致性为高度，但该研究未区别不同前列腺区域，所以未能与本研究结果进行直接比较。本研究结果显示，针对前列腺外周带和移行带病灶，PI-RADS v2一致性均为高度，并且对于恶性病灶，观察者一致性达到极佳。分析其提高评分一致性的可能原因为：①PIRADS v2针对不同区域进行了划分，T2WI作为主要序列只针对前列腺移行带病灶进行评分，DWI作为主要序列对外周带病灶进行评分；②对比于PIRADS v1，PI-RADS v2对每一个评分进行了更为精确地细化。例如，不再使用“erased charcoal”和“organised chaos”等来描述移行带癌和良性前列腺增生，研究参与者的体会是减少了不同评分之间的“灰色地带”，更有利于准确划分类别。同样我们观察到，针对恶性病灶，其PI-RADS v2一致性均高于良性病灶，结合既往研究结果，分析对其可能的解释为：前列腺良性病灶可表现为不同的信号特点，可能跨越评分范围较广，从而降低了评分者之间的一致性。

Renard-Penna等[7]研究证实PI-RADS v1评分阈值设定为9时，在前列腺癌中的诊断敏感性、特异性分别为87%和83%。由于PI-RADS v2和PIRADS v1采用不同的评分标准，所以较难进行直接比较。该研究显示单独针对前列腺移行带癌，当阈值设定4分时，PI-RADS v2诊断前列腺移行带癌的敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为85%，79%，76%，87%，提示其运用于外周带癌的诊断可取得较高的敏感性和阴性预测值，即当PIRADS v2评分小于4分时，我们有较大把握在外周带排除前列腺癌，但由于该研究为回顾性研究，研究病例数少等客观因素存在，我们仍对该结果持谨慎态度，建议在此基础上排除前列腺癌仍需要结合患者的病史和实验室检查结果，对可疑患者仍建议随访。对于前列腺移行带癌，其敏感性较高，但特异性、阳性预测值和阴性预测值均不够理想，分析其主要原因为：前列腺增生主要发生在移行带，其内部成分由于含有间质或细胞成分不同，在T2WI上可跨度为1～4分，并且一些良性增生结节由于细胞成分致密，在DWI上也可出现4分的表现，造成诊断特异性的下降[8]。

本研究存在的不足之处：①纳入病例均为超声引导下活检证实，未采用手术切除作为金标准。②把前列腺不同区域进行划分后，每个区域研究病例数较少，有待扩大样本量进一步研究。③该研究为回顾性研究，不可避免存在偏倚等。总之，对于前列腺外周带和移行带病灶，PI-RADS v2观察者间一致性均为高度。对于外周带癌，PI-RADS v2可取得较高的诊断敏感性和阴性预测值；对于移行带癌，虽然诊断敏感性较高，但仍需进一步探索增加其诊断特异性的方法。

[1]Iwazawa J,Mitani T,Sassa S,et al.Prostate cancer detection with MRI:is dynamic contrast-enhanced imaging necessary in addition to diffusion-weighted imaging?[J].Diagn Interv Radiol,2011,17(3):243-248.

[2]Oto A,Kayhan A,Jiang Y,et al.Prostate cancer:differentiation of central gland cancer from benign prostatic hyperplasia by using diffusion-weighted and dynamic contrast-enhanced MR imaging[J].Radiology,2010,257(3):715-723.

[3]Vargas HA,Hötker AM,Goldman DA,et al.Updated prostate imaging reporting and data system(PIRADS v2)recommendations for the detection of clinically significant prostate cancer using multiparametric MRI:critical evaluation using whole-mount pathology as standard of reference[J].Eur Radiol,2016,26(6):1606-1612.

[4]Barrett T,Turkbey B,Choyke PL.PI-RADS version 2:what you need to know[J].Clin Radiol,2015,70(11):1165-1176.

[5]Schimmöller L,Quentin M,Arsov C,et al.Inter-reader agreement of the ESUR score for prostate MRI using in-bore MRI-guided biopsies as the reference standard[J].Eur Radiol,2013,23(11):3185-3190.

[6]Baur AD,Maxeiner A,Franiel T,et al.Evaluation of the prostate imaging reporting and data system for the detection of prostate cancer by the results of targeted biopsy of the prostate[J].Invest Radiol,2014,49(6):411-420.

[7]Renard-Penna R,Mozer P,Cornud F,et al.Prostate Imaging Reporting and Data System and Likert Scoring System:Multiparametric MR Imaging Validation Study to Screen Patients for Initial Biopsy[J].Radiology,2015,275(2):458-468.

[8]Junker D,Schäfer G,Edlinger M,et al.Evaluation of the PIRADS scoring system for classifying mpMRI findings in men with suspicion of prostate cancer[J].Biomed Res Int,2013,2013:252939.

Value of multiparametric magnetic resonance imaging in prostate cancer detection based on prostate imaging reporting and data system version 2

ZENG Hao1,YANG Guo-qing1,FU Quan-shui1,CHEN Hong1,ZHAO Lin-wei1,NIU Xiang-ke2
(1.Department of Radiology,Suining Central Hospital,Suining Sichuan 629000,China;2.Department of Radiology,Affiliated Hospital of Chengdu University,Chengdu 610081,China)

Objective:To evaluate interobserver agreement and diagnosis value with the use of updated Prostate Imaging Reporting and Data System version 2(PI-RADS v2)for the detection of prostate cancer.Methods:The multiparametric MRI images of 176 histologically proven prostate lesions were analyzed retrospectively.Prostate biopsy was performed under the guidance of TRUS.Biopsied lesions were evaluated according to the PI-RADS v2 and compared with histopathological findings by two observers blindly.Cohen’s Kappa statistics were calculated to evaluate the consistency of the two observers and the area under the receiver operating characteristic curve(ROC-AUC)was calculated to evaluate the diagnosis value of PI-RADS v2.Results:Interobserver agreement for peripheral zone and transition zone lesions were 0.63 and 0.60,respectively.For peripheral zone cancer and transition zone cancer,the sensitivity,specificity,PPV,and NPV were 85%,79%,76%,87%and 81%,69%,64%,72%,respectively.Conclusion:The application of updated PI-RADS v2 provides high interobserver agreement for detecting peripheral zone and transition zone lesions.Futhermore,PI-RADS v2 can achieve relatively high sensitivity and NPV in the diagnosis of peripheral zone cancer.For transition zone cancer,although PI-RADS v2 can achieve relatively high sensitivity,the specificity needs to be improved.

Prostatic neoplasms;Magnetic resonance imaging

R737.25；R445.2

A

1008－1062（2017）01－0060－04

2016-03-29；

2016-05-12

曾浩（1981-），男，四川遂宁人，主治医师。E-mail：862639224@qq.com

曾浩，四川省遂宁市中心医院放射影像科，629000。E-mail：862639224@qq.com