基于PI-RADS V2.1评估双参数和多参数MRI对外周带临床显著性前列腺癌的诊断价值

金鹏飞，包婕，乔晓梦，胡春洪，曹昌浩，王希明

美国国家癌症研究署2020年统计数据显示，前列腺癌(prostate cancer,PCa)是世界上最常见的恶性肿瘤之一，其发病率在男性恶性肿瘤中排名第二，已经成为威胁男性生命健康的全球性公共卫生问题[1]。多参数磁共振成像(multiparametric magnetic resonance imaging,mpMRI)因其较高的图像分辨率和普及性，已成为早期诊断PCa的重要工具，还可辅助病灶定位、肿瘤分期和侵袭性评估[2-3]。2.1版前列腺影像报告和数据系统(Prostate Imaging Reporting and Data System,PI-RADS V2.1)在前一版(PI-RADS V2.0)的基础上对成像参数及评分标准进一步细化，从而提高了mpMRI(T2WI、DWI和DCE-MRI)的诊断准确性[4]。在PI-RADS V2.1评分指南中，DWI是诊断外周带病变的主要序列，DCE-MRI在确定PI-RADS(PR)类别时的作用相对较小，只作为补充序列，将DWI评估为3类的部分病灶(DCE-MRI上有阳性表现)升至4类，而且不参与对移行带病灶的评估[5]。而且，DCE-MRI检查时间相对较长且需注射对比剂，不但增加了患者的检查成本，而且存在潜在的发生肾源性系统性纤维化的风险[6]。有研究者提出了双参数(biparametric,bp)MRI的检查方案，剔除了DCE-MRI，仅评估T2WI和DWI对PCa的诊断价值[7-9]。但是，bpMRI的诊断价值有待进一步验证，尤其是对于前列腺外周带病变。因此，本研究基于PI-RADS V2.1，比较不同年资医师基于mpMRI和bpMRI对外周带临床显著性前列腺癌(clinically significant prostate cancer,csPCa)的诊断效能。

材料与方法

1.一般临床资料

回顾性搜集2017年1月-2019年12月临床高度怀疑PCa且行前列腺mpMRI检查患者的病例资料。纳入标准：①MRI显示病灶位于前列腺外周带；②经系统穿刺、超声-MRI靶向融合穿刺或根治性前列腺切除术后病理证实；③MRI检查资料完整，包括T1WI、T2WI、DWI和DCE-MRI图像；④临床资料完整。排除标准：①磁共振检查前曾接受前列腺活检或其它相关治疗；②图像质量不佳。最终将符合本研究要求的154例患者纳入本研究，病例筛选过程见图1。

图1 病例筛选流程图。

154例中前列腺癌78例，良性病变79例。患者年龄为30～87岁，平均(68.67±7.36)岁。血清前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen,PSA)浓度为0.38～89.06 ng/mL，中位数5.65 ng/mL。

2.MRI检查方法

使用Siemens Magnetom Skyra 3.0T MR扫描仪和32通道体部相控阵线圈，依据PI-RADS V2.1推荐标准设定扫描参数。平扫获得T1WI、T2WI(不压脂)、DWI(b=5、100、1000、2000 s/mm2)和ADC图像。随后经静脉注射钆喷酸葡胺(注射速率2.0～3.0 mL/s，剂量0.1 mmol/kg)后行DCE-MRI扫描，共扫描30期，每期扫描时间10 s。各成像序列扫描参数详见表1。

表1 前列腺多参数MRI扫描序列及参数

3.图像分析

所有入组病例图像由两位分别具有3年和10年以上前列腺MRI诊断经验的医师采用双盲法各自独立进行图像分析，分别基于bpMRI(第1步)和mpMRI(第2步)，严格按照PI-RADS V2.1标准，确定前列腺病变PR类别，记录每例患者主病灶的PR类别进行后续分析。主病灶的定义为PR类别最高者，若有类别相同的病灶，选取直径较大的病灶作为主病灶。为保证bpMRI和mpMRI评估结果互不影响，两位医师在bpMRI评估后间隔4周再分析DCE-MRI图像，评估每例患者主病灶的强化特点。对于第一次评估时PR类别为3类的病例，如DCE-MRI有病灶区局灶性早期强化(阳性表现)，则PR类别提高至4类；如DCE-MRI无阳性表现，PR类别仍为3类，最终得到基于mpMRI的PR类别。

4.病理分级

PCa的病理学分级依据Gleason分级系统，将Gleason分级(GS)≥7(3+4)的病灶定义为csPCa，将GS=3+3的病灶定义为无临床意义前列腺癌(clinically insignificant PCa,ciPCa)[10]。本组78例PCa中csPCa 63例，ciPCa 12例。

5.统计学分析

使用SPSS 25.0和Medcalc(v20.0.3)统计学软件进行数据分析。采用Kappa检验评估基于bpMRI和mpMRI两位阅片者之间评估结果的一致性。绘制受试者工作特性曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)评估bpMRI和mpMRI的诊断效能，计算曲线下面积(area under the curve,AUC)、约登指数、敏感度、特异度、符合率、阳性预测值和阴性预测值。采用McNemar检验比较两种评估方案之间敏感度、特异度和符合率的差异。使用Delong检验对bpMRI和mpMRI的AUC进行比较。以P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.两位医师评估PR类别的一致性分析

基于bpMRI和mpMRI，两位医师对前列腺病变的PR类别评估均具有较好的一致性，Kappa系数值分别为0.746和0.688。

2.基于bpMRI 和mpMRI评估PR类别对外周带csPCa的诊断价值

两位医师基于bpMRI和mpMRI的PR分类诊断csPCa的诊断效能指标值及组间比较结果见表2。

表2 两位医师基于bpMRI和mpMRI的PR分类检出csPCa的诊断效能

低年资医师基于bpMRI和mpMRI评估PR类别诊断csPCa的最佳阈值均为4类，AUC分别为0.762和0.774(图2)，差异无统计学意义(P=0.142)；两种方案诊断敏感度和特异度的差异有统计学意义(P值分别为0.004、0.004)，符合率的差异无统计学意义(P=0.648)。

图2 bpMRI 和mpMRI检出csPCa的ROC分析曲线结果。

高年资医师基于bpMRI和mpMRI的PR分类诊断csPCa 的的最佳阈值均为4类，AUC分别为0.773和0.778(图2)，差异无统计学意义(P>0.05)；两种方案诊断敏感度和特异度的差异有统计学意义(P值分别为0.001和0.008)，符合率的差异无统计学意义(P=1.000)。

3.PR评分分析

154例患者中，低年资和高年资医师根据bpMRI评分标准评为PR 3类的患者分别有30和29例，结合DCE-MRI表现后分别有19和18例调整为PR 4类，各型病变的例数及其DCE-MRI表现见表3。低年资和高年资医师对PR 5类病变的诊断一致性较高(图3)。低年资医师基于bpMRI的PR分类相对于mpMRI增加了7.8%的漏诊率，但是能让6.5%的患者避免DCE-MRI检查(图4)。对于高年资医师而言，基于bpMRI的PR分类相对于mpMRI增加了5.8%的漏诊率，但能让6.5%的患者避免DCE-MRI检查。

图3 前列腺癌(GS=4+3)患者，男，69岁，PSA 12.55 ng/mL。a)T2WI示前列腺左侧外周带内可见不均匀低信号区，边界不清，包膜不完整(箭)，高、低年资医师均评为PR 5类； b) DWI示病灶呈明显高信号(箭)；c)ADC图示呈病灶呈明显低信号(箭)，PR类别为5类；d)DCE-MRI显示病灶有早期强化(箭)。高、低年资医师基于bpMRI和mpMRI评估此例患者的PR类别均为5类。 图4 前列腺增生患者，男，78岁，PSA 13.82 ng/mL。a)T2WI示前列腺左侧外周带中间部有透镜状低信号灶，评估为PR 4类(箭)；b)DWI示病灶呈稍高信号(箭)；c)ADC图示病灶呈稍低信号(箭)，PR类别为3类；d)DCE-MRI图像，低年资医师认为病灶有阳性表现(箭)，而高年资医师评估结果为阴性表现。高、低年资医师根据bpMRI对病灶的PR类别为3类，高、低年资医师基于mpMRI评估其PR类别分别为3和4类。

表3 前列腺外周带PR 3类病灶的DCE-MRI结果分析 /例

讨 论

1.bpMRI诊断效能及优势

本研究结果表明，在外周带csPCa的诊断中，bpMRI和mpMRI基于PI-RADS V2.1标准的总体诊断效能相当，在缺少DCE-MRI资料的情况下，敏感度有明显降低，但特异度有一定提高，表明bpMRI可以有效避免对非csPCa病灶(72.5%)的过度诊断，减少不必要的穿刺及临床干预，代价是可能会遗漏一部分csPCa(27.5%)，从而影响后续治疗。值得注意的是，在bpMRI与mpMRI的评估结果中，大部分csPCa的PR类别相同，在不参考DCE-MRI资料时，由PR 4类降为3类的csPCa病灶仅占主病灶总数的5.8%(高年资医师)和7.8%(低年资医师)。总体而言，省略DCE-MRI的主要后果是对PR 4类病变的低估，更多的病变被评为PR 3类，从而降低了影像学报告的可靠性。有研究指出bpMRI与游离PSA/总PSA、PSA密度等指标联合诊断有助于提高对csPCa诊断的敏感度、 特异度和符合率，达到与mpMRI相近的诊断效能，弥补了bpMRI易低估外周带PR 4类病变的不足，且基于bpMRI的PR 3类的活检策略并未改变，不影响穿刺率[11-12]。另一方面，不同年资医师基于mpMRI对PR 4类病灶中csPCa的阳性率高于bpMRI，原因可能是由于良性前列腺疾病如前列腺炎和前列腺区纤维化时的增强效应所致[13]。有研究结果表明，联合T2WI及DWI可指导临床对可疑病灶进行靶向穿刺活检，而DCE-MRI并不能为靶向穿刺提供附加信息[14]。同时，本研究中的Kappa检验结果表明，基于bpMRI的评估结果在不同年资医师之间具有更好的一致性，有助于降低临床决策难度。Di Campli等[15]的研究亦证实与mpMRI方案相比，bpMRI的阅片者间一致性更高。此外， bpMRI还具有以下优势：①扫描时间明显缩短，使幽闭恐惧症患者更容易耐受MRI检查，并可减少运动伪影。②不需经静脉注入对比剂，减轻了患者的经济负担，降低过敏反应的发生风险，也适用于肾功能不全患者。③图像数量显著减少，节约诊断医师的阅片时间[16-19]。因此，考虑到DCE-MRI采集时间长、具有潜在风险和额外成本、可导致与对比剂注射相关的并发症以及增量效益较小，一些学者建议在MRI检查时剔除该序列[20]。Tamada等[21]的研究表明，bpMRI具有与mpMRI相当的诊断效能，且PR 4类病灶中csPCa的阳性率高于mpMRI。

2.DCE-MRI对外周带csPCa的诊断价值

本研究中，两位医师基于bpMRI评为PR 3类的病灶中DCE-MRI阳性表现者分别占63.3%(19/30)和62.1%(18/29)。低年资医师和高年资医师基于bpMRI评为PR 3类且DCE-MRI表现阳性的病灶中，csPCa分别占63.2%(12/19)、50%(9/18)；而DCE-MRI表现阴性者，csPCa仅占9.1%(1/11)和9.1%(1/11)。本组结果表明，基于bpMRI 的PR 3类的csPCa病灶中有较大一部分在DCE-MRI上为阳性表现，对于这类患者，DCE-MRI有助于提高对PCa的检出。

单从PCa的检出来看，mpMRI比bpMRI具有更高的敏感度，DCE-MRI在PCa的诊断和风险分层中是否具有额外的益处也已经被广泛研究[22]。Greer等[23]报道，在外周带，DCE-MRI阳性表现提高了PR 2、3和4类病灶中癌灶的检出率(OR=2.00；P=0.027)，肿瘤检出率分别增加了15.7%、16.0%和9.2%。这些结果表明，DCE-MRI在外周带PCa的诊断中具有重要的应用价值，有助于提高PCa风险分层的准确性。Rosenkrantz等[24]认为，在将来进一步对现有的PI-RADS进行更新时，需要进一步全面研究而不是忽略DCE-MRI的作用。有研究表明，虽然PI-RADS评估标准不适用于MRI检查前接受过干预(如根治性前列腺切除术、放射治疗)的患者，但是DCE-MRI对PCa患者的治疗随访、复发征象的监测等仍然是非常必要的[25]。

3.本研究的局限性

本研究的局限性主要有以下几点：①本研究为回顾性分析且样本量相对较小；②仅限于分析PI-RADS分类与csPCa的关系，未研究临床风险因素联合bpMRI对csPCa有无附加诊断价值；③大多数患者以穿刺活检结果作为病理分级参考标准，由于活检的假阴性率相对较高，可能导致在一定程度上低估了mpMRI和bpMRI的诊断效能。因此未来还需要更大样本的前瞻性研究来验证本研究的结论，并进一步分析DCE-MRI对前列腺不同区域病灶的额外诊断价值。此外，除了提供定性参数，DCE-MRI还可以提供大量的定量和半定量参数[26]，这些参数是否有利于PCa和csPCa的检出尚有待进一步研究。

综上所述，基于PI-RADS V2.1评分标准，bpMRI系统在外周带csPCa的诊断中能提高不同年资医师评估结果的一致性，且诊断效能与mpMRI相当，但DCE有助于进一步识别bpMRI 3类病灶中的csPCa，这可能有助于实现更准确的侵袭性评估和PCa的个体化治疗。