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经验交流
PI-RADS V2在3.0 T MR前列腺中央腺体癌诊断中的应用价值
李鹏 黄云海 张进 景晶

李鹏,黄云海,张进,等. PI-RADS V2在3.0 T MR前列腺中央腺体癌诊断中的应用价值.磁共振成像, 2018, 9(10): 773-777. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2018.10.011.


[摘要] 目的 初步探讨3.0 T磁共振成像条件下,前列腺影像报告和数据系统第2版(prostate image report and data system version 2,PI-RADS V2)评分诊断方法在前列腺中央腺体癌诊断中的应用价值。材料与方法 回顾性分析50例经病理证实的前列腺癌(prostate cancer,Pca)患者的多参数磁共振成像(mutli-parameter magnetic resonance imaging,Mp-MRI)资料和临床资料。根据6分区切割模型进行前列腺中央腺体分区。两位观察者根据PI-RADS V2评分标准及常规阅片,对入组病例Mp-MRI前列腺图像的有效预定义分区进行评分,分析评分结果的一致性。评分结果与该分区相应的病理结果进行对照,分析PI-RADS V2、常规阅片对前列腺中央腺体诊断中的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值和阴性预测值,评价PI-RADS V2在前列腺中央腺体癌的诊断效能。结果 50例患者的Mp-MRI前列腺图像共分割为300个前列腺中央腺体分区,获得有效预定义的分区238个。结果显示,2位观察者PI-RADS V2诊断结果一致性极佳(K=0.84)。PI-RADS V2评分"4"分为诊断界值时,诊断结果准确度为79.2%,敏感度为70.4%,特异度为83.8%。常规阅片诊断结果准确度为72.7%,敏感度为49.7%,特异度为92.3%。PI-RADS V2评分诊断效能优于常规阅片。结论 在3.0 T磁共振成像系统,Mp-MRI前列腺中央腺体癌诊断中,应用PI-RADS V2进行评分诊断结果的一致性较高,具有较好的诊断效能和临床应用价值。
[Abstract] Objective: To explore the diagnostic value of prostate image report and data system version 2 (PI-RADS V2) score in the diagnosis of prostate cancer (Pca) by 3.0 T MRI and body coil.Materials and Methods: The mutli-parameter magnetic resonance imaging (Mp-MRI) and clinical data of 50 patients with Pca confirmed by pathology were retrospectively analyzed. The prostate was divided into 6 parts according to the cutting model. Two doctors evaluated the effective predefined partitions of the Mp-MRI prostate images, compared the scores of each partition with the corresponding pathological results of the subarea, analyzed the uniformity and diagnostic results. The sensitivity, specificity, accuracy, positive predictive value and negative predictive value were evaluated.Results: 50 cases were divided into 300 prostatic central glandular regions, of which 238 were effectively predefined, the results were consistent well. The results showed that when the PI-RADS V2 score was 4, the diagnostic accuracy was 79.2%, the sensitivity was 70.4%, and the specificity was 83.8%. Routine reading results: the accuracy was 72.7%, the sensitivity was 49.7%, and the specificity was 92.3%.Conclusions: The diagnostic accuracy of PI-RADS V2 is high, and the results are highly consistent. The diagnostic efficiency of PI-RADS V2 in diagnosing central adenocarcinoma of prostate is better than that of routine reading.
[关键词] 前列腺肿瘤;磁共振成像;前列腺影像报告和数据系统第2版
[Keywords] Prostatic neoplasms;Magnetic resonance imaging;Prostate image report and data system Version 2

李鹏 江苏省常州第四人民医院CT/MR室,常州 213000

黄云海* 江苏省常州第四人民医院CT/MR室,常州 213000

张进 江苏省常州第四人民医院CT/MR室,常州 213000

景晶 江苏省常州第四人民医院CT/MR室,常州 213000

通讯作者:黄云海,E-mail:hyhhjn@sina.com


收稿日期:2018-05-04
中图分类号:R445.2; R737.25 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2018.10.011
李鹏,黄云海,张进,等. PI-RADS V2在3.0 T MR前列腺中央腺体癌诊断中的应用价值.磁共振成像, 2018, 9(10): 773-777. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2018.10.011.

1 材料与方法

1.1 一般临床资料

       收集我院2013年1月至2015年12月间50例前列腺癌(prostate cancer,Pca)患者的多参数磁共振成像(mutli-parameter magnetic resonance imaging,Mp-MRI)资料和临床资料,患者年龄58~ 86岁。临床表现:前列腺特异抗原(prostate specific antigen,PSA)升高,排尿困难,血尿和尿频。PSA:5.5~ 100 ng/ml。Pca穿刺标本Gleason评分:平均6.60分,范围6~ 9分。50例患者均经临床检查、实验室检查、影像学检查。影像学检查前未经任何治疗手段,均由穿刺活检取得病理结果,27例经根治术后,进一步病理切片证实。

       入组标准:①临床疑诊Pca;②Mp-MRI检查符合前列腺影像报告和数据系统第2版(prostate image report and data system V2,PI-RADS V2)技术要求,图像资料完整;③穿刺活检术操作符合诊疗规范[1,2,3],穿刺针数"10+X",每一针穿刺标本均明确标注具体穿刺部位;④病理结果在MRI检查后8周内获得。排除标准:①不符合入组标准中任意一条者;②MP-MRI示中央腺体明显增生挤压外周带,使其形成外科包膜或T2WI两者结构无法分辨者;③病灶同时侵及中央腺体和外周带;④有显著包膜外侵犯者;⑤穿刺和(或)术后病理切片显示外周带有癌变者;⑥临床及实验室检查提示癌变,而穿刺及MR检查均未发现者。

1.2 检查方法

       使用3.0 T SIEMENS Verio超导型全身磁共振成像系统,16通道表面相控线圈。常规扫描参数:①前列腺轴位FSE-T2WI:TR=450 ms,TE=15 ms;层厚:3 mm;层间隔:0.8 mm;FOV:240 mm × 240 mm;覆盖整个前列腺和精囊。②矢状位和冠状位FSE-T2WI:TR=550 ms,TE=9.5 ms;层厚:3 mm;层间隔:0.8 mm;FOV:380 mm × 380 mm。扩散加权成像(diffused weighted imaging,DWI)扫描参数:采用单次激发平面回波成像(single-shot echo planar imaging,SS-EPI)序列,TR=5700 mm,TE=90 mm;FOV:260 mm × 260 mm;层厚:3.6 mm;层间隔:1 mm;b值=0、800 s/mm。动态增强扫描(dynamic contrast enhancement,DCE)参数:前列腺轴位,TR=5700 mm,TE=90 mm;FOV:260 mm × 260 mm;矩阵:128 × 128;层厚:3.6 mm;层间隔1 mm;范围:包括整个前列腺;扫描同时经静脉团注射对比剂[钆双胺注射液,欧乃影,通用电气药业(上海),剂量0.1 mmol/kg,速率2.5 ml/s],前后分别注入20 ml生理盐水;总扫描时间:4~ 5 min。

1.3 病理检查

       所用病例均采用相同穿刺方式,直肠超声引导下前列腺"10+X"点穿刺活检术,标准化穿刺10针基础上,对可疑区域加穿1~ 2针[1, 3]

1.4 图像分析和评分诊断标准

1.4.1 前列腺分割模型

       结合穿刺中的10针定位标准,在前列腺纵轴上将前列腺自上而下3等分为底、体、尖3个部分,每一部分以正中线为界将前列腺中央腺体分成6个区域。将Mp-MRI各序列轴位层数除以3,得到前列腺底、体、尖3部分的层数,如不能整除,则去除上部靠近精囊腺层面或尖部外周带组织较少的层面。

1.4.2 Mp-MRI前列腺分区的预定义

       有效预定义分区是指有相应病理结果匹配的前列腺分区,及对应的MP-MRI图像,由影像科医师、超声科医师及病理科医师取得一致意见,共同确认。无效预定义分区是指:①分区没有相应的病理结果;②分区位置与穿刺点不能完全匹配,或穿刺点不能匹配到对应的分区;③穿刺点不能明确在前列腺分带结构中的具体定位。

1.4.3 Mp-MRI图像分析和评分诊断标准

       由两名参加工作10年以上从事MRI诊断的副主任医师作为观察者,采用盲法各自独立对入组病例的MP-MRI图像进行评分诊断,评分诊断标准:PI-RADS V2[2]。间隔4周后,2位观察者各自独立对入组病例图像进行常规阅片。常规阅片指不借助任何评分系统及辅助手段,凭主观经验阅片判断。

1.5 统计学方法

       观察者间评分结果一致性采用Kappa检验,极佳:K>0.80;高度:0.60<K≤0.80;中度:0.40< K≤0.60;低度:K≤0.40。用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析观察者PI-RADS V2评分诊断前列腺中央腺体癌的效能,包括特异度、准确度、敏感度、阳性预测值、阴性预测值和约登指数。采用独立样本t检验比较PI-RADS V2评分诊断与常规阅片之间特异度、准确度、敏感度的差异,P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基于穿刺病理结果的前列腺分区预定义结果

       50例患者均经穿刺活检取得的病理组织证实,27例患者在Pca根治术后经病理组织切片证实,其中病理证实癌的有32例,非癌的有18例。在总计300个前列腺分区中,中央腺体有效预定义分区237个,无效预定义分区107个(表1)。

表1  前列腺分区相匹配的穿刺病理结果(例)
Tab. 1  Pathological results of prostatic partition matching (case)

2.2 观察者诊断结果一致性分析

       两位观察者的PI-RADS V2评分诊断结果的一致性极佳(K=0.81~ 0.84)。两位观察者常规阅片的结果一致性为高度(K=0.65),差异有统计学意义(P < 0.05)。以"4"为诊断"癌"的界值,两位观察者PI-RADS V2评分结果与常规阅片结果差异有统计学意义(P<0.05)(表2)。

表2  两位观察者的PI-RADS V2评分诊断结果及常规阅片诊断结果(个)
Tab. 2  PI-RADS V2 scoring and routine examination of two observer (n)

2.3 PI-RADS V2量表对前列腺分区评分诊断的效能分析

       对PI-RADS V2评分诊断的5个等级进行诊断效能分析。ROC曲线结果显示,评分"4分"作为诊断癌的界值时,约登指数(正确诊断指数)最大,为0.573,诊断效能达到最优点(表3图1图2)。PI-RADS V2评分"4"分(最佳诊断界值)时的诊断效能与常规阅片差异有统计学意义(P<0.05),优于常规阅片。

图1  73岁男性患者,PSA:32.0 ng/ml。A:T2WI中央腺体区不规则等信号结节;B、C:DWI结节样高信号,表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)低信号,最大径>1.5 cm;D:病理结果:前列腺癌。医师PI-RADS V2评分:5分,常规阅片诊断为前列腺癌
图2  63岁男性患者,PSA:22.0 ng/ml。A:T2WI中央腺体区不规则等信号,结节最大径<1.5 cm;B、C:DWI/ADC等信号;D:穿刺病理:前列腺炎症伴增生改变。医师PI-RADS V2评分:3分,常规阅片:前列腺癌可能
Fig. 1  Male, 73 years old, PSA: 32.0 ng/ml. A: T2WI:irregular signal nodules in central gland region; B, C: DWI: hyper signal, ADC low signal, maximum diameter >1.5 cm; D: Pathological results: prostate cancer. PI-RADS V2: 5 points, regular reading: prostate cancer.
Fig. 2  Male, 63 years old, PSA: 22.0 ng/ml. A: T2WI: irregular signal in central gland region, nodule maximum diameter <1.5 cm; B, C: DWI/ADC: normal signal; D: Pathology: prostatitis with hyperplasia. PI-RADS V2: 3 points, regular reading: probably prostate cancer.
表3  前列腺分区评分诊断结果
Tab. 3  Diagnostic results of prostatic partion

3 讨论

       前列腺癌是男性常见的恶性肿瘤,在世界范围内居男性所有恶性肿瘤第2位,在我国男性恶性肿瘤中排第6位[3]。磁共振成像具有无辐射、多序列、多参数和多方位成像的特点,是目前公认的最佳影像学检查方法[4]。前列腺癌多发生在外周带,同时有30%的前列腺癌发生在中央腺体区,且诊断困难[5]

3.1 PI-RADS及PI-RADS V2的产生背景及应用现状

       Mp-MRI为影像科医师提供了多方位的影像学信息,使诊断的准确性得到提高的同时,也使影像科医师与临床医师之间对信息掌握程度出现了不对等,影像报告难以理解[2]。欧洲泌尿放射委员会(European Society of Urinary Radiology,ESUR)在2012年推出了《ESUR prostate MR guidelines 2012》,提出了"PI-RADS"的概念,目的在于规范化、标准化前列腺Mp-MRI报告,减少模糊的影像描述,便于更好地与泌尿外科医生之间的沟通[2, 4]。2014年,ESUR推出了PI-RADS V2,对第1版PI-RADS作了进一步修改和完善。PI-RADS V2主要基于ESUR专家的经验共识,准确性还有待于大样本量研究资料的进一步证实。Moritz等[6]报道诊断中央腺体区病灶的ROC曲线下面积为0.82~ 0.85,PI-RADS V2为0.75~ 0.77,敏感度提高,特异度减低。曾浩等[7]研究发现PI-RADS V2检出移行带Pca的诊断效能较PI-RADS有所提升,敏感度提高,特异性有所减低。特异度减低分析原因可能为:PI-RADS V2降低了DWI及DCE在Mp-MRI诊断中央腺体癌中的权重,第1版各个参数的权重是一致的,DWI及DCE提高了诊断的特异度[8]

3.2 PI-RADS V2检查序列的构成及优化运用

       《ESUR prostate MR guidelines 2012》[4]对Mp-MRI的设备条件的基本要求是:3.0 T磁共振设备配备专用盆腔相控线圈,可以达到最佳的诊断图像要求。Mp-MRI是在常规T1WI及T2WI的基础上,增加功能MRI检查序列DWI、DCE、磁共振波谱成像(magnetic resonance spectrum imaging,MRSI)等,为病变的诊断提供多个序列的诊断信息。Moritz等[6]研究表明将MRSI纳入PI-RADS评分系统中进行评分诊断研究,相比PI-RADS V2中的T2WI、DWI和DCE各序列联合评分诊断,MRSI并未显著提高Pca诊断的准确度。胡毅等[8]研究发现,联合应用T2WI+DWI+DCE在PI-RADS V2评分诊断中的应用价值高于单一序列。参照之前的研究结果,笔者认为,中央腺体区的评分诊断虽以DWI为主导,但同时参考T2WI及DCE仍是非常必要的。

3.3 PI-RADS V2的诊断效能及诊断结果一致性

       本研究中应用PI-RADS V2在中央腺体区癌的诊断较常规阅片有较高的准确度(应用PI-RADS V2的准确度为78.9%,常规阅片的准确度为65.4%),与Barentsz等[9]的研究结果相符,可能原因为:良性前列腺增生大多数发生在该区域,同时约30%的前列腺癌发生在中央腺体[1],而良性前列腺增生和炎症的Mp-MRI信号特征可类似于癌灶,使得中央腺体癌灶的检出要难于外周带[10]。中央腺体癌较外周带癌灶缺少特征性表现,更大程度上依赖医师的经验积累,而PI-RADS V2针对各序列的异常征象进行标准化,使得如何判断图像表现是否异常更容易判断,更容易接受,医师之间更容易达成共识。Arnaldo等[11]和Rosenrantz等[12]分别用病理大切片验证PI-RADS V2对中央腺体Pca的诊断效能,结果表明,PI-RADS V2在中央腺体癌中的诊断结果与最终病理结果的一致性的K值为0.85,是Pca有效的评分诊断方法。

       PI-RADS V2是带有一定客观性的主观评分诊断评价标准[13],本研究结果显示同年资医师间对中央腺体癌分别应用PI-RADS V2进行评分诊断结果的一致性较高,与Barentsz等[9]的研究结果相符。

       本研究的不足:文中两位观察者资历相仿,而不同临床经验医师间应用PI-RADS V2评分诊断结果的一致性有待于进一步研究,不同年资的医师标准图像的解读存在差异,以及对前列腺不同分带中癌灶诊断效能的差异也有待深入的研究。

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