PI-RADS v2.1和PI-RADS v2对移行带前列腺癌诊断价值的研究

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• 临床研究 •

张丹朱子超宋娜王涛于佳蔡磊陈志强

Cite this article as: Zhang D, Zhu ZC, Song N, et al. Study of PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2 for diagnostic value of transition zone prostate cancer[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2022, 13(1): 54-58.本文引用格式：张丹, 朱子超, 宋娜, 等. PI-RADS v2.1和PI-RADS v2对移行带前列腺癌诊断价值的研究[J]. 磁共振成像, 2022, 13(1): 54-58. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.01.011.

摘要

[摘要] 目的研究PI-RADS v2.1和PI-RADS v2 (第2.1版和第2版前列腺影像报告与数据系统)在移行带前列腺癌(prostate cancer，PCa)和临床显著性前列腺癌(clinically significant prostate cancer，csPCa)诊断中的价值。材料与方法 回顾性分析108例[病理证实：PCa 53例、前列腺增生和(或)前列腺炎55例]病变位于移行带的患者的临床与影像资料。两名医师根据PI-RADS v2.1和PI-RADS v2对病灶评分。使用Kappa检验评估2名医师评分结果间的一致性；使用ROC曲线评估PI-RADS v2.1和PI-RADS v2对PCa、csPCa的诊断效能；采用Spearman相关分析对评分结果与Gleason评分的相关性进行分析。结果 PI-RADS v2.1的一致性较PI-RADS v2有所提高(Kappa系数全部病变为0.794、0.724，csPCa病变为0.826、0.758，PCa病变为0.734、0.678)；PI-RADS v2.1诊断PCa、csPCa的敏感度、准确度和AUC值及PCa的特异度均稍高于PI-RADS v2，P均＞0.05；PI-RADS v2.1和PI-RADS v2评分结果均与Gleason评分呈中度正相关(r值分别为0.552和0.507，P均＜0.05)。结论 PI-RADS v2.1一致性更好，诊断效能不低于PI-RADS v2；PI-RADS评分可以指导穿刺，有助于评估肿瘤的侵袭性。

[Abstract] Objective To study the diagnostic value of PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2 (prostate imaging reporting and data system version 2.1 and version 2) in diagnosing transition zone prostate cancer (PCa) and clinically significant prostate cancer (csPCa).Materials and Methods: The clinical and imaging data of 108 patients with transitional zone lesions (53 cases of PCa, 55 cases of benign prostatic hyperplasia and/or inflammation) confirmed by pathology were analyzed retrospectively. Two radiologists independently scored the lesions according to PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2. Kappa test was used to assess the consistency of the scoring results between two radiologists; ROC curve was used to evaluate and calculate the diagnostic efficiency of PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2 for PCa and csPCa. Spearman correlation analysis was used to analyze the correlation between the scoring results and Gleason score.Results The consistency of PI-RADS v2.1 was improved compared with PI-RADS v2 (Kappa value was 0.794 vs. 0.724 for all lesions, 0.826 vs. 0.758 for csPCa lesions, 0.734 vs. 0.678 for PCa lesions); the sensitivity, accuracy and AUC value of PI-RADS v2.1 in diagnosing PCa and csPCa and specificity of PI-RADS v2.1 in diagnosing PCa were slightly higher than those of PI-RADS v2 (AUC: 0.949 vs. 0.922 for PCa, 0.955 vs. 0.931 for csPCa; sensitivity: 0.981 vs. 0.943 for PCa, 0.978 vs. 0.956 for csPCa; specificity: 0.764 vs. 0.745 for PCa), but the difference was not significant (all P＞0.05); the scoring results of PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2 were moderately positively correlated with Gleason score (r=0.552 vs. r=0.507, P＜0.05).Conclusions PI-RADS v2.1 has better consistency and the diagnostic efficiency is not lower than PI-RADS v2 for transition zone PCa and csPCa; the PI-RADS score can guide the puncture and help assess the aggressiveness of the tumor.

[关键词] 前列腺癌；前列腺影像报告与数据系统；Gleason评分；多参数磁共振成像

[Keywords] prostate cancer；prostate imaging reporting and data system；Gleason score；multi-parameter magnetic resonance imaging

作者信息

张丹 ^{1,
2} 朱子超 ² 宋娜 ² 王涛 ² 于佳 ³ 蔡磊 ¹ 陈志强 ^1*

¹ 宁夏医科大学总医院放射科，银川　750004

² 宁夏医科大学临床医学院，银川　750004

³ 宁夏医科大学基础医学院遗传系，银川　750004

陈志强，E-mail：zhiqiang_chen99@163.com

全体作者均声明无利益冲突。

出版信息

基金项目： 宁夏回族自治区重点研发计划项目 2019BEG03033 宁夏自然科学基金项目 2020AAC03156

收稿日期：2021-07-22

接受日期：2021-12-17

中图分类号：R445.2 R737.25

文献标识码：A

DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2022.01.011

本文引用格式：张丹, 朱子超, 宋娜, 等. PI-RADS v2.1和PI-RADS v2对移行带前列腺癌诊断价值的研究[J]. 磁共振成像, 2022, 13(1): 54-58. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.01.011.

正文

前列腺癌(prostate cancer，PCa)是欧美男性首发的恶性肿瘤^[¹^]，近年来我国的发病率逐渐升高^[²^]。目前，多参数磁共振成像(multi-parameter magnetic resonance imaging，mp-MRI)是PCa诊断、疗效及预后评估最常见的影像学方法^[³^,⁴^]。为使放射报告中的专业术语简单与标准化，2015年第2版前列腺影像报告和数据系统(PI-RADS v2)发布^[⁵^]，基于PI-RADS v2的mp-MRI在PCa诊断、活检前预测、风险分层及指导穿刺等方面的重要价值已经得到肯定^[⁶^,⁷^,⁸^,⁹^,¹⁰^,¹¹^,¹²^]，但其仍存在局限性，比如医师间一致性欠佳及评分标准中存在模棱两可等^[¹³^,¹⁴^,¹⁵^]；因此，为解决这些局限性，PI-RADS指导委员会再次基于共识对PI-RADS v2进行修改，2019年推出了更新版本(PI-RADS v2.1)^[¹⁶^]，其主要目的是提高医师评分间的一致性以及简化前列腺mp-MRI的PI-RADS评估。本研究旨在分析PI-RADS v2.1和PI-RADS v2在移行带PCa及临床显著性前列腺癌(clinically significant prostate cancer，csPCa)诊断中的价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

回顾性分析宁夏医科大学总医院2017年1月至2020年6月间因前列腺癌可能行MRI检查的117例患者资料。纳入标准：(1) mp-MRI检查序列完整，包括T1WI、T2WI (轴位、冠状位、矢状位)、DWI及DCE序列；(2)行MRI检查后，一个月内行穿刺或根治术。排除标准：(1) MRI检查前接受过穿刺、根治术或相关治疗；(2) MRI图像质量差，不满足诊断和评分要求。本研究经过宁夏医科大学总医院医学伦理委员会批准(批准文号：2018-339)，免除受试者知情同意。

前列腺穿刺活检：采用10+X针穿刺法，将前列腺分为10区，在B超引导下行穿刺活检，每个区穿刺1针，然后结合MRI，可疑结节再穿刺1～2针。穿刺或根治术后，参考2005年ISUP共识的新Gleason系统^[¹⁷^]，由本院病理科医师对癌灶进行Gleason评分；低危PCa：Gleason评分≤6分，中高危PCa：Gleason评分≥7分，包括7 (3+4)分、7 (4+3)分、8分、9分及10分。

1.2 扫描方法

采用荷兰Philips 3.0 T Ingenia MR扫描仪，32通道体部相控线圈，具体扫描序列及参数见表1。

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表1 磁共振扫描序列及参数
Tab. 1 The scanning sequence and parameters in magnetic resonance imaging

1.3 影像图像分析

两名接受过PI-RADS v2.1和PI-RADS v2评分标准培训的放射科医师(医师1和医师2，在前列腺诊断方面分别有8年和3年的经验)，在未知病理结果及前列腺特异性抗原(prostate specific antigen，PSA)水平的情况下，独立使用PI-RADS v2.1和PI-RADS v2对移行带病灶进行评分与记录，多灶者取评分最高的病灶作为主病灶，两名医师两次评分至少间隔4周。在PI-RADS v2.1中，T2WI评分需综合轴位图像与冠状位图像，PI-RADS v2.1中规定T2WI应在轴位图像和至少一个正交平面上[矢状面和(或)冠状面]对病灶特征进行评估。最终对医师1 (高年资医师)的评分结果进行诊断效能及与Gleason评分相关性的分析。

1.4 移行带病变的评分标准

与PI-RADS v2相比，PI-RADS v2.1修改了T2WI序列1分和2分的评分标准，澄清了DWI序列2分和3分的评分标准。PI-RADS v2.1和PI-RADS v2均采用5分制的评分标准评估csPCa^[⁵^,¹⁶^]，具体评分原则见表2；两种评分标准的主要区别见图1。

csPCa定义：穿刺或病理大体Gleason评分≥7分(包括3+4在内)；和/或病灶体积≥0.5 cm³；和/或前列腺包膜外侵犯。

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图1 男，60岁，前列腺特异性总抗原(T-PSA) 11.37 μg/L，病灶位于前列腺体部左侧移行带，最大径约为1.5 cm。A、B：T2WI序列轴位和冠状位示大被包膜低信号结节(箭)；C、D：DWI (b值=1000 s/mm²)扩散受限(箭)，ADC图明显低信号(箭)。根据PI-RADS v2，T2WI-2分，DWI-5分，整体评分为2分；根据PI-RADS v2.1，T2WI-2分，DWI-5分，整体评分为3分。E：病理：前列腺癌，Gleason评分=3+2=5分。
Fig. 1 Male, 60 years old, total prostate specific antigen (T-PSA) 11.37 μg/L, the lesion was located on left transition zone of prostate gland, and the maximum diameter was approximately 1.5 cm (arrow). A, B: Axial and coronal T2-weighted image showed larger enveloped hyposignal nodule (arrow). C, D: Diffusion-weighted image (b value=1000 s/mm2) showed diffusion limited, apparent diffusion coefficient (ADC) map showed apparent low signal nodule. According to PI-RADS v2 decision rules, the lesion was assigned a T2-weighted imaging score of 2, a DWI/ADC map score of 5, and the overall PI-RADS category was 2; according to PI-RADS v2.1 decision rules, the lesion was assigned a T2-weighted imaging score of 2, a DWI/ADC map score of 5; and the overall PI-RADS category was 3. E: Pathology showed Gleason 3+2 prostate cancer in lesion.

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表2 PI-RADS v2.1和PI-RADS v2评分原则
Tab. 2 PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2 scoring principles

1.5 统计学方法

使用SPSS 25.0和Medcalc 19.0.4软件进行统计学分析。使用Kappa一致性检验评估2名医师评分结果间的一致性；使用ROC曲线评估并计算PI-RADS v2.1和PI-RADS v2诊断移行带PCa和csPCa的诊断效能；使用配对χ²检验比较敏感度、特异度及准确度之间的差异，使用Z检验比较AUC值之间的差异；采用Spearman相关分析对评分结果与Gleason评分的相关性进行分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

符合纳入标准的117例患者中，因检查前有激素治疗排除5例患者，穿刺排除4例患者，最终本研究纳入108例病变位于移行带的患者，其中55例为前列腺增生和(或)前列腺炎，53例为PCa，包括GS=4分，1例；GS=5分，4例；GS=6分，8例；GS=7 (3+4)分，11例；GS=7 (4+3)分，6例；GS=8分，8例；GS=9分，13例；GS=10分，2例；其中csPCa 45例。PCa组：年龄范围54～82岁，中位年龄70岁；前列腺特异性总抗原(total prostate-specific antigen，T-PSA)范围0.169～100 μg/L，中位T-PSA 47.26 μg/L。前列腺增生和(或)前列腺炎组：年龄范围49～81岁，中位年龄66岁，T-PSA范围0.396～29.46 μg/L，中位T-PSA 14.20 μg/L。PI-RADS v2.1和PI-RADS v2评分结果与病理结果见表3。

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表3 PI-RADS v2.1和PI-RADS v2评分结果与病理结果(n)
Tab. 3 PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2 scoring results and pathological results (n)

2.2 医师评分结果间的一致性

PI-RADS v2.1的一致性较PI-RADS v2有所提高，见表4。

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表4 PI-RADS v2.1和PI-RADS v2评分结果的一致性
Tab. 4 Consistent of PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2 scoring results

2.3 诊断效能及csPCa的漏诊情况

PI-RADS v2.1和PI-RADS v2诊断csPCa的特异度一致，P＞0.05；PI-RADS v2.1诊断PCa、csPCa的敏感度、准确度和AUC值及PCa的特异度均稍高于PI-RADS v2，P均＞0.05；具体见表5、6和图2。

以PI-RADS评分3分作为穿刺指征，PI-RADS v2使40.74% (44/108)的患者避免不必要穿刺，漏诊2例csPCa；PI-RADS v2.1使39.81% (43/108)的患者避免不必要穿刺，漏诊1例csPCa。

诊断PCa时，PI-RADS v2.1正确诊断了PI-RADS v2误诊的7例病例，误诊了4例PI-RADS v2诊断正确的病例，两者同时误诊了10例病例；具体见表7。

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图2 PI-RADS v2.1和PI-RADS v2诊断PCa、csPCa的ROC曲线下面积(AUC)，A为诊断PCa的AUC，B为诊断csPCa的AUC。
Fig. 2 Area under ROC curve (AUC) of PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2 for diagnosing PCa and csPCa, A was AUC for diagnosing PCa and B was AUC for diagnosing csPCa

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表5 PI-RADS v2.1和PI-RADS v2对PCa的诊断效能
Tab. 5 Diagnostic efficiency of PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2 in diagnosing PCa

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表6 PI-RADS v2.1和PI-RADS v2诊断csPCa的诊断效能
Tab. 6 Diagnostic efficiency of PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2 in diagnosing csPCa

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表7 PI-RADS v2.1和PI-RADSv2诊断PCa结果的差异
Tab. 7 Difference of PCa diagnosis results between PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2

2.4 与Gleason评分的相关性

PI-RADS v2.1和PI-RADS v2评分结果均与Gleason评分呈中度正相关(r值分别为0.552、0.507，P均＜0.05)。

3 讨论

PCa约25%～30%发生在移行带，移行带基质型前列腺增生与PCa诊断存在一定重叠。本研究主要从医师评分间一致性、诊断效能、PI-RADS 3分为穿刺指征时，csPCa的漏诊情况及与Gleason评分的相关性等方面比较PI-RADS v2.1和PI-RADS v2在移行带PCa与csPCa诊断中的价值。研究结果表明：PI-RADS v2.1能够改善医师间的一致性；诊断效能不低于PI-RADS v2；PI-RADS评分可以指导穿刺以及有助于评估肿瘤的侵袭性。

3.1 评分结果间的一致性

本研究显示，相比于PI-RADS v2，PI-RADS v2.1医师评分结果间的一致性更好，Urase等^[¹⁸^]和Tamada等^[¹⁹^]的研究结果亦显示，PI-RADS v2.1评估移行带PCa的一致性优于PI-RADS v2。其原因可能在于PI-RADS v2.1中T2WI序列1分和2分评分标准的修改，以及T2WI序列评分为2分的病灶，结合DWI序列的评分，部分病灶由2分升级为3分，使得评分标准更加详细具体，PI-RADS v2中部分评分不确定的病灶在PI-RADS v2.1中能够准确地被评估，从而可以减少医师评分间的差异。

3.2 诊断效能和csPCa的漏诊情况

本研究以3分为诊断阈值，研究结果表明PI-RADS v2.1对PCa、csPCa的诊断效能总体上略高于PI-RADS v2，但差异无统计学意义。Wei等^[²⁰^]研究结果表明对于移行带PCa和csPCa，PI-RADS v2.1的敏感度和准确度均较PI-RADS v2稍高；Urase等^[¹⁸^]研究显示，PI-RADS v2.1诊断csPCa的AUC值稍高于PI-RADS v2；虽然数值与本研究有所差异(可能由于纳入的病例数及不同评分病灶的比例不同)，但整体上均表明PI-RADS v2.1的诊断效能不低于、甚至略高于PI-RADS v2；本研究认为这是由于PI-RADS v2.1细化了T2WI序列1分和2分评分标准，澄清了DWI序列 2分和3分评分标准；同时PI-RADS v2.1规定T2WI图像除了轴位外，还必须有冠状位和/或矢状位，这样可以减少部分容积效应的影响，能更全面、准确地评估病灶的信号、形态以及包膜外侵犯情况等。

mp-MRI的PI-RADS系统有助于提高csPCa的检出率^[²¹^]，以PI-RADS 评分3分作为穿刺指征时，PI-RADS v2漏诊2例csPCa；PI-RADS v2.1仅漏诊1例csPCa，这可能与部分非典型结节由2分升级为3分有关。

此外，本次研究中，虽然PI-RADS v2.1正确诊断了PI-RADS v2误诊的7例病例，但是PI-RADS v2.1误诊了PI-RADS v2诊断正确的4例病例，表明PI-RADS v2.1仍有较高的假阳性率，与Tamada等^[¹⁹^]的研究结果一致。因此，未来的PI-RADS版本需要进一步细化3～5分评分标准，以提高对移行带PCa和csPCa的诊断效能。

3.3 与Gleason评分的相关性

Gleason评分在PCa的诊断、分级及预后评估中起着重要的作用^[²²^,²³^]，本研究结果显示PI-RADS v2.1和PI-RADS v2评分结果均与Gleason评分呈中度正相关，表明PI-RADS有助于预测前列腺癌的生物学行为。但是由于本研究样本量少，可能会影响评分结果与Gleason评分的相关性，因此，后续的研究需纳入更多的病例，同时提高医师对非典型病灶评分的准确性。

3.4 局限性

(1)本研究样本数量过少，样本选择存在偏倚可能，后续研究需增加样本量；(2)本研究为单中心、回顾性研究，后期需进行多中心、前瞻性研究；(3)本研究病理结果多为经直肠超声引导下穿刺，根治病例偏少，可能存在漏诊。

综上所述，PI-RADS v2.1一致性更好，诊断效能不低于PI-RADS v2；PI-RADS系统可以指导穿刺，有助于评估肿瘤的侵袭性，从而有利于临床诊疗决策。

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