前列腺影像报告和数据系统v2.1版框架下双参数MRI与多参数MRI对前列腺临床显著癌的诊断价值比较

何文琪，曹 纯，王 伟，邓晓凤，姜 萍，罗 敏

(1自贡市第四人民医院放射科，四川自贡 643000；

2 自贡市第一人民医院肿瘤科，四川自贡 643000)

前列腺癌是男性生殖系统最常见的恶性肿瘤，其发病率及死亡率有逐年上升的趋势。在临床诊疗中，前列腺非显著性癌(clinically insignificant prostate cancer,ciPCa)常常被过度诊断，而少部分需要干预的临床显著癌(clinically significant prostate cancer,csPCa)有时却被漏诊[1-3]。如何早期准确鉴别csPCa是目前影像检查方法所面临的持续性挑战。多参数磁共振成像(multiparametric MRI,mp-MRI)是在前列腺影像报告和数据系统(prostate imaging reporting and data system,PI-RADS)框架下的一种检出csPCa的检查策略，包括T2-加权成像(T2 weighted imaging,T2WI)、动态对比增强(dynamic contrast enhanced,DCE)、弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)。目前mp-MRI已广泛应用于csPCa的诊断、定位、分期、恶性风险分级以及复发评估[4]。近年来有专家提出了在mp-MRI基础上省略DCE序列的双参数磁共振(biparametric MRI,bp-MRI)成像策略。他们认为这两种检查策略对csPCa的诊断能力接近，但bp-MRI降低了扫描成本，且避免了造影剂相关毒性风险[5]。而DRUSKIN及WALZ等[6-7]的研究则认为省略DCE序列可能会增加临床显著前列腺癌的漏诊率。因此DCE序列的使用目前还存在一定争议，特别是在PI-RADS v2.1版本框架下bp-MRI诊断csPCa效能的研究还相对较少。本研究基于PI-RADS v2.1评分系统，以病理结果为金标准，对比mp-MRI与bp-MRI对csPCa的诊断价值。

1.1 一般资料收集自贡市第四人民医院2018年8月-2021年8月行前列腺MRI检查的患者资料进行回顾性分析。纳入标准：①因PSA升高(PSA>4.0 ng/mL)或临床怀疑前列腺癌而行3.0T磁共振成像的患者；
②图像序列完整，包括T2WI、T1WI、DWI及DCE序列；
③磁共振检查后行经直肠超声(transrectal ultrasonography,TRUS)引导下前列腺穿刺活检术或前列腺根治性切除术(radical prostatectomy,RP)并获得病理结果的患者，且每位患者病理结果及临床随访资料完整。排除标准：①图像质量不佳影响评估；
②行磁共振检查前6个月内有前列腺药物/激素治疗、盆腔放疗、前列腺穿刺及外科手术病史。最终共选取133例患者进入本研究。

1.2 病理资料穿刺活检术为系统性的12点穿刺法，对于可疑前列腺癌病灶增加穿刺点，总穿刺针数为12+X针。2名经验丰富的病理科医师对送检组织进行诊断且给出Gleason评分，并记录肿瘤组织占比，估算肿瘤体积或最大径。对于根治性术后的病理结果还需记录有无包膜外及精囊腺侵犯。将患者前列腺穿刺活检术或前列腺根治性切除术后所获得的病理结果作为金标准进行对照。病理结果满足以下任一一条者为csPCa:Gleason评分≥7分；
Gleason评分为3+3分且肿瘤最大径≥0.8 cm；
肿瘤体积≥0.5 cm3；
肿瘤包膜外侵犯[8-9]。

1.3 MRI检查方法采用西门子3.0T Verio成像仪，6通道体部线圈为接收线圈。所有病例的扫描序列均包括轴面、冠状面及矢状面T2WI(TR 4 410 ms,TE 97 ms,FOV 200 mm×200 mm,层厚3.0 mm)，轴面T1WI(TR 594 ms,TE 11 ms,FOV 200 mm×200 mm,层厚3.0 mm)。DWI采用轴位EPI(TR 3 900,TE 75 ms,FOV 220 mm×220 mm,层厚3.0 mm)，b值为0、800、1 200、1 600 s/mm2,ADC图由工作站自动计算后获得。DCE采用VIBE轴位(TR 4.13 ms,TE 1.51 ms,FOV 256 mm×256 mm,层厚2.0 mm)，经肘静脉注入钆特酸葡胺，用量为0.1～0.2 mmol/kg，注射流速2.5 mL/s，共扫描13个时相，持续扫描时间约5 min 42 s。

1.4 图像分析将MRI检查序列分为bp-MRI组和mp-MRI组两种方案分别对于前列腺病灶进行分析，由2名具有丰富MRI诊断经验的腹部组影像医师对图像进行评阅，当阅片结果不一致时协商达成共识。阅片前二者均不知晓病理结果，并以PI-RADS v2.1为标准(表1)对前列腺病灶进行评分[8,10]。PI-RADS v2.1评分系统给出的前列腺癌风险等级为5分，几乎肯定为前列腺癌；
4分，较大可能为前列腺癌；
3分，不能确定是否为前列腺癌；
2分，较小可能为前列腺癌；
1分，几乎不可能为前列腺癌。PI-RADS v2.1继承了PI-RADS v2对病灶先进行单个序列评分，最后再总体评估的模式。外周带(peripheral zone,PZ)病灶在优势序列上为3分时，DCE序列病灶出现早期强化则总分向上升1分，无早期强化仍然为3分。移行带(transitional zone,TZ)病灶在优势序列上为2分时，若弥散加权序列分数≥4分，则总分向上升1分；
当TZ病灶在优势序列上为3分时，若弥散加权序列分数为5分，则总分向上升1分。当MRI显示有多个病灶时，以单个病灶的最高分数作为最终评分。

1.5 统计学方法采用SPSS26.0软件进行数据分析。以病理结果分组，各组间bp-MRI与mp-MRP两种方案的PI-RADS v2.1评分比较采用独立样本t检验。采用二分法，绘制两种方案诊断csPCa的受试者工作特征(receiver operator characteristic，ROC)曲线，计算曲线下面积(area under curve,AUC)，取最大约登指数为最佳指标阈值，分析两种方案的敏感性、特异性、准确性、阴性预测值及阳性预测值。P<0.05为差异有统计学意义。

表1 PI-RADS v2.1中DWI与T2WI序列评分细则

2.1 患者PSA水平、Gleason评分及累及部位133例患者年龄37～89岁，中位年龄71岁；
中位总前列腺特异性抗原为13.91 (范围4.44～457.02) ng/mL。PCa74例(55.6%)，其中csPCa65例(48.9%)，ciPCa9例(6.7%)。所有PCa中，Gleason评分为6分者15例(20.2%)、7分27例(36.5%)、8分9例(12.2%)、9分23例(31.1%)；
10例有包膜外或精囊腺侵犯。65例csPCa有33例(50.8%)病灶发生在PZ，13例(20.0%)发生在TZ，19例(29.2%)PZ和TZ均累及(图1)。9例ciPCa有5例(55.6%)病灶发生在PZ，4例(44.4%)发生在TZ。非PCa组59例(44.4%)，前列腺增生56例(42.1%)，前列腺炎3例(2.3%)。

2.2 患者MRI评分bp-MRI与mp-MRI两种方案的区别在于PZ病灶PI-RADS v2.1评分3分时，mp-MRI方案有DCE序列介入，DCE病灶早期增强阳性则最终评分升级为4分，阴性则维持分数不变。结果显示，两种方案PI-RADS v2.1评分1、2分及5分例数相同，分别为4例(3.0%)、19例(14.3%)和34例(25.6%)。bp-MRI方案评分3分47例(35.3%)、4分29例(21.8%)，mp-MRI方案评分3分33例(24.8%)、4分43例(32.3%)。14例PZ 3分病灶因DCE出现早期强化总评分变为4分，其中7例为csPCa、2例为ciPCa，真阳性率为50.0%(7/14)；
12例PZ 3分病灶DCE阴性维持分数不变，其中4例为csPCa，真阴性率为66.7%(8/12)。PCa组与非PCa组、csPCa组与非csPCa组bp-MRI与mp-MRI的PI-RADS v2.1评分差异有统计学意义(P<0.001，表2)。

表2 各病理分组间双参数MRI方案与多参数MRI方案PI-RADS v2.1评分差异

2.3 两种方案对前列腺临床显著癌的诊断效能比较mp-MRI与bp-MRI诊断csPCa的AUC分别为0.875、0.863；
最大约登指数分别为0.583、0.578，对应的最佳指标阈值均为3.5，因此4～5分考虑为csPCa阳性，1～3分考虑为csPCa阴性。此阈值下分别计算mp-MRI与bp-MRI诊断csPCa的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确度，结果提示mp-MRI方案的敏感度、阴性预测值较高，bp-MRI方案的特异度及阳性预测值较高，两种方案诊断准确率相同(表3、图2)。

表3 双参数MRI方案与多参数MRI方案对csPCa诊断效能对比

使用MRI对前列腺癌进行诊断可以追溯到上世纪80年代，当时主要采用T1WI及T2WI等解剖序列。随着MRI技术的不断发展以及PI-RADS的出现，通过解剖成像和功能成像相结合，MRI对前列腺癌的诊断能力有了大幅提升。PI-RADS是一种基于专家共识对前列腺癌图像采集和MRI诊断进行规范化和模式化的评分系统。PI-RADS v2.1版在保留第2版大部分框架的同时进行了一些小的调整，最关键的变化是对TZ病灶的解释，它强调了DWI对TZ病灶诊断的重要性，对于TZ上被优势序列评为2分的病灶，若DWI评分≥4分，则总分向上升1分。新版对于以往版本忽视的纤维基质带(anterior fibrous muscle matrix，AFMS)区域病灶也给予了解释，对于该区域MRI怀疑为PCa的病灶，采用何种评分方式基于病灶最可能起源的部位[8]。目前，mp-MRI已成为临床广泛使用的csPCa检查策略，通过PI-RADS评分系统对可疑病灶进行模式化评分，为患者的进一步检查和治疗提供依据[11]。与mp-MRI相比，bp-MRI减少了DCE序列，扫描时间更短，不需要造影剂，在降低成本的同时可以规避钆剂造成不良事件的风险。本研究显示，bp-MRI与mp-MRI对csPCa均具有较高的诊断价值，二者AUC相当，诊断准确率一致，mp-MRI的诊断敏感度明显高于bp-MRI，而bp-MRI的诊断特异度明显高于mp-MRI，这与TAMADA等[12]的研究结果相近。考虑到PSA等实验室检查方法的广泛使用，采用bp-MRI对csPCa进行诊断可能会避免不必要的前列腺穿刺活检；
另一方面,在PI-RADS v2.1评分基础上结合其他指标，如前列腺特异性抗原密度，有望提高bp-MRI较低的诊断敏感度，同时也弥补了其在诊断PZ 3分病灶时影像上不能更进一步的缺点[13-14]。

mp-MRI中的DCE序列只在PZ病灶评分为3分时介入，若病灶早期强化则最终PI-RADS v2.1评分升级为4分，阴性则维持分数不变，相对于bp-MRI策略，mp-MRI增加了PZ病灶被诊断为csPCa的可能性。本研究仅19.5%(26/133)的病灶需要DCE序列来确定最终评分，其对csPCa诊断的总体准确率仅为57.7%(15/26)。DCE主要反应的是活体组织内微血管密度及管壁通透性等血流动力学信息，csPCa的微血管密度及管壁通透性增加，信号强度-时间(signal intense-time,SI-T)曲线通常表现为速升速降型，但这并非csPCa所独有，前列腺良性疾病及ciPCa都可以出现类似的强化方式。平小夏等[15]的研究显示前列腺良恶性病灶间强化类型有部分重合，约30%的恶性病灶强化表现为缓慢上升型，或强化后达到平衡状态；
而DCE对csPCa与ciPCa的鉴别则更加困难。考虑到DCE序列所增加的时间成本以及钆对比剂肾毒性带来的肾源性系统纤维化(nephrogenic systemic fibrosis，NSF)风险[16]，笔者认为在PI-RADSv2.1评分系统框架下bp-MR对于csPCa治疗前诊断可能具有更好的适用性，但这需要更多的研究予以证实。

最近有学者提出了一种优化的MRI方案(optimized MRI,op-MRI)，该方案主张采用个性化的扫描方式灵活运用DCE序列，DCE序列病灶早期强化则评分上升为PI-RADS 3U(相当于PI-RADS 4分)，DCE序列病灶未出现早期强化则评分下降为PI-RADS 3F(可能良性，但需要随访)。结果显示，相较于mp-MRI，此方案没有影响诊断csPCa的准确性，并且避免了约80%的DCE扫描，另外此方案比bp-MRI有更高的特异性，可以使患者减少不必要的活检[17]。DCE序列虽然对于csPCa治疗前诊断价值有限，但作为指南推荐的前列腺癌标准检查序列之一，其仍然是csPCa MRI检查的重要组成部分，当DWI序列被伪影干扰或信噪比不足时，需要其作为备用序列对PZ病灶进行评估。大约有40%的csPCa患者经过早期治疗后仍会复发，国际上对于csPCa复发患者的影像评估目前没有统一标准，基于复发肿瘤与原发灶相似的影像特征，临床上依然采用的是PI-RADS给出的mp-MRI检查策略。对于既往有前列腺手术史的患者，前列腺形态发生变化，T1WI及T2WI等解剖序列作用下降，DCE-MRI作为功能成像，其对于csPCa复发监测具有不可替代的价值[8,18]。另外，对于前列腺射频消融术后的患者，DCE-MRI的灌注特征可以向临床提供有效的诊断信息。

本研究的局限性：①部分患者未行RP，病理结果仅来源于穿刺活检，可能会出现假阴性以及对csPCa判断不准确；
②本研究未统计到Gleason评分2～5分及10分的病例，统计分析时存在抽样误差可能；
③本研究受到回顾性、单中心研究的限制，目前的结果应在具有大量患者的前瞻性多机构临床试验中得到验证。

综上所述，在PI-RADS v2.1评分系统框架下，bp-MRI与mp-MRI对于csPCa的诊断效能相当，考虑到bp-MRI在扫描时间及无需造影剂方面的优势，其可能比mp-MRI更具适用性。在未来的研究中，应寻找更多的方案以提高bp-MRI相对较低的诊断敏感度，而DCE序列可灵活使用以满足不同的临床适应证。