徐 光(綜述),吳 蓉(審校)
(同濟大學附屬第十人民醫(yī)院超聲醫(yī)學科,上海 200072)
前列腺癌嚴重威脅男性健康,2012年美國新發(fā)前列腺癌患者241 740例,前列腺癌的死亡人數(shù)高達28 170例[1]。在我國,前列腺癌發(fā)病率也呈逐年升高趨勢[2-3]。目前,前列腺癌的診斷可依靠直腸指檢、前列腺特異性抗原(prostate-specific antigen,PSA)檢測、磁共振成像、灰階超聲及超聲引導下的前列腺穿刺活檢。但由于前列腺癌不像其他腫瘤那樣具有典型的圓形結節(jié)病灶,這些技術的診斷準確率還有待提高[4]。
超聲彈性成像技術通過獲取有關組織彈性信息進行成像,彌補了醫(yī)學成像模態(tài)的不足,具有重要的臨床應用價值。研究表明,超聲彈性成像診斷前列腺癌的準確率明顯高于普通經(jīng)直腸超聲檢查技術和直腸指檢,并具有較高的靈敏度和特異度[5-8]。
Kallel等[9]對犬的前列腺標本進行超聲彈性檢查,相較于普通灰階超聲,超聲彈性聲像圖像更能清晰地顯示前列腺及其周圍組織。對正常人進行超聲彈性成像檢查,橫斷面圖像上整體表現(xiàn)為整體綠色的腺體,周圍包繞紅色暈帶,而尿道呈紅色包繞的倒“V”形;矢狀面上,腺體呈綠色,尿道呈現(xiàn)紅色條帶從中央穿過。Zhai等[10]的體內研究發(fā)現(xiàn),前列腺癌在超聲彈性成像圖上表現(xiàn)為兩側腺體硬度不對稱,而良性前列腺增生表現(xiàn)為硬度不均勻的結節(jié)樣質地。
最初由Konig等[11]制訂的前列腺癌的超聲彈性成像診斷標準為直徑≥5 mm的硬區(qū),轉動探頭角度后該硬區(qū)仍可出現(xiàn)。其后Kamoi等[12]結合灰階超聲制訂了五級超聲彈性成像評分系統(tǒng):灰階超聲未見低回聲,彈性超聲中整體腺體呈綠色,一級,正常;灰階超聲未見低回聲,超聲彈性成像圖上綠色、藍色均勻鑲嵌,二級,可能正常;灰階超聲未見低回聲,超聲彈性成像圖上有不對稱的應變呈不對稱的藍色,三級,不確定;灰階超聲有低回聲結節(jié),超聲彈性成像圖上周圍綠色,中央藍色,四級,可能惡性;灰階超聲可見低回聲,該低回聲在超聲彈性成像圖上為全藍或腺體整體呈全藍,五級,惡性。而國內亦有類似分類方法[13-14]。
2.1腫瘤生長部位對前列腺癌檢出率的影響 Tsutsumi等[8]將前列腺腺體外側帶由前至后分為前、中、后三部分??紤]到腫瘤自身情況,大小、生長部位和腫瘤的病理分級,以往研究表明,前列腺前部腫瘤檢出率高,高級別分化的腫瘤檢出率低,可能是相較于前部腫瘤低級別腫瘤而言,在外周帶高級別腫瘤發(fā)生率較高[15]。而Sumura等[16]認為,超聲彈性成像檢測前列腺前部腫瘤和后部腫瘤的檢出率相近。
2.2Gleason分級對前列腺癌檢出率的影響 Pallwein等[17]認為,Gleason分級越高的腫瘤,用超聲彈性成像檢出率越高,超聲彈性引導穿刺能檢測到Gleason分級7以上的所有腫瘤。而Miyagawa等[18]將Gleason分級按6、7、8、9~10分成四組,認為不同Gleason分級的前列腺癌用超聲彈性成像技術檢出率的差異無統(tǒng)計學意義。
2.3腫瘤體積對前列腺癌檢出率的影響 對于腫瘤體積<1 mL時,超聲彈性成像的檢出率為72.5%,而體積>5 mL時,超聲彈性成像的檢出率達100%[16]。如果將前列腺大小分為<50 mL和≥50 mL兩組,結果表明,在體積<50 mL組中,超聲彈性成像診斷前列腺癌的敏感性高于體積≥50 mL組,隨著前列腺體積的增加,超聲彈性成像的敏感性有所下降[18]。
2.4PSA水平對前列腺癌檢出率的影響 在研究前列腺癌與PSA的關系時,有研究將前列腺癌患者按PSA水平分為四組(≤4 μg/L、4.1~10μg/L、10.1~20 μg/L、>20.1 μg/L)進行超聲彈性成像,計算各組檢出率,結果各組比較差異無統(tǒng)計學意義[6]。
Kapoor等[19]對PSA升高患者分別行直腸超聲和超聲彈性引導穿刺活檢,結果表明超聲彈性引導穿刺診斷前列腺癌的特異性較高。然而,也有學者將這兩種技術用在PSA<4 μg/L的前列腺癌患者身上,對于1.25 μg/L≤ PSA≤4 μg/L的患者,彈性超聲引導下穿刺陽性率達21.3%,而直腸超聲穿刺陽性率只有19.1%,說明對于1.25 μg/L≤PSA≤4 μg/L的患者超聲彈性引導穿刺的診斷效果優(yōu)于直腸超聲穿刺[20]。
Sumura等[16]對17例疑似前列腺癌患者診斷研究結果顯示,超聲彈性成像的檢出率達74.1%,多普勒能量超聲為55.6%,經(jīng)直腸超聲(transrectal ultrasound,TRUS)為48.1%,而直腸指檢僅為33.3%,核磁共振成像檢出率仍不足50%。
有研究表明,采用單一灰階超聲檢查的敏感性、特異性均很低[21];灰階超聲引導下的經(jīng)直腸超聲引導系統(tǒng)穿刺仍可能漏診高達35%的臨床相關腫瘤[22]。
張旭等[23]為比較經(jīng)直腸超聲彈性成像(transrectal ultrasound elastography,TRUE)與TRUS對于診斷前列腺癌的敏感性,對118例疑似前列腺癌患者分別進行TRUE和TRUS檢測,并以TRUS引導下穿刺活檢病理為金標準,結果顯示對于前列腺周緣區(qū)癌灶TRUE和TRUS的靈敏度分別為73.6%、52.8%,特異度分別為72.7%、71.9%,TRUE較TRUS有更高的靈敏度,而對位于內腺的病灶TRUE與TRUS靈敏度比較差異無統(tǒng)計學意義;將TRUE和TRUS結合診斷前列腺癌,靈敏度達86.3%,特異度為71.3%,故TRUE與TRUS結合有助于診斷前列腺癌[24]。
目前,超聲造影技術也常用來診斷前列腺癌。de Zordo 等[25]曾報道,超聲造影技術診斷前列腺癌的靈敏度達100%,陰性預測值為88.8%;超聲彈性成像技術的靈敏度為 86%,陰性預測值達91%。
有研究對33例PSA升高患者進行TRE檢查和直腸內T2加權磁共振成像檢查,兩者均檢出11例,與經(jīng)直腸超聲引導系統(tǒng)穿刺結果比較時,TRE的靈敏度、陰性預測值分別為84.6%和86.7%,而T2加權磁共振成像為 84.6%和 83.3%[26]。
有研究報道[27],正常前列腺與良性前列腺增生彈性五分評分法存在差異,正常前列腺與良性前列腺增生移行區(qū)應變率比值、周圍區(qū)應變率比值及移行區(qū)與周圍區(qū)應變率比值的差異均無統(tǒng)計學意義。
Zheng等[28]比較前列腺癌和前列腺增生剪切波速度值得出結論:前列腺癌剪切波速度值高于良性前列腺增生[(2.37±0.94) m/s vs (1.98±0.82)m/s],并顯著高于正常前列腺剪切波速度值(1.34±0.47) m/s。
Nightingale等[29]于2001年首次報道了聲脈沖輻射力(acoustic radiation force impulse,ARFI)成像技術,該技術是利用高能量的聚焦脈沖作用在感興趣區(qū)成像,在縱向上產(chǎn)生瞬時位移,橫向上產(chǎn)生剪切波,組織彈性與縱向位移呈反比、與剪切波數(shù)值的平方呈正比?;诖嗽恚珹RFI成像技術又分為聲觸診組織成像技術和聲觸診組織量化技術。聲觸診組織成像技術以灰階表示組織的縱向位移情況,聲觸診組織量化技術通過計算橫向剪切波速度值反映組織彈性,數(shù)值越大,表示彈性越大。
ARFI能描繪體外人前列腺的正常解剖和病變的結構,并具有良好的對比度和分辨率[30]。而在其后的體內研究中,雖然對比度和分辨率稍降低,最高穿透深度也僅為22 mm,但ARFI成像能有助于鑒別診斷前列腺癌和良性前列腺增生[11]。ARFI位移幅值與深度重建剪切模量值呈反比,該發(fā)現(xiàn)支持ARFI前列腺圖像可描繪組織硬度變化的結論[31]。
有學者曾使用聲觸診組織量化技術評估前列腺硬度與年齡的相關性,得出的結論是老年人的內外腺硬度高于年輕人,所以在使用聲觸診組織量化技術評價前列腺硬度時要將年齡因素考慮在內[32]。
Barr等[33]對行TRUS引導穿刺活檢患者先行剪切波彈性成像,對比病理結果,將37 kpa作為診斷前列腺癌的截斷值,其靈敏度、特異度、陽性和陰性預測值分別為96.2%、96.2%、69.4%和99.6%。結合超聲彈性圖像,能顯著減少陰性穿刺率。
然而,超聲彈性成像技術本身仍存在一些不足,當腫瘤體積>80 mL或者直徑<5 mm、外腺較大超過選樣框范圍、腺體內有大的鈣化灶都會影響超聲彈性成像結果[34]。在良性前列腺增生診斷中也曾出現(xiàn)過超聲彈性成像陽性的結果[18]。而應用ARFI成像技術,無需手動壓迫組織,就可得到客觀的組織硬度值,提高檢查的可重復性。
超聲彈性成像是一種通過計算比較組織彈性差異的全新診斷技術,彌補了常規(guī)超聲成像技術的不足,使現(xiàn)代超聲成像技術更為完善。隨著超聲彈性成像設備的不斷完善和臨床應用的增多,超聲彈性成像在前列腺良惡性疾病診斷方面具有的獨特優(yōu)勢更為凸顯,作為一種新的鑒別診斷技術,具有廣闊的應用前景。
[1] Siegel R,Naishadham D,Jemal A.Cancer statistics,2012[J].CA Cancer J Clin,2012,62(1):10-29.
[2] 上海市腫瘤研究所流行病研究室.1997年上海市市區(qū)惡性腫瘤發(fā)病率[J].腫瘤,2000,20(2):158.
[3] 上海市腫瘤研究所流行病研究室.2006年上海市市區(qū)惡性腫瘤發(fā)病率[J].腫瘤,2009,29(9):918.
[4] McNeal JE.Normal anatomy of the prostate and changes in benign prostatic hypertrophy and carcinoma[J].Semin Ultrasound CT MR,1988,9(5):329-334.
[5] Miyanaga N,Akaza H,Yamakawa M,etal.Tissue elasticity imaging for diagnosis of prostate cancer:a preliminary report[J].Int J Urol,2006,13(12):1514-1518.
[6] Walz J,Marcy M,Maubon T,etal.Real time elastography in the diagnosis of prostate cancer:comparison of preoperative imaging and histology after radical prostatectomy[J].Prog Urol,2011,21(13):925-931.
[7] Pozzi E,Mantica G,Gastaldi C,etal.The role of the elastography in the diagnosis of prostate cancer:a retrospective study on 460 patients[J].Arch Ital Urol Androl,2012,84(3):151-154.
[8] Tsutsumi M,Miyagawa T,Matsumura T,etal.Real-time balloon inflation elastography for prostate cancer detection and initial evaluation of clinicopathologic analysis[J].AJR Am J Roentgenol,2010,194(6):471-476.
[9] Kallel F,Price RE,Konofagou E,etal.Elastographic imaging of the normal canine prostate in vitro[J].Ultrason Imaging,1999,21(3):201-215.
[10] Zhai L,Polascik TJ,Foo WC,etal.Acoustic radiation force impulse imaging of human prostates:initial in vivo demonstration[J].Ultrasound Med Biol,2012,38(1):50-61.
[11] Konig K,Scheipers U,Pesavento A,etal.Initial experiences with real-time elastography guided biopsies of the prostate[J].J Urol,2005,174(1):115-117.
[12] Kamoi K,Okihara K,Ochiai A,etal.The utility of transrectal real-time elastography in the diagnosis of prostate cancer[J].Ultrasound Med Biol,2008,34(7):1025-1032.
[13] 張艷,唐杰,李巖密,等.經(jīng)直腸實時組織彈性成像聯(lián)合灰階超聲診斷前列腺周圍區(qū)病灶的價值[J].中華男科學雜志,2010,16(11):979-983.
[14] 劉芳,肖螢.超聲彈性成像鑒別良惡性甲狀腺結節(jié)[J].中國醫(yī)學影像技術,2010,26(6):1028-1030.
[15] Tsutsumi M,Miyagawa T,Matsumura T,etal.The impact of real-time tissue elasticity imaging(elastography) on the detection of prostate cancer:clinicopathological analysis[J].Int J Clin Oncol,2007,12(4):250-255.
[16] Sumura M,Shigeno K,Hyuga T,etal.Initial evaluation of prostate cancer with real-time elastography based on step-section pathologic analysis after radical prostatectomy:a preliminary study[J].Int J Urol,2007,14(9):811-816.
[17] Pallwein L,Mitterberger M,Struve P,etal.Comparison of sonoelastography guided biopsy with systematic biopsy:impact on prostate cancer detection[J].Eur Radiol,2007,17(9):2278-2285.
[18] Miyagawa T,Tsutsumi M,Matsumura T,etal.Real-time elastography for the diagnosis of prostate cancer:evaluation of elastographic moving images[J].Jpn J Clin Oncol,2009,39(6):394-398.
[19] Kapoor A,Kapoor A,Mahajan G,etal.Real-time elastography in the detection of prostate cancer in patients with raised PSA level[J].Ultrasound Med Biol,2011,37(9):1374-1381.
[20] Aigner F,Pallwein L,Junker D,etal.Value of real-time elastography targeted biopsy for prostate cancer detection in men with prostate specific antigen 1.25 ng/ml or greater and 4.00 ng/ml or less[J].J Urol,2010,184(3):913-917.
[21] Frauscher F,Klauser A,Berger AP,etal.The value of ultrasound(US) in the diagnosis of prostate cancer[J].Radiologe,2003,43(6):455-463.
[22] Pallwein L,Mitterberger M,Gradl J,etal.Value of contrast-enhanced ultrasound and elastography in imaging of prostate cancer[J].Curr Opin Urol,2007,17(1):39-47.
[23] 張旭,黃品同,劉春媚,等.經(jīng)直腸超聲彈性成像在前列腺癌診斷中的應用[J].中華超聲影像學雜志,2011,20(9):775-778.
[24] 張迎春,方軍初,馬麒,等.經(jīng)直腸超聲聯(lián)合彈性成像與MR聯(lián)合波譜檢查診斷前列腺癌的比較分析[J].中國醫(yī)學影像技術,2011,27(8):1643-1646.
[25] de Zordo T,Ladurner M,Horninger W,etal.New ultrasound technologies for the diagnostics of prostate cancer[J].Radiologe,2011,51(11):938,940-936.
[26] Aigner F,Pallwein L,Schocke M,etal.Comparison of real-time sonoelastography with T2-weighted endorectal magnetic resonance imaging for prostate cancer detection[J].J Ultrasound Med,30(5):643-649.
[27] 馬麒,方軍初,單玉喜,等.正常前列腺與良性前列腺增生經(jīng)直腸超聲實時彈性成像[J].中國醫(yī)學影像技術,2010,26(3):543-545.
[28] Zheng X,Ji P,Mao H,etal.A comparison of virtual touch tissue quantification and digital rectal examination for discrimination between prostate cancer and benign prostatic hyperplasia[J].Radiol Oncol,2012,46(1):69-74.
[29] Nightingale KR,Palmeri ML,Nightingale RW,etal.On the feasibility of remote palpation using acustic radiation force[J].J Acoust Soc Am,2001,110(1):1-10.
[30] Zhai L,Madden J,Foo WC,etal.Acoustic radiation force impulse imaging of human prostates ex vivo[J].Ultrasound Med Biol,2010,36(4):576-588.
[31] Zhai L,Madden J,Foo WC,etal.Characterizing stiffness of human prostates using acoustic radiation force[J].Ultrason imaging,2010,32(4):201-213.
[32] Zheng XZ,Ji P,Mao HW,etal.A novel approach to assessing changes in prostate stiffness with age using virtual touch tissue quantification[J].J Ultrasound Med,2011,30(3):387-390.
[33] Barr RG,Memo R,Schaub CR.Shear wave ultrasound elastography of the prostate:initial results[J].Ultrasound Q,2012,28(1):13-20.
[34] Dudea SM,Giurgiu CR,Dumitriu D,etal.Value of ultrasound elastography in the diagnosis and management of prostate carcinoma[J].Med Ultrason,2011,13(1):45-53.