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        多參數(shù)磁共振定性及定量評估前列腺癌包膜外侵犯的價值

        2023-01-13 07:11:06顏秀芳陳基明黃后寶朱浩雨劉厚軍梅光寶
        關(guān)鍵詞:定性包膜前列腺癌

        顏秀芳,陳基明,黃后寶,萬 強(qiáng),朱浩雨,劉厚軍,梅光寶

        (1.皖南醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院 放射影像科,安徽 蕪湖 241000;2.皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院 弋磯山醫(yī)院 a.醫(yī)學(xué)影像中心;b泌尿外科,安徽 蕪湖 241001)

        前列腺癌根治術(shù)是治療局限性前列腺癌首選治療方法,而準(zhǔn)確地局部分期與治療方案的制定、手術(shù)方法的選擇和預(yù)后密切相關(guān),手術(shù)切緣的確定及患者雙側(cè)神經(jīng)血管叢能否保留直接影響術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)和患者生活質(zhì)量的改善[1]。因此,術(shù)前了解前列腺癌患者包膜外侵犯(extracapsular extension,ECE) 是否存在、侵犯部位及其程度至關(guān)重要。MRI是公認(rèn)的前列腺癌最佳檢查方法,多參數(shù)磁共振成像(multi-parametric MRI,mpMRI)是歐洲泌尿生殖放射學(xué)會和中華放射雜志前列腺疾病診療工作組診療指南推薦的掃描方案[2],對評估前列腺癌局部分期具有重要作用[3]。國外有研究報告mpMRI對前列腺癌ECE的價值[4-5],國內(nèi)甚少,聯(lián)合應(yīng)用DWI及DCE-MRI定量參數(shù)評估前列腺癌ECE的報告更是鮮見。MRI形態(tài)學(xué)特征定性診斷前列腺癌ECE最常用,能改善臨床預(yù)測前列腺癌ECE的準(zhǔn)確性[6],但僅依據(jù)形態(tài)學(xué)特征診斷前列腺癌ECE準(zhǔn)確性和特異度不高[7]。DWI及DCE-MRI定量參數(shù)能在一定程度上反映前列腺癌的增殖狀況和血流灌注、血管通透性等生物學(xué)特征。本研究采用單因素和多因素Logistic回歸分析各定性、定量參數(shù)并建模,分析定性及定量動態(tài)mpMRI對前列腺癌ECE的診斷效能,以為臨床治療提供更客觀、準(zhǔn)確的參考。

        1 資料和方法

        1.1 臨床資料 回顧性分析2016年6月~2020年2月弋磯山醫(yī)院59例行前列腺癌根除術(shù),經(jīng)病理證實且有明確分期的患者資料,年齡57~83(70.03±9.01)歲,血清PSA(26.6±8.9)ng/mL,主要臨床癥狀有膀胱刺激癥狀、排尿困難及尿潴留等。術(shù)前2周內(nèi)均進(jìn)行mpMRI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn):①曾做過穿刺檢查、放化療或內(nèi)分泌治療;②圖像質(zhì)量不符合診斷要求。

        1.2 儀器與方法 應(yīng)用美國GE Signa HDxt 3.0T MR掃描儀,腹部相控陣線圈。常規(guī)掃描軸位、矢狀和冠狀面,掃描序列及參數(shù)如下,軸位高分辨率FSE-T2WI:TR、TE為3 200、86 ms,層厚、層間距為3、0.3 mm,F(xiàn)OV 24 cm×24 cm,矩陣384×256[7];軸位DWI:采用單次激發(fā)平面回波成像SE-EPI序列,TR、TE為5 200、80 ms,F(xiàn)OV 24 cm×24 cm,矩陣130×96,NEX 6次,b值0、1 500 s/mm2[7]; 動態(tài)對比增強(qiáng)(DCE)采用三維容積內(nèi)插快速擾相GRE (LAVA) T1WI序列行軸位掃描,掃描參數(shù):TR、TE、TI為3.15、1.38、5.0 ms,層厚及間距為2.0、0.0 mm,NEX 1,矩陣256×256,F(xiàn)OV 36 cm×36 cm[7];注射對比劑前先進(jìn)行3°、6°、9°、12°、15°翻轉(zhuǎn)角掃描,得到T1mapping參數(shù);再進(jìn)行12°翻轉(zhuǎn)角動態(tài)增強(qiáng)掃描,雙筒高壓注射器靜脈團(tuán)注對比劑Gd-DTPA,注射流速2.5 mL/s,劑量0.1 mmol/kg。連續(xù)掃描35時相,一次采集時間約10 s,共采集350 s[7]。

        1.3 圖像分析 2名放射科醫(yī)師(5年和15年以上工作經(jīng)驗)根據(jù)第2版前列腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)[8]分別盲法閱片,協(xié)商達(dá)成一致意見。在MRI冠狀位掃描上將前列腺分成6個區(qū)域(以中央溝為界兩側(cè)底、體、尖部),評估每個區(qū)域前列腺癌是否有ECE、侵犯部位和范圍等。前列腺癌ECE診斷標(biāo)準(zhǔn)[9]:T2WI上出現(xiàn)可測量包膜外腫塊,包膜不規(guī)則、隆起或中斷,神經(jīng)血管束的不對稱增粗,直腸前列腺角消失或有膀胱頸的侵犯;DWI上高信號腫瘤出現(xiàn)在不對稱的神經(jīng)血管束、周圍脂肪組織或包膜外;DCE-MRI上包膜外出現(xiàn)不對稱、隆起的強(qiáng)化灶。

        將DWI原始圖像傳輸至GE后處理工作站Functool軟件得到病灶的ADC偽彩圖,參照軸位fsT2WI圖像,2名醫(yī)師手動劃定ROI測量ADC值。將所有DCE圖像導(dǎo)入GE 的OK軟件,選取雙室Extended Tofts模型,以髂內(nèi)動脈作為動脈輸入函數(shù)(arterial input function,AIF),在病灶強(qiáng)化最明顯的層面手動勾畫ROI,獲得Ktrans、Kep及Ve偽彩圖,復(fù)制ROI到偽彩圖得到相應(yīng)參數(shù)值。以上參數(shù)均測量腫瘤最大面積及上下層面,測量3次,取其平均值;放置ROI時應(yīng)盡量避開腫瘤出血、液化和壞死區(qū)。

        1.4 病理分析 將獲得的病理標(biāo)本經(jīng)福爾馬林固定后,以3~4 mm間隔垂直于前列腺尿道逐層切割。所有病理組織經(jīng)石蠟包埋、4 μm切片后行HE染色。由1名病理診斷醫(yī)師(工作15年以上)對腫瘤的部位和大小、有否包膜外侵犯、侵犯的位置及范圍、是否侵犯神經(jīng)血管束及精囊等進(jìn)行評估診斷。包膜外侵犯的組織病理學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn):癌細(xì)胞超出前列腺包膜邊緣,并且延伸至周圍脂肪組織。

        1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 統(tǒng)計分析應(yīng)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行。采用χ2檢驗及兩獨立樣本t檢驗比較有無前列腺癌ECE各定性和定量參數(shù)值的差異;各參數(shù)和模型的診斷效能采用繪制ROC曲線評估。采用Hosmer-Lemeshow檢驗?zāi)P偷臄M合度。采用Kappa一致性檢驗及組內(nèi)相關(guān)性系數(shù)(intra-class correction coefficients,ICC)評估2名醫(yī)師診斷ECE及定量參數(shù)值測量的一致性(≥0.75為一致性高)。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 手術(shù)病理診斷前列腺癌ECE 納入的59例患者共59個病灶,包括前列腺外周帶48個病灶、移行帶11個病灶。有ECE(圖1H)共25例25個病灶(外周帶22個,移行帶3個),無ECE共34例34個病灶(外周帶26個,移行帶8個)。

        2.2 MRI定性診斷前列腺癌ECE 2名醫(yī)師診斷前列腺癌有無ECE的一致性較好(Kappa=0.794)。有ECE:T2WI診斷32例,高估15例;DWI診斷32例,高估16例;DCE診斷37例,高估20例。無ECE:T2WI診斷27例,低估8例;DWI診斷27例,低估9例;DCE診斷22例,低估8例。定性參數(shù)診斷前列腺癌ECE均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(表1、圖1A~C)。

        表1 MRI定性資料診斷前列腺癌ECE效能

        男性患者,70歲。A~G.有ECE的前列腺癌患者橫軸位FSE-T2WI、DWI、DCE圖、ADC、Ktrans、Kep及Ve偽彩圖。T2WI病灶為稍低信號,DWI和DCE為高信號,腫瘤的ADC值、Ktrans、Kep和 Ve分別為0.695×10-3 mm2 /s、0.556/min、1.481/min、0.626;H.組織病理學(xué)證實為前列腺癌ECE。

        2.3 MRI定量參數(shù)及模型診斷前列腺癌ECE效能 2名醫(yī)師測量定量參數(shù)的一致性較好,ICC為0.897(95%CI:0.79~0.951)。有ECE組ADC值較低(P<0.05),Ktrans、Kep值較高(P<0.05)(表2、圖1D~G)。定量參數(shù)ADC、Ktrans、Kep診斷前列腺癌ECE的AUC值分別為0.864、0.866、0.768(表3、圖2)。定量參數(shù)模型y=3.348×Ktrans+4.311×ADC+3.611,診斷前列腺癌ECE的AUC值為0.921(P<0.01);定量模型經(jīng)Hosmer-Lemeshow檢驗,P>0.10(0.72),說明模型擬合效果較好。

        表2 前列腺癌ECE(+)與ECE(-)組間定量參數(shù)比較

        圖2 MRI定量及模型診斷前列腺癌ECE的ROC曲線

        表3 MRI定量及模型診斷前列腺癌ECE效能

        3 討論

        3.1 MRI定性診斷前列腺癌ECE 在診斷前列腺癌ECE方面,與PSA、活組織檢查或Gleason評分相比,mpMRI作為一種非侵入性方法已經(jīng)證明具有更好的診斷效能[9]。高分辨T2WI是顯示前列腺解剖結(jié)構(gòu)基本序列,對前列腺癌的診斷、定位和分期十分重要,由于DWI能反映Pca水分子擴(kuò)散特性、DCE能反映其血流灌注及血管特征,DWI和DCE均能夠提高Pca病灶檢出及ECE的靈敏度[10]。目前DWI及DCE診斷前列腺癌ECE的研究,多為T2WI聯(lián)合DWI或T2WI聯(lián)合DCE的應(yīng)用[11]。本研究結(jié)果顯示無論T2WI,還是DWI或DCE單獨對前列腺癌ECE定性診斷均存在過高或過低評估,這與許多因素有關(guān),如腫瘤部位、腫瘤類型及分化程度、信號強(qiáng)度、包膜受累范圍及程度等,與各序列成像自身的限度也有關(guān)。雖然高分辨T2WI是顯示前列腺包膜和鄰近結(jié)構(gòu)最重要序列,但包膜局部輕微受累、腫瘤與鄰近組織信號對比不明顯的低分化前列腺癌在T2WI上ECE定性診斷困難;DWI和DCE發(fā)現(xiàn)腫瘤的靈敏度高,但DWI分辨率較低,圖像可有變形和偽影,DCE上乏血供性腫瘤顯示不明顯等都可導(dǎo)致形態(tài)學(xué)上腫瘤包膜受侵的誤判,因此,T2WI、DWI或DCE的診斷效能均不高,多參數(shù)定性模型診斷特異度(85.3%)稍高于Kim等[12]聯(lián)合T2WI、DWI、DCE對前列腺癌ECE診斷的特異度(75.1%),而靈敏度(88.0%)稍低于Kim等[12]研究的靈敏度(91.9%),但較Min等[13]T1WI、T2WI、DWI、DCE聯(lián)合診斷前列腺癌ECE的靈敏度(65.0%)高。這可能與樣本量的多少、腫瘤大小、分期及分級等因素不同有關(guān)。

        3.2 MRI定量診斷前列腺癌ECE 雖然MRI形態(tài)學(xué)特征定性診斷前列腺癌ECE最常用,但僅依據(jù)形態(tài)學(xué)特征診斷前列腺癌ECE準(zhǔn)確性和特異度不高。MRI定量參數(shù)在前列腺癌診斷[14]及其與Gleason評分關(guān)系的評價中應(yīng)用較多[15],但診斷前列腺癌ECE的研究較少。本研究顯示定量參數(shù)Ktrans及Kep診斷前列腺癌ECE效能均較高(AUC值分別為0.866、0.768),明顯高于定性參數(shù)診斷效能。定量參數(shù)模型的準(zhǔn)確性(92.1%)高于多參數(shù)定性模型,而定性與定量參數(shù)結(jié)合則進(jìn)一步提高診斷率(95.8%)、特異度(88.2%)和靈敏度(80.0%),與Kim等[12]研究結(jié)果相當(dāng)。定量參數(shù)模型診斷效能的提高與定量參數(shù)可以體現(xiàn)腫瘤的組織成分、侵襲性及血管生成等組織病理特征可能相關(guān)。已有研究[16]顯示ADC值有助于預(yù)測前列腺癌ECE,本研究顯示前列腺癌ECE的ADC值低于無前列腺癌ECE,差異有統(tǒng)計學(xué)意義, ADC的AUC值為0.864,與Kim等[16]研究結(jié)果(AUC值0.758)類似。Krishna等[17]利用直方圖分析預(yù)測前列腺癌ECE,結(jié)果顯示平均ADC值差異沒有顯著性,但10%ADC值及ADC熵兩者差異有顯著性,ADC熵能改善前列腺癌ECE診斷的靈敏度,有一定的鑒別能力。

        本研究不足:①該項研究為回顧性研究,存在一定的選擇性偏倚。②納入的研究樣本數(shù)較少。③沒有評估前列腺癌的侵襲性與ECE的相關(guān)性。 ④聯(lián)合模型診斷效能優(yōu)于單獨定性及定量參數(shù)模型,但由于數(shù)據(jù)量較小,經(jīng)Delong檢驗兩者AUC值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),后期需增加樣本量。

        總之,定性參數(shù)及其模型對前列腺癌ECE診斷有一定的效能,定量參數(shù)及其模型明顯提高前列腺癌ECE診斷效能,多參數(shù)MRI形態(tài)特征和功能信息相結(jié)合可進(jìn)一步提高診斷的準(zhǔn)確性。

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