林彬¹, 方成华¹, 胡敬²
1. 贵州中医药大学第二附属医院, 贵州 贵阳 550003;
2. 贵阳职业技术学院城乡分院, 贵州 贵阳 550081
2020-10-12 收稿, 2021-01-21 录用
基金项目: 贵州省科技计划项目（黔科合成果[2017]4967）
^*通讯作者: 方成华

摘要: 本研究探讨磁共振弥散成像（DWI）与超声弹性成像（UE）在前列腺穿刺活检中的应用价值。112例疑似前列腺癌（PCa）患者中，经前列腺活检病理穿刺证实为阳性（PCa）59例、阴性（前列腺良性增生）53例。经研究发现，前列腺穿刺活检穿刺阳性患者超声弹性评分高于阴性患者，表观扩散系数（ADC）值低于阴性患者，二者均为前列腺穿刺活检阳性的影响因素，与前列腺穿刺活检阳性显著相关（P < 0.05）；ROC曲线显示，超声弹性评分、ADC值联合预测前列腺穿刺活检阳性的AUC面积为0.859，高于单一预测；前列腺穿刺活检阳性患者超声弹性评分、ADC值与Gleason评分相关（P < 0.05）。DWI、UE对PCa均有较好的诊断能力，联合检查可提高PCa穿刺检出率，并能为肿瘤恶性程度及预后评估提供依据。
关键词: 磁共振弥散成像超声弹性成像前列腺穿刺活检
Application Value of Diffusion Weighted Imaging and Ultrasonic Elastography in Prostate Biopsy
LIN Bin¹, FANG Chenghua¹, HU Jing²
1. The Second Affiliated Hospital of Guizhou University of Traditional Chinese Medicine, Guiyang 550003, Guizhou, P. R. China;
2. Urban and Rural Branch, Career Technical College Guiyang, Guiyang 550081, Guizhou, P. R. China
^*Corresponding author: FANG Chenghua
Abstract: The purpose of this study is to explore the application value of diffusion weighted imaging (DWI) and ultrasonic elastography (UE) in prostate biopsy. Among 112 patients with suspected prostate cancer (PCa), 59 were positive (PCa) confirmed by prostate biopsy and 53 were negative (benign prostatic hyperplasia). The study found that the ultrasound elasticity score of patients with positive prostate biopsy was higher than that of negative patients, and the apparent diffusion coefficient (ADC) value was lower than that of negative patients. Both were influencing factors for the positive prostate biopsy, and were significantly related to the positive prostate biopsy (P < 0.05). The ROC curve showed that the combination of ultrasound elasticity score and ADC value predicted AUC to be 0.859, which was higher than the single prediction. In addition, the ultrasound elasticity score and ADC value of patients with positive prostate biopsy were correlated with Gleason score (P < 0.05). It can be seen that both DWI and UE have good diagnostic capabilities for PCa, and combined examinations can improve the detection rate of PCa by puncture, and can provide a basis for the evaluation of malignant degree and prognosis of tumor.
Key words: diffusion weighted imagingultrsounic elastographyprostatebiopsy
前列腺癌(prostate cancer，PCa)在所有恶性肿瘤中居于第5位，在男性恶性肿瘤中居于第2位，且近年来，其发病率呈明显升高趋势^{[1, 2]}。目前，对于PCa确诊方法主要是对前列腺特异抗原(prostate specific antigen，PSA)升高患者行系统性前列腺穿刺活检术，但由于常规成像技术在精确检测局限性前列腺癌的作用有限，尤其是对于早期癌灶，导致传统前列腺穿刺活检准确性较低^{[3, 4]}。随着影像技术的不断发展，近年出现的新技术，如磁共振弥散成像(diffusion weighted imaging，DWI)、超声弹性成像(ultrasonic elastography，UE)已使PCa发现能力显著提高^{[5, 6]}。本研究分析DWI与UE对前列腺穿刺活检结果的影响及预测价值，以期为临床开展个体化穿刺活检及肿瘤恶性程度与预后评估提供参考依据。
1 资料与方法1.1 一般资料选取2015年7月~2019年7月贵州中医药大学第二附属医院112例疑似PCa患者进行本研究。均为男性，年龄47~85岁，平均(62.87±5.76)岁。纳入标准：直肠指检异常；PSA 4~10 ng/mL，复合前列腺特异抗原(C-PSA)值异常，或游离前列腺特异抗原(f-PSA)/总前列腺特异抗原(t-PSA)异常；PSA＞10 ng/mL；符合以上之一，且穿刺前均签订知情同意书。排除标准：合并直肠或肛门疾病；前列腺手术病史；前列腺穿刺活检史；恶性肿瘤史。本研究符合医学伦理学标准，经伦理委员会批准。
1.2 方法(1) UE检查：HITACHIP HA710超声诊断仪，频率7.5 MHz腔内端扫式探头(V53W 8-4R10)，患者左侧卧位，屈髋屈膝，暴露肛门，探头插入直肠5~8 cm，观察前列腺大小及前列腺结节形态、大小、回声类型。切换至弹性成像模式，用双幅成像同时观察灰阶与弹性超声成像图，调整施压大小，压力指数3~4，获取弹性动态图像。弹性图像分级^[7]：整个病灶均匀应变，呈均匀绿色为Ⅰ级；病灶区以绿色为主(＞50%)或病灶中央呈绿色，边缘呈蓝色为Ⅱ级；常规直肠超声未发现结节，而弹性图中多切面均发现局限性蓝色区域(位置相对固定)为Ⅲ级；病灶区以蓝色为主(＞50%)或病灶边缘呈绿色，中央呈蓝色为Ⅳ级；病灶整体甚至周围组织均呈现蓝色为Ⅴ级。Ⅰ~Ⅱ级为阴性，Ⅲ~Ⅴ级为阳性。
(2) DWI检查：德国西门子3.0 T Verio MRI扫描仪，适度充盈膀胱，以耻骨联合上2 cm为中心扫描。T2WI参数：矩阵448 mm×640 mm，TR/TE 4724 ms/74 ms，FOV 230 mm×230 mm，层间距0.3，层厚3 mm。DWI参数：矩阵192 mm×320 mm，TR/TE 5600 ms/88 ms，FOV 240 mm×300 mm，层间距1.05 mm，层厚3.5 mm，b值0 s/mm²及800 s/mm²。DWI序列自动生成表观扩散系数图，选取感兴趣区(ROI)，测量表观扩散系数(ADC)。
1.3 观察指标前列腺穿刺活检不同病理结果患者单因素分析、多因素分析；偏相关性分析；ROC曲线评价；根据前列腺癌Gleason评分标准分组，比较不同Gleason评分患者超声弹性评分和ADC值；超声弹性评分、ADC值与Gleason评分的相关性。
1.4 统计学方法采用统计学软件SPSS 22.0处理数据，计数资料以例数描述，计量资料采取Bartlett方差齐性检验与Kolmogorov-Smirnov正态性检验，均确认具备方差齐性且近似服从正态布，以(x±s)描述；前列腺穿刺活检穿刺结果影响因素采用Logistic回归分析；双变量正态分布采用Pearson分析相关性；两变量同时与第三变量相关时，采用偏相关性分析两变量间关系；预测效能采用受试者工作特征(ROC)曲线；联合预测实施Logistic二元回归拟合；采用双侧检验，α=0.05。
2 结果2.1 不同前列腺穿刺活检结果患者单因素分析经病理检查，112例患者中，前列腺穿刺活检证实为阳性(PCa)59例、阴性(前列腺良性增生)53例。阳性与阴性患者在年龄构成、PSA、PSAD、fPSA/tPSA、直肠指检、经直肠超声及MRI检查可见结节与否、超声弹性评分、ADC值相比，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表 1。
表1

表 1 不同前列腺穿刺活检结果患者单因素分析 因素 前列腺穿刺活检穿刺结果 t/χ2 P 阳性(n=59) 阴性(n=53) 年龄 ????＜60岁 25(42.37) 36(67.92) 7.350 0.007 ????≥60岁 34(57.63) 17(32.08) PSA(ng/mL) 20.14±6.85 6.17±3.02 13.695 ＜0.001 PSAD(ng/mL) 0.19±0.07 0.11±0.04 7.314 ＜0.001 fPSA/tPSA ????≤0.15 6(10.17) 36(67.92) 46.835 ＜0.001 ????0.16~0.25 24(40.68) 15(28.30) ????≥0.26 29(49.15) 2(3.77) 直肠指检可见结节 ????是 35(59.32) 18(33.96) 7.203 0.007 ????否 24(40.68) 35(66.04) 经直肠超声可见结节 ????是 33(55.93) 19(35.85) 4.528 0.033 ????否 26(44.07) 34(64.15) 磁共振成像可见结节 ????是 44(74.58) 7(13.21) 42.398 ＜0.001 ????否 15(25.42) 46(86.79) ＜0.001 超声弹性评分(分) 4.05±0.47 2.41±0.51 17.710 ＜0.001 ADC值(×10-3 mm2/s) 0.77±0.10 0.92±0.14 6.573 ＜0.001

表 1 不同前列腺穿刺活检结果患者单因素分析

2.2 不同前列腺穿刺活检结果患者多因素分析年龄构成比、PSA、PSAD、fPSA/tPSA、直肠指检、经直肠超声及MRI检查可见结节与否、超声弹性评分、ADC值均为前列腺穿刺活检阳性的影响因素(P＜0.05)。见表 2。
表2

表 2 不同前列腺穿刺活检结果患者多因素分析 因素 β S.E. Waldχ2 P OR 95%CI 年龄≥60岁 1.438 0.315 20.826 ＜0.05 4.210 2.147~8.256 PSA 1.541 0.341 20.424 ＜0.05 4.670 2.385~9.143 PSAD 1.665 0.374 19.816 ＜0.05 5.285 3.124~8.941 fPSA/tPSA 1.674 0.356 22.104 ＜0.05 5.332 3.078~9.237 直肠指检可见结节 1.732 0.341 25.803 ＜0.05 5.653 3.15~10.125 经直肠超声可见结节 1.666 0.361 21.287 ＜0.05 5.289 2.841~9.845 磁共振成像可见结节 1.759 0.312 31.788 ＜0.05 5.807 3.28~10.269 超声弹性评分 1.780 0.324 30.190 ＜0.05 5.931 3.129~11.243 ADC值 -0.886 0.307 8.321 ＜0.05 0.412 0.214~0.795

表 2 不同前列腺穿刺活检结果患者多因素分析

2.3 偏相关性分析将年龄构成比、PSA、PSAD、fPSA/tPSA、直肠指检、经直肠超声及MRI检查可见结节与否等其他因素控制后，超声弹性评分、ADC值仍与前列腺穿刺活检阳性显著相关(P＜0.05)，见表 3。
表3

表 3 偏相关性分析 自变量 偏回归系数 标准误差 偏回归系数(标准化) t P 常量 9.529 0.842 - 7.770 ＜0.001 超声弹性评分 0.518 0.021 0.592 7.494 ＜0.001 ADC值 -0.472 0.015 -0.587 8.245 ＜0.001

表 3 偏相关性分析

2.4 ROC曲线分析从超声弹性评分、ADC值、二者联合预测前列腺穿刺活检阳性的ROC曲线可知，各指标联合预测前列腺穿刺活检阳性的AUC为0.859，高于超声弹性评分、ADC值单一预测的AUC(0.814、0.810)。见图 1、图 2。
图 1

图 1 单一ROC曲线

图 2

图 2 联合ROC曲线

2.5 不同Gleason评分前列腺癌患者超声弹性评分、ADC值比较59例前列腺癌患者Gleason评分6~9分，平均(7.54±0.72)分，根据平均数分为高评分组(32例)与低评分组(27例)。从表 4可知，高评分组患者超声弹性评分高于低评分组，ADC值小于低评分组，差异有统计学意义(P＜0.05)。
表4

表 4 不同Gleason评分前列腺穿刺活检阳性患者超声弹性评分、ADC值 组别 例数 超声弹性评分(分) ADC(×10-3 mm2) 高评分组 32 4.21±0.31 0.69±0.07 低评分组 27 3.86±0.40 0.86±0.12 t 3.785 6.770 P ＜0.001 ＜0.001

表 4 不同Gleason评分前列腺穿刺活检阳性患者超声弹性评分、ADC值

2.6 前列腺癌患者超声弹性评分、ADC值与Gleason评分的相关性由图 3、4可知，超声弹性评分与Gleason评分呈正相关关系，ADC值与Gleason评分呈负相关关系。
图 3

图 3 超声弹性评分与Gleason评分相关性

图 4

图 4 ADC值与Gleason评分相关性

3 讨论前列腺穿刺活检术是目前公认的术前定性诊断PCa的金标准，但常规10针、12针系统穿刺法由于穿刺针数有限、穿刺点固定，具有较高漏诊率，而扩大穿刺针数未能显著提高PCa检出率，反而使并发症发生风险明显增加^{[8, 9]}。因此，如何在不增加患者损伤的基础上，提高前列腺病变的诊断准确率及穿刺活检的准确性，成为亟待解决的难题。
目前，关于前列腺穿刺活检穿刺阳性率影响因素的报道较多，年龄、PSA、PSAD、fPSA/tPSA、直肠指检、经直肠超声、MRI检查可见结节与否等均是影响因素^{[10, 11]}。本研究发现，除以上因素外，超声弹性评分、ADC值均与前列腺穿刺活检阳性有关。在组织学上，PCa不仅表现为微血管密度(MVD)增加，同时，由于癌灶组织失去正常腺架结构，导管-腺泡结构紊乱，表现为细胞密度增加，直接导致组织硬度增加^{[12, 13]}。UE利用图像显示组织受压后产生应变(移位)，应变小的组织较硬，应变大的组织较软，即顺应性较大^[14]。多项研究显示，UE结合经直肠穿刺活检可减少穿刺次数，在前列腺肿瘤良恶性鉴别中有重要应用价值^{[15, 16]}。
本研究发现，将年龄构成比、PSA、PSAD、fPSA/tPSA、直肠指检、经直肠超声及MRI检查可见结节与否等其他因素控制后，超声弹性评分仍与前列腺穿刺活检阳性显著相关，且超声弹性评分预测前列腺穿刺活检阳性的AUC面积达0.814。亦提示穿刺活检前，利用UE技术可减少穿刺次数，减轻患者痛苦。由于UE很难判断直径小于3~5 mm的病变组织，出现误诊不可避免^[17]，且前列腺良性肥大患者中存在活检阴性而UE阳性的结果^[18]，这可能与增生病变中钙化存在有关。但总体来讲，UE对病灶区的敏感性要高于其他检查手段，且具有简单易行、无损伤、准确率较高等特点，具有良好的应用前景。
MRI组织对比良好，是目前公认PCa最佳影像学诊断手段。DWI通过组织内水分子弥散运动状态不同，可对正常组织和癌组织进行有效区分。正常或良性增生前列腺腺体和腺管结构丰富，水分子弥散不受限，ADC值较高；而肿瘤组织中，肿瘤浸润生长，细胞紧密排列，细胞外间隙受压变小、间质纤维化等导致水分子扩散受限，ADC值降低^{[19, 20]}。
本研究数据显示，将年龄构成比、PSA、PSAD、fPSA/tPSA、直肠指检、经直肠超声及MRI检查可见结节与否等其他因素控制后，ADC值仍与前列腺穿刺活检阳性显著相关，且ADC值预测前列腺穿刺活检阳性的AUC面积达0.810，提示ADC值有助于PCa诊断。DWI不仅能可视化鉴别前列腺癌组织与增生组织，且通过ADC值可量化反映组织病变信息^[21]，但DWI对合并炎症、微小病灶(直径＜5 mm)等易发生漏诊^[22]。故本研究进行超声弹性评分、ADC值联合预测，其AUC为0.859，提示基于超声弹性评分联合ADC值预测前列腺穿刺活检阳性的效能更高，可为临床诊治提供更多参考信息。
Gleason评分是广泛采用的PCa组织学分级方法，其应用价值已得到临床普遍认可，Gleason评分越高，恶性度越高^[23]。本研究数据显示，前列腺穿刺活检阳性患者超声弹性评分与Gleason评分呈正相关亲系，ADC值与Gleason评分呈负相关关系，这可能与不同分化程度癌组织存在不同的组织结构差异有关。进一步说明超声弹性评分和ADC值对PCa诊断、治疗方案的制定及预后评估均有重要意义。
综上可知，DWI、UE对PCa均有较好的诊断能力，超声弹性评分联合ADC值预测前列腺穿刺活检阳性效能高，并能为肿瘤恶性程度及预后评估提供依据。但本研究有不足之处，未对患者进行长期随访，DWI、UE不同表现与前列腺良性增生患者远期癌变率关系尚不明确，有待进一步研究。

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