基于前列腺影像報告和數據系統2.1版診斷前列腺臨床顯著癌的部位及評分的一致性

張俊,尹雪梅,鞏志剛,楊正漢,趙承琳,王良

近年來隨著高場強磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)的發展及高分辨薄層掃描技術在前列腺檢查中的普及應用,多參數磁共振成像(multiparametric magnetic resonance imaging,mpMRI)在前列腺癌(prostate cancer,PCa)的診斷、分期、活檢及治療后療效評估方面的應用已取得重大進展[1-8]。尤其是在臨床疑似患有PCa的男性中, mpMRI減少了不必要的活檢數量,提高了前列腺臨床顯著癌(clinically significant prostate cancer,csPCa)的檢測率[5-6]。最近,國際泌尿學指南建議在前列腺活檢前對未經活檢的患者和之前活檢陰性的患者進行MRI檢查[7-8]。鑒于前列腺MRI在臨床實踐中的廣泛應用,歐洲泌尿生殖放射學會(European Society of Urogenital Radiology,ESUR)于2012年對前列腺疾病的影像學檢查和報告進行了規范并制定了前列腺影像報告和數據系統(prostate imaging -reporting and data system,PI-RADS)[9],此后多次修訂于2019年發布了最新版PI-RADS v2.1[10]。該版本明顯簡化程序,提高了診斷效能及一致性;其中PI-RADS v2.1中定義的征象仍依賴于診斷者的主觀判斷,因此不同診斷者間評價結果的一致性尚缺乏大數據驗證,同時鑒于PI-RADS v2.1對于高?；颊咔傲邢倩顧z部位具有重要指導價值[6,11]。目前,應用PI-RADS v2.1評估PCa診斷病變部位的一致性研究較少。我們的研究將所有臨床疑似PCa的前列腺MRI患者圖像進行分析,評估3位不同年資放射科醫生在病變部位及診斷評分檢測方面的一致性,并分析了哪些因素可能會影響變異性。

材料與方法

1.研究對象

經北京友誼醫院機構審查委員會批準,免除受試者知情同意?；仡櫺运鸭?018年1月1日～2021年2月28日因前列腺疾病而接受mpMRI檢查的2928例患者。納入標準:①入組患者均為3.0T MR檢查的患者且具有完整清晰的mpMRI影像數據,包括T2WI(冠狀面、矢狀面、軸面),T1WI,DWI(ADC)和DCE等成像序列;②進行mpMRI檢查后3個月內行經直腸超聲引導下(transrectal ultrasound,TRUS)前列腺系統穿刺活檢或手術全切并有完整準確的病理結果。排除標準:①既往前列腺癌病史患者或初次MRI診斷為前列腺肉瘤的患者;②檢查前經穿刺、內分泌、粒子置入、外放射或手術治療后患者;③術后獲得病理學標本不能夠進行準確組織學及免疫組化分析;④失訪或隨訪資料、臨床資料不完整及圖像質量影響診斷的患者。臨床資料搜集①受試者的一般信息如年齡、性別、體重、身高、穿刺及手術日期等;②血清學檢查:腎功能、血常規、生化、凝血常規、前列腺特異性抗原(prostate-specific antigen,PSA)、前列腺特異性抗原密度(prostate-specific antigen density,PSAD),腫瘤標志物等。

2.檢查方法(表1)

表1 mpMRI檢查序列掃描參數

檢查設備為GE Pioneer 3.0T、西門子Prisma 3.0T、飛利浦Ingenia 3.0T,采集圖像使用多通道腹部相控陣線圈及脊柱線圈;掃描范圍包含全部前列腺及精囊腺。mpMRI掃描序列包括高清T2加權成像(HR-T2WI)(冠狀面、矢狀面、軸面),擴散加權成像(DWI b=0～50 s/mm2,b=1000 s/mm2,b=1500 s/mm2)和相應的表觀擴散系數(ADC)圖,T1加權成像(T1WI)以及動態對比增強(DCE)。

3.MR圖像與病理分析

具有前列腺MR影像診斷工作經驗的3名不同年資放射科醫師(A=8年,B=6年,C=3年)獨立盲法分別對納入病例圖像進行診斷分析并記錄診斷結果,在分析圖像之前3位醫生均接受了PI-RADS v2.1專業培訓且經專家測試考核合格。前列腺病變部位分為外周帶(peripheral zone,PZ)、移行帶(transition zone,TZ)和 多發(累及多個部位)。

病理結果:MRI檢查后3個月內在TRUS引導下行24～36個針芯系統加靶向活檢或者全切術后得到的病理結果為金標準。前列腺組織切片標本中的每個病灶均根據Gleason(GS) 5級10分制進行評分。csPCa定義為依據病理結果Gleason評分≥7、和(或)癌灶體積≥0.5 cm3和(或)包膜外侵犯的PCa。前列腺非臨床顯著癌(no clinically significant prostate cancer,ncsPCa)定義為依據病理結果Gleason評分≤6的PCa。

4.統計學方法

結 果

1.臨床資料及病理結果(表2)

表2 研究人群的臨床資料與病理結果

最終納入583例患者,年齡39～90歲,平均年齡(68±8.18)歲,平均PSA為(15.0±13.3)ng/mL,平均PSAD為(0.64±1.06)ng/mL·cm3。308例(52.8%)患者是在超聲引導下活檢或者全切術后被診斷為PCa,其中270例(46.3%)患者為csPCa,38例(6.5%)為 ncsPCa,275例(47.2%)為良性前列腺病變(no prostate cancer,nPCa)。

2.基于PI-RADS V2.1評估mpMRI診斷csPCa部位及評分的一致性(表3、4)

表3 三位醫師判斷病變部位的一致性

不同部位csPCa mpMRI的影像表現如圖1、2。表3顯示3位放射科醫生評估mpMRI診斷csPCa部位的一致性,3位醫生的評估比較均表現出中等的一致性,中高年資醫師的一致性高于中低及高低年資醫師的一致性。三者診斷病變部位的一致性,兩兩相互比較:A醫師和B醫師一致性中等(Kappa=0.63)、B醫師和C醫師一致性中等(Kappa=0.51)、A醫師和C醫師一致性中等(Kappa=0.45);三者整體比較的一致性中等(Kappa=0.52),診斷csPCa部位兩兩相互比較以及三者整體比較的一致性均具有統計學意義(P<0.05)。

圖1 68歲男,PSA 為 5.38 ng/mL。前列腺mpMRI示前列腺基底部左側近前纖維肌肉基質帶。a) 軸面DWI(b=1500)顯著高信號(箭);b) ADC顯著低信號(箭); c)軸面; d)矢狀面; e)冠狀面T2WI均勻低信號(箭);f)DCE呈早期明顯強化(箭)。放射科醫生A判讀為外周帶病變(PI-RADS=5分);放射科醫生B、C判讀均為移行帶病變(PI-RADS=4分)。病變全切術后病理結果顯示前列腺腺癌,Gleason分級:3+4=7分。

圖2 74歲,男,PSA為12.41 ng/mL。前列腺mpMRI示前列腺中部左側外周帶后內側區。a)軸面DWI(b=1500)高信號(箭);b)ADC低信號(箭);c)DCE呈早期明顯強化(箭);d)軸面T2WI呈略不均勻低信號(箭)。放射科醫生A判讀為外周帶病變(PI-RADS=2分);放射科醫生B判讀為外周帶病變(PI-RADS=5分); 放射科醫生C判讀為移行帶病變(PI-RADS=2分)。病變全切術后病理結果顯示前列腺腺癌,Gleason分級:3+4=7分。

表4顯示了3位放射科醫生對所有圖像的評分結果、相應的病理結果及診斷csPCa評分的一致性;三者診斷評分的一致性,兩兩相互比較:A醫師和B醫師一致性中等(Kappa=0.70)、B醫師和C醫師一致性較好(Kappa=0.76)、A醫師和C醫師一致性中等(Kappa=0.64);三者整體比較的一致性中等(Kappa=0.43),診斷csPCa評分兩兩相互比較以及三者整體比較的一致性均具有統計學意義(P<0.05)。

表4 3位醫生使用 PI-RADS V2.1診斷csPCa的評分及一致性

討 論

基于mpMRI的最新版PI-RADS v2.1對技術掃描規范進行了詳細定義,對評分標準進行了更加嚴謹的修訂,簡化了評判流程[13]。既往部分研究已經證實PI-RADS v2.1較v2.0提高了其評分的一致性[14-22],但部分文獻結果仍存在分歧[18-21]。對于不同年資醫師及非泌尿?？朴跋裨\斷醫師應用PI-RADS v2.1的診斷評分的一致性未有臨床大型研究的驗證。我們的研究比較了不同年資放射醫師利用同個醫院不同院區的多種MRI掃描設備的mpMRI圖像基于PI-RADS v2.1評估診斷csPCa病變部位及評分的一致性,為PI-RADS v2.1在臨床中的推廣應用提供了大樣本的數據支持。

本研究發現在評估mpMRI診斷csPCa部位的一致性方面,所有醫生的總體一致性及兩兩相互比較的一致性均為中等,其中兩兩相互比較中高年資醫師的一致性高于中低及高低年資醫師。既往研究重點評估了csPCa有無的一致性[14-22],并未分析診斷病變部位的差異性。我們的研究首次評估了不同年資醫師利用最新版PI-RADS v2.1診斷csPCa部位的一致性,結果并不理想(圖1、2);多部位一致性評估方面,3位醫師評判的病變數量相差不多,與既往研究結果基本一致[23,24],可推薦臨床進行mpMRI引導靶向穿刺;但在PZ及TZ方面低年資醫師較中高年資醫師出現了較高的不一致,在PZ低年資醫師較中高年資醫師評判的病變數量明顯減少,可能的原因主要是由于DWI高信號及ADC低信號的主觀判斷缺乏經驗所致;在TZ低年資醫師較中高年資醫師評判的病變數量明顯增多,可能的原因是由于對于T2WI信號均勻性解讀的經驗不夠及未能多方位全面觀察病變的信號。因此PI-RADS v2.1在診斷csPCa部位及指導靶向穿刺方面仍需不斷培訓,尤其是低年資醫師在PZ及TZ評估方面需要加強培訓后再由高年資經驗豐富的醫師指導下進行mpMRI引導靶向穿刺[6,11]。

Wei等[14]兩位判讀者用PI-RADS v2.1評估圖像診斷評分的一致性中等(kappa=0.7)。Urase等[20]研究者表明高低年資放射科醫生采用PI-RADSv2.1在TZ、PZ及兩個區域組合中的評分一致性均為中等(kappa值:TZ,0.519;PZ,0.686;兩者區域組合,0.644);研究顯示三者總體評分的一致性及中高年資醫師與高低年資醫師評分的一致性均為中等,研究結果與上述兩位研究者基本一致;研究結果也顯示在PI-RADSv2.1評分為3分時,高年資醫師評判的數量明顯低于中低年資醫師,這也是我們所預期的。Brembilla等[21]研究結果顯示所有閱讀者采用PI-RADSv2.1診斷評分的一致性較好(AC1 0.738;95% CI 0.695～0.782);與非專職放射科醫生相比,專職放射科醫生表現出更高的一致性。該研究者的結果要高于我們及上述其他兩位研究者的結果,可能是使用的統計分析方法不同所致;目前多數研究表明采用PI-RADSv2.1評估不同年資醫師診斷評分的一致性均為中等;與泌尿影像專家回顧性分析不同年資醫師診斷評分的差異性時發現嚴重的前列腺增生、交界區的癌灶、移行帶增生結節或癌灶突入外周帶、尖部癌灶、外周帶彌漫炎癥或癌灶、移行帶前部癌灶、外周帶與移行帶微小癌灶及前纖維肌肉基質帶等因素均會導致評分出現差異性,尤其是年資較低經驗不足的醫師更容易發生上述因素評分的誤判。Futterer等[25]研究也表明肉芽腫性前列腺炎和嚴重局灶纖維化可以模擬類似癌灶的信號特征而導致病變的誤判。因此,PI-RADSv2.1在診斷評分一致性方面需要增加定量標準及進一步細化評分準則。

本項研究存在一定局限性。首先,本研究為單中心回顧性數據,并且所有數據均為接受活檢或前列腺根治性切除術的患者,這使隊列研究更傾向于MRI陽性和具有csPCa的高患病率,不可避免存在選擇性偏倚;其次,不同機型掃描參數及圖像質量存在差異,也可能導致判讀誤差;最后,由于個人判讀影像特征及識別病變部位的差異,也一定程度增加了數據分析誤差的可能性。

盡管PI-RADSv2.1在前列腺疾病的診療中尚不完善,但既往大量研究已經證明[2,7-11]基于PI-RADSv2.1的mpMRI對于csPCa的診斷、分期、活檢、治療、療效評估、病變監測及隨訪方面得到了廣泛應用并取得了巨大成果。今后隨著定量MRI技術及人工智能的快速發展[26],或許可以彌補主觀一致性差異,進而提高不同年資醫師在前列腺疾病診療水平。

總之,使用PI-RADSv2.1不同年資放射醫師經過專業培訓在診斷csPCa的部位及評分的一致性均為一般,對病變部位的診斷一致性方面中高年資醫師較低年資醫師更好,需要加強對低年資醫生的培訓且對于mpMRI引導靶向穿刺建議應由經驗豐富高年資的醫師實施指導。