张俊,尹雪梅,巩志刚,杨正汉,赵承琳,王良

近年来随着高场强磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)的发展及高分辨薄层扫描技术在前列腺检查中的普及应用,多参数磁共振成像(multiparametric magnetic resonance imaging,mpMRI)在前列腺癌(prostate cancer,PCa)的诊断、分期、活检及治疗后疗效评估方面的应用已取得重大进展[1-8]。尤其是在临床疑似患有PCa的男性中, mpMRI减少了不必要的活检数量,提高了前列腺临床显著癌(clinically significant prostate cancer,csPCa)的检测率[5-6]。最近,国际泌尿学指南建议在前列腺活检前对未经活检的患者和之前活检阴性的患者进行MRI检查[7-8]。鉴于前列腺MRI在临床实践中的广泛应用,欧洲泌尿生殖放射学会(European Society of Urogenital Radiology,ESUR)于2012年对前列腺疾病的影像学检查和报告进行了规范并制定了前列腺影像报告和数据系统(prostate imaging -reporting and data system,PI-RADS)[9],此后多次修订于2019年发布了最新版PI-RADS v2.1[10]。该版本明显简化程序,提高了诊断效能及一致性;其中PI-RADS v2.1中定义的征象仍依赖于诊断者的主观判断,因此不同诊断者间评价结果的一致性尚缺乏大数据验证,同时鉴于PI-RADS v2.1对于高危患者前列腺活检部位具有重要指导价值[6,11]。目前,应用PI-RADS v2.1评估PCa诊断病变部位的一致性研究较少。我们的研究将所有临床疑似PCa的前列腺MRI患者图像进行分析,评估3位不同年资放射科医生在病变部位及诊断评分检测方面的一致性,并分析了哪些因素可能会影响变异性。

材料与方法

1.研究对象

经北京友谊医院机构审查委员会批准,免除受试者知情同意。回顾性搜集2018年1月1日～2021年2月28日因前列腺疾病而接受mpMRI检查的2928例患者。纳入标准:①入组患者均为3.0T MR检查的患者且具有完整清晰的mpMRI影像数据,包括T2WI(冠状面、矢状面、轴面),T1WI,DWI(ADC)和DCE等成像序列;②进行mpMRI检查后3个月内行经直肠超声引导下(transrectal ultrasound,TRUS)前列腺系统穿刺活检或手术全切并有完整准确的病理结果。排除标准:①既往前列腺癌病史患者或初次MRI诊断为前列腺肉瘤的患者;②检查前经穿刺、内分泌、粒子置入、外放射或手术治疗后患者;③术后获得病理学标本不能够进行准确组织学及免疫组化分析;④失访或随访资料、临床资料不完整及图像质量影响诊断的患者。临床资料搜集①受试者的一般信息如年龄、性别、体重、身高、穿刺及手术日期等;②血清学检查:肾功能、血常规、生化、凝血常规、前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen,PSA)、前列腺特异性抗原密度(prostate-specific antigen density,PSAD),肿瘤标志物等。

2.检查方法(表1)

表1 mpMRI检查序列扫描参数

检查设备为GE Pioneer 3.0T、西门子Prisma 3.0T、飞利浦Ingenia 3.0T,采集图像使用多通道腹部相控阵线圈及脊柱线圈;扫描范围包含全部前列腺及精囊腺。mpMRI扫描序列包括高清T2加权成像(HR-T2WI)(冠状面、矢状面、轴面),扩散加权成像(DWI b=0～50 s/mm2,b=1000 s/mm2,b=1500 s/mm2)和相应的表观扩散系数(ADC)图,T1加权成像(T1WI)以及动态对比增强(DCE)。

3.MR图像与病理分析

具有前列腺MR影像诊断工作经验的3名不同年资放射科医师(A=8年,B=6年,C=3年)独立盲法分别对纳入病例图像进行诊断分析并记录诊断结果,在分析图像之前3位医生均接受了PI-RADS v2.1专业培训且经专家测试考核合格。前列腺病变部位分为外周带(peripheral zone,PZ)、移行带(transition zone,TZ)和 多发(累及多个部位)。

病理结果:MRI检查后3个月内在TRUS引导下行24～36个针芯系统加靶向活检或者全切术后得到的病理结果为金标准。前列腺组织切片标本中的每个病灶均根据Gleason(GS) 5级10分制进行评分。csPCa定义为依据病理结果Gleason评分≥7、和(或)癌灶体积≥0.5 cm3和(或)包膜外侵犯的PCa。前列腺非临床显著癌(no clinically significant prostate cancer,ncsPCa)定义为依据病理结果Gleason评分≤6的PCa。

4.统计学方法

结 果

1.临床资料及病理结果(表2)

表2 研究人群的临床资料与病理结果

最终纳入583例患者,年龄39～90岁,平均年龄(68±8.18)岁,平均PSA为(15.0±13.3)ng/mL,平均PSAD为(0.64±1.06)ng/mL·cm3。308例(52.8%)患者是在超声引导下活检或者全切术后被诊断为PCa,其中270例(46.3%)患者为csPCa,38例(6.5%)为 ncsPCa,275例(47.2%)为良性前列腺病变(no prostate cancer,nPCa)。

2.基于PI-RADS V2.1评估mpMRI诊断csPCa部位及评分的一致性(表3、4)

表3 三位医师判断病变部位的一致性

不同部位csPCa mpMRI的影像表现如图1、2。表3显示3位放射科医生评估mpMRI诊断csPCa部位的一致性,3位医生的评估比较均表现出中等的一致性,中高年资医师的一致性高于中低及高低年资医师的一致性。三者诊断病变部位的一致性,两两相互比较:A医师和B医师一致性中等(Kappa=0.63)、B医师和C医师一致性中等(Kappa=0.51)、A医师和C医师一致性中等(Kappa=0.45);三者整体比较的一致性中等(Kappa=0.52),诊断csPCa部位两两相互比较以及三者整体比较的一致性均具有统计学意义(P<0.05)。

图1 68岁男,PSA 为 5.38 ng/mL。前列腺mpMRI示前列腺基底部左侧近前纤维肌肉基质带。a) 轴面DWI(b=1500)显著高信号(箭);b) ADC显著低信号(箭); c)轴面; d)矢状面; e)冠状面T2WI均匀低信号(箭);f)DCE呈早期明显强化(箭)。放射科医生A判读为外周带病变(PI-RADS=5分);放射科医生B、C判读均为移行带病变(PI-RADS=4分)。病变全切术后病理结果显示前列腺腺癌,Gleason分级:3+4=7分。

图2 74岁,男,PSA为12.41 ng/mL。前列腺mpMRI示前列腺中部左侧外周带后内侧区。a)轴面DWI(b=1500)高信号(箭);b)ADC低信号(箭);c)DCE呈早期明显强化(箭);d)轴面T2WI呈略不均匀低信号(箭)。放射科医生A判读为外周带病变(PI-RADS=2分);放射科医生B判读为外周带病变(PI-RADS=5分); 放射科医生C判读为移行带病变(PI-RADS=2分)。病变全切术后病理结果显示前列腺腺癌,Gleason分级:3+4=7分。

表4显示了3位放射科医生对所有图像的评分结果、相应的病理结果及诊断csPCa评分的一致性;三者诊断评分的一致性,两两相互比较:A医师和B医师一致性中等(Kappa=0.70)、B医师和C医师一致性较好(Kappa=0.76)、A医师和C医师一致性中等(Kappa=0.64);三者整体比较的一致性中等(Kappa=0.43),诊断csPCa评分两两相互比较以及三者整体比较的一致性均具有统计学意义(P<0.05)。

表4 3位医生使用 PI-RADS V2.1诊断csPCa的评分及一致性

讨 论

基于mpMRI的最新版PI-RADS v2.1对技术扫描规范进行了详细定义,对评分标准进行了更加严谨的修订,简化了评判流程[13]。既往部分研究已经证实PI-RADS v2.1较v2.0提高了其评分的一致性[14-22],但部分文献结果仍存在分歧[18-21]。对于不同年资医师及非泌尿专科影像诊断医师应用PI-RADS v2.1的诊断评分的一致性未有临床大型研究的验证。我们的研究比较了不同年资放射医师利用同个医院不同院区的多种MRI扫描设备的mpMRI图像基于PI-RADS v2.1评估诊断csPCa病变部位及评分的一致性,为PI-RADS v2.1在临床中的推广应用提供了大样本的数据支持。

本研究发现在评估mpMRI诊断csPCa部位的一致性方面,所有医生的总体一致性及两两相互比较的一致性均为中等,其中两两相互比较中高年资医师的一致性高于中低及高低年资医师。既往研究重点评估了csPCa有无的一致性[14-22],并未分析诊断病变部位的差异性。我们的研究首次评估了不同年资医师利用最新版PI-RADS v2.1诊断csPCa部位的一致性,结果并不理想(图1、2);多部位一致性评估方面,3位医师评判的病变数量相差不多,与既往研究结果基本一致[23,24],可推荐临床进行mpMRI引导靶向穿刺;但在PZ及TZ方面低年资医师较中高年资医师出现了较高的不一致,在PZ低年资医师较中高年资医师评判的病变数量明显减少,可能的原因主要是由于DWI高信号及ADC低信号的主观判断缺乏经验所致;在TZ低年资医师较中高年资医师评判的病变数量明显增多,可能的原因是由于对于T2WI信号均匀性解读的经验不够及未能多方位全面观察病变的信号。因此PI-RADS v2.1在诊断csPCa部位及指导靶向穿刺方面仍需不断培训,尤其是低年资医师在PZ及TZ评估方面需要加强培训后再由高年资经验丰富的医师指导下进行mpMRI引导靶向穿刺[6,11]。

Wei等[14]两位判读者用PI-RADS v2.1评估图像诊断评分的一致性中等(kappa=0.7)。Urase等[20]研究者表明高低年资放射科医生采用PI-RADSv2.1在TZ、PZ及两个区域组合中的评分一致性均为中等(kappa值:TZ,0.519;PZ,0.686;两者区域组合,0.644);研究显示三者总体评分的一致性及中高年资医师与高低年资医师评分的一致性均为中等,研究结果与上述两位研究者基本一致;研究结果也显示在PI-RADSv2.1评分为3分时,高年资医师评判的数量明显低于中低年资医师,这也是我们所预期的。Brembilla等[21]研究结果显示所有阅读者采用PI-RADSv2.1诊断评分的一致性较好(AC1 0.738;95% CI 0.695～0.782);与非专职放射科医生相比,专职放射科医生表现出更高的一致性。该研究者的结果要高于我们及上述其他两位研究者的结果,可能是使用的统计分析方法不同所致;目前多数研究表明采用PI-RADSv2.1评估不同年资医师诊断评分的一致性均为中等;与泌尿影像专家回顾性分析不同年资医师诊断评分的差异性时发现严重的前列腺增生、交界区的癌灶、移行带增生结节或癌灶突入外周带、尖部癌灶、外周带弥漫炎症或癌灶、移行带前部癌灶、外周带与移行带微小癌灶及前纤维肌肉基质带等因素均会导致评分出现差异性,尤其是年资较低经验不足的医师更容易发生上述因素评分的误判。Futterer等[25]研究也表明肉芽肿性前列腺炎和严重局灶纤维化可以模拟类似癌灶的信号特征而导致病变的误判。因此,PI-RADSv2.1在诊断评分一致性方面需要增加定量标准及进一步细化评分准则。

本项研究存在一定局限性。首先,本研究为单中心回顾性数据,并且所有数据均为接受活检或前列腺根治性切除术的患者,这使队列研究更倾向于MRI阳性和具有csPCa的高患病率,不可避免存在选择性偏倚;其次,不同机型扫描参数及图像质量存在差异,也可能导致判读误差;最后,由于个人判读影像特征及识别病变部位的差异,也一定程度增加了数据分析误差的可能性。

尽管PI-RADSv2.1在前列腺疾病的诊疗中尚不完善,但既往大量研究已经证明[2,7-11]基于PI-RADSv2.1的mpMRI对于csPCa的诊断、分期、活检、治疗、疗效评估、病变监测及随访方面得到了广泛应用并取得了巨大成果。今后随着定量MRI技术及人工智能的快速发展[26],或许可以弥补主观一致性差异,进而提高不同年资医师在前列腺疾病诊疗水平。

总之,使用PI-RADSv2.1不同年资放射医师经过专业培训在诊断csPCa的部位及评分的一致性均为一般,对病变部位的诊断一致性方面中高年资医师较低年资医师更好,需要加强对低年资医生的培训且对于mpMRI引导靶向穿刺建议应由经验丰富高年资的医师实施指导。