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经验交流
基于前列腺逐层切片病理PI-RADS v2.1与PI-RADS v2的评分比较
王慧慧 高歌 何群 沈棋 王鹤 王霄英

Cite this article as: Wang HH, Gao G, He Q, et al. Comparison of scores between PI-RADS v2.1 and PI-RADS v2 based on prostate slice-by-slice pathology[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2022, 13(4): 120-123.本文引用格式:王慧慧, 高歌, 何群, 等. 基于前列腺逐层切片病理PI-RADS v2.1与PI-RADS v2的评分比较[J]. 磁共振成像, 2022, 13(4): 120-123. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.04.023.


[摘要] 目的 分析PI-RADS v2.1与v2对前列腺癌的评分变化。材料与方法 回顾性分析2012年11月至2017年7月行前列腺多参数磁共振成像患者资料53例。以前列腺逐层切片病理为金标准,入组癌灶数量89例。由两名影像科医师按照PI-RADS v2.1和v2标准进行分别评分。结果 总体上PI-RADS评分发生变化的癌灶11.2%,移行带占比20.5%、外周带占比4%。PI-RADS≥3病灶比例分别为73.0%、70.8%,差异无统计学意义(P>0.05)。PI-RADS v2.1与v2对所有、移行带及外周带临床显著癌的ROC曲线下面积分别为0.873、0.867、0.841与0.895、0.878、0.884,且差异均无统计学意义(Z=1.098,P=0.272;Z=0.301,P=0.763;Z=1.231,P=0.218)。结论 PI-RADS v2.1与v2最终评分变化主要发生在移行带。PI-RADS≥3分的病例数量无明显变化,对临床决策影响不大。
[Abstract] Objective To analyze changes in prostate cancer scores between PI-RADS v2.1 and v2.Materials and Methods Retrospective review of 53 consecutive multiparametric MRI from Dec 2012 to Jul 2017. Eighty-nine cancers diagnosed by whole-mount step-section pathology were collected and corresponding MRI images were interpreted by two radiologists together using both PI-RADS v2.1 and v2.Results Comparing v2.1 with v2, 11.2% of PI-RADS scores changed (20.5% in the transition zone, 4% in the peripheral zone). There was no statistically significant difference in the proportion of PI-RADS ≥3 between the PI-RADS v2.1 and v2 (73.0% vs. 70.8%, P>0.05). There were no statistically significant difference in area under the ROC curve (AUC) between the PI-RADS v2.1 and v2 for detecting all csPCa, csPCa in the transition zone and peripheral zone (0.873 vs. 0.895, Z=1.098, P=0.272; 0.867 vs. 0.878, Z=0.301, P=0.763; 0.841 vs. 0.884, Z=1.231, P=0.218).Conclusions The most prominent change between v2.1 and v2 was observed in the transition zone with downgrading from PI-RADS 2 to 1. Overall, the total number of PI-RADS ≥3 was not changed significantly, with an expected low influence in clinical management.
[关键词] 前列腺癌;前列腺影像报告和数据系统;磁共振成像;对比研究;病理切片
[Keywords] prostate cancer;prostate imaging reporting and data system;magnetic resonance imaging;comparative study;pathological section

王慧慧 1   高歌 1   何群 2   沈棋 2   王鹤 1   王霄英 1*  

1 北京大学第一医院医学影像科,北京 100034

2 北京大学第一医院泌尿外科/北京大学泌尿外科研究所,北京 100034

王霄英,E-mail:cjr.wangxiaoying@vip.163.com

作者利益冲突声明:全部作者均声明无利益冲突。


收稿日期:2021-11-19
接受日期:2022-03-15
中图分类号:R445.2  R737.25 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2022.04.023
本文引用格式:王慧慧, 高歌, 何群, 等. 基于前列腺逐层切片病理PI-RADS v2.1与PI-RADS v2的评分比较[J]. 磁共振成像, 2022, 13(4): 120-123. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.04.023

       前列腺癌居全球男性恶性肿瘤发病率的第二位,居男性癌症死亡原因的第五位。近年来我国前列腺癌的发病率和死亡率上升趋势明显,疾病负担日益加重[1, 2, 3]。多参数磁共振成像(multiparametric magnetic resonance imaging,mpMRI)作为无创性影像学检查方法,对前列腺癌的诊断、分期及随访有重要作用。前列腺影像报告和数据系统(prostate imaging reporting and data system,PI-RADS)作为前列腺MRI技术规范、诊断标准和结构式报告的重要指南,在日常临床工作中已广泛应用,且其临床价值已得到充分验证,但仍存在读片一致性中等的问题[4, 5]。2019年发布的PI-RADS v2.1在既往PI-RADS v2的基础上进行了修改,在诊断方面主要的更新点是修改移行带整体评分标准及移行带T2加权成像(T2 weighted imaging,T2WI) 1分和2分的诊断标准、变更扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI) 2分和3分的诊断标准及动态对比增强(dynamic contrast enhanced,DCE)的阴性标准[6, 7, 8]。Linhares Moreira等[9]研究认为对比PI-RADS v2,PI-RADS v2.1的主要变化为移行带病灶评分由原来的2分降为1分,而最终的MRI阳性和阴性病灶数量并没有明显变化。Lee等[10]研究认为PI-RADS v2.1与PI-RADS v2的诊断效能差异无统计学意义。国内学者[11]以穿刺病理为金标准,认为PI-RADS v2.1对临床显著癌具有较高的诊断价值。PI-RADS v2.1在本单位的应用时间较短,对临床决策的影响尚不清晰,因此本研究旨在以前列腺逐层切片病理为金标准,分析PI-RADS v2.1与v2对前列腺临床显著癌的评分变化。

1 材料与方法

1.1 研究对象

       本研究经北京大学第一医院临床研究伦理委员会批准(批准文号:2021研060),免除受试者知情同意。回顾性分析2012年11月至2017年7月前列腺mpMRI患者资料。纳入标准:(1)因前列腺特异抗原(prostate specific antigen,PSA)升高临床怀疑前列腺癌;(2) MRI检查后6个月内接受本院前列腺根治术;(3)病理标本取材方式为完整前列腺及精囊腺的逐层切片病理检查。排除标准:(1) mpMRI图像质量不佳或图像资料不完整;(2)在手术之前进行任何相关治疗,包括放化疗、内分泌治疗。

1.2 mpMRI扫描方法

       采用GE 3.0 T Signa TwinSpeed和3.0 T Discovery HD 750磁共振扫描仪、PHILIP Achieva 3.0 T TX磁共振扫描仪进行图像采集。基本扫描序列包括T1加权成像(T1 weighted imaging,T1WI)、T2WI、DWI和动态对比增强DCE,具体参数如表1所示。

表1  前列腺多参数磁共振成像扫描参数

1.3 病理标准

       以逐层切片病理为诊断金标准。将离体前列腺标本全部取材,沿背侧缘切线方向自尖部向底部以3~4 mm层厚依次切片,尽量保证切片角度与mpMRI轴位一致。由本院泌尿外科病理室一名主任医师对所有癌灶进行标记、边界勾画,并记录每个癌灶的位置和Gleason评分。使用Matlab软件逐层测量每个癌灶的面积,以所有层面面积之和×3 mm作为最终的病理体积。将Gleason评分≥3+4分和/或病理体积≥0.5 cm3和/或前列腺外侵犯的病灶定义为前列腺临床显著癌。

1.4 mpMRI图像分析

       首先由一名影像科医师将mpMRI图像与病理结果进行对照,标注癌灶所在位置及图像层面。然后由一名影像科主治医师、一名影像科主任医师同时阅片,共同对已标记图像按照PI-RADS v2.1和v2标准进行评分,两次读片时间间隔6周。

1.5 统计学分析

       采用SPSS 19.0和MedCalc 15.8软件进行统计分析。以PI-RADS≥3分为MRI阳性表现,使用配对卡方检验(McNemar′s test)比较PI-RADS v2.1和v2评分变化的差异。绘制受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curves,ROC曲线),并计算ROC曲线下面积(area under the curve,AUC),使用Z检验比较AUC的差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 入组病例资料

       本研究最终入组病例53例,年龄49~76 (65.8±6.9)岁,PSA范围4.3~50.5 ng/mL,MRI检查与前列腺根治术间隔21~145 (66±29)天。逐层切片病理检查共检出89个癌灶(包括70个临床显著癌):39个位于移行带、50个位于外周带。

2.2 PI-RADS v2.1与PI-RADS v2评分比较

       PI-RADS v2.1与v2最终评分发生变化的癌灶共10例(11.2%,10/89),8例(20.5%,8/39)位于移行带、2例(4%,2/50)位于外周带。PI-RADS 1分比例从0%增加至4.5%,PI-RADS 2分比例从29.2%降低至22.5%,PI-RADS 3分比例从5.6%增加至6.7%,差异均无统计学意义(P分别为0.125、0.109、1.000)。PI-RADS≥3分病灶比例从70.8%增加至73.0%,差异无统计学意义(P=0.5)。具体PI-RADS评分变化如下(表2):4个(25%,4/16)移行带癌灶由PI-RADS 2分降为PI-RADS 1分(图1),2个(50%,2/4)移行带癌灶由PI-RADS 3分降为PI-RADS 2分,2个(12.5%,2/16)移行带癌灶由PI-RADS 2分升为PI-RADS 3分(图2),1个(10%,1/10)外周带癌灶由PI-RADS 2分升为PI-RADS 3分,1个(10%,1/10)外周带癌灶由PI-RADS 2分升为PI-RADS 4分。1例移行带癌灶PI-RADS v2.1评分2+1分、PI-RADS v2评分3分,最终评分3分保持不变,Gleason评分3+4,病理体积0.87 cm3

图1  男,76岁,MRI检查前总前列腺特异抗原(tPSA) 13.02 ng/mL,游离前列腺特异抗原(fPSA) 1.48 ng/mL,逐层切片病理证实体部左侧移行带前列腺癌,Gleason评分3+2分,体积0.02 cm3。1A:轴位T2WI示移行带典型增生结节;1B、1C:轴位DWI (b值=1000 s/mm2)、轴位ADC图未见显著信号改变。此种表现根据PI-RADS v2标准T2WI评分2分则最终评分2分;而PI-RADS v2.1标准T2WI评分1分则最终评分1分。
图2  男,61岁,MRI检查前总前列腺特异抗原(tPSA) 8.98 ng/mL,游离前列腺特异抗原(fPSA) 1.14 ng/mL,逐层切片病理证实体部左侧移行带前列腺癌,Gleason评分3+3,体积0.54 cm3。2A:轴位T2WI示包膜内不均匀信号;2B:轴位DWI (b值=1000 s/mm2)示局灶性显著高信号(箭);2C:轴位ADC图示显著低信号(箭)。此种表现根据PI-RADS v2标准T2WI
表2  PI-RADS最终评分变化癌灶的Gleason评分和体积

2.3 PI-RADS v2.1与PI-RADS v2诊断效能

       PI-RADS v2.1检出所有、移行带和外周带临床显著癌的AUC分别为0.873 (95% CI:0.799~0.947)、0.867 (95% CI:0.755~0.979)和0.841 (95% CI:0.715~0.966),PI-RADS v2检出所有、移行带和外周带临床显著癌的AUC分别为0.895 (95% CI:0.828~0.963)、0.878 (95% CI:0.772~0.984)和0.884 (95% CI:0.773~0.995),且差异均无统计学意义(Z=1.098,P=0.272;Z=0.301,P=0.763;Z=1.231,P=0.218)。

       PI-RADS v2.1与v2详细评分如表3所示。PI-RADS v2.1评分1~2分的24例癌灶中,10例为临床显著癌(Gleason评分3+4、体积0.002~0.18 cm3),余均为非临床显著癌(Gleason评分3+3、体积0.02~0.03 cm3)。PI-RADS v2.1评分3分的6例癌灶中,2例非临床显著癌,余均为临床显著癌。PI-RADS v2评分2分的26例癌灶中,9例为临床显著癌,余均为非临床显著癌。PI-RADS v2评分3分的5例癌灶中,1例非临床显著癌,余均为临床显著癌。PI-RADS v2.1评分4~5分的59例癌灶中有3例非临床显著癌(Gleason评分3+3、体积0.029~0.41 cm3),PI-RADS v2评分4~5分的58例癌灶中有2例非临床显著癌(Gleason评分3+3、体积0.029~0.4 cm3),余均为临床显著癌。

表3  移行带癌和外周带癌PI-RADS v2.1和v2评分分布

3 讨论

3.1 本研究的主要优势

       本研究的主要优势是以逐层切片病理为诊断金标准。与前列腺穿刺病理或普通的根治病理相较,逐层切片病理可以与mpMRI图像进行一一对比,针对每一个病理发现的癌灶在MRI图像上定义出具体层面和位置,通过详细定义每一个癌灶的Gleason评分和病理体积,将病理与MRI对照完成到极致。由于前列腺癌具有多灶性特点,因此本研究中包含的癌灶数量要多于入组病例数量,除了责任病灶(index lesion)外还包括一些其他体积小、Gleason分级较低的癌灶。

3.2 PI-RADS v2.1移行带的评分变化

       通过逐个癌灶的对比发现,PI-RADS v2.1与v2最终评分发生变化多位于移行带(80%,8/10),主要是因为PI-RADS v2.1诊断标准在评价移行带病灶的变化更显著。对比PI-RADS v2,PI-RADS v2.1最重要的变化是修改移行带1分和2分的诊断标准。PI-RADS v2.1将典型的增生结节定义为1分,非典型结节定义为2分,而在PI-RASD v2中增生结节均属于2分。Linhares Moreira等[9]研究发现PI-RADS评分变化主要发生在移行带、且以PI-RADS 2分降为1分为主,56.8%典型增结节PI-RADS评分由2分降为1分,其中包含极低概率的临床显著癌[6]。本研究中有4例(25%,4/10)移行带2分病灶降级为1分,包含2例临床显著癌,但是体积非常小,难以在MRI图像上识别[12]

       PI-RADS v2.1中增加了移行带2+1分病灶,即当T2WI评分2分时,如果高b值DWI表现为显著高信号、ADC图显著高信号(DWI≥4分),则最终评分升级为3分。本研究中PI-RADS v2.1评分2+1分的移行带病灶有3例(7.7%,3/39),其中2例(66.7%,2/3)为临床显著癌。Costa等[13]研究发现6% (69/1238)移行带病灶被评分PI-RADS 2+1分,最终获得病理结果并证实为临床显著癌的概率仅6% (3/49)。而Byun等[14]研究发现50% (4/8) PI-RADS v2.1分移行带病灶证实为临床显著癌。

3.3 PI-RASD v2.1外周带的评分变化

       目前国内外针对PI-RADS v2.1诊断效能的研究焦点多集中于移行带病灶,尤其2+1分病灶[15, 16, 17, 18],少数研究对象是整个前列腺腺体,这与PI-RADS v2.1诊断标准的主要变化发生在移行带有关。Linhares Moreira等[9]研究发现只有少数外周带病灶评分发生变化:7% (22/319)由2分降为3分,15% (9/60)由3分降为2分,0.3% (1/319)由2分升为3分。PI-RADS v2.1中DWI 2分是根据病灶形态学特点而不考虑信号强度改变,表现为ADC图线状或楔形低信号和/或高b值DWI线状或楔形高信号,与PI-RADS v2中DWI 2分标准明显不同(ADC图模糊不清的轻度低信号)。本研究中2例外周带癌灶评分由PI-RADS 2分升为3分,表现为ADC图局灶性低信号,而其中1例评分由于DCE早期强化再升为3+1分。而本研究中未发现评分降级的病例,可能与入组病例数量有限、且入组病例均为前列腺癌而无阴性病例有关。

3.4 PI-RADS v2.1的诊断效能分析

       国内研究[19, 20]认为PI-RADS v2.1较v2具有更高的诊断效能且差异有统计学意义,尤其在移行带临床显著癌的检出具有更高的价值。Tamada等[21]研究认为PI-RADS v2.1比PI-RADS v2在评价移行带病灶方面更有优势,诊断临床显著癌的曲线下面积有所提高但差异无统计学意义。Lee等[10]Meta分析认为PI-RADS v2.1诊断临床显著癌的曲线下面积高于PI-RADS v2,诊断敏感度、阳性预测值与阴性预测值差异无统计学意义(0.90 vs. 0.87,P=0.17;0.53 vs. 0.55,P=0.31;0.93 vs. 0.92,P=0.41),但PI-RADS v2.1诊断特异性显著降低(0.62 vs. 0.66,P=0.02),可能会增加不必要的穿刺。Linhares Moreira等[9]研究认为PI-RADS v2.1与v2相比,由于PI-RADS≥3分的病例数量没有发生明显变化(38.8% vs. 39.4%),因此对临床决策几乎不产生影响。本研究中,虽然PI-RADS v2.1的诊断效能稍低于PI-RADS v2,但是二者对前列腺临床显著癌的检出率与AUC值均较高且差异无统计学意义;PI-RADS v2.1与v2相比,PI-RADS≥3分的比例分别为73.0% vs. 70.8%,差异无统计学意义。

3.5 本研究的局限性

       本研究具有一定的局限性。由于入组癌灶数量有限,因此PI-RADS v2.1与v2评分变化的癌灶数量较少。本研究中入组病例均为病理证实的癌灶,尽管有些癌灶Gleason评分≥3+4,但由于病理体积很小、MRI图像难以识别,因此会整体降低PI-RADS诊断效能。尽管真正影响患者预后的是责任病灶,但以癌灶而不以患者为研究对象时,才能最大限度了解MRI在诊断不同Gleason评分、不同体积癌灶的能力。另外,本研究缺少读片一致性分析,而已有研究证明PI-RADS v2.1的读片一致性要优于PI-RADS v2[15,22]

       综上所述,PI-RADS v2.1与v2均具有较高的诊断效能,最终评分变化主要发生在移行带。PI-RADS≥3分病例数量无明显变化,对临床决策影响不大。

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