第一部分MR-T2WI前列腺癌纹理特征分析目的:通过对前列腺MRI轴位高分辨率T2加权成像(T2-weighted image,T2WI)图像进行纹理特征分析,比较前列腺癌(prostate cancer,PCa)和良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia,BPH)间纹理分析定量参数的差异,分析T2WI前列腺癌纹理特征,探讨前列腺T2WI纹理分析对鉴别PCa与BPH的价值。材料和方法:收集苏州大学附属第二医院2015年1月~2016年12月间因临床拟诊前列腺疾病,作多参数磁共振成像(multiparametric magnetic resonance imaging,mp-MRI)检查,并获得穿刺病理诊断结果的前列腺病例资料300例,其中前列腺癌140例、良性前列腺增生160例。影像科2名泌尿系统亚专业影像诊断医师(均经PI-RADS V2应用培训,前列腺mp-MRI诊断经验分别为2年和1年),根据每一病例的穿刺病理结果,在其相对应的轴位高分辨率T2WI图像对前列腺癌区和良性增生区进行预定义,设置感兴趣区(region of interest,ROI),癌组沿癌区边缘逐层进行勾画(尽量包括整个癌灶,但不超出癌灶范围),良性增生组沿增生结节边缘逐层勾画(尽量包括整个增生结节灶,但不超出增生结节灶范围),分别得到癌组和良性增生组整个病灶的三维感兴趣容积(volum of interest,VOI)。利用Fire Voxel软件对所获VOI进行纹理分析,得到熵、平均值、标准差、不均匀度、峰值、偏度等纹理分析定量参数。用独立样本t检验比较前列腺癌组和良性增生组间各纹理分析定量参数的差异;应用Logistic回归分析对T2WI纹理定量参数进行多参数联合分析,应用受试者工作特征(receiver operator characteristic,ROC)曲线,获得曲线下面积(area under the curve,AUC),确定各纹理分析定量参数及相关参数联合鉴别前列腺癌与良性增生的阈值和诊断效能。运用Z检验两两比较,单因素分析中差异有统计学意义的各定量指标鉴别诊断PCa与BPH的AUC值之间差异。结果:1.在纳入研究病例的MR-T2WI(轴位,高分辨率)图像纹理分析定量参数中,前列腺癌组熵、平均值、标准差、峰值、偏度、不均匀度分别为:3.97±0.28、89.95±24.5、14.83±5.41、0.42±0.52、1.44±2.71、0.17±0.04;良性增生组熵、平均值、标准差、峰值、偏度、不均匀度分别为4.13±0.23、114.31±43.93、17.65±7.29、0.59±0.41、1.38±1.57、0.15±0.02。前列腺癌组和良性增生组间熵、平均值、标准差、不均匀度和峰值五个参数的差异具有统计学意义(t值分别为5.466、6.023、3.767、3.182、-2.818,P均<0.05)。前列腺癌组和良性增生组间纹理定量参数偏度的差异无统计学意义(t值为:-0.239,P>0.05)。2.在纳入研究病例的MR-T2WI(轴位,高分辨率)图像纹理分析各定量参数鉴别癌组与良性增生组的AUC值和诊断效能分别为:熵鉴别癌组与良性增生组的AUC值为0.696,当阈值为4.05时,熵的诊断敏感性为66.4%、特异性为69.4%、准确性为68.0%;平均值鉴别癌组与良性增生组的AUC值为0.804,当阈值为94.34时,其诊断敏感性为73.6%、特异性为80.0%、准确性为77.0%;标准差鉴别癌组与良性增生组的AUC值为0.674,当阈值为13.92时,其诊断敏感性为56.4%、特异性为76.2%、准确性为70.0%;峰值鉴别癌组与良性增生组的AUC值为0.631,当阈值为0.37时,其诊断敏感性为44.3%、特异性为69.4%、准确性为57.7%;不均匀度鉴别癌组与良性增生组的AUC值为0.565,当阈值为0.17时,其诊断敏感性为35.7%、特异性为83.1%、准确性为61.0%。采用Z检验两两比较,单因素分析中差异有统计学意义的各定量指标鉴别诊断PCa与BPH的AUC值之间差异:熵与不均匀度:P值:0.0252;熵与平均值:P值:0.0003;熵与峰值:P值:0.1309;熵与标准差:P值:0.1155;不均匀度与平均值:P值:<0.0001;不均匀度与峰值:P值:0.2005;不均匀度与标准差:P值:0.0653;平均值与峰值:P值:0.0001;平均值与标准差:P值:<0.0001;峰值与标准差:P值:0.2991。3.采用Logistic回归分析对T2WI纹理定量参数进行多参数联合分析,鉴别癌组与良性增生组的AUC值和诊断效能的多参数联合分析结果如下:熵+平均值鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.799、67.9%、86.3%、77.7%;熵+标准差鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.696、67.9%、68.7%、68.3%;熵+峰值鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.709、57.9%、79.4%、69.4%;熵+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.848、77.1%、83.8%、80.7%;平均值+标准差鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.802、70.0%、83.8%、77.4%;平均值+峰值鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.795、77.1%、73.1%、75.0%;平均值+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.801、69.3%、84.4%、77.4%;标准差+峰值鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.682、50.0%、81.9%、67.0%;标准差+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.790、67.1%、83.8%、76.0%;峰值+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.665、49.3%、82.5%、67.0%;熵+平均值+标准差鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.848、68.6%、93.7%、82.0%;熵+平均值+峰值鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.791、64.3%、85.0%、75.3%;熵+平均值+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.849、74.3%、86.3%、80.7%;熵+标准差+峰值鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.710、57.9%、79.4%、69.4%;熵+标准差+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.851、70.7%、90.0%、81.0%;熵+峰值+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.862、87.9%、73.8%、80.4%;平均值+标准差+峰值鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.795、67.1%、84.4%、76.3%;平均值+标准差+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.808、70.7%、82.5%、77.0%;平均值+峰值+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.794、67.9%、84.4%、76.7%;标准差+峰值+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.785、63.6%、87.5%、76.3%;熵+平均值+标准差+峰值鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.861、80.0%、81.9%、81.0%;熵+平均值+标准差+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.850、68.6%、92.5%、81.3%;熵+标准差+峰值+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.798、70.7%、82.5%、77.0%;平均值+标准差+峰值+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.867、84.3%、76.2%、80.0%;熵+平均值+标准差+峰值+不均匀度鉴别两组病灶的AUC值、敏感性、特异性、准确性分别为:0.867、87.9%、73.8%、80.4%。结论:对入组的前列腺癌与良性增生病例的MR-T2WI(轴位,高分辨率)图像纹理分析定量参数研究结果表明:1.前列腺癌组的熵、平均值、标准差均低于良性增生组,峰值和不均匀度均高于良性增生组,两组间的差异均有统计学意义;2.MR-T2WI图像纹理分析单一定量参数分析结果显示:平均值鉴别前列腺癌组和良性增生组效能最高,AUC值为0.804,当阈值为94.34时,敏感性为73.65%,特异性为80.8%,准确性为77.0%;3.MR-T2WI图像纹理分析多个定量参数联合分析结果表明:(平均值+标准差+峰值+不均匀度)和(熵+平均值+标准差+峰值+不均匀度)鉴别癌组和良性增生组的效能最高,AUC均为0.867,敏感性分别为84.3%、87.9%,特异性分别为76.2%、73.8%,准确性分别为80.0%、80.4%。由此可见,前列腺癌组和良性增生组间的MR-T2WI(轴位,高分辨率)图像纹理分析定量参数存在差异,有助于鉴别前列腺癌与良性增生。第二部分MR-T2WI图像纹理分析定量参数对前列腺癌不同GS评分组的鉴别作用目的:通过对前列腺癌灶MR-T2WI(轴位,高分辨率)图像进行纹理特征分析,比较前列腺癌低GS组与中高GS组间纹理分析定量参数的差异,探讨前列腺癌T2WI图像纹理分析定量参数对前列腺癌低与中高GS组的鉴别作用。材料和方法:收集苏州大学附属第二医院2015年1月~2016年12月间因临床拟诊前列腺疾病,作mp-MRI检查,并获得穿刺病理诊断结果的前列腺癌病例资料140例,将穿刺病理诊断结果GS≤3+3者纳入低GS组,穿刺病理诊断结果GS>3+3者纳入中高GS组,其中低GS组40例,中高GS组100例。影像科2名泌尿系统亚专业影像诊断医师(均经PI-RADS V2应用培训,前列腺mp-MRI诊断经验分别为2年和1年),根据每一病例的穿刺病理结果,在其相对应的轴位高分辨率T2WI图像对前列腺癌区进行预定义,设置感兴趣区,沿癌区边缘逐层进行勾画(尽量包括整个癌灶,但不超出癌灶范围),得到整个癌灶的三维感兴趣容积(volum of interest,VOI)。利用Fire Voxel软件对所获VOI进行纹理分析,得到熵、平均值、标准差、不均匀度、峰值、偏度等纹理分析定量参数。采用独立样本t检验比较前列腺癌低GS组和中高GS组间T2WI图像纹理分析各定量参数的差异;应用受试者工作特征曲线,获得曲线下面积,确定纹理分析各定量参数鉴别前列腺癌低GS组和中高GS组的阈值及其诊断效能。结果:1.纳入病例MR-T2WI(轴位,高分辨率)图像纹理分析定量参数研究结果显示,前列腺癌低GS组熵、平均值、标准差、峰值、偏度、不均匀度分别为:4.03±0.29、100.63±28.51、16.79±6.56、0.51±0.57、1.16±2.91、0.17±0.04;中高GS组熵、平均值、标准差、峰值、偏度、不均匀度分别为3.95±0.27、85.68±21.41、14.04±4.69、0.38±0.49、1.56±2.63、0.17±0.04。平均值和标准差在前列腺癌低GS组和中高GS组间的差异具有统计学意义(t值分别为2.994、2.413,P均<0.05)。熵、峰值、偏度和不均匀度在前列腺癌低GS组和中高GS组间的差异均无统计学意义(t值分别为1.612、1.36、-0.772、0.105,P均>0.05)。2.纳入病例MR-T2WI(轴位,高分辨率)图像纹理分析各定量参数鉴别前列腺癌低GS组与中高GS组的AUC值和诊断效能分别为:平均值区分低GS组与中高GS组的AUC值为0.704,当阈值为93.86时,诊断敏感性为55.0%、特异性为82.0%、准确性为73.8%。标准差区分低GS组与中高GS组的AUC值为0.648,当阈值为18.07时,诊断敏感性为40.0%、特异性为88.0%,准确性为73.3%。采用Z检验两两比较,差异有统计学意义的各定量指标鉴别诊断PCa低GS组与中高GS组间的AUC值之间的差异:平均值与标准差:P值:0.1997。结论:入组病例MR-T2WI(轴位,高分辨率)图像纹理分析定量参数对前列腺癌低GS组与中高GS组鉴别作用的研究结果表明:前列腺癌低GS组的平均值、标准差高于中高GS组,两者间差异均有统计学意义;平均值、标准差鉴别前列腺癌低GS组和中高GS组AUC值间无统计学意义。由此可见,MR-T2WI(轴位,高分辨率)图像纹理分析定量参数中的平均值和标准差在前列腺癌低GS组与中高GS组间存在差异,有助于前列腺癌低GS组与中高GS组的鉴别。