论文部分内容阅读
目的:探讨超高b值扩散加权成像(Diffusion-weighted imaging,DWI)、体素内不相干运动(Intravoxel incoherent motion,IVIM)成像及其参数图直方图分析在前列腺癌(Prostate cancer,PCa)与前列腺增生(Benign prostate hyperplasia,BPH)鉴别诊断、预测PCa侵袭性和分化程度中的价值。方法:前瞻性纳入2018年11月～2019年12月在四川省人民医院行前列腺 IVIM-DWI(b=0、50、100、150、200、400、600、800、1000、1500、2000s/mm2),且之后通过超声引导经直肠穿刺活检或手术病理确诊为PCa或BPH的73名的患者作为研究对象。所有患者依据病理结果及MRI图像信号特点,特别是轴位T2WI及DWI图像特点,在相应参数图上进行感兴趣区(Region of interest,ROI)勾画。比较 ADC 值(b=50、2000s/mm2)、IVIM成像(b=0～600s/mm2)参数D值、D*值、f值及其参数图直方图指标均值(mean)、方差(variance)、偏度(skewness)、峰度(kurtosis)、百分位数(1%、10%、50%、90%、99%)在PCa组与BPH组间的差异,绘制差异有统计学意义的参数的受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic curve,ROC)得到相应参数鉴别诊断PCa与BPH的阈值并比较它们的诊断效能。根据Gleason评分系统将PCa患者分为低级别组(Low-grade,LG,Gleason 评分≤3+4)和高级别组(High-grade,HG,Gleason评分≥4+3),比较上述各参数的组间差异,绘制差异有统计学意义的参数的ROC曲线得到相应参数区分不同分化程度PCa的阈值并比较它们的诊断效能。分析PCa组各参数与Gleason评分的相关性。结果:①PCa组45例,年龄51.0-92.0岁,平均年龄72.5±7.9岁;前列腺特异性抗原(Prostate specific antigen,PSA)4.1-1000.Ong/ml,中位 PSA 83.5ng/ml(31.1ng/ml,255.5ng/ml)。BPH 组 28 例,年龄 59.0-90.0 岁,平均年龄 72.5±8.1 岁;PSA 2.0-45.0ng/ml,平均 PSA 15.6±11.8ng/ml。PCa组与BPH组的年龄差异没有统计学意义(P>0.05);PCa组的PSA水平高于BPH组,其差异有统计学意义(P<0.05)。根据Gleason评分将前列腺癌患者分为LG组和HG组,其中LG组13例,HG组32例。②PCa患者病灶在T2WI图上呈均匀或不均匀低信号,DWI图呈明显高信号,ADC图及D图呈明显低信号,D*图及f图分辨率较低,呈混杂信号。BPH患者T2WI图示中央腺体区域(包括移行带、尿道周围腺体和中央带)散在高、等、低混杂信号结节,17例DWI图、ADC图及D图呈等信号,1 1例DWI图为稍高信号,相应ADC图及D图呈稍低信号,D+图及f图分辨率较低,呈混杂等、低信号。③比较PCa组与BPH组间各参数的差异。参数平均值比较结果表明:PCa组的平均ADC值及平均D值低于BPH组,平均f值高于BPH组,其差异均有统计学意义(P<0.05)。参数图直方图指标比较结果表明:ADC图及D图的所有直方图参数、D+图的部分直方图参数在两组间的差异有统计学意义(P<0.05),其中PCa组ADC方差、ADC偏度、ADC峰度、D方差、D偏度及D峰度均高于BPH组,其余ADC图及D图的直方图参数均低于BPH组,PCa组D*方差、D*99%均高于BPH组。进一步绘制ROC曲线得到上述参数鉴别诊断PCa的阈值并比较它们的的诊断效能。结果表明:平均ADC值、平均D值及平均f值的曲线下面积(Area under curve,AUC)与诊断阈值分别为 0.983 与 0.8×10-3mm2/s、0.994 与 0.95×10-3mm2/s、0.752 与 0.1;ADC 均值、ADC 方差、ADC 偏度、ADC 峰度、ADC1%、ADCio%、ADC50%、ADC90%、ADC99%的 AUC 与诊断阈值分别为 0.933 与 151.36、0.721与 242.73、0.757 与 0.16、0.668 与 0.16、0.963 与 107、0.948 与 115、0.933与 1 51、0.887 与 155、0.843 与 177;D 均值、D 方差、D 偏度、D 峰度、D1%、D10%、D50%、D90%、D99%的 AUC 与诊断阈值分别为 0.972 与 69.94、0.706 与 286.45、0.834 与 0.36、0.724 与 0.26、0.972 与 39、0.985 与 55、0.972 与 70、0.919与95、0.781与115;D*方差、D*99%的AUC与诊断阈值分别为0.698与393.70、0.654与91。上述参数中诊断效能较高(AUC>0.9)的有平均ADC值、平均 D 值、ADC 均值、ADC1%、ADCio%、ADC50%及 D均值、Di%、D10%、D50%、D90%,其中D90%的AUC分别低于平均ADC值、平均D值及D均值、D10%、D50%的AUC(P<0.05),其余高诊断效能参数之间的AUC没有显著差异(P>0.05)。④比较LG组与HG组间各参数的差异。参数平均值比较结果表明:LG组平均ADC值、平均D值显著高于HG组,f值显著低于HG组(P<0.05)。参数图直方图指标比较结果表明:ADC图和D图的大部分直方图参数、f图的部分直方图参数在两组间的差异有统计学意义(P<0.05),其中 LG 组 ADC 均值、ADC1%、ADC10%、ADC50%、ADC90%、ADC99%及D均值、D10%、D50%、D90%均高于HG组,D偏度、D峰度及f方差、fso%均低于HG组。绘制ROC曲线得到上述参数区分不同分化程度PCa的阈值并比较它们的诊断效能。结果表明:平均ADC值、平均D值及平均f值的AUC与诊断阈值分别为0.885与0.63×10-3mm2/s、0.883与0.78×10-3mm2/s、0.707 与 0.13;ADC 均值、ADC1%、ADCio%、ADC50%、ADC90%、ADC99%的AUC与诊断阈值分别为的0.776与110.97、0.798与81、0.754与 91、0.756 与 108、0.764与139、0.721与159;D均值、D偏度、D峰度、D10%、D50%、D90%的 AUC 与诊断阈值分别为 0.743 与 59.48、0.786 与 0.75、0.834与 0.35、0.688 与 46、0.754 与 55、0.744 与 78;f 方差、f50%的AUC 与诊断阈值分别为0.695与312.56、0.665与34。其中平均ADC值、平均D值与D峰度的诊断效能相对较高(AUC>0.8),三者AUC均无显著差异(P>0.05)。通过Logistic回归分析得到联合平均D值、平均f值与D90%的ROC曲线下面积为0.950,显著高于独立参数的AUC(P<0.05)。⑤采用Spearman相关分析评价PCa组各参数与Gleason评分的相关性。参数平均值分析结果表明:平均ADC值、平均D值及平均f值与Gleason评分相关系数(r)分别为-0.682、-0.554及0.364(P<0.05)。参数图直方图指标分析结果表明:ADC 均值、ADC1%、ADCio%、ADC50%、ADC90%及 D50%与 Gleason 评分均呈负相关,而D偏度、D峰度、D*峰度、f方差、f峰度、f99%与Gleason评分均呈正相关(P<0.05),上述参数的r绝对值范围在0.3～0.5之间。结论:①超高b值DWI参数ADC值、IVIM成像参数D值及f值均能鉴别诊断PCa与BPH,其中ADC值、D值的诊断效能较高,且二者的诊断准确性相当。②ADC图及D图的所有直方图参数、D*图的部分直方图参数能鉴别诊断PCa与BPH,其中ADC均值、ADC1%、ADC10%、ADC50%与D均值、D10%、D50%的诊断效能较高,与平均ADC值、平均D值的诊断准确性相当。直方图参数能提供更多的、反映肿瘤内部异质性的信息,且诊断准确性与常规参数相当。③ADC值、D值及f值均能区分不同分化程度的PCa。ADC图及D图的大部分直方图参数、f图的部分直方图参数能区分不同分化程度的PCa,其中D峰度诊断效能相对较高,与平均ADC值、平均D值的诊断准确性相当。联合平均D值、平均f值与D90%预测PCa分化程度的准确性高于独立参数。直方图参数在预测PCa分化程度与侵袭性方面,不仅能提供更多的、反映肿瘤内部异质性的信息,与常规参数相结合还能提高诊断的准确性。④ ADC值、D值与Gleason评分均呈中度负相关,f值与Gleason评分呈低度正相关。ADC均值、ADC1%、ADC10%、ADCso%、ADC90%及D50%与Gleason评分均呈低度负相关,D偏度、D峰度、D*峰度、f方差、f峰度、f99%与Gleason评分均呈低度正相关。