经直肠多模态超声影像评分系统诊断前列腺癌的临床研究

doi:10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2019.01.015

目的

建立前列腺癌多模态超声影像评分系统，并评价该评分系统对前列腺癌的诊断价值。

方法

选取2016年5月至2017年12月在解放军总医院行超声引导下穿刺活检和（或）手术切除的86例可疑前列腺癌患者，术前对前列腺行经直肠常规超声、剪切波弹性成像、超声造影检查，分析三种模态超声影像特征，并与手术或穿刺病理进行对照。总结前列腺癌经直肠多模态超声影像特征，建立评分系统，并评价该系统对前列腺癌的诊断价值。

结果

前列腺癌常规超声表现为低回声、边界不清、形态不规则、内外腺分界不清、包膜侵犯、血流信号丰富且为中心血流；剪切波弹性成像表现为非对称分布，前列腺癌病灶平均弹性模量高于良性病灶［（94.7±44.2）kPa vs（60.8±26.0）kPa］，差异有统计学意义（t=-3.578，P=0.001）；超声造影表现为快速高增强，分布不均匀（低增强区伴点状血管结构，点状、片状或结节状高增强），内外腺分界不清，包膜或直肠壁侵犯。常规超声、超声造影、弹性成像有1项阳性即诊断为前列腺癌，其敏感度、阴性预测值和准确性分别为98.0%、96.7%和89.5%；三者均为阳性诊断为前列腺癌，其特异度和阳性预测值分别为97.3%和97.1%。

结论

经直肠多模态超声影像评分系统可提高超声对前列腺癌的诊断价值。

关键词: 前列腺癌, 经直肠超声, 超声造影, 弹性成像

Objective

To establish a multi-modal trans-rectal ultrasonic imaging scoring system for prostate cancer and to evaluate its diagnostic value.

Methods

From May 2016 to December 2017, 86 patients with suspected prostate cancer who received ultrasound (US) guided biopsy and/or surgery were enrolled in the study. The characteristics of trans-rectal conventional US (TRUS), shear wave sonoelastography (SWE) and contrast enhanced ultrasound (CEUS) were analyzed for each prostate with comparison of pathological results. And multi-mode scoring system were established for the diagnosis of prostate cancer.

Results

For prostate cancer, TRUS showed low echo, unclear boundary, irregular shape, unclear internal and external gland boundary, capsule invasion, rich blood flow signal and center vascularization; SWE showed asymmetric distribution with higher average elastic modulus [(94.7±44.2) kPa] than that of benign lesions [(60.8±26.0) kPa], the difference was statistically significant (t=-3.578, P=0.001); CEUS showed rapid and high enhancement, heterogeneous distribution (low enhanced area with punctate vascular structure), punctate or nodular enhancement, unclear internal and external gland boundary, capsular or rectal wall invasion. If any of TRUS, SWE and CEUS findings was positive, the sensitivity, negative predictive value and accuracy of multi-mode trans-rectal US were 98.0%, 96.7% and 89.5% respectively. If all of TRUS, SWE and CEUS findings were positive, the specificity and positive predictive value of multi-mode trans-rectal US were 97.3% and 97.1% respectively.

Conclusion

Trans-rectal multimodal ultrasonic imaging scoring system can improve the diagnostic value of ultrasound on prostate cancer.

表1 前列腺癌及前列腺增生患者一般资料

组别	例数	年龄（岁）	总PSA（ng/ml）	前列腺体积（ml）	PSA密度（ng/ml²）	穿刺针数（针）	阳性针数（针）
良性组	37	64.6±8.7	11.2±11.7	63.6±44.3	0.22±0.22	12	0
恶性组	49	67.4±8.0	73.9±184.1	49.5±30.3	1.26±1.89	9.97±3.11	5.51±2.74
t值	?	-1.549	-2.095	1.701	-3.349	4.167	-12.833
P值	?	0.126	0.043	0.093	0.002	<0.001	<0.001

表1 前列腺癌及前列腺增生患者一般资料

组别	例数	年龄（岁）	总PSA（ng/ml）	前列腺体积（ml）	PSA密度（ng/ml²）	穿刺针数（针）	阳性针数（针）
良性组	37	64.6±8.7	11.2±11.7	63.6±44.3	0.22±0.22	12	0
恶性组	49	67.4±8.0	73.9±184.1	49.5±30.3	1.26±1.89	9.97±3.11	5.51±2.74
t值	?	-1.549	-2.095	1.701	-3.349	4.167	-12.833
P值	?	0.126	0.043	0.093	0.002	<0.001	<0.001

表2 前列腺癌及前列腺增生患者常规超声特征

常规超声特征		良性［例（%）］	恶性［例（%）］	χ²值	P值
回声		?	?	0.952	0.395
?	低回声	10（20.8%）	38（79.2%）	?	?
?	等回声	1（50%）	1（50%）	?	?
边界		?	?	5.711	0.03
?	清晰	5（50%）	5（50%）	?	?
?	不清晰	6（15%）	34（85%）	?	?
形态		?	?	9.103	0.009
?	规则	5（62.5%）	3（37.5%）	?	?
?	不规则	6（14.3%）	36（85.7%）	?	?
前列腺包膜		?	?	10.212	0.001
?	完整	11（37.9%）	18（62.1%）	?	?
?	侵犯	0（0）	21（100%）	?	?
内外腺分界		?	?	10.403	0.002
?	完整	10（41.7%）	14（58.3%）	?	?
?	不清	1（3.8%）	25（96.2%）	?	?
?	血流	?	?	13.994	0.001
?	丰富	3（8.3%）	33（91.7%）	?	?
不丰富或无血流		8（57.1%）	6（42.9%）	?	?
?	血流分布	?	?	7.408	0.02
?	中心	3（8.1%）	34（91.9%）	?	?
?	周边	4（44.4%）	5（55.6%）	?	?
常规超声联合诊断		?	?	20.261	<0.001
?	≥3恶性特征	2（5.6%）	34（94.4%）	?	?
?	<3恶性特征	9（64.3%）	5（35.7%）	?	?

表2 前列腺癌及前列腺增生患者常规超声特征

常规超声特征		良性［例（%）］	恶性［例（%）］	χ²值	P值
回声		?	?	0.952	0.395
?	低回声	10（20.8%）	38（79.2%）	?	?
?	等回声	1（50%）	1（50%）	?	?
边界		?	?	5.711	0.03
?	清晰	5（50%）	5（50%）	?	?
?	不清晰	6（15%）	34（85%）	?	?
形态		?	?	9.103	0.009
?	规则	5（62.5%）	3（37.5%）	?	?
?	不规则	6（14.3%）	36（85.7%）	?	?
前列腺包膜		?	?	10.212	0.001
?	完整	11（37.9%）	18（62.1%）	?	?
?	侵犯	0（0）	21（100%）	?	?
内外腺分界		?	?	10.403	0.002
?	完整	10（41.7%）	14（58.3%）	?	?
?	不清	1（3.8%）	25（96.2%）	?	?
?	血流	?	?	13.994	0.001
?	丰富	3（8.3%）	33（91.7%）	?	?
不丰富或无血流		8（57.1%）	6（42.9%）	?	?
?	血流分布	?	?	7.408	0.02
?	中心	3（8.1%）	34（91.9%）	?	?
?	周边	4（44.4%）	5（55.6%）	?	?
常规超声联合诊断		?	?	20.261	<0.001
?	≥3恶性特征	2（5.6%）	34（94.4%）	?	?
?	<3恶性特征	9（64.3%）	5（35.7%）	?	?

表3 前列腺患者剪切波超声弹性成像及超声造影特征

组别	例数	剪切波弹性成像模式［例（%）］		病灶剪切波弹性模量（kPa，±s）		超声造影图像特征［例（%）］
组别	例数	对称分布	非对称分布	平均值	最大值	内腺均匀高增强，外腺均匀稍低或等增强	其他模式
良性组	37	27（84.4）	10（18.5）	60.8±26.0	73.4±32.6	28（87.5）	9（16.7）
恶性组	49	5（15.6）	44（81.5）	94.7±44.2	111.7±51.6	4（12.5）	45（83.3）
统计值	?	χ²=35.550		t=-3.587	t=-3.435	χ²=41.126
P值	?	<0.001		0.001	0.001	<0.001

表3 前列腺患者剪切波超声弹性成像及超声造影特征

组别	例数	剪切波弹性成像模式［例（%）］		病灶剪切波弹性模量（kPa，±s）		超声造影图像特征［例（%）］
组别	例数	对称分布	非对称分布	平均值	最大值	内腺均匀高增强，外腺均匀稍低或等增强	其他模式
良性组	37	27（84.4）	10（18.5）	60.8±26.0	73.4±32.6	28（87.5）	9（16.7）
恶性组	49	5（15.6）	44（81.5）	94.7±44.2	111.7±51.6	4（12.5）	45（83.3）
统计值	?	χ²=35.550		t=-3.587	t=-3.435	χ²=41.126
P值	?	<0.001		0.001	0.001	<0.001

图1 良性前列腺增生患者多模态超声图像。图a为二维超声未见明显病灶；图b为彩色多普勒超声血流分布对称；图c为剪切波弹性成像呈对称性分布；图d为超声造影内腺均匀稍高增强，外腺均匀稍低增强；诊断为良性，与病理结果相符

图2 前列腺癌患者多模态超声图像。图a为二维超声左侧周围区内侧可见一低回声结节，边界清晰，形态规则；图b为彩色多普勒超声周边可见少许血流信号；图c、d为剪切波弹性成像不对称性分布；图e、f超声造影结节呈稍高增强，结节处包膜侵犯。诊断为恶性，手术病理：前列腺腺癌，Gleason分级4＋3=7分。诊断与病理结果相符）

表4 常规超声、超声造影、弹性成像、多模态超声对前列腺癌的诊断价值

多模态特征评分	敏感度（%）	特异度（%）	阳性预测值（%）	阴性预测值（%）	准确性（%）	ROC曲线下面积
常规超声	90.5	75.0	77.6	89.2	82.6	0.834
弹性成像	93.9	81.1	86.8	90.9	88.4	0.875
超声造影	85.7	91.9	85.7	91.9	88.4	0.888
常规/弹性/造影任意一项阳性	98.0	78.4	85.7	96.7	89.5	0.882
常规/弹性/造影均阳性	69.4	97.3	97.1	70.6	81.4	0.833

表4 常规超声、超声造影、弹性成像、多模态超声对前列腺癌的诊断价值

多模态特征评分	敏感度（%）	特异度（%）	阳性预测值（%）	阴性预测值（%）	准确性（%）	ROC曲线下面积
常规超声	90.5	75.0	77.6	89.2	82.6	0.834
弹性成像	93.9	81.1	86.8	90.9	88.4	0.875
超声造影	85.7	91.9	85.7	91.9	88.4	0.888
常规/弹性/造影任意一项阳性	98.0	78.4	85.7	96.7	89.5	0.882
常规/弹性/造影均阳性	69.4	97.3	97.1	70.6	81.4	0.833

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