体素内不相干运动及超高b值扩散峰度成像对前列腺癌的诊断价值研究

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-3253.2021.03.003

中华腔镜泌尿外科杂志(电子版) ›› 2021, Vol. 15 ›› Issue (03) : 187 -191. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-3253.2021.03.003

临床研究

体素内不相干运动及超高b值扩散峰度成像对前列腺癌的诊断价值研究

王明帅¹, 李敏², 史瑞华², 王建文¹, 牛亦农¹, 蒋涛², 张小东¹, 平浩³^,^†(

)

^1. 100043　北京，首都医科大学附属北京朝阳医院泌尿外科
^2. 100043　北京，首都医科大学附属北京朝阳医院放射科
^3. 100730　北京，首都医科大学附属北京同仁医院泌尿外科

收稿日期:2020-10-29 出版日期:2021-06-01
通信作者: 平浩
基金资助:
国家自然科学基金(面上项目81772698)

The diagnostic value of intravoxel incoherent motion and ultrahigh b-value diffusion kurtosis imaging in prostate cancer

Mingshuai Wang¹, Min Li², Ruihua Shi², Jianwen Wang¹, Yinong Niu¹, Tao Jiang², Xiaodong Zhang¹, Hao Ping³^,^†()

^1. Department of Urology, Capital Medical University, Beijing 100043, China
^2. Department of Radiology, Beijing Chaoyang Hospital, Capital Medical University, Beijing 100043, China
^3. Department of Urology, Beijing Tongren Hospital, Capital Medical University, Beijing 100730, China

Received:2020-10-29 Published:2021-06-01
Corresponding author: Hao Ping

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引用本文：

王明帅, 李敏, 史瑞华, 王建文, 牛亦农, 蒋涛, 张小东, 平浩. 体素内不相干运动及超高b值扩散峰度成像对前列腺癌的诊断价值研究[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2021, 15(03): 187-191.

Mingshuai Wang, Min Li, Ruihua Shi, Jianwen Wang, Yinong Niu, Tao Jiang, Xiaodong Zhang, Hao Ping. The diagnostic value of intravoxel incoherent motion and ultrahigh b-value diffusion kurtosis imaging in prostate cancer[J/OL]. Chinese Journal of Endourology(Electronic Edition), 2021, 15(03): 187-191.

目的

探讨体素内不相关运动（IVIM）及超高b值扩散峰度成像（DKI）模型参数对前列腺癌的诊断价值以及对Gleason评分的预测作用。

方法

2017年2月至2018年6月，共45例前列腺疾病患者进行多b值MRI检查，仪器采用Prisma MRI 3.0T。采用后期处理软件分析IVIM模型（b=0、50、100、150、200、400、800、1 200），获得纯扩散系数（Dt）、伪扩散系数（Dp）、灌注分数（f）；分析DKI模型（b=0、400、800、1 200、2 000、3 000、4 000），获得峰度校正的扩散系数（D）、无量纲度量表观峰度系数（K）。经病理证实前列腺癌26例，良性病变19例，分别计算前列腺癌及良性病变的Dt值、Dp值、f值及D值和K值参数。根据前列腺病理分析所确定的Gleason评分（≥7为高分，<7为低分），使用这些参数鉴别病变等级。

结果

在前列腺癌中IVIM模型Dt值为0.60±0.15，明显低于良性病变（1.19±0.23）（P<0.001）；而前列腺癌及良性病变的Dp值和f值差异无统计学意义。在前列腺癌和良性病变中DKI模型D值分别为0.78（0.68～0.88）及1.68（1.44～1.81），K值分别为0.95（0.89～1.00）及0.57（0.53～0.67），差异有统计学意义（P<0.001）。另外，DKI中K值可以显著区分在Gleason评分高分（1.03±0.12）及低分（0.61±0.09）前列腺癌病变等级，有助于诊断有临床意义前列腺癌。ROC评估诊断效能发现，Dt、D和K值的诊断效能明显优于Dp和f值。

结论

IVIM和超高b值DKI模型可能对前列腺癌有重要的鉴别诊断价值，并对Gleason评分有一定的预测作用。

关键词: 前列腺癌, 体素内不相关运动, 扩散峰度成像, 鉴别诊断, 格林森评分

Objective

To evaluate the efficacy of intravoxel incoherent motion (IVIM) and ultrahigh b-value diffusion kurtosis imaging (DKI) for prostate cancer detection and Gleason score prediction.

Methods

From February 2017 to May 2018, totally 45 patients suspected prostate cancer were performed 3T multi-parameters MRI of T2WI, DWI, IVIM and DKI model following pathological confirmed by transrectal ultrasound biopsy. Parameters were postprocessed by IVIM models including quantitation of diffusivity (Dt) and pseudo-diffusivity (Dp) and perfusion fraction (f) using 8 b values (b=0, 50, 100, 150, 200, 400, 800, 1200) and DKI models including the mean diffusivity (D) and kurtosis (K) using 7 b values (b=0, 400, 800, 1200, 2000, 3000, 4000). Correlation between Dt, Dp, f, D, K and Gleason scores were assessed.

Results

The pathologic result showed 26 cases prostate cancer and 19 cases benign prostatic hyperplasia (BPH). Only Dt had significant difference between prostate cancer and BPH in IVIM models [(0.60 ± 0.15) vs (1.19 ± 0.23), P<0.001]. In DKI models, D and K values were apparently different between prostate cancer and BPH [0.78(0.68-0.88) vs 1.68(1.44-1.81), P<0.001]; [0.95(0.89 -1.00) vs 0.57(0.53-0.67), P<0.001]. K value showed relatively higher correlations with Gleason score. The Dt, D and K exhibited higher area under the curve compared with Dp and f.

Conclusions

IVIM and ultrahigh b-value models may help to discriminate prostate from BPH and predict higher Gleason score.

Key words: Prostate cancer, IVIM, DKI, Differential diagnosis, Gleason score

图1 前列腺癌Gleason评分8分Dt值

表1 IVIM模型Dt、Dp及f值

组别	例数	Dt[10^-3mm²/s，(±s)]	Dp[10^-3mm²/s，M(Q)]	f[M(Q)]
前列腺增生	19	1.19±0.23	0.09(0.08～0.11)	0.14(0.11～0.16)
前列腺癌	26	0.60±0.15	0.11(0.09～0.13)	0.11(0.08～1.15)
统计值		t=10.60	Z=2.17	Z=3.01
P值		<0.001	0.14	0.08

表1 IVIM模型Dt、Dp及f值

组别	例数	Dt[10^-3mm²/s，(±s)]	Dp[10^-3mm²/s，M(Q)]	f[M(Q)]
前列腺增生	19	1.19±0.23	0.09(0.08～0.11)	0.14(0.11～0.16)
前列腺癌	26	0.60±0.15	0.11(0.09～0.13)	0.11(0.08～1.15)
统计值		t=10.60	Z=2.17	Z=3.01
P值		<0.001	0.14	0.08

图3 超高b值Dt、D和K的ROC曲线

表2 DKI模型D及K值

	例数	D[10^-3mm²/s，M(Q)]	K[10^-3mm²/s，M(Q)]
前列腺增生	19	1.68（1.44～1.81）	0.57（0.53～0.67）
前列腺癌	26	0.78（0.68～0.88）	0.95（0.89～1.00）
Z值		30.93	30.93
P值		<0.001	<0.001

表2 DKI模型D及K值

	例数	D[10^-3mm²/s，M(Q)]	K[10^-3mm²/s，M(Q)]
前列腺增生	19	1.68（1.44～1.81）	0.57（0.53～0.67）
前列腺癌	26	0.78（0.68～0.88）	0.95（0.89～1.00）
Z值		30.93	30.93
P值		<0.001	<0.001

表3 超高b值Dt、D和K诊断效能

	AUC	临界值（10^-3mm²/s）	灵敏度（%）
D_t	0.986	≤0.78	88.4
K	0.99	> 0.77	96.2
D	0.99	≤1.08	96.1

表3 超高b值Dt、D和K诊断效能

	AUC	临界值（10^-3mm²/s）	灵敏度（%）
D_t	0.986	≤0.78	88.4
K	0.99	> 0.77	96.2
D	0.99	≤1.08	96.1

[1]	Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2018[J]. CA Cancer J Clin, 2018, 68(1):7-30.
[2]	Chen W, Zheng R, Baade PD, et al. Cancer statistics in China, 2015[J]. CA Cancer J Clin, 2016, 66(2):115-132.
[3]	Ahmed HU, El-Shater Bosaily A, Brown LC, et al. Diagnostic accuracy of multi-parametric MRI and TRUS biopsy in prostate cancer (PROMIS): a paired validating confirmatory study[J]. Lancet, 2017, 389(10071):815-822.
[4]	Wu CJ, Zhang YD, Bao ML, et al. Diffusion kurtosis imaging helps to predict upgrading in biopsy-proven prostate cancer with a gleason score of 6[J]. AJR Am J Roentgenol, 2017, 209(5):1081-1087.
[5]	Wang X, Tu N, Qin T, et al. Diffusion kurtosis imaging combined with dwi at 3-t mri for detection and assessment of aggressiveness of prostate cancer[J]. AJR Am J Roentgenol, 2018, 211(4):797-804.
[6]	Pavilla A, Gambarota G, Arrigo A, et al. Diffusional kurtosis imaging (DKI) incorporation into an intravoxel incoherent motion (IVIM) MR model to measure cerebral hypoperfusion induced by hyperventilation challenge in healthy subjects[J]. MAGMA, 2017, 30(6):545-554.
[7]	Mottet N, Bellmunt J, Bolla M, et al. EAU-estro-siog guidelines on prostate cancer. part 1: screening, diagnosis, and local treatment with curative intent[J]. Eur Urol, 2017, 71(4): 618-629.
[8]	李宇，康飞，武鹏, 等. 68Ga-PSMA-617PET/CT与多参数MRI对初诊前列腺癌诊断价值的比较[J].中华泌尿外科杂志, 2018, 39(12): 916-921.
[9]	冯华聪，刘小彭. 多参数磁共振成像诊断前列腺癌的现状及发展前景[J/CD].中华腔镜泌尿外科杂志（电子版）, 2019, 13(3): 211-214.
[10]	Syer TJ, Godley KC, Cameron D, et al. The diagnostic accuracy of high b-value diffusion- and T2-weighted imaging for the detection of prostate cancer: a meta-analysis[J]. Abdom Radiol (NY), 2018, 43(7):1787-1797.
[11]	Sauer M, Klene C, Kaul M, et al. Preoperative evaluation of pelvine lymph node metastasis in high risk prostate cancer with intravoxel incoherent motion (IVIM) MRI[J]. Eur J Radiol, 2018, 107:1-6.
[12]	Tamura C1, Shinmoto H, Soga S, et al. Diffusion kurtosis imaging study of prostate cancer: preliminary findings[J]. J Magn Reson Imaging, 2014, 40(3):723-729.
[13]	王睿，仲津漫，汪洋, 等. DKI对前列腺癌的鉴别诊断及临床病理分级的定量预测研究[J].中国临床医学影像杂志, 2019, 30(2): 122-125.
[14]	包婕，王希明，胡春洪, 等.体素内不相干运动和扩散成像对移行区前列腺癌鉴别诊断价值的对照研究[J].中华放射学杂志,2019,53(10):853-858.
[15]	Woo S, Suh CH, Kim SY, et al. Head-To-Head comparison between high- and standard-b-value dwi for detecting prostate cancer: a systematic review and meta-analysis[J]. AJR Am J Roentgenol, 2018, 210(1):91-100.
[16]	季立标，陆志华，姚鸿欢, 等. 超高b值扩散加权成像在前列腺癌定性诊断中的临床价值[J].中华医学杂志,2017,97(27): 2107-2110.
[17]	张琨，张晓晶，钟燕, 等. 超高b值扩散加权成像诊断前列腺中央腺体癌的价值[J]. 中华放射学杂志, 2016,50(5):357-361.
[18]	刘彩云，李绍东，李晓峰, 等. 超高b值DWI联合T2WI对前列腺移行带临床非显著癌的诊断准确率[J].临床放射学杂志, 2020, 39(5): 1018-1023.
[19]	Feng Z, Min X, Margolis DJ, et al. Evaluation of different mathematical models and different b-value ranges of diffusion-weighted imaging in peripheral zone prostate cancer detection using b-value up to 4500 s/mm2[J]. PLoS One, 2017, 12(2): e0172127.
[20]	Liang Z, Hu R, Yang Y, et al. Is dynamic contrast enhancement still necessary in multiparametric magnetic resonance for diagnosis of prostate cancer: a systematic review and meta-analysis[J]. Transl Androl Urol, 2020, 9(2): 553-573.
[21]	Al Salmi I, Menezes T, El-Khodary M, et al. Prospective evaluation of the value of dynamic contrast enhanced (DCE) imaging for prostate cancer detection, with pathology correlation[J]. Can J Urol, 2020, 27(3):10220-10227.
[22]	Tamada T, Kido A, Yamamoto A, et al. Comparison of biparametric and multiparametric mri for clinically significant prostate cancer detection with pi-rads version 2.1[J]. J Magn Reson Imaging, 2020, 53(1):283-291.

[1]	罗敏华, 王文平, 孔文韬. 肝脏炎性假瘤的超声造影表现及其诊断价值[J/OL]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2024, 21(03): 297-303.
[2]	杨倩, 李秋洋, 李楠, 罗渝昆, 唐杰. 基于超声纹理影像转录组学预测前列腺癌[J/OL]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2024, 21(03): 319-326.
[3]	祝炜安, 林华慧, 吴建杰, 黄炯煅, 吴婷婷, 赖文杰. RDM1通过CDK4促进前列腺癌细胞进展的研究[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2024, 18(06): 618-625.
[4]	王功炜, 李书豪, 魏松, 吕博然, 胡成. 溶瘤病毒M1对不同前列腺癌细胞杀伤效果的研究[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2024, 18(06): 626-632.
[5]	施一辉, 张平新, 朱勇, 杨德林. 机器人辅助前列腺根治术后切缘阳性的研究进展[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2024, 18(06): 633-637.
[6]	李伟, 宋子健, 赖衍成, 周睿, 吴涵, 邓龙昕, 陈锐. 人工智能应用于前列腺癌患者预后预测的研究现状及展望[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2024, 18(06): 541-546.
[7]	胡思平, 熊性宇, 徐航, 杨璐. 衰老相关分泌表型因子在前列腺癌发生发展中的作用机制[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2024, 18(05): 425-434.
[8]	杨勇军, 曾一鸣, 贺显雅, 卢强, 李远伟. ASA分级≥Ⅲ级患者局麻经会阴前列腺多模态影像融合穿刺的安全性和有效性[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2024, 18(05): 441-447.
[9]	李鑫钊, 张廷涛, 朱峰, 刘金山, 刘大闯. 血纤维蛋白原、D-二聚体及碱性磷酸酶诊断前列腺癌骨转移的价值分析[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2024, 18(05): 459-463.
[10]	刘中文, 刘畅, 高洋, 刘东, 林世庆, 杨建华, 赵福义. 尿液microRNA-326与腹腔镜根治性膀胱切除术治疗膀胱癌患者预后的相关性研究[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2024, 18(04): 386-391.
[11]	张铭星, 刘文倩, 王以然, 赵泽恬, 袁欣怡, 丁留成. 江苏地区腹腔镜下前列腺癌根治术后一年夜尿症发生率及相关危险因素多中心回顾性研究[J/OL]. 中华腔镜泌尿外科杂志(电子版), 2024, 18(02): 141-145.
[12]	陈钊, 钟克力, 江志鹏, 傅宇翔, 范宝航, 吴文飞. 前列腺癌术后腹股沟疝的发生率及危险因素分析[J/OL]. 中华疝和腹壁外科杂志(电子版), 2024, 18(04): 396-401.
[13]	廖一凡, 张松, 万宝玉, 黄文杰, 李嘉旭, 邓婕, 胡洁, 秦显莉. ¹⁸F-FDG PET/CT在肺孤立实性结节良恶性鉴别诊断中的价值分析[J/OL]. 中华肺部疾病杂志(电子版), 2024, 17(03): 373-378.
[14]	王素霞. IgA肾病的病理诊断与鉴别诊断[J/OL]. 中华肾病研究电子杂志, 2024, 13(02): 120-120.
[15]	陈慧, 邹祖鹏, 周田田, 张艺丹, 张海萍. 皮肤镜对头皮红斑性皮肤病辅助鉴别诊断的研究进展[J/OL]. 中华临床医师杂志(电子版), 2024, 18(07): 692-698.

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