基于PI-RADS 2.1探讨1.5T MRI两种不同b值FOV的DWI对前列腺病变的诊断价值

张 莹，陈 穹（通信作者），应伟峰，陈利娟，翁慧超，叶 飞，孙小佳，郝达光

（上海市徐汇区大华医院放射科 上海 200237）

近年来，第2.1版前列腺影像报告和数据系统（prostate imaging reporting and data system，PI-RADS 2.1）对前列腺疾病的标准化判读已取得相当成效[1-2]。版本推荐的核磁共振（magnetic resonance imaging，MRI）技术参数主要适用于3.0 T场强设备，1.5 T只作为特殊情况下（如前列腺附近假体等）使用的场强。实际上前列腺癌已是散发性为主、老年男性的常见恶性肿瘤，而承担着大量前列腺癌主要筛选工作的基层医院内1.5 T场强MRI保有量较大[3]，另一方面，PI-RADS 2.1版本较2.0版本[4]进一步提升了弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）在前列腺诊断中评分的权重，且提出了更细致的要求，过往的研究中发现不同b值及视野（field of vision，FOV）的DWI诊断效能不尽相同[5]，我们在实际工作中发现PI-RADS 2.1所推荐DWI技术参数应用于1.5T MRI时图像质量不高，诊断价值有待商榷，所以研究基于PI-RADS 2.1系统，探究适合1.5T MRI设备的技术参数，对增加前列腺癌筛查准确率具有迫切和实用性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

前瞻性性分析上海市徐汇区大华医院2019年12 月—2020年12月行前列腺1.5 T MRI检查的患者55 例共60个病灶，其中DWI分别采用b值1 000 s/ mm2、FOV 22 cm×22 cm（A1组）；b值1 000 s/ mm2、FOV 26 cm×26 cm（A2组）；b值1 000 s/mm2、FOV 30 cm×30 cm（A3组） 及b值1 400 s/mm2、FOV 22 cm×22 cm（B1组）；b值1 400 s/mm2、FOV 26 cm×26 cm（B2组）；b值1400 s/mm2、FOV 30 cm×30 cm（B3 组）。纳入标准：①所有患者均知情同意；②病灶病理结果描述区域与MRI图像对应。患者年龄48～90岁，平均年龄（68.03±9.59）岁。PSA 0.39～99.95 ng/mL（正常参考值＜4 ng/mL），平均（11.70±6.49） ng/mL。

1.2 方法

使用联影uMR560 1.5 T MRI，6通道腹部相控阵线圈。扫描中心为耻骨联合上方2.0 cm处，扫描参数：T1WI序列TE 10.46 ms，TR 500 ms，矩阵256×256，FOV 26 cm×26 cm，层厚4 mm，层间距4 mm；抑脂T2WI序列：TE 92 ms，TR 5 946 ms，矩阵256×256，FOV 26 cm×26 cm，层厚4 mm，层间距4 mm；DWI选用2 种b值，分别为1 000 s/mm2b值、FOV 22 cm×22 cm、26 cm×26 cm、30 cm×30 cm和1 400 s/mm2b值、FOV 22 cm×22 cm、26 cm×26 cm、30 cm×30 cm共6组，采用多次（10次）激发平面回波序列，TE 100.5 ms（b 值1 000 s/mm2）/110.5 ms（b值1 400 s/mm2），TR 3 800ms，矩阵104×160，层厚4 mm，层间距4 mm；增强采用与平扫T1WI相同参数抑脂扫描。图像处理软件：uWS-MR，版本：SW001.003（R003）。

1.3 图像分析

1.3.1 主观评价 由放射科具有丰富泌尿系统疾病诊断经验的2名主治医师对图像进行评估,意见不一致时相互讨论后达成共识。先采用诊断信心评分法分析图像质量。评分标准：1分：图像质量包括信噪比、对比度、空间分辨率非常差，伪影明显，PI-RADS评分信心不足；2分：图像质量差，PI-RADS评分信心尚可；3分：图像质量一般，PI-RADS评分信心中等；4分：图像质量较高，比较有信心进行PI-RADS评分；5分：图像质量佳，可准确进行PI-RADS评分。

1.3.2 客观评价 对所有病灶进行PI-RADS 2.1评分，并通过手术或穿刺获得病理结果，保证手术或穿刺部位与PI-RADS 2.1评分部位相对应，以病理结果为金标准，统计分析各组DWI所对应病灶的诊断效能差异。

1.4 统计学方法

采用SPSS 23.0统计软件处理数据，符合正态分布计量资料以（x-±s）表示，行t检验；计数资料以率（%）表示，行χ2检验；各组诊断信心评分比较采用k个相关样本弗莱德曼非参数检验；对比各组诊断效能采用MEDCALC的受试者特征曲线ROC计算曲线下面积（AUC）；P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组DWI主观评分比较

B2组（4.60±0.49）分＞A2组（4.47±0.54）分＞B3组（3.87±0.57）分＞A3组（3.75±0.65）分＞A1组（2.67±0.60）分＞B1组（2.28±0.59）分。

2.2 各组DWI的PI-RADS 2.1评分受试者特征曲线ROC曲线下面积AUC比较

经穿刺活检或手术证实其中28个病灶为前列腺癌，32个病灶为增生结节，以病理结果为金标准，各组DWI的PI-RADS 2.1评分受试者特征曲线ROC曲线下面积AUC比较（见图1）。

B2组（0.989）＞A2组（0.954，z=1.967）＞B3组（0.886，z=2.115）＞A3组（0.816，z=1.994）＞A1组（0.592，z=3.948）＞B1组（0.558，z=2.205），差异均有统计学意义（P＜0.05）。

2.3 以PI-RADS 2.1评分＞3分为截断值各组DWI灵敏度、特异度

灵敏度：B2组＞A2组（χ2=11.640，P＜0.05）＞B3组（χ2=3.720，P=0.054）＞A3组（χ2=1.707，P=0.191）＞A1组、B1组（χ2=35.280，P＜0.05）。

特异度：B2、A2组＞B3组（χ2=5.107，P＜0.05）＞A3组（χ2=1.170，P=0.279）＞A1组、B1组（χ2=0.250，P=0.617）。见表1。

表1 以PI-RADS 2.1评分＞3分为截断值各组DWI敏感性、特异性（%）

图1 各组DWI诊断效能AUC比较

图2 某患者DWI图像

3 讨论

本组研究结果表明b值1 400 s/mm2、FOV为26 cm×26 cm组图像质量最佳且诊断效能更高（P均＜0.05）（图1、2及表1），更适用于1.5 T MRI的DWI中技术参数的选择。一方面，这与PI-RADS 2.1版本所推荐的适用于3.0 T设备为主的技术参数及一些学者研究表述的小FOV、高b值的DWI在前列病变诊断中更具价值的结果略有不同[5]。

3.1 DWI信噪比

在相同激励次数及层厚的情况下，信噪比与FOV的平方呈正比，适当的增加FOV可以提高信噪比；其次，b值是通过增加梯度磁场强度来增加的，而b值1 400 s/mm2对于1.5 T设备而言是较高的b值，需较3.0 T设备更多次激励才能获得较高质量的DWI图像，因为噪声是随机的，增加的激励次数更好地平均了噪声，但是随着激励次数的增加，检查时间延长，易产生动态模糊伪影，而适当的增加FOV可以使多次激励后产生的伪影在图像中占比较小而使医师肉眼观察时拥有较少的“相对伪影”。本组数据证实符合PI-RADS 2.1版本推荐的小FOV不可避免地降低了信噪比进而使图像质量差强人意，不利于诊断（图2a、d）。

3.2 DWI对比度

对比度也是判断磁共振图像质量、提升诊断效能的主要指标；DWI序列在磁共振在筛选前列腺癌时的主要作用为发现病灶，以及通过测量ADC值等方法判断病灶的良恶性可能[6]，高b值DWI可以更好地反映水分子扩散运动的弥散受限程度而增加DWI对比度[7]，使病灶与周围组织信号差异更明显、病灶边界显示更准确，且ADC值更接近病灶实际的弥散程度，可以帮助判断前列腺癌侵袭性程度[8]；另一方面，增加b值可以减轻T2WI穿透效应；适当地增大FOV可以有效地降低1.5T磁共振高b值DWI所产生一系列问题的程度，使图像质量主观评分及诊断效能进一步上升（图2e、g）。

3.3 空间分辨率

本组数据表明在b值1 000 s/mm2、1 400 s/mm2中，当FOV达到30 cm×30 cm时的图像质量及诊断效能转而稍有下降（图2c、f），这可能与FOV进一步增大导致空间分辨率下降较为明显有关。

3.4 本次研究缺陷

本次研究仓促，未对前列腺移行带与周围带进行分组评分，存在一定偏倚，将来补充分组研究可以使数据更具客观性。

综上，1.5T MRI检查前列腺时，b值为1 400 s/mm2、FOV 26 cm×26 cm的DWI图像质量更好、更具诊断价值，希望此次研究结果可以更好地规范前列腺病变检查技术，帮助前列腺癌的筛查。