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超声和磁共振成像测量前列腺大小与体积的一致性研究

发表时间:2024年06月01日阅读量:223次下载量:204次下载手机版

作者: 毛晓丽 1 訾豪 2, 3 张洁 4 刘双苔 2 黄桥 3 李柄辉 3 曾宪涛 3

作者单位: 1. 武汉工程大学校医院超声科(武汉 430074) 2. 武汉大学中南医院泌尿外科(武汉 430071) 3. 武汉大学中南医院循证与转化医学中心(武汉 430071) 4. 武汉大学中南医院离退休工作处(武汉 430071)

关键词: 良性前列腺增生 前列腺 大小 体积 超声 磁共振成像 一致性

DOI: 10.12173/j.issn.1004-5511.202404017

基金项目: 基金项目: 国家重点研发计划“数字诊疗装备研发”重点专项(2016YFC0106300);湖北省技术创新专项重大项目(2016ACA152)

引用格式:毛晓丽, 訾豪, 张洁, 刘双苔, 黄桥, 李柄辉, 曾宪涛. 超声和磁共振成像测量前列腺大小与体积的一致性研究[J]. 医学新知, 2024, 34(5): 530-537. DOI: 10.12173/j.issn.1004-5511.202404017

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摘要|Abstract

目的  评价超声和磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)测量前列腺大小与体积的一致性。

方法  本研究数据来源于中国人群膀胱癌和良性前列腺增生研究数据,使用超声和MRI测量前列腺增生患者的前列腺大小与体积。前列腺的大小采用左右径、前后径和上下径表示,并根据公式计算前列腺体积。采用配对样本Wilcoxon符号秩检验进行,使用Bland-Altman分析法评估两种测量结果的一致性。

结果  本研究共纳入103名患者。超声测得的前列腺平均左右径、前后径、上下径分别为(5.789±0.835)cm、(5.054±0.915)cm、(4.530±0.882)cm,中位体积为66.690(49.179,96.110)mL。MRI测得的前列腺中位左右径、前后径、上下径分别为5.800(5.300,6.400) cm、5.000(4.650,5.600)cm、4.300(3.900,4.800)cm,中位体积为65.520(49.678,90.714)mL。超声与MRI测量前列腺大小结果一致性良好,二者间无统计学差异。一致性分析显示超声与MRI测量前列腺体积结果间的偏差较小,平均为1.329 mL。

结论  超声与MRI测量前列腺大小与体积的一致性良好,在临床实践中,应根据具体情况选择合适的前列腺大小与体积测量方法。

全文|Full-text

前列腺是男性泌尿生殖系统的重要器官之一,前列腺疾病是男性常见的健康问题,涉及到前列腺的异常增生、炎症或肿瘤等病变。随着社会老龄化的加重,良性前列腺增生(benign prostatic hyperplasia,BPH)等疾病的发病率也在逐年增加。由BPH引起的下尿路症状严重困扰着老年男性的生活质量,严重者甚至需要手术干预 [1],由此产生的疾病负担也在逐渐增加[2-4]。BPH的发生发展和包括年龄增长、衰老在内的诸多因素相关[5-6],目前尚无特别有效的方法预防BPH的进展,早期、持续的监测和评估前列腺与排尿症状是一个可行的选择[7],其中前列腺大小和体积是监测的重要指标。

超声和磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是检查前列腺的常用影像学方法,二者各有特点[8-11]。在临床实践中,对前列腺大小和体积的准确测量是诊断和治疗的基础。尽管超声和MRI都可被用于前列腺大小和体积的测量,从技术原理上来看,MRI测量可能比超声更为准确[12],但两者之间的结果一致性尚未被明确研究。因此,本研究旨在探讨超声和MRI测量前列腺大小和体积结果的一致性,以进一步指导临床实践中的影像学选择和前列腺疾病管理。

1 资料与方法

1.1 研究对象

本研究数据来源于中国人群膀胱癌和良性前列腺增生研究,该研究是在中国开展的多中心前瞻性的系列研究,旨在研究膀胱癌和BPH的危险因素及干预治疗措施的临床疗效[13],该研究符合赫尔辛基宣言,并经武汉大学中南医院伦理委员会批准(批号:2016028),所有患者均知情同意并签署知情同意书。本研究的纳入标准:①BPH患者,年龄不限,同时接受了超声和MRI检查;②受试者的超声和MRI结果报告了前列腺大小和体积;排除标准:①曾经接受过前列腺手术;②存在超声或MRI检查的绝对禁忌证。

1.2 检查方法

超声:患者在检查时保持膀胱充盈和适当姿势。检查医师在探头上覆盖适当的凝胶,并将其插入患者的直肠或者通过腹部对前列腺进行逐步扫描。通过移动探头以获取不同角度的图像,并使用超声仪器的软件工具测量前列腺的大小、体积。

MRI:患者脱去金属物品,平躺于MRI扫描床,然后被移送至MRI仪器中央。医生协助患者保持舒适姿势,并确保研究对象的身体部位适当地定位在磁场中。通过计算机控制MRI仪器获取前列腺各角度和平面的高分辨率图像。在获取图像后,使用特定的MRI图像分析软件测量前列腺的大小、体积。

1.3 检查报告

所有超声和MRI结果均由高年资影像学医师进行检查和报告。通过超声仪器中的软件工具和MRI图像分析软件测量前列腺的大小、体积。前列腺的大小采用左右径(transverse diameter,Width)、前后径(antero-posterior diameter, Height)和上 下径(supero- inferior diameter,Length)表示。前列腺的 体积根据公式计算:体积(mL)=0.52×Widthcm ×Heightcm)×Lengthcm[12, 14]

1.4 统计学分析

本研究使用R 4.2.3软件进行统计分析,对计量资料进行正态性检验,正态分布计量数据采用均数和标准差()表示,非正态分布计量数据采用中位数和四分位数[M(IQR)]表示,计数资料采用频数和百分比(n,%)表示。非正态分布的连续变量之间相关性采用Spearman相关分析,配对样本的组间比较采用配对样本Wilcoxon符号秩检验。运用Bland-Altman分析法进行一致性分析,首先绘制差值的分布图,若存在方差不齐,则再绘制比值的分布图。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况

研究共纳入103名BPH患者,平均年龄为(73.010±7.558)岁,平均BMI为(22.861±3.216) kg·m- 2。患者中位总前列腺特异性抗原(prostate specific antigen,PSA)为9.115(5.715,15.754)ng·mL-1,中位游离PSA为1.580(0.920,2.641)ng·mL-1,见表1

  • 表格1 纳入研究对象的一般特征(n=103)
    Table1.Basic characteristics of the included participants (n=103)
    注:*正态分布计量数据采用均数和标准差(x士S)表示;#非正态分布计量数据采用中位数和四分位数[M(IQR)]表示;BMI:身体质量指数;PSA:前列腺特异性抗原;MRI:磁共振成像。

2.2 测量结果比较

对超声和MRI测量前列腺大小、体积的结果进行比较和分析。超声测得的前列腺平均左右径为(5.789±0.835)cm,平均前后径为(5.054±0.915)cm,平均上下径为(4.530±0.882)cm,中位体积为66.690(49.179,96.110)mL。MRI测得的前列腺中位左右径为5.800(5.300,6.400)cm,中位前后径为5.000(4.650,5.600)cm,中位上下径为4.300(3.900,4.800)cm,中位体积为65.520(49.678,90.714)mL,见表1。两组之间左右径(r=0.75,P<0.001)、前后径(r=0.71,P<0.001)、上下径(r=0.70, P<0.001)以及前列腺体积(r=0.78,P<0.001)测量值均呈显著正相关,配对样本Wilcoxon符号秩检验结果显示两组测量值无统计学差异(P>0.05),见1

  • 图1 超声和MRI测量前列腺大小、体积的相关性分析
    Figure1.Correlation analysis between ultrasound and MRI measurements of prostate size and volume

2.3 一致性分析

使用Bland-Altman分析评估超声和MRI测量结果的一致性。结果显示,超声与MRI测量的前列腺左右径、前后径、上下径结果间差值的平均偏差较小,分别为0.083 cm、0.032 cm和-0.115 cm,对应的一致性界限(limit of agreement,LOA)范围也较小,见表2图2。在超声和MRI测量前列腺体积的一致性评价中,两者测量结果间差值的平均偏差为1.329 mL,LOA界外比例为5.825%,但差值呈现方差不齐。进一步使用比值进行评价,平均偏差为1.085,LOA界外比例为4.854%,两种方法的一致性良好,见表2图3

  • 表格2 超声和MRI测量前列腺大小、体积的一致性分析
    Table2.Consistency analysis of prostate size and volume measured by ultrasonography and MRI
    注:MRI:磁共振成像;LOA:一致性界限。

  • 图2 超声和MRI测量前列腺大小的Bland-Altman分析
    Figure2.Bland-Altman analysis of prostate size measured by ultrasonography and MRI

  • 图3 超声和MRI测量前列腺体积的Bland-Altman分析
    Figure3.Bland-Altman analysis of prostate volume measured by ultrasonography and MRI

3 讨论

本研究分析了103名BPH患者前列腺大小和体积的超声和MRI测量结果,结果显示,两种测量方法对前列腺的左右径、前后径、上下径及体积的测量结果无统计学差异,相关性分析显示两者的测量结果具有显著相关性,Bland-Altman分析表明超声和MRI在测量前列腺大小、体积时的一致性较好。

前列腺大小和体积的测量对于前列腺疾病的诊断和治疗至关重要。目前常用的测量工具包括超声和MRI,两者各有优缺点,在临床实践中具有不同的适用性和局限性。超声作为一种无创且广泛可用的检查方法,具有仪器便携、操作简便、费用低廉、无辐射等优点。通过超声检查前列腺时有两种方式,一种是经直肠超声波检查(transrectal ultrasonography,TRUS)[15],另一种是经腹部超声波检查(transabdominal ultrasonography,TAUS)[16]。TRUS属于侵入性检查,将探头经由肛门到达直肠,超声波穿过直肠壁即可检测前列腺;TAUS属于非侵入性检查,探头紧贴腹部,超声波穿过腹部脂肪、肌肉、肠管等脏器,再进一步通过膀胱,才可检测前列腺[17-1 8]。在临床实践中,超声可以快速、直观地测量前列腺大小和体积。然而,超声在测量前列腺大小和体积时受到患者解剖结构的影响较大,也容易受到操作者技术水平和经验的影响,可能导致测量结果不准确。此外,超声对前列腺的某些部位,如中央区和前列腺尖部,测量准确性较差,导致其在临床实践中的应用受限[19]。与之相比,MRI作为一种高分辨率的影像学技术[20],具有良好的解剖学显示能力和较高的测量精度,能够准确测量前列腺的大小和形态,并且可以同时评估周围组织的情况[21]。MRI在前列腺大小和体积测量中的准确性和可靠性被广泛认可,尤其在复杂病例和手术规划中具有重要价值。然而,MRI设备昂贵,成本较高,且该设备操作复杂,需要较长的检查时间,可能导致患者不适。

目前,已有部分研究探索了超声和MRI测量前列腺大小和体积的准确性。侯佳丽等[22]使用MRI三维重建技术、TRUS子弹形公式、MRI椭球形公式和TAUS椭球形公式计算了前列腺体积,并在根治性前列腺切除术后即刻测量前列腺标本的体积,结果显示四种技术或公式估算的前列腺体积与标本体积差异无统计学意义,但MRI三维重建技术计算结果与标本体积一致性最好,其次是TRUS子弹形公式和MRI椭球形公式,TAUS椭球形公式与标本体积的一致性较低。Paterson等[12]也在术前使用TRUS和MRI测量前列腺体积,并与根治性前列腺切除术后的病理标本进行比较,该研究使用椭球形体积公式计算前列腺体积,结果显示MRI略优于TRUS,且MRI估计的体积与病理标本体积的差异较小,表现出更好的一致性,尤其是对于没有中叶的前列腺,MRI的准确性更高。相似的是,Guo等[23]纳入106例患者,结果显示MRI和TAUS测量的前列腺体积与标本体积高度相关且可靠,MRI更适合测量大体积前列腺。这些研究强调了MRI在测量前列腺体积方面的优势,尤其是在与病理标本的一致性方面,但在临床实践中,是否使用MRI检测前列腺可能受到多种因素的影响。

在临床应用方面,前列腺MRI检查主要用于诊断前列腺癌,并与BPH、前列腺炎等其他前列腺疾病进行鉴别诊断。MRI在评估前列腺癌的定位、分级和转移方面具有很高的准确性和敏感性 [24]。相比之下,虽然超声便于操作和成本较低,但其在前列腺癌诊断方面的准确性较低,易受到前列腺体积、钙化等因素的影响[25]。然而,对于一些家庭收入不高的患者和医疗资源匮乏的地区,高成本和较长的扫描时间可能限制了MRI在普通BPH患者中的广泛应用。对于前列腺健康监测和非复杂病例的手术规划而言,超声具备易获取、成本低、操作简便等特点,可在临床实践中广泛应用。因此,在选择前列腺大小与体积测量方法时,需根据患者具体病情、生活状态、经济状况、临床需求以及医疗资源和设备特点进行综合考虑[26-28]

本研究存在一定局限性。第一,本研究仅纳入了103名受试者,且来自中国的一个多中心前瞻性注册研究。样本量较小,可能不能代表其它人群的情况,因此在推广结果时需要谨慎。未来的研究可以扩大样本量,纳入更多不同背景和疾病严重程度的人群,以提高结果的可靠性。第二,本研究无法排除潜在混杂因素对结果的影响,如两种测量方法存在技术差异和主观误差可能性,尽管本研究通过经验丰富的影像学医师进行检查和报告,但仍然存在测量误差的风险,未来可进一步标准化超声和MRI的检查操作流程,以减少测量误差。第三,本研究中采用公式计算前列腺体积,使用了固定系数0.52,但个体间前列腺的形状差异可能会导致误差[29]。未来可通过机器学习、AI大模型训练等,进一步探索更加精准的前列腺体积计算模型,以更准确地反映前列腺的形状和体积[30]

综上所述,超声和MRI测量前列腺大小和体积时的一致性良好,但两种测量方法各有优劣,在临床实践中应根据具体情况选择合适的方法,以提高诊断准确性和治疗效果。

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