不同超声成像模式引导前列腺穿刺活检的价值

陈 枭(综述)，王玉杰(审校)

(新疆医科大学第一附属医院泌尿中心泌尿一科，乌鲁木齐 830054)

前列腺癌是男性中最常见的恶性肿瘤[1]，目前其检测与初步诊断主要依靠直肠指检、血清特异性抗原(serum specific antigen，PSA)、经直肠前列腺超声检查，确诊需要经直肠前列腺穿刺活检。传统的经直肠超声下前列腺穿刺是随机穿刺，由于前列腺癌与良性前列腺增生、前列腺炎在常规超声中难以鉴别，难以定位前列腺癌可疑病灶，穿刺活检阴性检测结果占总数的66%～77%[2-3]，因此如何进行病灶定位是提高前列腺癌穿刺阳性率的关键。超声检查具有轻便、成本低廉、无辐射等优点，在临床上已经被广泛用于前列腺疾病的诊断，随着新的超声成像模式的发展和融合,在不增加穿刺针数的前提下提高了初次经直肠穿刺活检的阳性率。

1 经直肠二维超声

经直肠超声前列腺穿刺活检被用于筛查前列腺癌最初开始于1989年[4]，6点系统穿刺法是经典穿刺方法，由于前列腺癌多样性、多灶性等特点，与前列腺炎、前列腺增生、萎缩病灶、瘢痕等在二维超声(two-dimensional transrectal ultrasonography，2D-TRUS)中均可表现为低回声，对癌灶定位的能力有限，其假阴性率为40%[5]，许多学者建议增加穿刺点数来增加前列腺穿刺范围，以提高穿刺检出率。Jones等[6]对139例患者初次行前列腺活检采用了24针饱和穿刺法，前列腺穿刺阳性率为44.6%，对87例患者采用10针穿刺法，前列腺穿刺阳性率为51.7%，两组阳性率进行比较差异无统计学意义(P<0.05)，饱和穿刺技术并没有在任何PSA水平患者中具有优势。Pietro等[7]对189例患者行24～37针的饱和穿刺活检发现，初次饱和穿刺活检检出率为46.9%，高于12针的穿刺活检检出率为39.8%；第2次和第3次活检时发现，饱和穿刺活检较18针穿刺活检检出率明显提高，分别为22%与10.9%和6.2%与0%。这些结果均表明，即使初次穿刺采用了2D-TRUS行前列腺饱和穿刺法，仍有大部分前列腺癌被漏诊，但饱和穿刺在重复穿刺中能明显提高检出率。饱和穿刺会提高一些体积较小、分化程度较高的前列腺癌的检出率，这些亚临床癌症对患者的生命不会造成威胁，但对其会造成过度诊断[8]。

2 彩色多普勒超声

前列腺肿瘤的恶性结节生长伴随大量的新生血管形成，血流灌注明显增高，由于肿瘤小血管壁没有平滑肌且紧贴有癌细胞,血管间有动静脉短路形成，阻力大从而形成高阻力血流特征，这是彩色多普勒超声(color Doppler flow imaging，CDFI)恶性结节血流信号变化的病理基础[9]。通过彩色多普勒超声对可疑癌结节血流灌注程度及阻力指数的观察，能显著提高前列腺癌病灶定位的准确性[10]。Del Rosso等[11]对144例可疑前列腺癌患者在前列腺穿刺术前同时行CDFI和2D-TRUS，在PSA<4 μg/L、PSA>4 μg/L或<10 μg/L、PSA>10 μg/L三组中CDFI显示血流信号异常区域引导穿刺检出率(36.7%、36.5%、62.8%)高于2D-TRUS显示低回声病灶引导穿刺检出率(17.1%、22.2%、65%)。俞倩等[12]对经直肠彩超引导下穿刺活检确诊为前列腺癌的30例患者和前列腺增生的25例患者进行回顾性分析，结果发现把经CDFI发现前列腺内血流增多的异常结节列为穿刺活检的目标，能显著提高前列腺穿刺活检检出率。

3 超声造影

超声造影成像技术主要利用使超声回声增强的非线性声学效应,选择性地增强肿瘤血管的回声信号，可充分显示肿瘤新生血管网。由于前列腺癌病灶内微血管密度显著增加,这些微血管的直径只有10～50 μm，超声造影能检出CDFI显影直径更小的微小血管，在检出葛林森评分高的前列腺癌病灶上存在优势[13],通过对组织血流分布和不同增强模式绘制时间-强度曲线的观察，可以准确地定位可疑前列腺癌结节，从而提高穿刺活检阳性率。谢少伟等[14]对56例因PSA异常而常规超声未发现明确病灶的患者，在穿刺前行经直肠前列腺超声造影匹配成像技术实时扫查，对相应可疑位点行定向穿刺，在前列腺癌检出点数上穿刺阳性率为56.41%。邵剑锋等[15]对116例前列腺癌可疑病例分别行前列腺超声造影(43例)和前列腺CDFI(73例)，分别观察前列腺病灶血流变化，记录异常血流部位，行6点穿刺活检加异常穿刺处活检，结果发现在PSA≤30 μg/L组中超声造影引导前列腺穿刺活检阳性率(34.8%)高于CDFI(13.2%)。

4 弹性成像

超声弹性成像通过获取组织弹性信息，可以直接或间接地反映不同内部组织弹性模量等力学性能,通过将组织受压前后回声移动幅度的变化转化为实时彩色图像，结合数字信号处理或数字图像处理技术，使用不同颜色对不同组织的弹性进行编码，从而清楚地显示病理变化和识别可疑病灶位置，可比其他影像学方法更早地发现与准确定位病灶[16-17]。

Pallwein等[18]对230例患者穿刺术前行超声弹性成像检查，对每例患者先行10针系统性穿刺，再对可疑病灶行5针靶向穿刺，结果表明，超声弹性成像可疑区行靶向穿刺的活检阳性率高于系统性穿刺。陈湘等[19]选取125例前列腺特异抗原升高患者，先常规系统性穿刺8个点，然后靶向弹性成像提示较硬的前列腺病灶穿刺2个点，记录弹性成像显示的每个穿刺点硬度，高硬度组的前列腺癌检出率显著高于低硬度组，试验证明利用弹性超声选取高硬度病灶进行靶向穿刺能明显提高穿刺阳性率。

5 三维超声

经直肠三维超声(three-dimensional transrectal ultrasonography，3D-TRUS)显像是通过计算机相关软件重建前列腺二维图像的新技术，使重建的前列腺三维图像形象地呈现出来，可以从三维的角度对整个前列腺内部结构进行全方位立体、客观地观察，通过对前列腺的形态及回声变化的观察引导前列腺穿刺活检，这样可以引导穿刺活检针准确地到达可疑部位[20]。Cool等[21]的研究表明，实时三维超声引导下经直肠前列腺穿刺活检的准确性、检出率均优于二维超声。王引弟等[22]对65例血清前列腺PSA水平为4～20 μg/L的患者行超声检查后在3D-TRUS实时引导下行初次穿刺活检，结果得出3D-TRUS阳性组和阴性组患者的前列腺癌检出率分别为64.3%和18.9%，且对游离前列腺特异抗原百分比/前列腺特异抗原密度<0.8患者可疑病灶靶向穿刺检出率达到93.3%，避免了24例游离前列腺特异抗原百分比/前列腺特异抗原密度≥0.8患者(36.9%)穿刺活检。

6 超声图像与不同成像技术图像融合

任何影像技术都有其优势和劣势，多种图像技术融合互补不足，可以提高前列腺可疑病灶的诊断率，提高靶向穿刺引导穿刺阳性率。Ukimura等[23]通过前列腺穿刺术前先行磁共振与TRUS图像融合技术定位可疑前列腺癌病灶，在实时三维超声对可疑病灶行平均3针的靶向穿刺，可疑病灶内注入钆粉和蓝色墨水的混合体，术后通过核磁扫描确认穿刺位置与图像定位位置的符合率，通过此项技术发现病灶定位误差<3 mm，结果证明穿刺术前行磁共振与TRUS图像融合引导实时三维超声靶向穿刺前列腺癌病灶能显著提高靶向穿刺的准确性，从而能提高前列腺穿阳性率。Hadaschik等[24]对106例可疑前列腺癌病员术前行3-T磁共振成像(3 Tesla magnetic resonance imaging，3T-MRI)，可疑数据被记录并被传送到图像融合系统中，穿刺采用具有双面超声波探头的穿刺装置，记录实时数据传送在系统中与3T-MRI图像融合，进行靶向穿刺，结果得出穿刺阳线率为59.4%，证明通过3T-MRI与超声图像融合实时地进行前列腺穿刺具有很好的可行性、可操作性。Akbari等[25]利用微波转换技术建立自动超声图像分割系统，包含一个三维机械定位系统和专门的处理软件，利用这个软件将超声与正电子发射计算机断层显像/CT图像进行融合，这项技术在10例患者中测试展示92.4%的图像重叠率，且在虚拟前列腺图像上进行靶向穿刺，针对患者的穿刺仍处于研究中，相信不久的将来会用于3D-TRUS靶向引导穿刺中。

7 小 结

超声成像新技术的出现使临床医师定位前列腺可疑病灶有更多的选择性，每个成像技术都具有其优点及缺陷，怎样通过特定的临床资料选择不同成像技术仍缺乏定性标准。目前国内外缺乏对不同成像新技术之间的回顾性分析，一些图像融合也仍处于研究阶段或未进入临床，如超声与正电子发射计算机断层显像/CT图像、3T-MRI与3D-TRUS、超声造影与弹性超声等，基于此的临床研究在以后的工作中有必要实施。

[1] Jemal A,Siegel R,Ward E,etal.Cancer statistics[J].CA Cancer J Clin,2008,59(4):225-249.

[2] Keetch DW,Catalona WJ,Smith DS,etal.Serial prostatic biopsies in men with persistently elevated serum prostate specifi c antigen values[J].J Urol,1994,151(6):1571-1574.

[3] Roehl KA,Antenor JA,Catalona WJ,etal.Serial biopsy results in prostate cancer screening study[J].J Urol,2002,167(6):2435-2439.

[4] Hodge KK,McNeal JE,Terris MK,etal.Random systematic versus directed ultrasound guided transrectal core biopsies of the prostate[J].J Urol，1989,142(1):71-75.

[5] Levine MA,Ittman M,Melamed J，etal.Two consecutive sets of transrectal ultra sound guided sextant biopsies of the prostate for the detection of prostate cancer[J].J Urol,1998，159(2)：471-476.

[6] Jones JS,Patel A,Schoenfield L,etal.Saturation technique does not improve cancer detection as an initial prostate biopsy strategy[J].TheJournal of Urology，2006,175(2):485-488.

[7] Pepe P,Aragona F.Saturation prostate needle biopsy and prostate cancer detection at initia and repeat evaluation[J].Urology，2007，68(7):1131-1135.

[8] Boccon-Gibod LM，Dumonceau O，Toublanc M，etal.Microfocal prostate cancer：A comparison of biopsy and radical prosta-tectomy specimen features[J].Eur Urol，2005，48(6)：895-899.

[9] 傅晓红，沈燕，刘淼，等.经直肠二维、彩色及能量多普勒超声诊断前列腺癌及其与微血管密度对照研究[J].中国临床医学影像杂志,2010,21(7):487-489.

[10] 易发现,李永忠,李响,等.经直肠彩色多普勒超声对前列腺癌的诊断价值[J].临床超声医学杂志,2012,14(3):190-191.

[11] Del Rosso A,Di Pierro ED,Maciovecchio S,etal.Does transrectal color doppler ultrasound improvethe diagnosis of prostate cancer?[J].ArchItal Urol Androl，2012,84(1):22-27.

[12] 俞倩，王燕，杜广,等.经直肠彩色超声对前列腺癌诊断分析[J].临床泌尿外科杂志,2011,26(4):292-295.

[13] 费翔，唐杰，李岩密,等.不同Gleason评分前列腺癌超声造影表现[J].中华医学超声杂志，2011,8(3)：517-524.

[14] 谢少伟，李凤华，李红丽,等.超声造影导向活检在常规超声检查阴性前列腺癌的应用价值[J].中国医学影像技术，2011,27(11):2299-2302.

[15] 邵剑锋，徐卓群，胡强,等，超声造影检查在经会阴前列腺穿刺活检中的应用价值[J].中华泌尿外科杂志,2010,31(6)：399-401.

[16] Garra BS.Imaging and estimation of tissue elasticity by ultrasound[J].Ultrasound Q，2007,23(4):255-268.

[17] 张旭,黄品同,刘春媚,等.经直肠超声弹性成像在前列腺癌诊断中的应用[J].中华超声影像学杂志,2011,20(9):775-778.

[18] Pallwein L，Mitterberger M，Struve P，etal.Comparison of sonoelastography guided biopsy with systematic biopsy：impacton prostate cancer detection[J/CD].Eur Radiol，2007，17(9)：2278-2285.

[19] 陈湘,曾福强,孙健,等.经直肠弹性成像在协助前列腺癌穿刺活检中的价值[J/CD].中华腔镜泌尿外科杂志：电子版,2013,7(3):14-16.

[20] Chen VH,Mouraviev V,Mayes JM,etal.Utility of a 3-dimensional transrectal ultrasound-guided prostate biopsy system for prostate cancer detection[J].Technol Cancer Res Treat，2009,8(2):99-104.

[21] Cool D，Downey D，Izawa J，etal.3D prostate model formationfrom non-parallel 2D ultrasound biopsy images[J].Med Image Anal，2006，10(6):875-887.

[22] 王引弟,童明辉,鲁虹霞，等.经直肠三维超声联合(F/T)/PSAD在前列腺癌穿刺活检中的作用[J].中华超声影像学杂志,2012,21(9):826-827.

[23] Ukimura O,Desai MM,Palmer S,etal.3-DImensional elastic registration system of prostate biopsy location by real-time 3-DImensional transrectal ultrasound guidance with magnetic resonance/transcectal ultrasound image fusion[J].J Urol,2012,187(3):1080-1086.

[24] Hadaschik BA,Kuru TH,Tulea C，etal.A novel stereotactic prostate biopsy biopsy system integrating pre-interventional magnetic resonance imaging and live ultrasound fusion[J].J Urol，2011，186(6):2214-2220.

[25] Akbari H,Fei B.3D ultrasound image segmentation using wavelet support vector machines[J].Med Phys,2012,39(6):2972-2984.