前列腺 3D 经直肠超声与根治性前列腺切除术病理配准框架的开发与验证：为精准诊断助力

《BMC Urology》：Development and validation of a framework for registration of whole-mount radical prostatectomy histopathology with three-dimensional transrectal ultrasound

当前前列腺癌（PCa）诊断中 MRI 存在局限性，研究人员开展 3D 经直肠超声（TRUS）与根治性前列腺切除术标本（RPS）病理配准框架的研究。结果显示平均目标配准误差（TRE）为 3.5mm ，该研究为开发 AI 辅助诊断工具奠定基础。

　　在前列腺癌的诊断领域，影像学检查的重要性日益凸显。其中，前列腺磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）在前列腺活检前的检查中，已成为临床怀疑前列腺癌患者的标准诊疗手段。然而，MRI 并非完美无缺。其在诊断准确性方面存在波动，不同观察者之间的判断差异较大，而且检查成本高昂，在一些地区的可及性也受到限制。这些问题给前列腺癌的精准诊断带来了挑战，尤其是在前列腺癌筛查逐渐普及的背景下，寻找更有效的诊断方法迫在眉睫。

为了解决这些问题，来自荷兰多家机构（阿姆斯特丹大学医学中心、埃因霍温理工大学、莱顿大学医学中心等）的研究人员开展了一项关于 3D 经直肠超声（Transrectal Ultrasound，TRUS）与根治性前列腺切除术标本（Radical Prostatectomy Specimen，RPS）病理配准框架的研究。该研究成果发表在《BMC Urology》杂志上，为前列腺癌的诊断开辟了新的方向。

研究人员采用了一系列关键技术方法。首先，对患者进行 3D TRUS 检查并进行图像分割，分割内容包括前列腺边界、外周区（Peripheral Zone，PZ）与移行区（Transitional Zone，TZ）的边界以及尿道等解剖结构。其次，对 RPS 进行处理和 3D 重建，在固定前插入静脉插管，固定后切成薄片制作病理切片并标注。然后，通过刚性和非刚性变换将病理切片与 TRUS 图像进行配准，并补偿探头导致的前列腺变形。最后，计算配准的准确性，即目标配准误差（Target Registration Error，TRE）。

研究结果如下：

1. 患者样本：在 126 名符合条件的患者中，20 名患者具有明显可辨别的地标，被纳入配准准确性分析。这些地标主要是囊肿和钙化，还有部分良性前列腺增生（Benign Prostate Hyperplasia，BPH）结节。
2. 配准准确性：整体配准准确性以平均 TRE 衡量，为 3.5mm，在顶点 - 基底方向为 2.5mm，左右方向为 1.1mm，前后方向为 1.4mm。多元回归分析显示，前列腺体积与 TRE 呈轻微正相关，但无统计学意义，钙化作为地标对 TRE 的影响也不显著。

研究结论和讨论部分指出，该研究提出的框架实现了前列腺病理与成像的精确配准。这对于生成可靠的数据集至关重要，而可靠的数据集是开发和验证新的诊断工具、训练 AI 辅助成像模式的基础。与以往研究相比，该研究使用更大的数据集和更全面的方法，首次使用 3D 采集的 TRUS 成像，并采取多种措施优化配准准确性，如补偿探头变形、纳入更多解剖结构等。

然而，研究也存在一些局限性。样本量较小，限制了研究结果的普遍性；手动分割、标注和配准耗时且可能存在观察者间差异；重建过程中对不完整病理切片的处理可能引入误差；配准方法需要定制软件，推广存在一定困难。尽管如此，该研究依然为前列腺癌的诊断研究提供了重要的参考，为后续研究指明了方向，有望推动前列腺癌诊断技术的进一步发展。