VI-RADS 評分和ADC 值直方圖在膀胱癌肌層浸潤中的診斷價值及其相關性

尹宏宇，張繼，宋青澤

1.大連醫(yī)科大學研究生院，遼寧 大連 116023；2.泰州市人民醫(yī)院醫(yī)學影像科，江蘇 泰州 225300；*通信作者 張繼 zj00151@126.com

膀胱癌是全球常見的惡性腫瘤，每年約新增55萬例，已成為威脅人們生命健康的主要惡性腫瘤之一[1]。膀胱癌根據(jù)肌層浸潤程度分為肌層浸潤性膀胱癌（muscle-invasive bladder cancer，MIBC）和非肌層浸潤性膀胱癌（nonmuscle-invasive bladder cancer，NMIBC），兩者的治療方式和預后差異較大。多參數(shù)磁共振成像（multiparametric magnetic resonance imaging，mp-MRI）是一種無創(chuàng)影像檢查，在腫瘤診斷和鑒別方面發(fā)揮重要作用[2]?；趍p-MRI提出的膀胱影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)（vesical imaging reporting and data system，VI-RADS）用于標準化肌層浸潤評估[3-4]。目前研究已證實VI-RADS的診斷準確性和可重復性，但VI-RADS中采用的量化參數(shù)較少，結(jié)果易受閱片者主觀影響。有學者探究定量參數(shù)鑒別MIBC的準確性，希望用作VI-RADS的客觀補充[5-6]。擴散加權成像（DWI）是基于水分子布朗運動的功能MRI技術，反映細胞結(jié)構和細胞膜的完整性。表觀擴散系數(shù)（ADC）量化反映組織水分子擴散信息，是潛在的影像學生物標志物[7]。與單一ADC值比較，ADC值直方圖能更好地反映病灶異質(zhì)性，提供更多有效信息[8]。目前，DWI和ADC值直方圖已應用于多種腫瘤[9-11]，但在評估膀胱癌肌層浸潤方面應用較少。本研究擬分析膀胱癌的mp-MRI圖像，探討VI-RADS、ADC值直方圖量化參數(shù)以及聯(lián)合診斷評估MIBC的準確性，并探究兩者的相關性，為精準評估膀胱癌肌層浸潤提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性收集2015年5月—2022年1月泰州市人民醫(yī)院收治的膀胱癌。納入標準：①病理證實為膀胱癌且明確是否存在肌層浸潤；②MRI檢查前未行其他治療；③圖像清晰，能完整勾畫ROI。排除標準：①圖像質(zhì)量差；②病灶太小無法勾畫ROI；③合并其他腫瘤。最終納入73例患者，其中男61例，女12例，年齡43～89歲，平均（70.3±10.5）歲。37例為單發(fā)，36例為多發(fā)。7例行根治性膀胱切除術，4例行部分膀胱切除術，62例行經(jīng)尿道膀胱腫瘤切除術。根據(jù)病理結(jié)果進行分組，存在肌層浸潤為MIBC組（17例），不存在肌層浸潤為NMIBC組（56例）。本研究經(jīng)泰州市人民醫(yī)院倫理委員會批準（KY-2021-075-01）。

1.2 MRI檢查 采用西門子3.0T Skyra MR掃描儀?；颊邫z查前6 h禁食減少腸道蠕動的影響，檢查前1～2 h排空膀胱，或在檢查前30 min飲水500～1 000 ml使膀胱適度充盈?；颊呷⊙雠P位，男性患者掃描范圍包括膀胱、近端尿道、盆腔淋巴結(jié)和前列腺；女性患者掃描范圍包括膀胱、子宮、卵巢、輸卵管和陰道。掃描序列及參數(shù)為，①軸位T1WI序列：TR 526 ms，TE 10 ms，矩陣256×320，視野（FOV）350 mm×350 mm，層厚5 mm，層間距1.0 mm；②軸位FS-T2WI序列：TR 4 000 ms，TE 76 ms，矩陣326×384，F(xiàn)OV 350 mm×350 mm，層厚5 mm，層間距1.0 mm；③矢狀位FS-T2WI序列：TR 3 300 ms，TE 86 ms，矩陣205×256，F(xiàn)OV 230 mm×230 mm，層厚3.5 mm，層間距0.7 mm；④軸位DWI序列：TR 5 100 ms，TE 64 ms，b值分別為0、800 s/mm2，矩陣104×128，F(xiàn)OV 380 mm×380mm，層厚5 mm，層間距1.0 mm；⑤軸位DCE序列：TR 4 ms，TE 1.37 ms，矩陣182×320，F(xiàn)OV 380 mm×380 mm，層厚3.3 mm，層間距1.0 mm。對比劑使用釓雙胺，劑量0.1 mmol/kg，流速2.0 ml/s。注射對比劑后，連續(xù)采集3組軸位圖像，然后行矢狀面、冠狀面、軸位延遲掃描。

1.3 圖像分析

1.3.1 VI-RADS評分 根據(jù)VI-RADS評分標準[4]，2名影像診斷醫(yī)師（A、B：分別從事泌尿生殖系統(tǒng)MRI研究2年、15年）對MRI圖像進行雙盲評分。VI-RADS 1～5分分別代表可能性非常小、不太可能、不明確、可能、非?？赡艿募忧址浮Ｈ鐚Y(jié)果有分歧，經(jīng)討論達成一致意見。

1.3.2 ADC 值測量與分析 將MRI 圖像導入Firevoxel軟件，由醫(yī)師A根據(jù)T2WI圖像選取病灶最大層面，在高b值DWI圖像上避開出血、壞死及囊變區(qū)繪制感興趣區(qū)（ROI），由醫(yī)師B確認（圖1、2）。使用Firevoxel軟件重建ADC值直方圖，獲取ADC平均值（ADCmean）、ADC最小值（ADCmin）、ADC最大值（ADCmax）、第10、25、50、75、90百分位數(shù)ADC值（分別記為10% ADC、25% ADC、50% ADC、75% ADC、90% ADC）、異質(zhì)性、偏度、峰度、熵。勾畫3次，取平均值為最終結(jié)果。

圖1 T1期膀胱癌腫瘤病灶（VI-RADS評分2分）。A：T2WI軸位圖像；B：DWI軸位圖像ROI勾畫；C：NMIBC病理圖片提示肌層未見腫瘤細胞浸潤（HE，×100）

圖2 T2期膀胱癌腫瘤病灶（VI-RADS評分5分）。A：T2WI軸位圖像；B：DWI軸位圖像ROI勾畫；C：MIBC病理圖片提示肌層腫瘤細胞浸潤（HE，×100）

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 26.0軟件及Medcalc軟件。計數(shù)資料以百分比表示，組間比較采用χ2檢驗；正態(tài)分布的計量資料以±s表示，兩組比較采用獨立樣本t檢驗；偏態(tài)分布的計量資料以M（Q1，Q3）表示，兩組比較采用Mann-WhitneyU檢驗。提取差異有統(tǒng)計學意義的ADC值直方圖量化參數(shù)，繪制受試者工作特征（ROC）曲線評價VI-RADS、量化參數(shù)及聯(lián)合診斷鑒別MIBC的效能。使用Spearman相關分析兩者的相關性。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 ADC 值直方圖量化參數(shù)差異 MIBC 組及NMIBC組量化參數(shù)結(jié)果見表1，MIBC組ADCmean、ADCmin、ADCmax、10% ADC、25% ADC、50% ADC、75% ADC、90% ADC低于NMIBC組，異質(zhì)性、偏度、峰度高于NMIBC組，但兩組ADCmax、偏度、熵比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

表1 MIBC組及NMIBC組ADC值直方圖量化參數(shù)

2.2 VI-RADS評分、量化參數(shù)及聯(lián)合診斷鑒別MIBC的效能 將差異有統(tǒng)計學意義的量化參數(shù)聯(lián)合VIRADS評分繪制ROC曲線分析VI-RADS評分、量化參數(shù)及聯(lián)合診斷鑒別MIBC的效能（表2、圖3及表3），結(jié)果顯示VI-RADS預測MIBC的AUC為0.929，以VIRADS≥3分為閾值，敏感度、特異度分別為94.12%、78.57%。在量化參數(shù)中，75% ADC的AUC最大（0.828），以1.020×10-3mm2/s為閾值，敏感度和特異度分別為64.71%和92.86%。各量化參數(shù)聯(lián)合VI-RADS預測MIBC的診斷效能明顯提高（ADCmean+VI-RADS比ADCmean：Z=2.797，P=0.005；ADCmin+VI-RADS比ADCmin：Z=3.137，P=0.002；10% ADC+VI-RADS比10% ADC：Z=3.410，P=0.001；25% ADC+VI-RADS比25% ADC：Z=3.243，P=0.001；50% ADC+VI-RADS比50% ADC：Z=2.889，P=0.004；75% ADC+VI-RADS比75% ADC：Z=2.462，P=0.014；90% ADC+VI-RADS比90% ADC：Z=2.481，P=0.013；異質(zhì)性+VI-RADS比異質(zhì)性：Z=2.905，P=0.004；峰度+VI-RADS比峰度：Z=3.059，P=0.002）。

表2 VI-RADS及ADC值直方圖參數(shù)鑒別診斷MIBC的效能

表3 VI-RADS聯(lián)合ADC值直方圖參數(shù)鑒別診斷MIBC的效能

圖3 VI-RADS評分、ADC值直方圖量化參數(shù)及聯(lián)合診斷預測MIBC的ROC曲線

2.3 相關性分析 Spearman 相關分析顯示，ADCmean、ADCmin、10% ADC、25% ADC、50% ADC、75% ADC、90% ADC 與VI-RADS 評分呈負相關（r=-0.587、-0.478、-0.465、-0.485、-0.583、-0.556、-0.450，P均＜0.05），異質(zhì)性、峰度與VI-RADS評分呈正相關（r=0.355、0.493，P均＜0.05）。

3 討論

膀胱癌是泌尿系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，其5年生存率約為60%～80%，因此大部分患者要接受多次治療并進行長期隨訪，這會產(chǎn)生巨大的醫(yī)療花費，并影響患者身心健康[12-13]。經(jīng)尿道膀胱腫瘤切除術是診斷膀胱癌和評估分期的主要方法，但其并不能完全反映真實分期，甚至可能會增加復發(fā)的風險[14-15]。研究表明，mp-MRI可以提高評估膀胱癌分期的準確性[16-17]。

3.1 ADC值直方圖量化參數(shù)的差異 ADC值有助于區(qū)分良惡性腫瘤、評估分期分級、預測腫瘤復發(fā)及預后[18-19]。研究表明膀胱惡性腫瘤的ADC值低于良性腫瘤，閾值為＜1×10-3mm2/s，敏感度為94.5%，特異度為87.5%；MIBC組的ADC值低于NMIBC組，閾值為0.80×10-3mm2/s[20]。但大部分研究中僅使用ADCmean，這可能會低估腫瘤的不均質(zhì)性。本研究在腫瘤最大層面勾畫ROI，生成ADC值直方圖，結(jié)果顯示MIBC組的ADCmean、ADCmin、ADCmax、10% ADC、25% ADC、50% ADC、75% ADC、90% ADC較NMIBC組低，異質(zhì)性、偏度、峰度較NMIBC組高，推測原因為MIBC較NMIBC內(nèi)部細胞含量更高、組織結(jié)構更加紊亂、細胞外結(jié)構更加扭曲，水分子運動受限更加明顯。Li等[21]發(fā)現(xiàn)MIBC的偏度和峰度高于NMIBC。Suo等[22]研究發(fā)現(xiàn)，不同T分期的膀胱癌ADCmean及峰度存在顯著差異。Rosenkrantz等[23]研究表明ADCmean與腫瘤分期相關，但偏度和峰度無顯著差異。本研究中，MIBC組與NMIBC組的ADCmean、異質(zhì)性及峰度有顯著差異，偏度無顯著差異，較既往研究存在一定差異，原因可能是樣本量的差異所致，同時納入腫瘤的組織學分級及b值的選擇不同可能也存在一定影響。

3.2 VI-RADS評分、ADC值直方圖量化參數(shù)及聯(lián)合診斷對MIBC的診斷價值 VI-RADS區(qū)分NMIBC和MIBC具有良好的前景。Wang等[24]研究發(fā)現(xiàn)VI-RADS評分與膀胱癌肌層浸潤相關，以3分為閾值時，預測肌層侵犯的AUC為0.94。Metwally等[25]的前瞻性多中心研究顯示VI-RADS對MIBC的診斷效能較高，敏感度和特異度分別為89.9%和90.1%。本研究結(jié)果顯示VIRADS評分、ADCmean、ADCmin、10% ADC、25% ADC、50% ADC、75% ADC、90% ADC、異質(zhì)性及峰度對MIBC具有較高的診斷效能，75% ADC的AUC最大。聯(lián)合量化參數(shù)和VI-RADS評分評估MIBC時，診斷效能明顯提高。Li等[21]研究顯示，聯(lián)合基于DWI圖像獲得的VI-RADS評分與峰度時診斷效能提高。但本研究中聯(lián)合診斷較單獨使用ADC值直方圖量化參數(shù)診斷效能明顯提高，而較單獨使用VI-RADS的診斷效能無顯著差異，推測原因可能為上述研究中僅使用DWI圖像進行評分。

3.3 VI-RADS與ADC值直方圖量化參數(shù)的相關性VI-RADS在膀胱癌檢測和分期方面具有重要作用，T分期不同，腫瘤ADC值直方圖量化參數(shù)也有所差異，但兩者是否存在相關性尚無研究證實。本研究結(jié)果表明，ADCmean、ADCmin、10% ADC、25% ADC、50% ADC、75% ADC、90% ADC與VI-RADS評分呈負相關，異質(zhì)性、峰度與VI-RADS評分呈正相關。

3.4 本研究的局限性 ①納入病例數(shù)較少，NMIBC數(shù)量多于MIBC；②僅在腫瘤最大層面勾畫ROI，全容積ADC值研究需要進一步完善；③排除了無法準確測量ADC值的病灶，可能存在數(shù)據(jù)偏移。

總之，VI-RADS與ADC值直方圖對鑒別膀胱癌肌層浸潤具有較高的診斷效能，并且兩者存在一定的相關性，使用兩者聯(lián)合診斷MIBC效能有所提高。