單源雙能CT碘定量分析技術鑒別不同病理級別膀胱尿路上皮癌的價值

楊偉萍， 田士峰， 汪禾青， 陳安良， 李劍穎， 劉愛連

膀胱癌是泌尿系統最為常見的惡性腫瘤，其發病率呈逐年上升趨勢，其中，90%以上病理類型為膀胱尿路上皮癌(urothelial carcinoma of the bladder，UCB)，根據組織成分和分化程度不同又可分為高級別(high-grade,HG)-UCB和低級別尿路上皮癌(low-grade,LG)-UCB[1-3]。腫瘤病理分級是為膀胱癌患者制訂個體化治療方案時主要考慮的因素之一[4]。常規CT結合多種后處理技術已廣泛應用于膀胱癌的檢出[5-6]，但在術前評估UCB的病理分級方面的價值卻鮮有文獻報道[7]。單源雙能CT能譜成像能提供多個定量參數，本文旨在探討單源雙能CT能譜成像碘含量測量在鑒別不同病理級別UCB中的價值。

材料與方法

1.一般資料

回顧性分析2011年7月-2018年1月于我院經手術病理證實的703例膀胱癌患者的臨床資料。其中269例患者在術前采用盆腔單源雙能CT能譜成像技術行動態增強掃描。納入標準：①經手術病理證實的原發性UCB，臨床和病理資料詳實；②單發結節狀病灶，直徑1.0～4.0 cm。排除標準：①UCB伴鱗癌、腺癌或其它病理類型分化；②病灶多發或術后復發；③腫瘤合并出血；④圖像偽影明顯，影響數據測量；⑤膀胱充盈不良，病灶顯示不清。最終共41例患者納入本研究，以術后病理診斷結果為依據，將患者分為兩組：高級別UCB組25例，男23例，女2例，年齡33～86歲，中位年齡64歲；低級別UCB組16例，其中男13例，女3例，年齡38～90歲，中位年齡68歲。

2.CT檢查方法

使用GE Discovery CT750 HD單源雙能CT機，采用能譜成像(Gemstone spectral imaging，GSI)模式。掃描前2 h囑患者飲清水500～1000 mL以適度充盈膀胱。掃描過程中患者取仰臥位，獲取定位像后，先行盆腔CT平掃，然后行三期動態增強掃描，掃描參數：80/140 kVp(0.5 ms瞬時切換)，自動毫安調制技術，管球轉速0.8 s/r，螺距1.375 ，掃描范圍自雙側髂前上棘連線水平至恥骨聯合下緣。對比劑使用碘海醇(350 mg I/mL)，用量85 mL，使用雙筒高壓注射器經肘靜脈注射，注射流率4.0～4.5 mL/s，分別在注射對比劑后30、60和150 s行動脈期、靜脈期和延遲期三期增強掃描。所有圖像采用標準算法重建，重建層厚及層間距均為5 mm。

3.數據測量

由于延遲期時對比劑通過輸尿管排泄進入膀胱，導致膀胱內形成噴射狀高密度影像，使得部分病灶顯示不清，部分容積效應加大，故本研究未將平衡期納入。將動、靜脈期數據傳至GE ADW 4.6工作站，使用General軟件包生成兩期碘(水)濃度圖。由筆者(觀察者A)與一位具有9年盆腔影像診斷經驗的放射科醫師(觀察者B)，在不知病理結果的前提下，于動、靜脈期碘(水)濃度(iodine concentration，IC)圖上勾畫ROI。具體方法：選擇病灶最大層面，在病灶強化均勻的實性部分放置類圓形ROI，ROI大小盡量覆蓋病灶并避開壞死及鈣化區域(參考平掃圖像)，軟件即可計算出其IC值，記錄為ROIT；同時在髂總動脈放置類圓形ROI，獲得其IC值，記錄為ROIA；計算出標準化碘(水)濃度值(normalized iodine concentration，NIC；NIC=ROIT/ROIA)。在兩期圖像上選擇的層面、勾畫的ROI大小和位置盡量保持一致。

4.統計學分析

使用SPSS 23.0統計學軟件進行數據的分析。采用組內相關系數(interclass correlation coefficient，ICC)評價兩位觀察者測得數據的一致性(ICC≤0.4為一致性差，0.4

圖1 男，57歲，HGUCB患者，動脈期偽彩圖顯示腫塊位于膀胱左后壁，碘(水)濃度值為20.72μg/cm3，標準化碘(水)濃度值為0.12μg/cm3； 圖2 女，72歲，LGUCB患者，動脈期偽彩圖顯示腫塊位于膀胱左后壁，碘(水)濃度值為11.75μg/cm3，標準化碘(水)濃度值為0.17μg/cm3。 圖3 動脈期碘(水)濃度值與標準化碘(水)濃度值診斷HGUCB的ROC曲線圖，AUC值分別為0.692和0.778。

表1 兩位觀察者測量數據及一致性比較 (μg/cm3)

結 果

1.兩位觀察者測量數據的一致性檢驗

兩位觀察者在動、靜脈期圖像上測量的HGUCB、LGUCB和髂總動脈的碘(水)濃度值及一致性分析結果見表1。兩位觀察者測量的所有指標的一致性均好。

2.兩組各參數的比較

動脈期HGUCB 組病灶的IC和NIC均大于LGUCB(圖1、2)，差異具有統計學意義(P<0.05)；靜脈期兩組病灶的IC和NIC間的差異均無統計學意義(P>0.05)。具體結果見表2。

表2 動、靜脈期兩組間各參數比較 (μg/cm3)

3.診斷效能評估

動脈期IC鑒別不同病理級別UCB的AUC為0.692(圖3)，敏感度和特異度分別為88%和56.2%；動脈期NIC鑒別不同病理級別UCB的AUC為0.778(圖3)，敏感度和特異度分別為92.0%和62.5%。

討 論

UCB是膀胱癌最常見的病理類型，典型癥狀為無痛性肉眼血尿，UCB復發和進展的風險與其病理分級密切相關，HGUCB的復發率和分期進展率均高于LGUCB[3]。相關研究結果顯示，不同病理分級的UCB治療方案存在差異：同為局限于黏膜及黏膜下層(T1期)的UCB，LGUCB的首選治療方案是經尿道膀胱腫瘤切除術(transurethral resection of bladder cancer,TURBT)結合術后輔助化學治療，而HGUCB則首選根治性膀胱切除術；同為非浸潤乳頭狀癌(Ta期)，LGUCB只需積極監測腫瘤分期進展，暫時無需手術，HGUCB則建議行TURBT[8-10]?？梢娦g前明確UCB的病理分級，對指導治療及預后有重要臨床價值。

常規CT結合多種后處理技術已廣泛應用于膀胱癌的檢出[5,11-13]，CT平掃結合薄層動態增強掃描對膀胱癌術前分期的符合率達80%以上。但鮮有術前評估膀胱癌病理分級方面的報道。劉震昊等[14]學者報道了基于CT平掃圖像的紋理分析預測膀胱癌病理級別的準確性達83.02%。盡管影像組學在膀胱癌病理分級的初步研究結果令人鼓舞，但影像組學特征及篩選受機器平臺、掃描參數等諸多因素的影響，且自動分割算法的精確度難以保證，人工分割耗費時力，使其臨床應用受限[15]。目前，術前判斷膀胱癌病理分級的重要手段仍是膀胱鏡活檢，該方法易引起尿道損傷和尿路感染，且診斷結果受取材部位及取材深淺程度的影響，存在一定的誤判率[16]。常規CT評價物質組成只有一個密度參數，對于起源相同、生物學行為極為相似的同種疾病的不同病理級別之間較難鑒別。既往國內研究已經證實了單源雙能CT碘含量定量分析在鑒別不同病理類型肺癌及肺癌分期中的應用價值[17-18]，但目前尚無對尿路上皮來源腫瘤方面的探討。

碘(水)濃度值反映的是組織的碘攝取能力，不受噪聲的影響。故筆者嘗試分析碘定量對不同病理級別UCB的鑒別價值。本組研究結果顯示，動脈期HGUCB的碘(水)濃度值明顯高于LGUCB，說明HGUCB病灶在增強早期即有明顯的碘攝取，這是由于病理分級越高、分化越差的UCB內部的微血管數量越多，導致碘攝取能力越強[5,19]?？紤]到患者間可能存在循環周期等個體化差異，本研究進行了進一步研究，將同期相髂總動脈的碘(水)濃度值作為參考值，對UCB的碘定量參數進行標準化，獲得標準化碘(水)濃度值。結果顯示，動脈期HGUCB的標準化碘(水)濃度值仍顯著高于LGUCB，且診斷的敏感度和特異度均有所提高，提示標準化碘(水)濃度值對不同病理級別UCB的鑒別極具價值。

本研究中靜脈期兩組病灶的碘(水)濃度值和標準化碘(水)濃度值的差異均無統計學原因，初步分析原因，筆者認為可能是由于增強早期UCB的碘攝取量即達高峰，而后碘攝取量逐漸下降的過程中，因HGUCB的微血管數量較多，對比劑排出相對較快，而LGUCB微血管數量較少，對比劑排出相對較慢，使兩組病灶的碘攝取量在該期相達到動態平衡所致[19]。

本研究存在的不足之處：首先，樣本量相對較小，有待擴大樣本量進一步驗證結果；其次，ROI放置未與病理取材區完全對應。

總之，單源雙能CT能譜成像動脈期碘(水)濃度值與標準化碘(水)濃度值是鑒別不同病理級別的UCB的有效檢查方法，具有一定的臨床價值。