能譜CT參數在膀胱尿路上皮癌術前病理分級預測中的價值

韓引萍，薛彩強，劉顯旺，楊海婷，魏晉艷，周俊林

膀胱癌居我國泌尿系統惡性腫瘤發病率的首位，病理類型以尿路上皮癌最為多見[1]，根據細胞形態特點及組織結構可將其分為高級別尿路上皮癌(high-grade urothelial carcinoma，HGUC)與低級別尿路上皮癌(low-grade urothelial carcinoma，LGUC)[2]，不同病理分級膀胱尿路上皮癌患者預后不同，復發和進展的風險與其病理分級密切相關，且治療方式也存在較大差異，HGUC多采用聯合化療的根治性膀胱切除術，而LGUC最主要的治療方式是預防性經尿道電切術加化療滴注[3-4]。因此術前明確膀胱尿路上皮癌患者病理分級對于患者治療方式的選擇具有重要意義。能譜CT目前已廣泛應用于泌尿系統疾病的診斷和評估之中[5-6]，本研究旨在探討能譜CT參數在膀胱尿路上皮癌術前病理分級預測中的價值。

材料與方法

1.病例資料

回顧性搜集2014年1月-2021年1月蘭州大學第二醫院經部分或全膀胱切除后病理證實并行病理分級的膀胱尿路上皮癌患者。病例納入標準：①經手術病理證實為膀胱癌，臨床及病理資料完整；②術前2周接受平掃、動脈期和靜脈期增強能譜CT掃描。病例排除標準：①能譜CT檢查前接受過任何相關治療；②CT圖像質量差，影響能譜CT定量參數測量；③膀胱部分或根治切除術后病理為HGUC和LGUC混合的病例。最終本研究共納入60例膀胱尿路上皮癌患者，其中LGUC 32例，HGUC 28例。LGUC組中男28例，女4例，年齡24～68歲，平均(54.00±9.17)歲，10例為常規體檢發現，22例因肉眼血尿就診；HGUC組中男24例，女4例，年齡51～83歲，平均(66.00±9.44)歲，20例因肉眼血尿就診，8例為常規體檢發現。

2.檢查方法

CT檢查采用GE Discovery 750HD CT掃描儀，囑患者取仰臥位，掃描范圍自肝臟上緣至恥骨聯合水平，平掃管電壓120 kV，管電流為自動毫安秒。能譜CT掃描采用管電壓80/140 kvp快速切換，管電流600 mA，螺距0.983，轉速0.6 s/r，準直器寬度0.625 mm，重建層厚1.25 mm。增強掃描對比劑采用碘海醇(300 mg I/mL)，流率3.5～4.0 mL/s，劑量1 mL/kg體重，經肘前靜脈高壓團注，腹主動脈監測觸發閾值為100 HU，動脈期及靜脈期分別于觸發后20 s及60 s掃描。

3.圖像分析

所有圖像均由2位具有10年以上泌尿生殖系統CT診斷經驗的副主任醫師采用雙盲法進行分析，意見不一致時通過協商達成一致，分別記錄腫瘤有無壞死囊變及鈣化、邊界是否清晰、有無壁外浸潤及是否存在區域淋巴結腫大。采用ADW 4.7工作站GSIviewer軟件在動脈期/靜脈期于病灶同一層面較均勻的實質區域勾畫類圓形感興趣區(region of interest,ROI)，每個ROI每次勾畫大小為選擇病變的最大層面，盡可能勾畫病變最大實質部分，盡量避開壞死囊變、鈣化和較大血管，測量參數包括70 keV單能量CT值、碘濃度(iodine concentration，IC)、水濃度(water concentration，WC)及有效原子序數，測量3次取平均值，并計算能譜曲線斜率(λ)，計算公式為λ=|CT(40keV)-CT(70keV)/70-40|。

4.統計學分析

結 果

1.基本臨床指標

HGUC組與LGUC組患者的性別差異無統計學意義(χ2=0.041，P=0.839)，HGUC組患者的平均年齡大于LGUC組，兩組間差異有統計學意義(t=5.020，P=0.000)。

圖1 膀胱高級別尿路上皮癌患者，男，66 歲。a) 膀胱右側壁可見一菜花樣腫物，邊緣呈分葉狀，內部可見壞死區，并見多發點狀鈣化灶(箭)；b) 動脈期示病灶明顯強化; c) 靜脈期對比劑輕度退出; d) 鏡下示腫瘤細胞排列成復雜乳頭狀，細胞層次明顯增多，極向紊亂，細胞異型，核分裂象可見，間質內見浸潤性生長的異型細胞巢團(×100，HE)。

2.CT定性指標

32例LGUC和28例HGUC病灶均為單發，HGUC組患者在腫瘤鈣化、囊變壞死及壁外浸潤等方面與LGUC組比較，差異均有統計學意義(P值均<0.05)；兩組腫瘤在病變邊界及區域淋巴結腫大方面差異均無統計學意義(P值均>0.05，圖1、2，表1)。

表1 LGUC組與HGUC組患者的CT定性特征比較 (例)

3.能譜CT定量指標

HGUC組的動脈期70 keV單能量CT值、IC、有效原子序數、λ值均高于LGUC組，差異均有統計學意義(P值均<0.05)，而兩組間WC值差異無統計學意義(P>0.05)。靜脈期70 keV單能量CT值、IC、有效原子序數、λ值、WC在兩組間差異均無統計學意義(P值均>0.05，表2)。

表2 LGUC組與HGUC組能譜CT定量指標比較

4.ROC曲線分析

ROC曲線分析結果顯示，動脈期曲線斜率鑒別診斷HGUC與LGUC的AUC值最高(0.974)，以動脈期λ值3.5為閾值時，其診斷敏感度和特異度分別為92.90%和93.75%(表3、圖3)。

圖3 動脈期λ值鑒別LGUC與HGUC的ROC曲線。

表3 能譜CT定量參數鑒別LGUC與HGUC的ROC曲線分析結果

討 論

膀胱尿路上皮癌病理分級是影響患者預后最重要的因素之一[1,7]，HGUC侵襲性強，復發率高，且容易浸潤肌層[8-9]，臨床多采用聯合化療的根治性膀胱切除術，而LGUC最主要的治療方式是預防性經尿道電切術加化療滴注[3-4]。目前，臨床上膀胱尿路上皮癌的病理分級主要依靠膀胱鏡活檢，但膀胱鏡活檢只能采集部分病變，并不一定十分準確，因此無創性的影像學檢查術前評估病理分級有一定臨床意義，術前準確分級能夠為患者臨床治療方案的制定提供重要參考依據。與傳統CT檢查相比，能譜CT在降低輻射劑量、優化圖像質量的同時，還能提供多種參數對病變進行量化評估[10-11]，目前已廣泛應用于泌尿系統疾病的診斷和評估之中，但其在膀胱尿路上皮癌術前病理分級預測中的研究報道較少。本研究結果表明能譜CT參數可有效提高對不同病理分級膀胱尿路上皮癌的術前診斷符合率。

圖2 膀胱低級別尿路上皮癌患者，男，58 歲。a) 膀胱后壁見菜花樣腫物，邊緣呈分葉狀(箭)，密度較均勻；b) 動脈期示病灶呈明顯均勻強化； c) 靜脈期對比劑輕度退出，分葉狀邊緣顯示更清晰(箭); d) 鏡下示瘤細胞增生呈復雜乳頭狀，上皮細胞極向存在，核輕度異型，核分裂象可見，局部出現間質浸潤(×100，HE)。

既往研究表明，膀胱尿路上皮癌好發于中老年男性，臨床表現以無痛性肉眼血尿最為多見。許春苗等[12]回顧性收集了70例于河南省腫瘤醫院經病理確診的膀胱癌患者，其中男50例，女20例，年齡39～84歲，中位年齡54 歲。本研究60例患者中，平均年齡約58歲，女性患者僅8例，42例因肉眼血尿就診，與文獻報道基本相符。本研究發現LGUC組與HGUC組患者的性別及年齡差異無統計學意義。

CT定性征象中，本研究結果顯示HGUC組與LGUC組的囊變壞死及鈣化發生率都偏高，可能因為膀胱尿路上皮癌腫瘤細胞異型性明顯，生長速度快，容易造成缺血性囊變壞死，HGUC組腫瘤細胞異型性更明顯，生長速度更快，較LGUC組出現囊變壞死及壁外浸潤的概率更高。膀胱尿路上皮癌鈣化發生率高的原因可能為腫瘤好發于膀胱三角區，容易造成輸尿管梗阻，造成病灶表面伴發感染，尿鈣在堿性尿液的作用下沉積于腫瘤，HGUC組更容易堵塞輸尿管造成梗阻、感染，所以出現鈣化的概率也會高于LGUC組。這可能是因為HGUC腫瘤細胞異型性更明顯，生長速度更快，更容易造成缺血性囊變壞死，且侵襲性更強，故更容易出現壁外浸潤。膀胱尿路上皮癌出現鈣化的原因可能為病灶表面伴發感染時，尿鈣在堿性尿液的作用下沉積于腫瘤，至于為何HGUC鈣化發生率高于LGUC，此征象還無法解釋，也可能與本研究樣本量較少造成誤差有關。HGUC組與LGUC組之間邊界及區域淋巴結的差異均無統計學意義，可能與兩組病例中大部分患者尚處于早期膀胱癌，還未發生淋巴結轉移有關，且邊界是否清晰有診斷醫師判斷的主觀性。

70 keV 單能量較接近40～140 keV單能量的平均值，為中間能量，有較好的代表性，信噪比較高[13]。本研究發現動脈期HGUC組70 keV單能量CT值高于LGUC組，且差異有統計學意義；原因可能為膀胱癌的形成和發展具有血管依賴性，HGUC惡性程度更高，腫瘤內新生血管要高于LGUC組，而動脈期強化程度主要取決于微血管密度(即血管化程度)[14]，所以動脈期HGUC組的70 keV單能量CT值要高于LGUC組。這與相關研究報道膀胱癌增強三期中動脈期是腫瘤檢出率最高的期相結果相仿[15]。而微血管缺乏正常的血管壁結構，致碘對比劑不易快速廓清[5]，可能導致靜脈期兩組之間的70 keV CT值差異不明顯。IC及有效原子序數是病灶碘含量即血供情況的間接反映，本研究HGUC組的IC高于LGUC組，差異有統計學意義。

在較低能量水平時，物質組織可出現較明顯的衰減效應，40～70 keV單能量CT值變化幅度最大，可以最大化地反映病變變化趨勢，容易發現差別，故選取低能量40～70 keV計算各組的λ值；結果顯示HGUC組的λ值明顯高于LGUC組，HGUC組動脈期血碘濃聚快于LGUC組，40～70 keV單能量CT值變化趨勢亦較大，本研究結果顯示動脈期λ值鑒別HGUC與LGUC的敏感度及特異度均較高。楊偉萍等[6]的研究也證實了雙能CT動脈期碘(水)濃度值可鑒別不同病理級別膀胱尿路上皮癌。

本研究存在以下局限性：本研究為單中心回顧性研究，樣本量較少；碘濃度變化易受個體循環差異的影響。

綜上所述，能譜CT參數有助于術前預測膀胱尿路上皮癌病理分級，可為患者手術方式制定及治療方案選擇提供更多參考信息。