基于非增強(qiáng)與增強(qiáng)MRI VI-RADS評(píng)分對(duì)膀胱癌肌層浸潤(rùn)的診斷效能評(píng)估

戴媛媛, 任阿紅, 劉學(xué)靜, 何青, 楊正漢

膀胱影像報(bào)告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(Vesical imaging-reporting and data system,VI-RADS)是2018歐洲泌尿外科學(xué)會(huì)、歐洲泌尿影像學(xué)會(huì)、日本腹部放射學(xué)會(huì)聯(lián)合相關(guān)學(xué)者以共識(shí)形式發(fā)布的用于術(shù)前評(píng)判膀胱癌肌層浸潤(rùn)情況的影像評(píng)分系統(tǒng)[1]。多方研究表明多參數(shù)MRI基礎(chǔ)上的VI-RADS在評(píng)估膀胱癌肌層浸潤(rùn)中能獲得較高的敏感度和特異度[2,3],目前VI-RADS推薦的多參數(shù)磁共振序列包括T2WI、擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)及動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)(dynamic contrast enhanced,DCE)[4]。隨著對(duì)比劑腎病研究的進(jìn)展,無(wú)對(duì)比劑的影像學(xué)評(píng)估的需求隨著認(rèn)識(shí)的提高而增加。此前研究表明無(wú)DCE序列的VI-RADS評(píng)分在預(yù)測(cè)膀胱癌肌層浸潤(rùn)中的準(zhǔn)確率、敏感度和特異度均很高[5,6],而國(guó)內(nèi)相關(guān)報(bào)道較少。本研究旨在探討非增強(qiáng)MRI與增強(qiáng)MRI 的VI-RADS評(píng)分在判斷膀胱癌肌層浸潤(rùn)中的準(zhǔn)確性,從而為臨床工作提供指導(dǎo)依據(jù)。

材料與方法

1.病例資料

回顧性搜集2018年1月至2021年12月期間在我院經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的膀胱癌患者。病例納入標(biāo)準(zhǔn):術(shù)前2周接受盆腔多參數(shù)MRI(T2WI+DWI+DCE)檢查,手術(shù)病理為膀胱尿路上皮癌。病例排除標(biāo)準(zhǔn):MRI檢查前2周內(nèi)接受過(guò)經(jīng)尿道膀胱腫瘤切除術(shù)(transurethral resection of the bladder tumor,TURBT),病理標(biāo)本無(wú)法明確是否肌層浸潤(rùn)以及病理結(jié)果為非尿路上皮癌。本研究最終納入患者共52例(56個(gè)病灶),其中男50例,女2例,平均年齡(72.0±10.8)歲。

2.檢查方法

所有患者術(shù)前均接受盆腔多參數(shù)MRI檢查。MRI檢查使用西門(mén)子Verio 3.0T MR和GE 3.0T MR掃描儀,均采用8通道腹部相控陣線圈。GE MRI掃描序列及參數(shù): 軸面T1WI:TR 341 ms,TE 9.4 ms,矩陣256×256,視野36 cm×36 cm,層厚3 mm;軸面T2WI:TR 3324 ms,TE 85 ms,矩陣256×256,視野28 cm×28 cm,層厚3 mm;DWI:TR 2000 ms,TE 81.4 ms,矩陣256×256,視野28 cm×28 cm,層厚4 mm,b值分別取0、1000 s/mm2,自動(dòng)生成ADC圖;DCE掃描采用肝臟容積加速采集 (acquisition with volume acceleration,LAVA)序列,TR 3.7 ms,TE 1.7 ms,矩陣256×256,視野40 cm×40 cm,層厚2 mm。

西門(mén)子MR掃描序列及參數(shù):軸面T1WI:TR 735 ms,TE 4 ms,矩陣256×256,視野36 cm×36 cm,層厚3 mm;T2WI:TR 6500 ms,TE 22 ms,矩陣256×256,視野28 cm×28 cm,層厚3 mm;軸面DWI:TR 5000 ms,TE 51 ms,b值分別取 0、1000 s/mm2,矩陣256×256,視野28 cm×28 cm,層厚4 mm;DCE掃描采用Vibe 序列,TR 3.23 ms,TE 1 ms,視野40 cm×40 cm,層厚2 mm。

GE MR和西門(mén)子MR的DCE檢查均在注射對(duì)比劑前掃描一期,然后于注射對(duì)比劑后25 s左右開(kāi)始圖像采集,連續(xù)掃描21期,之后行矢狀面和冠狀面延遲增強(qiáng)掃描。對(duì)比劑為釓噴酸葡胺,劑量0.1 mmol/kg,注射流率2 mL/s。

3.圖像處理

由2位放射科醫(yī)生(分別有5年和15年盆腔MRI診斷經(jīng)驗(yàn))分別進(jìn)行術(shù)前MRI圖像的評(píng)估,評(píng)估前進(jìn)行為期1周的VI-RADS培訓(xùn)。2位醫(yī)生首先對(duì)圖像質(zhì)量做出評(píng)估,然后對(duì)多參數(shù)MRI的各序列包括T2WI、DWI和DCE分別作出評(píng)估,再對(duì)T2WI+DWI序列做出評(píng)分,間隔2周后對(duì)T2WI+DWI+DCE進(jìn)行綜合評(píng)估。VI-RADS評(píng)分流程參見(jiàn)2018年提出的專家共識(shí)[1],評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):1分,極不可能存在肌層浸潤(rùn);2分,不大可能存在肌層浸潤(rùn);3分,可疑存在肌層浸潤(rùn);4分,存在肌層浸潤(rùn);5分,存在肌層浸潤(rùn)和膀胱周圍浸潤(rùn)。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 25.0及MedCalc 20.6.1軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。兩位評(píng)閱者VI-RADS評(píng)分的一致性分析采用Kappa檢驗(yàn),Kappa值≤0.20為一致性差,0.20

結(jié) 果

1.臨床資料

56個(gè)腫瘤的平均直徑為(2.62±1.75) cm,病變位置在膀胱頸和三角區(qū)的共15個(gè),其他部位的共41個(gè)。病理證實(shí)其中25個(gè)病灶為尿路上皮癌肌層浸潤(rùn),31個(gè)病灶為尿路上皮癌無(wú)肌層浸潤(rùn)。腫瘤的T分期分別為T(mén)a期15例,T1期16例,T2期18例,T3期4例以及T4期3例。手術(shù)方式包括44例(84.6%)TURBT術(shù)、4例(7.7%)膀胱部分切除術(shù)以及4例(7.7%)根治性膀胱全切除術(shù)。

2.評(píng)分結(jié)果

所有病例圖像質(zhì)量良好,均納入進(jìn)一步評(píng)估。兩位評(píng)閱者對(duì)T2WI、DWI及DCE圖像評(píng)分的一致性均良好,Kappa值分別為0.977、0.907和0.954。兩位評(píng)閱者對(duì)T2WI+DWI序列及常規(guī)T2WI+DWI+DCE序列VI-RADS評(píng)分的一致性良好,Kappa值分別為0.907、0.930。兩位評(píng)閱者對(duì)膀胱癌各序列MRI圖像的VI-RADS評(píng)估見(jiàn)表1,選擇高年資醫(yī)師的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

表1 兩位評(píng)閱者對(duì)膀胱癌各序列MRI圖像的VI-RADS評(píng)估 (個(gè))

3.診斷效能分析

通過(guò)ROC曲線計(jì)算曲線下面積以及約登指數(shù),最終獲得VI-RADS評(píng)分4分為膀胱癌肌層浸潤(rùn)與膀胱癌無(wú)肌層浸潤(rùn)的參考閾值,評(píng)分≥4分為膀胱癌肌層浸潤(rùn),評(píng)分<3分為膀胱癌無(wú)肌層浸潤(rùn) (圖1、2)。T2WI、DWI、DCE、T2WI+DWI序列以及常規(guī)T2WI+DWI+DCE序列的ROC曲線下面積、診斷準(zhǔn)確率、敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值見(jiàn)表2。T2WI+DWI的VI-RADS評(píng)分與常規(guī)T2WI+DWI+DCE序列的VI-RADS評(píng)分結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.205)。本研究還對(duì)T2WI+DWI序列和常規(guī)T2WI+DWI+DCE在腫瘤T分期中的準(zhǔn)確性分別進(jìn)行評(píng)估,結(jié)果顯示T2WI+DWI序列對(duì)于膀胱癌非肌層浸潤(rùn)(≤T1期)評(píng)估與病理分期基本一致(表3)。

表2 磁共振各序列評(píng)估膀胱癌肌層浸潤(rùn)的效能

表3 2組序列對(duì)膀胱癌T分期與病理分期的比較 (個(gè))

圖1 磁共振不同序列評(píng)估膀胱癌肌層浸潤(rùn)的ROC曲線。

圖2 尿路上皮癌患者,男,77歲,浸潤(rùn)深度未累及肌層。a)T2WI圖像,膀胱底右側(cè)壁可見(jiàn)以結(jié)節(jié)樣軟組織信號(hào)影向腔內(nèi)突出;b) DWI示病灶呈稍高信號(hào),可見(jiàn)低信號(hào)的蒂,增強(qiáng)后病灶明顯強(qiáng)化,DWI序列的VI-RADS評(píng)分為2分;c)DCE序列的VI-RADS評(píng)分為4分。

討 論

膀胱癌肌層浸潤(rùn)情況影響患者術(shù)式的選擇以及預(yù)后,因此術(shù)前準(zhǔn)確進(jìn)行腫瘤分期對(duì)患者預(yù)后起著極其重要的作用[7,8]。近年來(lái)提出的基于多參數(shù)MRI的影像評(píng)分系統(tǒng)VI-RADS能夠?yàn)樵u(píng)價(jià)膀胱癌肌層浸潤(rùn)提供重要的參考價(jià)值[1]。但隨著對(duì)比劑應(yīng)用的增加,對(duì)比劑腎病的發(fā)生率逐漸增高,臨床醫(yī)師和患者對(duì)于對(duì)比劑的選擇關(guān)注越來(lái)越多。而非增強(qiáng)MRI在乳腺癌BI-RADS和前列腺癌PI-RADS中的應(yīng)用探討[9-11],也為其在膀胱癌中的研究提供了可能性。此外,非增強(qiáng)VI-RADS由于無(wú)需增強(qiáng)序列,可以減少掃描時(shí)間,提高醫(yī)療資源的利用率。因此,本研究著重于提供支持非增強(qiáng)MRI基礎(chǔ)上的VI-RADS評(píng)分對(duì)膀胱癌肌層浸潤(rùn)的準(zhǔn)確性,并與常規(guī)增強(qiáng)MRI基礎(chǔ)上的VI-RADS評(píng)估結(jié)果進(jìn)行對(duì)照。

本研究結(jié)果顯示,DWI和T2WI對(duì)于膀胱癌肌層浸潤(rùn)的診斷敏感度分別達(dá)88.0%和92.0%,能夠很好地評(píng)判膀胱癌肌層浸潤(rùn)情況。但T2WI序列評(píng)分的準(zhǔn)確性相對(duì)較低,我們發(fā)現(xiàn)T2WI存在過(guò)渡分期的現(xiàn)象,本研究中3例膀胱癌無(wú)肌層浸潤(rùn)的T2WI評(píng)分超過(guò)3分。而DWI能較準(zhǔn)確評(píng)估膀胱癌肌層浸潤(rùn)與否,但DWI對(duì)于解剖結(jié)構(gòu)顯示較差,會(huì)出現(xiàn)誤判的情況。因此,結(jié)合T2WI+DWI序列能夠較好地評(píng)估膀胱癌肌層浸潤(rùn)的情況。這可能是由于T2WI序列雖然能夠提供腫瘤侵犯膀胱壁深度的信息,但由于腫瘤相關(guān)的纖維化或炎癥表現(xiàn)為類似固有肌層的低信號(hào)特征,常難以與正常膀胱肌層區(qū)分;而DWI序列則彌補(bǔ)了T2WI的不足,從而降低了診斷的假陽(yáng)性率[12],兩者配合能夠很好地對(duì)膀胱癌肌層浸潤(rùn)情況進(jìn)行評(píng)估。

此外,本研究發(fā)現(xiàn)在各單獨(dú)序列中,DCE序列評(píng)分的曲線下面積較T2WI和DWI大。DCE通過(guò)引入對(duì)比劑來(lái)增加圖像的對(duì)比度,可以提高膀胱內(nèi)病灶的顯示,特別是對(duì)于小病灶的顯示更具優(yōu)勢(shì)[13]。但部分動(dòng)態(tài)增強(qiáng)圖像存在腫瘤信號(hào)與黏膜下層信號(hào)差距較小、缺乏對(duì)比度的問(wèn)題,以及腫瘤周圍的炎癥反應(yīng)均可能會(huì)造成過(guò)度分期情況的發(fā)生。筆者認(rèn)為這可能是導(dǎo)致本研究中3例患者DCE基礎(chǔ)上的VI-RADS評(píng)分為假陽(yáng)性的原因。

本研究中,單個(gè)序列中DWI序列評(píng)分的敏感度和特異度略低于DCE序列。Aslan等[14]的研究結(jié)果表明,在單個(gè)序列中DWI序列評(píng)分的診斷準(zhǔn)確率、敏感度和特異度均為最高。筆者認(rèn)為可能是由于本研究采用的是常規(guī)的單b值DWI,而之前Aslan等[14]的研究采用的是多b值DWI,多b值DWI可以去除T2透過(guò)效應(yīng)帶來(lái)的假陽(yáng)性,能更好地判斷腫瘤的范圍及其與周圍組織的關(guān)系[15]。

本研究結(jié)果還表明,以VI-RADS評(píng)分4分為閾值,T2WI+DWI序列在評(píng)估膀胱癌肌層浸潤(rùn)中的敏感度和特異度分別為88.0%和87.1%。VI-RADS評(píng)分系統(tǒng)推薦的T2WI+DWI+DCE序列評(píng)估的敏感度和特異度分別為92.0%和87.1%,兩者的ROC曲線下面積分別為0.865和0.897,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Delli等[5]的研究結(jié)果表明T2WI+DWI序列在診斷膀胱癌肌層浸潤(rùn)情況的曲線下面積均高達(dá)0.9以上。另一項(xiàng)有156例病例的研究同樣表明T2WI+DWI序列基礎(chǔ)上的VI-RADS在診斷膀胱癌肌層浸潤(rùn)情況的ROC曲線下面積達(dá)到0.947[14]。張?zhí)磔x等[16]的研究表明,常規(guī)多參數(shù)增強(qiáng)MRI的VI-RADS是最優(yōu)選方案,而T2WI+DWI可以作為替代,這也與本研究結(jié)果一致。因此,對(duì)于腎功能不全的患者,無(wú)需對(duì)比劑的T2WI+DWI更有應(yīng)用前景。本研究還發(fā)現(xiàn)T2WI+DWI序列對(duì)于膀胱癌非肌層浸潤(rùn)的評(píng)估與病理分期一致,而常規(guī)增強(qiáng)MRI基礎(chǔ)上的VI-RADS在膀胱癌非肌層浸潤(rùn)的評(píng)估中2例病例存在假陽(yáng)性,這可能是由于DCE序列存在過(guò)渡分期導(dǎo)致的。

本研究存在以下局限性:①本研究為單一中心回顧性研究,不可避免存在偏倚,并且樣本量偏小,病理分期分布不均勻,將來(lái)需更大樣本量的多中心、前瞻性研究進(jìn)一步驗(yàn)證; ②本研究為回顧性研究,本研究中的3.0T MRI來(lái)自不同的廠家,不同廠家的MRI圖像可能會(huì)對(duì)評(píng)分者造成一定的評(píng)估偏差。由于本研究的目的是要評(píng)估同一組圖像有無(wú)增強(qiáng)序列對(duì)最終的VI-RADS評(píng)分造成的影響,因此筆者認(rèn)為不同廠家的機(jī)器所帶來(lái)的影響對(duì)結(jié)果的影響基本可以忽略不計(jì);當(dāng)然,仍需要更多研究來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證此結(jié)論。

綜上所述,非增強(qiáng)基礎(chǔ)上的VI-RADS評(píng)分與常規(guī)增強(qiáng)基礎(chǔ)上的VI-RADS評(píng)分均具有良好的一致性和穩(wěn)定性,對(duì)膀胱癌肌層浸潤(rùn)均具有較好的診斷價(jià)值,且具有較高的敏感度和特異度。因此,非增強(qiáng)基礎(chǔ)上的VI-RADS評(píng)分有望替代常規(guī)增強(qiáng)MRI基礎(chǔ)上的VI-RADS評(píng)分系統(tǒng)在膀胱癌肌層浸潤(rùn)評(píng)估中的應(yīng)用,特別是對(duì)于敏感及有需求的人群。此外,非增強(qiáng)MRI還可以節(jié)約掃描時(shí)間,提高臨床工作效率,降低醫(yī)療成本。