高、低場強多參數MRI膀胱影像報告與數據系統對膀胱癌浸潤肌層診斷效能的比較

張添輝，古志聰，朱文標，姚純，龍曦，范偉雄

膀胱癌的發病率高居全球常見惡性腫瘤第10位，嚴重威脅人類健康[1]，術前準確評估膀胱癌是否浸潤肌層對制定治療方案具有重要價值[2]。非肌層浸潤型膀胱癌(non-muscle invasive bladder cancer，NMIBC)主要采用經尿道膀胱腫瘤切除術加膀胱灌注化療，而肌層浸潤型膀胱癌(muscle invasive bladder cancer，MIBC)多采用根治性膀胱癌切除術聯合術后全身輔助化療[3,4]。多參數MRI(mutiparametric MRI，mp-MRI)是術前診斷膀胱癌是否浸潤肌層的最佳影像學方法[5,6]，但國內外對于膀胱mp-MRI研究中使用的設備、掃描方案及診斷流程等存在較大差異。為了規范膀胱mp-MRI檢查及診斷流程，進一步提高診斷準確性及一致性，歐美及亞洲的多學科專家團隊于2018年共同制訂了膀胱影像報告與數據系統(vesical imaging reporting and data system，VI-RADS)[7]，并已獲得日本腹部放射學會、歐洲泌尿影像學會及歐洲泌尿學會的共同認可；但是，該評分系統主要基于既往文獻證據及專家臨床經驗制定，其診斷價值還需大量臨床病例進行測試和驗證。本研究旨在探討1.5T與3.0T多參數MRI膀胱影像報告與數據系統對膀胱癌浸潤肌層的診斷效能。

表1 兩組多參數磁共振(mp-MRI)掃描序列及參數

材料與方法

1.病例資料

搜集本院2016年1月-2018年5月接受膀胱mp-MRI檢查的患者。病例納入標準：①患者臨床及MRI檢查資料均齊全，MRI檢查序列包含T2WI、擴散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)和動態增強(dynamic contrast enhanced，DCE)序列；②患者行經尿道膀胱腫瘤切除術或根治性膀胱切除術，病理診斷為膀胱癌且T分期明確。病例排除標準：①圖像存在偽影或質量不佳，無法進行VI-RADS評分；②患者MRI檢查前已接受相關治療，包括化療、放療或手術等。最后共193例膀胱癌患者納入本研究，根據所接受MRI檢查的磁場場強將患者分為1.5 T組與3.0 T組，其中1.5 T組92例(男74例，女18例)，平均年齡為(63±12)歲；3.0 T組101例(男86例，女15例)，平均年齡為(66±12)歲。根據腫瘤T分期將膀胱癌分為NMIBC(≤T1期)和MIBC(≥T2期)。

2.檢查方法

患者檢查前10 min肌肉注射山莨菪堿20 mg以抑制腸道蠕動，適度充盈膀胱；MRI檢查采用GE Optima MR 360 1.5T、Siemens Skyra 3.0T MR掃描儀和腹部相控陣線圈，患者取仰臥位。1.5T組和3.0T組掃描序列及參數見表1。 MRI動態增強掃描對比劑采用釓雙胺，劑量0.1 mmol/kg，注射流率2 mL/s，連續掃描4個時相。

3.圖像分析

由兩位影像科醫師(影像診斷經驗分別為2年和5年)依照VI-RADS評分標準進行盲法閱片，若閱片結果存在差異，通過協商達成一致意見。VI-RADS評估標準見表2[7]。

最終，VI-RADS評分根據T2WI、DWI和DCE-MRI的綜合表現(圖1)，將出現膀胱癌浸潤肌層的可能性分為5個等級[7]：1分(不可能存在)；2分(不太可能存在)；3分(可疑存在)；4分(可能存在)；5分(極有可能存在)。

4.統計學分析

采用MedCalc 15.6.1軟件進行統計學分析。采用受試者工作特征(receiver operating characteristic ，ROC)曲線對1.5T組與3.0T組應用VI-RADS評分診斷膀胱癌浸潤肌層的診斷效能進行分析，獲得最佳閾值及ROC曲線下面積(area under curve，AUC)，并計算最佳閾值條件下的診斷敏感度、特異度、陽性預測值(positive predictive value，PPV)、陰性預測值(negative predictive value，NPV)及準確度。以P<0.05為差異有統計學意義。

圖1 VI-RADS評分流程圖。

表3 1.5T組和3.0T組的VI-RADS評分與病理結果

注：括號內為構成比。

表4 1.5T組和3.0T組VI-RADS評分對膀胱癌浸潤肌層的診斷效能

表2 膀胱影像報告與數據系統(VI-RADS)的MRI序列評分標準

注：結構類別(structural category,SC)。

結 果

1.病理分期結果

1.5T組納入92例患者(單發病灶85例，多發病灶7例)共101個病灶。病理分期如下：Ta期病灶7個(6.9%)，T1期75個(74.3%)，T2期12個(11.9%)，T3期6個(5.9%)，T4期1個(1%)。其中，NMIBC病灶共82個(81.2%)，MIBC病灶共19個(18.8%)(圖2、3)。

3.0T組共納入101例患者(單發病灶91例，多發病灶10例)共116個病灶。病理分期如下：Ta期病灶15個(12.9%)，T1期69個(59.5%)，T2期20個(17.2%)，T3期8個(6.9%)，T4期4個(3.4%)。其中，NMIBC病灶共84個(72.4%)，MIBC病灶共32個(37.6%)(圖4、5)。

1.5T組和3.0T組的VI-RADS評分與病理結果見表3。

2.診斷效能分析

ROC曲線分析結果顯示，1.5T和3.0T兩組VI-RADS評分診斷膀胱癌浸潤肌層的最佳診斷閾值均為≥4，AUC分別為0.907和0.942，3.0T組的診斷效能優于1.5T組(表4，圖6)。

討 論

精準、規范的影像診斷是臨床個體化和規范化治療的前提和基礎。影像報告與數據系統(reporting and data system,RADS)通過標準化的影像術語、診斷流程及分類評價體系規范了影像診斷報告，在不同器官的疾病診治中發揮了極大的作用，如乳腺影像報告與數據系統(breast imaging-reporting and data system,BI-RADS)[8]、前列腺影像報告與數據系統(prostate imaging-reporting and data system,PI-RADS)[9]及肝臟影像報告與數據系統(liver imaging-reporting and data system,LI-RADS)[10]。因此，日本腹部放射學會、歐洲泌尿影像學會及歐洲泌尿學會共同發表了5分制標準的VI-RADS評分[7，11]，旨在推動膀胱MRI檢查及診斷流程的規范化、標準化及定量化，提高mp-MRI對膀胱癌浸潤肌層的診斷準確性及一致性，同時有助于不同專業領域醫生及不同醫療中心之間的交流。VI-RADS評分不僅針對T2WI、DWI及DCE作了相應的量化評分標準，而且對評判流程和診斷權重作了規定：首先依據T2WI判斷膀胱壁肌層的完整性，DWI與DCE則主要用于診斷固有肌層是否受侵，且以DWI為首選，DCE為次選[7]。最終根據mp-MRI綜合表現得到反映膀胱癌浸潤肌層風險的VI-RADS評分，分數越高，浸潤肌層的可能性越大[7]。

圖2 1.5T多參數MRI圖像。膀胱癌無浸潤肌層(T1期)患者，女，71歲，VI-RADS評分為2分。a)T2WI示膀胱左側壁腫物(箭)，大小約17mm×21mm，膀胱壁固有肌層低信號無中斷，評分為SC 2；b)DWI示病灶呈高信號，病灶內及基底見低信號; c)ADC圖示病灶呈低信號，病灶內及基底見輕度高信號，評分為DW 2；d)DCE示病灶明顯強化，鄰近固有肌層無強化，評分為DC 2。 圖3 1.5T多參數MRI圖像。膀胱癌侵及壁外脂肪間隙(T3期)患者，男，74歲，VI-RADS評分為5分。a)T2WI示膀胱左后側壁腫物(箭)，大小約23mm×28mm，侵犯膀胱壁及壁外脂肪間隙，評分為SC 5；b)DWI示病灶呈明顯高信號; c)ADC圖示病灶呈明顯低信號，并侵犯膀胱壁外脂肪間隙，評分為DW 5；d)DCE示病灶明顯強化并侵犯至膀胱外脂肪間隙，評分為DC 5。 圖4 3.0 T多參數MRI圖像。膀胱癌無浸潤肌層(T1期)患者，男，48歲，VI-RADS評分為2分。a)T2WI示膀胱左后壁菜花樣腫物(箭)，大小約54mm×41mm，膀胱壁固有肌層低信號無中斷，評分為SC 2；b)DWI示病灶呈高信號，病灶內及基底見低信號; c)ADC圖示病灶呈低信號，病灶內及基底見高信號，評分為DW 2；d)DCE示病灶明顯強化，相應固有肌層無強化，評分為DC 2。 圖5 3.0 T多參數MRI圖像。膀胱癌侵及壁外脂肪間隙(T3期)患者，男，92歲，VI-RADS評分為5分。a)T2WI示膀胱右側壁腫物(箭)，大小約36mm×37mm，侵犯膀胱壁及壁外脂肪間隙，評分為SC 5；b)DWI示病灶呈明顯高信號，c)ADC圖示病灶呈明顯低信號，并侵犯膀胱壁外脂肪間隙，評分為DW 5；d)DCE示病灶明顯強化并侵犯至膀胱外脂肪間隙，評分為DC 5。

圖6 1.5T組和3.0T組VI-RADS評分診斷膀胱癌浸潤肌層的ROC曲線。a) 1.5T組； b) 3.0T組。

既往多項研究結果表明，多參數MRI對膀胱癌浸潤肌層的診斷敏感度為68%～100%，特異度為76%～100%[12-17]。但是，這些研究缺少統一、客觀的診斷標準及規范，造成不同研究間的結果具有較大差異。本研究利用VI-RADS對1.5T和3.0T膀胱多參數MRI進行分析，結果顯示以4分為最佳臨界值，診斷膀胱癌浸潤肌層的AUC分別為0.907和0.942，敏感度分別為79.0%和87.5%，特異度分別為87.8%和95.2%，準確度分別為86.1%和93.1%，提示不論在高、低場強mp-MRI中，VI-RADS評分對膀胱癌浸潤肌層均有較高的診斷效能，這可能與VI-RADS采用標準化、規范化及定量化的評分系統有關。此外，本研究還發現不論在高、低場強mp-MRI中， VI-RADS評分均具有較高的陰性預測值，即VI-RADS低于4分時，膀胱癌存在浸潤肌層的可能性極小，使得臨床醫生有較大把握排除浸潤肌層的風險，從而更準確地辨別出NMIBC患者，選擇創傷更小的經尿道膀胱腫瘤切除術，避免不必要的根治性膀胱切除術[18]。

本研究結果還顯示，基于VI-RADS評分的3.0T組對膀胱癌浸潤肌層的診斷效能優于1.5T組，與以往基于mp-MRI的研究結論相符[18,19]；分析原因可能是因為主磁場強度與圖像信噪比成正比，磁場強度越高，圖像信噪比越高，圖像質量也越好，更有利于病灶VI-RADS的準確評估及精確分類，從而提高診斷效能[19]。此外，與1.5T MR相比，3.0T MR在對比噪聲比、時間分辨率及空間分辨率等方面都有明顯改進和提高[15]。因此，盡管VI-RADS推薦1.5T和3.0 T MR均可獲得滿足臨床診斷要求的圖像，但基于上述研究結果，筆者認為3.0T MR設備的優勢更明顯。

本研究還存在以下不足：①該研究是回顧性分析，難以避免選擇性偏差；②由于膀胱內的空氣會導致DWI偽影，VI-RADS中建議若患者條件允許，應移除導尿管2～3天后再行MRI檢查。而本研究中部分行MRI檢查的患者為插入導尿管者，這在以后臨床工作中需要注意，不過本研究患者入組時已剔除存在偽影且影響VI-RADS評分者；③浸潤肌層型膀胱癌患者樣本量相對較少，可能對結果統計造成一定影響；④該研究只評估了VI-RADS對膀胱癌浸潤肌層的診斷效能，即區分≤T1與≥T2期，而對區分≤T2與≥T3期及膀胱癌分級的診斷效能尚不清楚，有待進一步研究。

總之，VI-RADS在高、低場強mp-MRI中對膀胱癌浸潤肌層均有較高的診斷價值，且3.0TMR的診斷效能優于1.5T，今后仍需要多中心、大樣本的前瞻性研究來進一步驗證結論。