高、低场强多参数MRI膀胱影像报告与数据系统对膀胱癌浸润肌层诊断效能的比较

张添辉，古志聪，朱文标，姚纯，龙曦，范伟雄

膀胱癌的发病率高居全球常见恶性肿瘤第10位，严重威胁人类健康[1]，术前准确评估膀胱癌是否浸润肌层对制定治疗方案具有重要价值[2]。非肌层浸润型膀胱癌(non-muscle invasive bladder cancer，NMIBC)主要采用经尿道膀胱肿瘤切除术加膀胱灌注化疗，而肌层浸润型膀胱癌(muscle invasive bladder cancer，MIBC)多采用根治性膀胱癌切除术联合术后全身辅助化疗[3,4]。多参数MRI(mutiparametric MRI，mp-MRI)是术前诊断膀胱癌是否浸润肌层的最佳影像学方法[5,6]，但国内外对于膀胱mp-MRI研究中使用的设备、扫描方案及诊断流程等存在较大差异。为了规范膀胱mp-MRI检查及诊断流程，进一步提高诊断准确性及一致性，欧美及亚洲的多学科专家团队于2018年共同制订了膀胱影像报告与数据系统(vesical imaging reporting and data system，VI-RADS)[7]，并已获得日本腹部放射学会、欧洲泌尿影像学会及欧洲泌尿学会的共同认可；但是，该评分系统主要基于既往文献证据及专家临床经验制定，其诊断价值还需大量临床病例进行测试和验证。本研究旨在探讨1.5T与3.0T多参数MRI膀胱影像报告与数据系统对膀胱癌浸润肌层的诊断效能。

表1 两组多参数磁共振(mp-MRI)扫描序列及参数

材料与方法

1.病例资料

搜集本院2016年1月-2018年5月接受膀胱mp-MRI检查的患者。病例纳入标准：①患者临床及MRI检查资料均齐全，MRI检查序列包含T2WI、扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)和动态增强(dynamic contrast enhanced，DCE)序列；②患者行经尿道膀胱肿瘤切除术或根治性膀胱切除术，病理诊断为膀胱癌且T分期明确。病例排除标准：①图像存在伪影或质量不佳，无法进行VI-RADS评分；②患者MRI检查前已接受相关治疗，包括化疗、放疗或手术等。最后共193例膀胱癌患者纳入本研究，根据所接受MRI检查的磁场场强将患者分为1.5 T组与3.0 T组，其中1.5 T组92例(男74例，女18例)，平均年龄为(63±12)岁；3.0 T组101例(男86例，女15例)，平均年龄为(66±12)岁。根据肿瘤T分期将膀胱癌分为NMIBC(≤T1期)和MIBC(≥T2期)。

2.检查方法

患者检查前10 min肌肉注射山莨菪碱20 mg以抑制肠道蠕动，适度充盈膀胱；MRI检查采用GE Optima MR 360 1.5T、Siemens Skyra 3.0T MR扫描仪和腹部相控阵线圈，患者取仰卧位。1.5T组和3.0T组扫描序列及参数见表1。 MRI动态增强扫描对比剂采用钆双胺，剂量0.1 mmol/kg，注射流率2 mL/s，连续扫描4个时相。

3.图像分析

由两位影像科医师(影像诊断经验分别为2年和5年)依照VI-RADS评分标准进行盲法阅片，若阅片结果存在差异，通过协商达成一致意见。VI-RADS评估标准见表2[7]。

最终，VI-RADS评分根据T2WI、DWI和DCE-MRI的综合表现(图1)，将出现膀胱癌浸润肌层的可能性分为5个等级[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(极有可能存在)。

4.统计学分析

采用MedCalc 15.6.1软件进行统计学分析。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic ，ROC)曲线对1.5T组与3.0T组应用VI-RADS评分诊断膀胱癌浸润肌层的诊断效能进行分析，获得最佳阈值及ROC曲线下面积(area under curve，AUC)，并计算最佳阈值条件下的诊断敏感度、特异度、阳性预测值(positive predictive value，PPV)、阴性预测值(negative predictive value，NPV)及准确度。以P<0.05为差异有统计学意义。

图1 VI-RADS评分流程图。

表3 1.5T组和3.0T组的VI-RADS评分与病理结果

注：括号内为构成比。

表4 1.5T组和3.0T组VI-RADS评分对膀胱癌浸润肌层的诊断效能

表2 膀胱影像报告与数据系统(VI-RADS)的MRI序列评分标准

注：结构类别(structural category,SC)。

结 果

1.病理分期结果

1.5T组纳入92例患者(单发病灶85例，多发病灶7例)共101个病灶。病理分期如下：Ta期病灶7个(6.9%)，T1期75个(74.3%)，T2期12个(11.9%)，T3期6个(5.9%)，T4期1个(1%)。其中，NMIBC病灶共82个(81.2%)，MIBC病灶共19个(18.8%)(图2、3)。

3.0T组共纳入101例患者(单发病灶91例，多发病灶10例)共116个病灶。病理分期如下：Ta期病灶15个(12.9%)，T1期69个(59.5%)，T2期20个(17.2%)，T3期8个(6.9%)，T4期4个(3.4%)。其中，NMIBC病灶共84个(72.4%)，MIBC病灶共32个(37.6%)(图4、5)。

1.5T组和3.0T组的VI-RADS评分与病理结果见表3。

2.诊断效能分析

ROC曲线分析结果显示，1.5T和3.0T两组VI-RADS评分诊断膀胱癌浸润肌层的最佳诊断阈值均为≥4，AUC分别为0.907和0.942，3.0T组的诊断效能优于1.5T组(表4，图6)。

讨 论

精准、规范的影像诊断是临床个体化和规范化治疗的前提和基础。影像报告与数据系统(reporting and data system,RADS)通过标准化的影像术语、诊断流程及分类评价体系规范了影像诊断报告，在不同器官的疾病诊治中发挥了极大的作用，如乳腺影像报告与数据系统(breast imaging-reporting and data system,BI-RADS)[8]、前列腺影像报告与数据系统(prostate imaging-reporting and data system,PI-RADS)[9]及肝脏影像报告与数据系统(liver imaging-reporting and data system,LI-RADS)[10]。因此，日本腹部放射学会、欧洲泌尿影像学会及欧洲泌尿学会共同发表了5分制标准的VI-RADS评分[7，11]，旨在推动膀胱MRI检查及诊断流程的规范化、标准化及定量化，提高mp-MRI对膀胱癌浸润肌层的诊断准确性及一致性，同时有助于不同专业领域医生及不同医疗中心之间的交流。VI-RADS评分不仅针对T2WI、DWI及DCE作了相应的量化评分标准，而且对评判流程和诊断权重作了规定：首先依据T2WI判断膀胱壁肌层的完整性，DWI与DCE则主要用于诊断固有肌层是否受侵，且以DWI为首选，DCE为次选[7]。最终根据mp-MRI综合表现得到反映膀胱癌浸润肌层风险的VI-RADS评分，分数越高，浸润肌层的可能性越大[7]。

图2 1.5T多参数MRI图像。膀胱癌无浸润肌层(T1期)患者，女，71岁，VI-RADS评分为2分。a)T2WI示膀胱左侧壁肿物(箭)，大小约17mm×21mm，膀胱壁固有肌层低信号无中断，评分为SC 2；b)DWI示病灶呈高信号，病灶内及基底见低信号; c)ADC图示病灶呈低信号，病灶内及基底见轻度高信号，评分为DW 2；d)DCE示病灶明显强化，邻近固有肌层无强化，评分为DC 2。 图3 1.5T多参数MRI图像。膀胱癌侵及壁外脂肪间隙(T3期)患者，男，74岁，VI-RADS评分为5分。a)T2WI示膀胱左后侧壁肿物(箭)，大小约23mm×28mm，侵犯膀胱壁及壁外脂肪间隙，评分为SC 5；b)DWI示病灶呈明显高信号; c)ADC图示病灶呈明显低信号，并侵犯膀胱壁外脂肪间隙，评分为DW 5；d)DCE示病灶明显强化并侵犯至膀胱外脂肪间隙，评分为DC 5。 图4 3.0 T多参数MRI图像。膀胱癌无浸润肌层(T1期)患者，男，48岁，VI-RADS评分为2分。a)T2WI示膀胱左后壁菜花样肿物(箭)，大小约54mm×41mm，膀胱壁固有肌层低信号无中断，评分为SC 2；b)DWI示病灶呈高信号，病灶内及基底见低信号; c)ADC图示病灶呈低信号，病灶内及基底见高信号，评分为DW 2；d)DCE示病灶明显强化，相应固有肌层无强化，评分为DC 2。 图5 3.0 T多参数MRI图像。膀胱癌侵及壁外脂肪间隙(T3期)患者，男，92岁，VI-RADS评分为5分。a)T2WI示膀胱右侧壁肿物(箭)，大小约36mm×37mm，侵犯膀胱壁及壁外脂肪间隙，评分为SC 5；b)DWI示病灶呈明显高信号，c)ADC图示病灶呈明显低信号，并侵犯膀胱壁外脂肪间隙，评分为DW 5；d)DCE示病灶明显强化并侵犯至膀胱外脂肪间隙，评分为DC 5。

图6 1.5T组和3.0T组VI-RADS评分诊断膀胱癌浸润肌层的ROC曲线。a) 1.5T组； b) 3.0T组。

既往多项研究结果表明，多参数MRI对膀胱癌浸润肌层的诊断敏感度为68%～100%，特异度为76%～100%[12-17]。但是，这些研究缺少统一、客观的诊断标准及规范，造成不同研究间的结果具有较大差异。本研究利用VI-RADS对1.5T和3.0T膀胱多参数MRI进行分析，结果显示以4分为最佳临界值，诊断膀胱癌浸润肌层的AUC分别为0.907和0.942，敏感度分别为79.0%和87.5%，特异度分别为87.8%和95.2%，准确度分别为86.1%和93.1%，提示不论在高、低场强mp-MRI中，VI-RADS评分对膀胱癌浸润肌层均有较高的诊断效能，这可能与VI-RADS采用标准化、规范化及定量化的评分系统有关。此外，本研究还发现不论在高、低场强mp-MRI中， VI-RADS评分均具有较高的阴性预测值，即VI-RADS低于4分时，膀胱癌存在浸润肌层的可能性极小，使得临床医生有较大把握排除浸润肌层的风险，从而更准确地辨别出NMIBC患者，选择创伤更小的经尿道膀胱肿瘤切除术，避免不必要的根治性膀胱切除术[18]。

本研究结果还显示，基于VI-RADS评分的3.0T组对膀胱癌浸润肌层的诊断效能优于1.5T组，与以往基于mp-MRI的研究结论相符[18,19]；分析原因可能是因为主磁场强度与图像信噪比成正比，磁场强度越高，图像信噪比越高，图像质量也越好，更有利于病灶VI-RADS的准确评估及精确分类，从而提高诊断效能[19]。此外，与1.5T MR相比，3.0T MR在对比噪声比、时间分辨率及空间分辨率等方面都有明显改进和提高[15]。因此，尽管VI-RADS推荐1.5T和3.0 T MR均可获得满足临床诊断要求的图像，但基于上述研究结果，笔者认为3.0T MR设备的优势更明显。

本研究还存在以下不足：①该研究是回顾性分析，难以避免选择性偏差；②由于膀胱内的空气会导致DWI伪影，VI-RADS中建议若患者条件允许，应移除导尿管2～3天后再行MRI检查。而本研究中部分行MRI检查的患者为插入导尿管者，这在以后临床工作中需要注意，不过本研究患者入组时已剔除存在伪影且影响VI-RADS评分者；③浸润肌层型膀胱癌患者样本量相对较少，可能对结果统计造成一定影响；④该研究只评估了VI-RADS对膀胱癌浸润肌层的诊断效能，即区分≤T1与≥T2期，而对区分≤T2与≥T3期及膀胱癌分级的诊断效能尚不清楚，有待进一步研究。

总之，VI-RADS在高、低场强mp-MRI中对膀胱癌浸润肌层均有较高的诊断价值，且3.0TMR的诊断效能优于1.5T，今后仍需要多中心、大样本的前瞻性研究来进一步验证结论。