单源双能CT碘定量分析技术鉴别不同病理级别膀胱尿路上皮癌的价值

杨伟萍， 田士峰， 汪禾青， 陈安良， 李剑颖， 刘爱连

膀胱癌是泌尿系统最为常见的恶性肿瘤，其发病率呈逐年上升趋势，其中，90%以上病理类型为膀胱尿路上皮癌(urothelial carcinoma of the bladder，UCB)，根据组织成分和分化程度不同又可分为高级别(high-grade,HG)-UCB和低级别尿路上皮癌(low-grade,LG)-UCB[1-3]。肿瘤病理分级是为膀胱癌患者制订个体化治疗方案时主要考虑的因素之一[4]。常规CT结合多种后处理技术已广泛应用于膀胱癌的检出[5-6]，但在术前评估UCB的病理分级方面的价值却鲜有文献报道[7]。单源双能CT能谱成像能提供多个定量参数，本文旨在探讨单源双能CT能谱成像碘含量测量在鉴别不同病理级别UCB中的价值。

材料与方法

1.一般资料

回顾性分析2011年7月-2018年1月于我院经手术病理证实的703例膀胱癌患者的临床资料。其中269例患者在术前采用盆腔单源双能CT能谱成像技术行动态增强扫描。纳入标准：①经手术病理证实的原发性UCB，临床和病理资料详实；②单发结节状病灶，直径1.0～4.0 cm。排除标准：①UCB伴鳞癌、腺癌或其它病理类型分化；②病灶多发或术后复发；③肿瘤合并出血；④图像伪影明显，影响数据测量；⑤膀胱充盈不良，病灶显示不清。最终共41例患者纳入本研究，以术后病理诊断结果为依据，将患者分为两组：高级别UCB组25例，男23例，女2例，年龄33～86岁，中位年龄64岁；低级别UCB组16例，其中男13例，女3例，年龄38～90岁，中位年龄68岁。

2.CT检查方法

使用GE Discovery CT750 HD单源双能CT机，采用能谱成像(Gemstone spectral imaging，GSI)模式。扫描前2 h嘱患者饮清水500～1000 mL以适度充盈膀胱。扫描过程中患者取仰卧位，获取定位像后，先行盆腔CT平扫，然后行三期动态增强扫描，扫描参数：80/140 kVp(0.5 ms瞬时切换)，自动毫安调制技术，管球转速0.8 s/r，螺距1.375 ，扫描范围自双侧髂前上棘连线水平至耻骨联合下缘。对比剂使用碘海醇(350 mg I/mL)，用量85 mL，使用双筒高压注射器经肘静脉注射，注射流率4.0～4.5 mL/s，分别在注射对比剂后30、60和150 s行动脉期、静脉期和延迟期三期增强扫描。所有图像采用标准算法重建，重建层厚及层间距均为5 mm。

3.数据测量

由于延迟期时对比剂通过输尿管排泄进入膀胱，导致膀胱内形成喷射状高密度影像，使得部分病灶显示不清，部分容积效应加大，故本研究未将平衡期纳入。将动、静脉期数据传至GE ADW 4.6工作站，使用General软件包生成两期碘(水)浓度图。由笔者(观察者A)与一位具有9年盆腔影像诊断经验的放射科医师(观察者B)，在不知病理结果的前提下，于动、静脉期碘(水)浓度(iodine concentration，IC)图上勾画ROI。具体方法：选择病灶最大层面，在病灶强化均匀的实性部分放置类圆形ROI，ROI大小尽量覆盖病灶并避开坏死及钙化区域(参考平扫图像)，软件即可计算出其IC值，记录为ROIT；同时在髂总动脉放置类圆形ROI，获得其IC值，记录为ROIA；计算出标准化碘(水)浓度值(normalized iodine concentration，NIC；NIC=ROIT/ROIA)。在两期图像上选择的层面、勾画的ROI大小和位置尽量保持一致。

4.统计学分析

使用SPSS 23.0统计学软件进行数据的分析。采用组内相关系数(interclass correlation coefficient，ICC)评价两位观察者测得数据的一致性(ICC≤0.4为一致性差，0.4

图1 男，57岁，HGUCB患者，动脉期伪彩图显示肿块位于膀胱左后壁，碘(水)浓度值为20.72μg/cm3，标准化碘(水)浓度值为0.12μg/cm3； 图2 女，72岁，LGUCB患者，动脉期伪彩图显示肿块位于膀胱左后壁，碘(水)浓度值为11.75μg/cm3，标准化碘(水)浓度值为0.17μg/cm3。 图3 动脉期碘(水)浓度值与标准化碘(水)浓度值诊断HGUCB的ROC曲线图，AUC值分别为0.692和0.778。

表1 两位观察者测量数据及一致性比较 (μg/cm3)

结 果

1.两位观察者测量数据的一致性检验

两位观察者在动、静脉期图像上测量的HGUCB、LGUCB和髂总动脉的碘(水)浓度值及一致性分析结果见表1。两位观察者测量的所有指标的一致性均好。

2.两组各参数的比较

动脉期HGUCB 组病灶的IC和NIC均大于LGUCB(图1、2)，差异具有统计学意义(P<0.05)；静脉期两组病灶的IC和NIC间的差异均无统计学意义(P>0.05)。具体结果见表2。

表2 动、静脉期两组间各参数比较 (μg/cm3)

3.诊断效能评估

动脉期IC鉴别不同病理级别UCB的AUC为0.692(图3)，敏感度和特异度分别为88%和56.2%；动脉期NIC鉴别不同病理级别UCB的AUC为0.778(图3)，敏感度和特异度分别为92.0%和62.5%。

讨 论

UCB是膀胱癌最常见的病理类型，典型症状为无痛性肉眼血尿，UCB复发和进展的风险与其病理分级密切相关，HGUCB的复发率和分期进展率均高于LGUCB[3]。相关研究结果显示，不同病理分级的UCB治疗方案存在差异：同为局限于黏膜及黏膜下层(T1期)的UCB，LGUCB的首选治疗方案是经尿道膀胱肿瘤切除术(transurethral resection of bladder cancer,TURBT)结合术后辅助化学治疗，而HGUCB则首选根治性膀胱切除术；同为非浸润乳头状癌(Ta期)，LGUCB只需积极监测肿瘤分期进展，暂时无需手术，HGUCB则建议行TURBT[8-10]。可见术前明确UCB的病理分级，对指导治疗及预后有重要临床价值。

常规CT结合多种后处理技术已广泛应用于膀胱癌的检出[5,11-13]，CT平扫结合薄层动态增强扫描对膀胱癌术前分期的符合率达80%以上。但鲜有术前评估膀胱癌病理分级方面的报道。刘震昊等[14]学者报道了基于CT平扫图像的纹理分析预测膀胱癌病理级别的准确性达83.02%。尽管影像组学在膀胱癌病理分级的初步研究结果令人鼓舞，但影像组学特征及筛选受机器平台、扫描参数等诸多因素的影响，且自动分割算法的精确度难以保证，人工分割耗费时力，使其临床应用受限[15]。目前，术前判断膀胱癌病理分级的重要手段仍是膀胱镜活检，该方法易引起尿道损伤和尿路感染，且诊断结果受取材部位及取材深浅程度的影响，存在一定的误判率[16]。常规CT评价物质组成只有一个密度参数，对于起源相同、生物学行为极为相似的同种疾病的不同病理级别之间较难鉴别。既往国内研究已经证实了单源双能CT碘含量定量分析在鉴别不同病理类型肺癌及肺癌分期中的应用价值[17-18]，但目前尚无对尿路上皮来源肿瘤方面的探讨。

碘(水)浓度值反映的是组织的碘摄取能力，不受噪声的影响。故笔者尝试分析碘定量对不同病理级别UCB的鉴别价值。本组研究结果显示，动脉期HGUCB的碘(水)浓度值明显高于LGUCB，说明HGUCB病灶在增强早期即有明显的碘摄取，这是由于病理分级越高、分化越差的UCB内部的微血管数量越多，导致碘摄取能力越强[5,19]。考虑到患者间可能存在循环周期等个体化差异，本研究进行了进一步研究，将同期相髂总动脉的碘(水)浓度值作为参考值，对UCB的碘定量参数进行标准化，获得标准化碘(水)浓度值。结果显示，动脉期HGUCB的标准化碘(水)浓度值仍显著高于LGUCB，且诊断的敏感度和特异度均有所提高，提示标准化碘(水)浓度值对不同病理级别UCB的鉴别极具价值。

本研究中静脉期两组病灶的碘(水)浓度值和标准化碘(水)浓度值的差异均无统计学原因，初步分析原因，笔者认为可能是由于增强早期UCB的碘摄取量即达高峰，而后碘摄取量逐渐下降的过程中，因HGUCB的微血管数量较多，对比剂排出相对较快，而LGUCB微血管数量较少，对比剂排出相对较慢，使两组病灶的碘摄取量在该期相达到动态平衡所致[19]。

本研究存在的不足之处：首先，样本量相对较小，有待扩大样本量进一步验证结果；其次，ROI放置未与病理取材区完全对应。

总之，单源双能CT能谱成像动脉期碘(水)浓度值与标准化碘(水)浓度值是鉴别不同病理级别的UCB的有效检查方法，具有一定的临床价值。