多参数磁共振成像VI-RADS 评分对膀胱癌肌层浸润诊断价值的初步研究

张添辉，古志聪，姚 纯，朱文标，程亚宝，张文巨，冯志强，范伟雄

（梅州市人民医院，广东 梅州 514031）

膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，术前准确区分非肌层浸润性膀胱癌（Non-muscle invasive bladder cancer，NMIBC，≤T1 期）和肌层浸润性膀胱癌（Muscle invasive bladder cancer，MIBC，≥T2 期）对临床治疗决策具有重要意义[1-2]，前者的治疗为经尿道膀胱肿瘤切除术（Transurethral resection of bladder tumor，TURBT），而后者的治疗为根治性膀胱切除术。多参数磁共振成像（Mutiparametric magnetic resonance imaging，mp-MRI）对术前准确判断膀胱癌肌层浸润具有重要价值[3]，但其报告不规范阻碍了多中心、不同专业领域医师之间的交流，临床迫切需要膀胱mp-MRI 的标准化影像报告与数据系统。基于此，2018 年欧洲泌尿外科学会、欧洲泌尿影像学会、日本腹部放射学会联合相关学者以共识形式发布了膀胱影像报告和数据系统（Vesical imaging-reporting and data system，VI-RADS）[4]。然而，其应用价值尚需进一步研究验证。本研究将初步探讨mp-MRI VI-RADS 的评分一致性及其在膀胱癌肌层浸润中的诊断价值，为下一步研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 临床资料

收集我院2016 年7 月—2018 年7 月行1.5T MRI 检查的膀胱癌患者的资料。纳入标准：①膀胱mp-MRI 扫描序列完整，包括T1WI、T2WI、DWI 及动态对比增强扫描（Dynamic contrast-enhanced，DCE）；②患者均于MRI 检查后1 月内行TURBT 术或根治性膀胱切除术，手术病理证实为膀胱癌且有分期结果。剔除标准：①患者在MRI 检查之前行手术、化疗或放疗等治疗；②MRI 图像模糊，质量差，影响分析者。最终99 例符合条件的膀胱癌患者纳入本研究，其中男80 例，女19 例，年龄24～90 岁，平均（63±12）岁。

1.2 检查方法

使用GE Optima MR 360 1.5T MR 扫描仪扫描，采用8 通道腹部相控阵线圈。患者取仰卧位并适度充盈膀胱。扫描序列包括：轴位T1WI：TR 341 ms，TE 9.4 ms，矩阵288×224，FOV 36 cm×36 cm，层厚5 mm，层间距2 mm；轴位、矢状位T2WI：TR 3 324 ms，TE 85 ms，矩阵288×224，FOV 28 cm×28 cm，层厚4 mm，层间距1 mm；轴位DWI：TR 2 000 ms，TE 81.4 ms，矩阵128×96，FOV 28 cm×28 cm，层厚4 mm，层间距1 mm，b 值分别为0、800 s/mm2，自动生成ADC 图；DCE 扫描采用肝脏容积加速采集（Liver acquisition with volume acceleration，LAVA）序列，TR 3.7 ms，TE 1.7 ms，矩阵256×180，FOV 40 cm×40 cm，层厚5 mm，层间距0 mm，于注射对比剂前扫描一期，然后于注射对比剂后25 s 开始图像采集，连续扫描4 期，之后行矢状位和冠状位延迟增强扫描。对比剂为钆双胺0.1 mmol/kg，注射速率为2 mL/s。

1.3 图像分析

根据VI-RADS 评分标准[4]，由两位不同年资的阅片者A 和B（分别具有2 年和5 年腹部影像诊断经验）独立盲法对所有病灶的mp-MRI 图像进行评分。具体评分标准见表1，图1。

1.4 手术及病理

所有患者均在MRI 检查后1 月内行手术治疗，其中74 例行TURBT 术，5 例行部分膀胱切除术，20例行根治性膀胱切除术。对于多发性膀胱癌，将各个肿瘤切除分别送病理学检查。根据肿瘤是否侵犯固有肌层分为NMIBC 组（包括Tis、Ta、T1 期）与MIBC组（包括T2～T4 期）。

1.5 统计学分析

采用SPSS 20.0 及MedCalc 15.6.1 软件进行统计分析。两位阅片者VI-RADS 评分的一致性分析采用Kappa 检验，一致性强度分为：Kappa 值≤0.20为一致性差，0.20＜Kappa 值≤0.40 为一般，0.40＜Kappa 值≤0.60 为中等，0.60＜Kappa 值≤0.80 为良好，0.80＜Kappa 值≤1.0 为极佳。绘制受试者工作特征曲线（Receiver operating characteristic curve，ROC）分析VI-RADS 评分对膀胱癌肌层浸润的诊断效能，用约登指数得到最佳诊断阈值，并计算其诊断敏感性、特异性、阳性预测值（Positive predictive value，PPV）、阴性预测值（Negative predictive value，NPV）和曲线下面积（Area under curve，AUC）。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

表1 VI-RADS 具体评分标准

图1 VI-RADS 评分流程图。Figure 1.The flow chart of VI-RADS scoring.

2 结果

2.1 病理结果

99 例膀胱癌患者（单发者91 例，多发者8 例）共109 个癌灶纳入本研究。病理类型均为尿路上皮细胞癌。分期分布：Ta 期9 个（8%），T1 期79 个（72%），T2 期14 个（13%），T3 期6 个（6%），T4 期1个（1%）。分组情况：NMIBC 组88 个（81%），MIBC 组21 个（19%）。

2.2 观察者间一致性分析

VI-RADS 评分与膀胱癌手术病理分期结果见表2（图2，3）。两位阅片者对T2WI、DWI 及DCE 图像评分的一致性均良好，Kappa 值分别为0.722、0.711 和0.729（P 均＜0.001）。两位阅片者VI-RADS 最终评分的一致性良好，Kappa 值为0.721（P＜0.001）。

表2 VI-RADS 评分与膀胱癌手术病理分期结果

2.3 诊断效能分析

根据ROC 曲线分析：对于阅片者A，当阈值为≥4 时，VI-RADS 诊断膀胱癌肌层浸润的敏感性、特异性、PPV、NPV 分别为76.2%、95.5%、80.0%、94.4%；对于阅片者B，当阈值为≥4 时，VI-RADS 诊断膀胱癌肌层浸润的敏感性、特异性、PPV、NPV 分别为71.4%、95.5%、79.0%、93.3%。ROC 曲线分析结果见表3，图4。

表3 VI-RADS 评分对膀胱癌肌层浸润的诊断效能

3 讨论

膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，近年来，随着人口老龄化加剧、吸烟人群增多及环境污染加重，中国膀胱癌发病率呈逐年升高的趋势，成为我国泌尿系统发病率最高的恶性肿瘤[5]。膀胱癌术前准确的分期，尤其是明确固有肌层浸润与否，是制定治疗方案及预测预后的重要因素。mp-MRI 软组织分辨率高，可多参数、多平面成像，并且无电离辐射，在观察膀胱癌的浸润深度，尤其是固有肌层浸润方面具有很大的优势[6]。然而，由于缺乏统一、规范的膀胱MRI 影像报告系统，使得临床医师常对模棱两可的报告感到十分困惑。基于此，2018 年由来自欧洲、美洲及亚洲的多学科团队通过共识制定并发布了VI-RADS，旨在为临床和研究工作提供标准化、定量化的膀胱MRI 报告系统，以便于临床医师与影像医师更好地交流，也有助于不同研究者在不同研究之间进行比较。与之前的几种RADS 评分系统类似[7-9]，推荐使用5 分制报告膀胱癌肌层浸润的风险水平，具体为：1 分，肌层浸润极不可能存在；2分，肌层浸润不太可能存在；3 分，肌层浸润可疑存在；4 分，肌层浸润可能存在；5 分，肌层浸润和膀胱周围浸润极有可能存在[4]。

在临床和研究工作中应用VI-RADS 的关键前提是其应具备良好的稳定性，即阅片者之间的一致性，若一致性不理想，将直接影响到基于该评分的各种研究。本研究结果显示，两位不同年资阅片者无论是对T2WI、DWI、DCE 图像评分，还是对最终VIRADS 评分的一致性均良好。分析其主要原因为：①VI-RADS 对mp-MRI 每个序列图像的膀胱癌影像表现均作了严格的分类，通过标准化、规范化的评分定量评估病变，有利于降低图像解读的差异，减少报告的模糊性和多样性[10]。②VI-RADS 对mp-MRI 各序列的评分顺序、观察重点及诊断权重作了规范：首先基于T2WI 序列评估固有肌层连续性是否完整，特别是对于类别1～3；而DWI 和DCE 序列则用于明确是否存在肌层浸润，且以DWI 为主要序列，DCE 为次要序列[4]。此外，清晰、简洁的评分流程图，也更有利于评分者精确划分类别，提高影像报告的一致性。

图2 男，52 岁。经手术病理证实为膀胱尿路上皮细胞癌，未见肌层浸润（T1 期）。轴位T2WI（图2a）示膀胱右后壁不均匀高信号肿块影，内见局灶性低信号（白箭），相应膀胱壁肌层低信号连续，T2WI 分类为SC2；轴位DWI（图2b）示肿物明显呈高信号，内见楔状低信号，相应ADC 图（图2c）呈明显低信号，内见楔状高信号（白箭），DWI 分类为DW2；轴位T1WI 平扫（图2d）示膀胱右后壁低信号肿块影，增强扫描动脉期（图2e）示肿瘤与内层均早期明显强化，而固有肌层未见强化，DCE 分类为DC2；根据VI-RADS 评分，最终评分为2 分。Figure 2.A 52-year-old man with bladder cancer.Urothelial carcinoma without muscle invasion was confirmed at histopathologic examination after surgery.Axial T2-weighted image(Figure 2a) shows heterogeneous hyperintense mass in right posterior bladder with hypointense focus adjacent to bladder wall (white arrow),T2-weighted image score was SC2.Axial diffusion-weighted image (Figure 2b)shows markedly hyperintense mass with hypointense focus (white arrow),and apparent diffusion coefficient (ADC) map (Figure 2c) shows hypointense mass with hyperintense focus (white arrow) adjacent to bladder wall,DWI/ADC score was DW2.Axial non-enhanced T1-weighted image (Figure 2d) shows hypointense mass in right posterior bladder.Axial arterial phase gadolinium-enhanced image(Figure 2e) shows no early enhancement of muscularis propria with early enhancement of tumor and inner layer (white arrow),DCE score was DC2.Finally,this lesion was assigned a VI-RADS score of 2.

图3 女，77 岁。经手术病理证实为膀胱尿路上皮细胞癌，侵犯膀胱壁全层达周围脂肪组织（T3 期）。轴位T2WI（图3a）示膀胱右后壁软组织肿块影，信号介于肌肉和尿液之间，侵犯膀胱周围脂肪组织（白箭头），T2WI 分类为SC5；轴位DWI（图3b）示肿物呈明显高信号，相应ADC 图（图3c）呈明显低信号，并延伸至膀胱外脂肪组织（白箭头），DWI 分类为DW5；轴位T1WI 平扫（图3d）示膀胱右后壁低信号肿块影，增强扫描动脉期（图3e）示肿瘤早期强化并延伸至膀胱周围脂肪间隙（白箭头），DCE 分类为DC5；根据VI-RADS 评分，最终评分为5 分。Figure 3.A 77-year-old woman with bladder cancer.Focal invasion of the entire bladder wall and extravesical fat by urothelial carcinoma was confirmed at histopathologic examination after surgery.Axial T2-weighted image (Figure 3a) shows a soft mass in right posterior bladder with extension to extravesical fat(arrow head),T2-weighted image score was SC5.Axial diffusion-weighted image(Figure 3b) and apparent diffusion coefficient (ADC) map (Figure 3c) show that this lesion was markedly hyperintense on the DWI and hypointense on the ADC map extending to extravesical fat (arrow head),DWI/ADC score was DW5.Axial non-enhanced T1-weighted image(Figure 3d) shows hypointense mass in right posterior bladder.Axial arterial phase gadolinium-enhanced image(Figure 3e) shows tumor early enhancement extends to extravesical fat(arrow head),DCE score was DC5.Finally,this lesion was assigned a VI-RADS score of 5.

图4 两位阅片者VI-RADS 评分诊断膀胱癌肌层浸润的ROC 曲线。Figure 4.ROC curve of VI-RADS of the two radiologists in detecting muscle-invasiveness of bladder cancer.

多项研究显示，mp-MRI 诊断膀胱癌肌层浸润的敏感性为68%～98%，特异性为76%～100%[11-15]。然而，既往的研究缺乏统一、规范及标准化的影像评判标准，不同研究的评判标准存在差异，因此较难进行直接比较。本研究结果显示，两位阅片者基于VIRADS 对膀胱癌mp-MRI 进行评分，以VI-RADS≥4 分为阈值，诊断膀胱癌肌层浸润的敏感性分别为76.2%和71.4%，特异性为95.5%和95.5%，PPV 为80.0%和79.0%，NPV 为94.4%和93.3%，AUC 为0.912 和0.925，表明VI-RADS 对肌层浸润具有重要的诊断价值，且有较高的诊断特异性和NPV，即当VI-RADS＜4 分时，我们有较大的信心排除膀胱癌肌层浸润。这将帮助临床医师更精确地识别出NMIBC 患者，从而采取保留膀胱的治疗方式，避免进行不必要的切除膀胱手术治疗[16]。

本研究存在一定局限性：①本研究为单中心回顾性研究，不可避免存在偏倚，并且样本量偏小，病理分期分布不均匀，与NMIBC 相比，MIBC 病灶数目较少，将来需更大样本量的多中心、前瞻性研究进一步验证；②本研究仅评估了VI-RADS 评分在1.5T MRI 中的诊断价值，将来需对不同场强MRI的诊断价值进一步探讨。

综上所述，VI-RADS 评分具有良好的一致性和稳定性，对膀胱癌肌层浸润具有较好的诊断价值，且具有较高的特异性和NPV，有助于在术前更加准确的评估膀胱癌分期，从而指导临床选择最佳的治疗方案。