能譜CT參數(shù)在膀胱尿路上皮癌術(shù)前病理分級預(yù)測中的價值

韓引萍，薛彩強，劉顯旺，楊海婷，魏晉艷，周俊林

膀胱癌居我國泌尿系統(tǒng)惡性腫瘤發(fā)病率的首位，病理類型以尿路上皮癌最為多見[1]，根據(jù)細(xì)胞形態(tài)特點及組織結(jié)構(gòu)可將其分為高級別尿路上皮癌(high-grade urothelial carcinoma，HGUC)與低級別尿路上皮癌(low-grade urothelial carcinoma，LGUC)[2]，不同病理分級膀胱尿路上皮癌患者預(yù)后不同，復(fù)發(fā)和進(jìn)展的風(fēng)險與其病理分級密切相關(guān)，且治療方式也存在較大差異，HGUC多采用聯(lián)合化療的根治性膀胱切除術(shù)，而LGUC最主要的治療方式是預(yù)防性經(jīng)尿道電切術(shù)加化療滴注[3-4]。因此術(shù)前明確膀胱尿路上皮癌患者病理分級對于患者治療方式的選擇具有重要意義。能譜CT目前已廣泛應(yīng)用于泌尿系統(tǒng)疾病的診斷和評估之中[5-6]，本研究旨在探討能譜CT參數(shù)在膀胱尿路上皮癌術(shù)前病理分級預(yù)測中的價值。

材料與方法

1.病例資料

回顧性搜集2014年1月-2021年1月蘭州大學(xué)第二醫(yī)院經(jīng)部分或全膀胱切除后病理證實并行病理分級的膀胱尿路上皮癌患者。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)手術(shù)病理證實為膀胱癌，臨床及病理資料完整；②術(shù)前2周接受平掃、動脈期和靜脈期增強能譜CT掃描。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：①能譜CT檢查前接受過任何相關(guān)治療；②CT圖像質(zhì)量差，影響能譜CT定量參數(shù)測量；③膀胱部分或根治切除術(shù)后病理為HGUC和LGUC混合的病例。最終本研究共納入60例膀胱尿路上皮癌患者，其中LGUC 32例，HGUC 28例。LGUC組中男28例，女4例，年齡24～68歲，平均(54.00±9.17)歲，10例為常規(guī)體檢發(fā)現(xiàn)，22例因肉眼血尿就診；HGUC組中男24例，女4例，年齡51～83歲，平均(66.00±9.44)歲，20例因肉眼血尿就診，8例為常規(guī)體檢發(fā)現(xiàn)。

2.檢查方法

CT檢查采用GE Discovery 750HD CT掃描儀，囑患者取仰臥位，掃描范圍自肝臟上緣至恥骨聯(lián)合水平，平掃管電壓120 kV，管電流為自動毫安秒。能譜CT掃描采用管電壓80/140 kvp快速切換，管電流600 mA，螺距0.983，轉(zhuǎn)速0.6 s/r，準(zhǔn)直器寬度0.625 mm，重建層厚1.25 mm。增強掃描對比劑采用碘海醇(300 mg I/mL)，流率3.5～4.0 mL/s，劑量1 mL/kg體重，經(jīng)肘前靜脈高壓團(tuán)注，腹主動脈監(jiān)測觸發(fā)閾值為100 HU，動脈期及靜脈期分別于觸發(fā)后20 s及60 s掃描。

3.圖像分析

所有圖像均由2位具有10年以上泌尿生殖系統(tǒng)CT診斷經(jīng)驗的副主任醫(yī)師采用雙盲法進(jìn)行分析，意見不一致時通過協(xié)商達(dá)成一致，分別記錄腫瘤有無壞死囊變及鈣化、邊界是否清晰、有無壁外浸潤及是否存在區(qū)域淋巴結(jié)腫大。采用ADW 4.7工作站GSIviewer軟件在動脈期/靜脈期于病灶同一層面較均勻的實質(zhì)區(qū)域勾畫類圓形感興趣區(qū)(region of interest,ROI)，每個ROI每次勾畫大小為選擇病變的最大層面，盡可能勾畫病變最大實質(zhì)部分，盡量避開壞死囊變、鈣化和較大血管，測量參數(shù)包括70 keV單能量CT值、碘濃度(iodine concentration，IC)、水濃度(water concentration，WC)及有效原子序數(shù)，測量3次取平均值，并計算能譜曲線斜率(λ)，計算公式為λ=|CT(40keV)-CT(70keV)/70-40|。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

1.基本臨床指標(biāo)

HGUC組與LGUC組患者的性別差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=0.041，P=0.839)，HGUC組患者的平均年齡大于LGUC組，兩組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=5.020，P=0.000)。

圖1 膀胱高級別尿路上皮癌患者，男，66 歲。a) 膀胱右側(cè)壁可見一菜花樣腫物，邊緣呈分葉狀，內(nèi)部可見壞死區(qū)，并見多發(fā)點狀鈣化灶(箭)；b) 動脈期示病灶明顯強化; c) 靜脈期對比劑輕度退出; d) 鏡下示腫瘤細(xì)胞排列成復(fù)雜乳頭狀，細(xì)胞層次明顯增多，極向紊亂，細(xì)胞異型，核分裂象可見，間質(zhì)內(nèi)見浸潤性生長的異型細(xì)胞巢團(tuán)(×100，HE)。

2.CT定性指標(biāo)

32例LGUC和28例HGUC病灶均為單發(fā)，HGUC組患者在腫瘤鈣化、囊變壞死及壁外浸潤等方面與LGUC組比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P值均<0.05)；兩組腫瘤在病變邊界及區(qū)域淋巴結(jié)腫大方面差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P值均>0.05，圖1、2，表1)。

表1 LGUC組與HGUC組患者的CT定性特征比較 (例)

3.能譜CT定量指標(biāo)

HGUC組的動脈期70 keV單能量CT值、IC、有效原子序數(shù)、λ值均高于LGUC組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P值均<0.05)，而兩組間WC值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。靜脈期70 keV單能量CT值、IC、有效原子序數(shù)、λ值、WC在兩組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P值均>0.05，表2)。

表2 LGUC組與HGUC組能譜CT定量指標(biāo)比較

4.ROC曲線分析

ROC曲線分析結(jié)果顯示，動脈期曲線斜率鑒別診斷HGUC與LGUC的AUC值最高(0.974)，以動脈期λ值3.5為閾值時，其診斷敏感度和特異度分別為92.90%和93.75%(表3、圖3)。

圖3 動脈期λ值鑒別LGUC與HGUC的ROC曲線。

表3 能譜CT定量參數(shù)鑒別LGUC與HGUC的ROC曲線分析結(jié)果

討 論

膀胱尿路上皮癌病理分級是影響患者預(yù)后最重要的因素之一[1,7]，HGUC侵襲性強，復(fù)發(fā)率高，且容易浸潤肌層[8-9]，臨床多采用聯(lián)合化療的根治性膀胱切除術(shù)，而LGUC最主要的治療方式是預(yù)防性經(jīng)尿道電切術(shù)加化療滴注[3-4]。目前，臨床上膀胱尿路上皮癌的病理分級主要依靠膀胱鏡活檢，但膀胱鏡活檢只能采集部分病變，并不一定十分準(zhǔn)確，因此無創(chuàng)性的影像學(xué)檢查術(shù)前評估病理分級有一定臨床意義，術(shù)前準(zhǔn)確分級能夠為患者臨床治療方案的制定提供重要參考依據(jù)。與傳統(tǒng)CT檢查相比，能譜CT在降低輻射劑量、優(yōu)化圖像質(zhì)量的同時，還能提供多種參數(shù)對病變進(jìn)行量化評估[10-11]，目前已廣泛應(yīng)用于泌尿系統(tǒng)疾病的診斷和評估之中，但其在膀胱尿路上皮癌術(shù)前病理分級預(yù)測中的研究報道較少。本研究結(jié)果表明能譜CT參數(shù)可有效提高對不同病理分級膀胱尿路上皮癌的術(shù)前診斷符合率。

圖2 膀胱低級別尿路上皮癌患者，男，58 歲。a) 膀胱后壁見菜花樣腫物，邊緣呈分葉狀(箭)，密度較均勻；b) 動脈期示病灶呈明顯均勻強化； c) 靜脈期對比劑輕度退出，分葉狀邊緣顯示更清晰(箭); d) 鏡下示瘤細(xì)胞增生呈復(fù)雜乳頭狀，上皮細(xì)胞極向存在，核輕度異型，核分裂象可見，局部出現(xiàn)間質(zhì)浸潤(×100，HE)。

既往研究表明，膀胱尿路上皮癌好發(fā)于中老年男性，臨床表現(xiàn)以無痛性肉眼血尿最為多見。許春苗等[12]回顧性收集了70例于河南省腫瘤醫(yī)院經(jīng)病理確診的膀胱癌患者，其中男50例，女20例，年齡39～84歲，中位年齡54 歲。本研究60例患者中，平均年齡約58歲，女性患者僅8例，42例因肉眼血尿就診，與文獻(xiàn)報道基本相符。本研究發(fā)現(xiàn)LGUC組與HGUC組患者的性別及年齡差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

CT定性征象中，本研究結(jié)果顯示HGUC組與LGUC組的囊變壞死及鈣化發(fā)生率都偏高，可能因為膀胱尿路上皮癌腫瘤細(xì)胞異型性明顯，生長速度快，容易造成缺血性囊變壞死，HGUC組腫瘤細(xì)胞異型性更明顯，生長速度更快，較LGUC組出現(xiàn)囊變壞死及壁外浸潤的概率更高。膀胱尿路上皮癌鈣化發(fā)生率高的原因可能為腫瘤好發(fā)于膀胱三角區(qū)，容易造成輸尿管梗阻，造成病灶表面伴發(fā)感染，尿鈣在堿性尿液的作用下沉積于腫瘤，HGUC組更容易堵塞輸尿管造成梗阻、感染，所以出現(xiàn)鈣化的概率也會高于LGUC組。這可能是因為HGUC腫瘤細(xì)胞異型性更明顯，生長速度更快，更容易造成缺血性囊變壞死，且侵襲性更強，故更容易出現(xiàn)壁外浸潤。膀胱尿路上皮癌出現(xiàn)鈣化的原因可能為病灶表面伴發(fā)感染時，尿鈣在堿性尿液的作用下沉積于腫瘤，至于為何HGUC鈣化發(fā)生率高于LGUC，此征象還無法解釋，也可能與本研究樣本量較少造成誤差有關(guān)。HGUC組與LGUC組之間邊界及區(qū)域淋巴結(jié)的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，可能與兩組病例中大部分患者尚處于早期膀胱癌，還未發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，且邊界是否清晰有診斷醫(yī)師判斷的主觀性。

70 keV 單能量較接近40～140 keV單能量的平均值，為中間能量，有較好的代表性，信噪比較高[13]。本研究發(fā)現(xiàn)動脈期HGUC組70 keV單能量CT值高于LGUC組，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義；原因可能為膀胱癌的形成和發(fā)展具有血管依賴性，HGUC惡性程度更高，腫瘤內(nèi)新生血管要高于LGUC組，而動脈期強化程度主要取決于微血管密度(即血管化程度)[14]，所以動脈期HGUC組的70 keV單能量CT值要高于LGUC組。這與相關(guān)研究報道膀胱癌增強三期中動脈期是腫瘤檢出率最高的期相結(jié)果相仿[15]。而微血管缺乏正常的血管壁結(jié)構(gòu)，致碘對比劑不易快速廓清[5]，可能導(dǎo)致靜脈期兩組之間的70 keV CT值差異不明顯。IC及有效原子序數(shù)是病灶碘含量即血供情況的間接反映，本研究HGUC組的IC高于LGUC組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

在較低能量水平時，物質(zhì)組織可出現(xiàn)較明顯的衰減效應(yīng)，40～70 keV單能量CT值變化幅度最大，可以最大化地反映病變變化趨勢，容易發(fā)現(xiàn)差別，故選取低能量40～70 keV計算各組的λ值；結(jié)果顯示HGUC組的λ值明顯高于LGUC組，HGUC組動脈期血碘濃聚快于LGUC組，40～70 keV單能量CT值變化趨勢亦較大，本研究結(jié)果顯示動脈期λ值鑒別HGUC與LGUC的敏感度及特異度均較高。楊偉萍等[6]的研究也證實了雙能CT動脈期碘(水)濃度值可鑒別不同病理級別膀胱尿路上皮癌。

本研究存在以下局限性：本研究為單中心回顧性研究，樣本量較少；碘濃度變化易受個體循環(huán)差異的影響。

綜上所述，能譜CT參數(shù)有助于術(shù)前預(yù)測膀胱尿路上皮癌病理分級，可為患者手術(shù)方式制定及治療方案選擇提供更多參考信息。