VI-RADS评分和ADC值直方图在膀胱癌肌层浸润中的诊断价值及其相关性.pdf
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1、中国医学影像学杂志 2023 年 第 31 卷 第 9 期 生殖泌尿影像学论著 978 VI-RADS评分和评分和 ADC值直方图在膀胱癌肌层浸润中的诊断价值及其值直方图在膀胱癌肌层浸润中的诊断价值及其相关性相关性 尹宏宇1,张继2*,宋青泽1 1.大连医科大学研究生院,辽宁 大连 116023;2.泰州市人民医院医学影像科,江苏 泰州 225300;*通信作者 张继 【基金项目基金项目】江苏省 333 高层次人才科研项目(BRA2020193);江苏省青年医学人才科研项目(QNRC2016509);江苏省高层次卫生人才“六个一工程”拔尖人才项目(LGY2018032)【摘要摘要】目的目的 探
2、讨膀胱影像报告和数据系统(VI-RADS)及扩散加权成像表观扩散系数(ADC)值直方图评估膀胱癌肌层浸润的诊断价值,并讨论两者的相关性。资料与方法资料与方法 回顾性分析 2015 年 5 月2022 年 1 月泰州市人民医院 73 例膀胱癌患者的临床及影像学资料。2 名影像诊断医师根据 VI-RADS 对病灶进行评分,并获取 ADC 值直方图量化参数,比较量化参数在肌层浸润性膀胱癌和非肌层浸润性膀胱癌间的差异,绘制受试者工作特征曲线评估 VI-RADS 评分、差异具有统计学意义的量化参数及联合诊断对肌层浸润性膀胱癌的诊断效能,并分析 VI-RADS 评分与量化参数的相关性。结果结果 以 VI-
3、RADS3 分为截断值时,预测膀胱癌肌层浸润的曲线下面积为 0.929,ADCmean、ADCmin、10%ADC、25%ADC、50%ADC、75%ADC、90%ADC、异质性及峰度诊断对肌层浸润性膀胱癌的曲线下面积分别为 0.822、0.788、0.788、0.799、0.819、0.828、0.777、0.761、0.717。两者联合诊断时,诊断效能显著提高(曲线下面积为 0.9300.958,P 均0.05)。VI-RADS 评分与 ADCmean、ADCmin、10%ADC、25%ADC、50%ADC、75%ADC、90%ADC 呈负相关(r=0.587、0.478、0.465、0.
4、485、0.583、0.556、0.450,P 均0.05),与异质性及峰度呈正相关(r=0.355、0.493,P 均0.05)。结论结论 VI-RADS 及 ADC 值直方图量化参数对于评估膀胱癌肌层浸润具有较高的诊断效能,联合诊断能显著提高诊断效能。同时,ADC 值直方图量化参数与 VI-RADS 评分之间存在一定的相关性。【关键词关键词】膀胱肿瘤;磁共振成像;扩散加权成像;表观扩散系数;膀胱影像报告和数据系统【中图分类号中图分类号】R737.14;R445.2 【DOI】10.3969/j.issn.1005-5185.2023.09.016 Diagnostic Value and
5、Correlation of Vesical Imaging Reporting and Data System and Apparent Diffusion Coefficient Histogram Analysis in Muscle-Invasive Bladder Cancer YIN Hongyu1,ZHANG Ji2*,SONG Qingze1 Department of Radiology,Taizhou Peoples Hospital,Taizhou 225300,China;*Address Correspondence to:ZHANG Ji;E-mail:【Abstr
6、act】Purpose To explore the diagnostic accuracy of vesical imaging reporting and data system(VI-RADS)and apparent diffusion coefficient(ADC)value histogram in muscle-invasive bladder cancer(MIBC)and nonmuscle-invasive bladder cancer,and to analyze the correlation between VI-RADS and ADC.Materials and
7、 Methods Seventy-three patients with bladder cancer in Taizhou People s Hospital from May 2015 to January 2022 were collected to analyzed the clinical and imaging data.Two radiologists scored all multiparametric magnetic resonance imaging examinations according to the VI-RADS criteria and ADC histog
8、ram parameters were obtained.Differences of each parameter between MIBC and non-MIBC were evaluated.The diagnostic performance of the VI-RADS,ADC histogram parameter with statistically significant difference and combined diagnosis were evaluated by receiver operating characteristic curve.The correla
9、tion between VI-RADS and ADC was evaluated.Results When cut-off value for VI-RADS3,the area under the curve was 0.929 in predicting MIBC.The area under the curve of ADCmean,ADCmin,10%ADC,25%ADC,50%ADC,75%ADC,90%ADC,heterogeneity and kurtosis were 0.822,0.788,0.788,0.799,0.819,0.828,0.777,0.761,0.717
10、,respectively.The diagnostic efficiency was significantly improved via combining VI-RADS with ADC histogram for distinguishing MIBC(area under the curve:0.930-0.958,P0.05).VI-RADS score had negative correlations with ADCmean,ADCmin,10%ADC,25%ADC,50%ADC,75%ADC,90%ADC(r=0.587,0.478,0.465,0.485,0.583,0
11、.556,0.450;P0.05),but had positive correlation with heterogeneity and kurtosis(r=0.355,0.493;P0.05).Conclusion VI-RADS and ADC histogram parameters have a high diagnostic efficiency for evaluating MIBC.When combining them,the diagnostic efficiency is significantly improved,with a certain correlation
12、 between ADC histogram parameters and VI-RADS score.生殖泌尿影像学论著 中国医学影像学杂志 2023 年 第 31 卷 第 9 期 979【Key words】Urinary bladder neoplasms;Magnetic resonance imaging;Diffusion weighted imaging;Apparent diffusion coefficient;Vesical imaging reporting and data system Chinese Journal of Medical Imaging,2023,3
13、1(9):978-984膀胱癌是全球常见的恶性肿瘤,每年约新增55万例,已成为威胁人们生命健康的主要恶性肿瘤之一1。膀胱癌根据肌层浸润程度分为肌层浸润性膀胱癌(muscle-invasive bladder cancer,MIBC)和非肌层浸润性膀胱癌(nonmuscle-invasive bladder cancer,NMIBC),两者的治疗方式和预后差异较大。多参数磁共振成像(multiparametric magnetic resonance imaging,mp-MRI)是一种无创影像检查,在肿瘤诊断和鉴别方面发挥重要作用2。基于mp-MRI提出的膀胱影像报告和数据系统(vesical
14、 imaging reporting and data system,VI-RADS)用于标准化肌层浸润评估3-4。目前研究已证实VI-RADS的诊断准确性和可重复性,但VI-RADS中采用的量化参数较少,结果易受阅片者主观影响。有学者探究定量参数鉴别MIBC的准确性,希望用作VI-RADS的客观补充5-6。扩散加权成像(DWI)是基于水分子布朗运动的功能MRI技术,反映细胞结构和细胞膜的完整性。表观扩散系数(ADC)量化反映组织水分子扩散信息,是潜在的影像学生物标志物7。与单一ADC值比较,ADC值直方图能更好地反映病灶异质性,提供更多有效信息8。目前,DWI和ADC值直方图已应用于多种肿瘤
15、9-11,但在评估膀胱癌肌层浸润方面应用较少。本研究拟分析膀胱癌的mp-MRI图像,探讨VI-RADS、ADC值直方图量化参数以及联合诊断评估MIBC的准确性,并探究两者的相关性,为精准评估膀胱癌肌层浸润提供依据。1 资料与方法资料与方法 1.1 一般资料 回顾性收集2015年5月2022年1月泰州市人民医院收治的膀胱癌。纳入标准:病理证实为膀胱癌且明确是否存在肌层浸润;MRI检查前未行其他治疗;图像清晰,能完整勾画ROI。排除标准:图像质量差;病灶太小无法勾画ROI;合并其他肿瘤。最终纳入73例患者,其中男61例,女12例,年龄4389岁,平均(70.310.5)岁。37例为单发,36例为多
16、发。7例行根治性膀胱切除术,4例行部分膀胱切除术,62例行经尿道膀胱肿瘤切除术。根据病理结果进行分组,存在肌层浸润为MIBC组(17例),不存在肌层浸润为NMIBC组(56例)。本研究经泰州市人民 医院伦理委员会批准(KY-2021-075-01)。1.2 MRI检查 采用西门子3.0T Skyra MR扫描仪。患者检查前6 h禁食减少肠道蠕动的影响,检查前12 h排空膀胱,或在检查前30 min饮水5001 000 ml使膀胱适度充盈。患者取仰卧位,男性患者扫描范围包括膀胱、近端尿道、盆腔淋巴结和前列腺;女性患者扫描范围包括膀胱、子宫、卵巢、输卵管和阴道。扫描序列及参数为,轴位T1WI序列:
17、TR 526 ms,TE 10 ms,矩阵256320,视野(FOV)350 mm350 mm,层厚5 mm,层间距1.0 mm;轴位FS-T2WI序列:TR 4 000 ms,TE 76 ms,矩阵326384,FOV 350 mm350 mm,层厚5 mm,层间距1.0 mm;矢状位FS-T2WI序列:TR 3 300 ms,TE 86 ms,矩阵205256,FOV 230 mm230 mm,层厚3.5 mm,层间距0.7 mm;轴位DWI序列:TR 5 100 ms,TE 64 ms,b值分别为0、800 s/mm2,矩阵104128,FOV 380 mm380mm,层厚5 mm,层间
18、距1.0 mm;轴位DCE序列:TR 4 ms,TE 1.37 ms,矩阵182320,FOV 380 mm380 mm,层厚3.3 mm,层间距1.0 mm。对比剂使用钆双胺,剂量0.1 mmol/kg,流速2.0 ml/s。注射对比剂后,连续采集3组轴位图像,然后行矢状面、冠状面、轴位延迟扫描。1.3 图像分析 1.3.1 VI-RADS评分 根据VI-RADS评分标准4,2名影像诊断医师(A、B:分别从事泌尿生殖系统MRI研究2年、15年)对MRI图像进行双盲评分。VI-RADS 15分分别代表可能性非常小、不太可能、不明确、可能、非常可能的肌层侵犯。如对结果有分歧,经讨论达成一致意见。
19、1.3.2 ADC 值 测 量 与 分 析 将 MRI 图 像 导 入Firevoxel软件,由医师A根据T2WI图像选取病灶最大层面,在高b值DWI图像上避开出血、坏死及囊变区绘制感兴趣区(ROI),由医师B确认(图1、2)。使用Firevoxel软件重建ADC值直方图,获取ADC平均值(ADCmean)、ADC最小值(ADCmin)、ADC最大值(ADCmax)、第10、25、50、75、90百分位数ADC值(分别记为10%ADC、25%ADC、50%ADC、75%ADC、90%ADC)、异质性、偏度、峰度、熵。勾画3次,取平均值为最终结果。中国医学影像学杂志 2023 年 第 31 卷
20、第 9 期 生殖泌尿影像学论著 980 图图1 T1期膀胱癌肿瘤病灶(VI-RADS评分2分)。A:T2WI轴位图像;B:DWI轴位图像ROI勾画;C:NMIBC病理图片提示肌层未见肿瘤细胞浸润(HE,100)图图2 T2期膀胱癌肿瘤病灶(VI-RADS评分5分)。A:T2WI轴位图像;B:DWI轴位图像ROI勾画;C:MIBC病理图片提示肌层肿瘤细胞浸润(HE,100)1.4 统计学方法 采用SPSS 26.0软件及Medcalc软件。计数资料以百分比表示,组间比较采用2检验;正态分布的计量资料以xs表示,两组比较采用独立样本t检验;偏态分布的计量资料以M(Q1,Q3)表示,两组比较采用Ma
21、nnWhitney U检验。提取差异有统计学意义的ADC值直方图量化参数,绘制受试者工作特征(ROC)曲线评价VI-RADS、量化参数及联合诊断鉴别MIBC的效能。使用Spearman相关分析两者的相关性。以P0.05)。2.2 VI-RADS评分、量化参数及联合诊断鉴别MIBC的效能 将差异有统计学意义的量化参数联合VI-RADS评分绘制ROC曲线分析VI-RADS评分、量化参数及联合诊断鉴别MIBC的效能(表2、图3及表3),结果显示VI-RADS预测MIBC的AUC为0.929,以VI-RADS3分为阈值,敏感度、特异度分别为94.12%、78.57%。在量化参数中,75%ADC的AUC
22、最大(0.828),以1.020103 mm2/s为阈值,敏感度和特异度分别为64.71%和92.86%。各量化参数联合VI-RADS预测MIBC的诊断效能明显提高(ADCmean+VI-RADS比ADCmean:Z=2.797,P=0.005;ADCmin+VI-RADS比ADCmin:Z=3.137,P=0.002;10%ADC+VI-RADS比10%ADC:Z=3.410,P=0.001;25%ADC+VI-RADS比25%ADC:Z=3.243,P=0.001;50%ADC+VI-RADS比50%ADC:Z=2.889,P=0.004;75%ADC+VI-RADS比75%ADC:Z=2
23、.462,P=0.014;90%ADC+VI-RADS比90%ADC:Z=2.481,P=0.013;异质性+VI-RADS比异质性:Z=2.905,P=0.004;峰度+VI-RADS比峰度:Z=3.059,P=0.002)。2.3 相 关 性 分 析 Spearman 相 关 分 析 显 示,ADCmean、ADCmin、10%ADC、25%ADC、50%ADC、75%ADC、90%ADC 与 VI-RADS 评 分 呈 负 相 关(r=0.587、0.478、0.465、0.485、0.583、0.556、0.450,P均0.05),异质性、峰度与VI-RADS评分呈正相关(r=0.35
24、5、0.493,P均0.05)。3 讨论讨论 膀胱癌是泌尿系统常见的恶性肿瘤,其5年生存率约为60%80%,因此大部分患者要接受多次治疗并进行长期随访,这会产生巨大的医疗花费,并影响患生殖泌尿影像学论著 中国医学影像学杂志 2023 年 第 31 卷 第 9 期 981 者身心健康12-13。经尿道膀胱肿瘤切除术是诊断膀胱癌和评估分期的主要方法,但其并不能完全反映真实分期,甚至可能会增加复发的风险14-15。研究表明,mp-MRI可以提高评估膀胱癌分期的准确性16-17。表表1 MIBC组及组及NMIBC组组ADC值直方图量化参数值直方图量化参数 参数 MIBC(n=17)NMIBC(n=56
25、)t/Z值 P值 ADCmean(103 mm2/s,xs)0.910.21 1.190.21 4.69 0.01 ADCmin(103 mm2/s,xs)0.450.20 0.750.29 4.69 0.01 ADCmax(103 mm2/s,xs)1.710.20 1.730.22 0.25 0.83 10%ADC(103 mm2/s,xs)0.620.17 0.890.29 4.91 0.01 25%ADC103 mm2/s,M(Q1,Q3)0.69(0.61,0.81)0.99(0.79,1.22)3.72 0.01 50%ADC(103 mm2/s,xs)0.850.22 1.150
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