能谱CT参数在膀胱尿路上皮癌术前病理分级预测中的价值

韩引萍，薛彩强，刘显旺，杨海婷，魏晋艳，周俊林

膀胱癌居我国泌尿系统恶性肿瘤发病率的首位，病理类型以尿路上皮癌最为多见[1]，根据细胞形态特点及组织结构可将其分为高级别尿路上皮癌(high-grade urothelial carcinoma，HGUC)与低级别尿路上皮癌(low-grade urothelial carcinoma，LGUC)[2]，不同病理分级膀胱尿路上皮癌患者预后不同，复发和进展的风险与其病理分级密切相关，且治疗方式也存在较大差异，HGUC多采用联合化疗的根治性膀胱切除术，而LGUC最主要的治疗方式是预防性经尿道电切术加化疗滴注[3-4]。因此术前明确膀胱尿路上皮癌患者病理分级对于患者治疗方式的选择具有重要意义。能谱CT目前已广泛应用于泌尿系统疾病的诊断和评估之中[5-6]，本研究旨在探讨能谱CT参数在膀胱尿路上皮癌术前病理分级预测中的价值。

材料与方法

1.病例资料

回顾性搜集2014年1月-2021年1月兰州大学第二医院经部分或全膀胱切除后病理证实并行病理分级的膀胱尿路上皮癌患者。病例纳入标准：①经手术病理证实为膀胱癌，临床及病理资料完整；②术前2周接受平扫、动脉期和静脉期增强能谱CT扫描。病例排除标准：①能谱CT检查前接受过任何相关治疗；②CT图像质量差，影响能谱CT定量参数测量；③膀胱部分或根治切除术后病理为HGUC和LGUC混合的病例。最终本研究共纳入60例膀胱尿路上皮癌患者，其中LGUC 32例，HGUC 28例。LGUC组中男28例，女4例，年龄24～68岁，平均(54.00±9.17)岁，10例为常规体检发现，22例因肉眼血尿就诊；HGUC组中男24例，女4例，年龄51～83岁，平均(66.00±9.44)岁，20例因肉眼血尿就诊，8例为常规体检发现。

2.检查方法

CT检查采用GE Discovery 750HD CT扫描仪，嘱患者取仰卧位，扫描范围自肝脏上缘至耻骨联合水平，平扫管电压120 kV，管电流为自动毫安秒。能谱CT扫描采用管电压80/140 kvp快速切换，管电流600 mA，螺距0.983，转速0.6 s/r，准直器宽度0.625 mm，重建层厚1.25 mm。增强扫描对比剂采用碘海醇(300 mg I/mL)，流率3.5～4.0 mL/s，剂量1 mL/kg体重，经肘前静脉高压团注，腹主动脉监测触发阈值为100 HU，动脉期及静脉期分别于触发后20 s及60 s扫描。

3.图像分析

所有图像均由2位具有10年以上泌尿生殖系统CT诊断经验的副主任医师采用双盲法进行分析，意见不一致时通过协商达成一致，分别记录肿瘤有无坏死囊变及钙化、边界是否清晰、有无壁外浸润及是否存在区域淋巴结肿大。采用ADW 4.7工作站GSIviewer软件在动脉期/静脉期于病灶同一层面较均匀的实质区域勾画类圆形感兴趣区(region of interest,ROI)，每个ROI每次勾画大小为选择病变的最大层面，尽可能勾画病变最大实质部分，尽量避开坏死囊变、钙化和较大血管，测量参数包括70 keV单能量CT值、碘浓度(iodine concentration，IC)、水浓度(water concentration，WC)及有效原子序数，测量3次取平均值，并计算能谱曲线斜率(λ)，计算公式为λ=|CT(40keV)-CT(70keV)/70-40|。

4.统计学分析

结 果

1.基本临床指标

HGUC组与LGUC组患者的性别差异无统计学意义(χ2=0.041，P=0.839)，HGUC组患者的平均年龄大于LGUC组，两组间差异有统计学意义(t=5.020，P=0.000)。

图1 膀胱高级别尿路上皮癌患者，男，66 岁。a) 膀胱右侧壁可见一菜花样肿物，边缘呈分叶状，内部可见坏死区，并见多发点状钙化灶(箭)；b) 动脉期示病灶明显强化; c) 静脉期对比剂轻度退出; d) 镜下示肿瘤细胞排列成复杂乳头状，细胞层次明显增多，极向紊乱，细胞异型，核分裂象可见，间质内见浸润性生长的异型细胞巢团(×100，HE)。

2.CT定性指标

32例LGUC和28例HGUC病灶均为单发，HGUC组患者在肿瘤钙化、囊变坏死及壁外浸润等方面与LGUC组比较，差异均有统计学意义(P值均<0.05)；两组肿瘤在病变边界及区域淋巴结肿大方面差异均无统计学意义(P值均>0.05，图1、2，表1)。

表1 LGUC组与HGUC组患者的CT定性特征比较 (例)

3.能谱CT定量指标

HGUC组的动脉期70 keV单能量CT值、IC、有效原子序数、λ值均高于LGUC组，差异均有统计学意义(P值均<0.05)，而两组间WC值差异无统计学意义(P>0.05)。静脉期70 keV单能量CT值、IC、有效原子序数、λ值、WC在两组间差异均无统计学意义(P值均>0.05，表2)。

表2 LGUC组与HGUC组能谱CT定量指标比较

4.ROC曲线分析

ROC曲线分析结果显示，动脉期曲线斜率鉴别诊断HGUC与LGUC的AUC值最高(0.974)，以动脉期λ值3.5为阈值时，其诊断敏感度和特异度分别为92.90%和93.75%(表3、图3)。

图3 动脉期λ值鉴别LGUC与HGUC的ROC曲线。

表3 能谱CT定量参数鉴别LGUC与HGUC的ROC曲线分析结果

讨 论

膀胱尿路上皮癌病理分级是影响患者预后最重要的因素之一[1,7]，HGUC侵袭性强，复发率高，且容易浸润肌层[8-9]，临床多采用联合化疗的根治性膀胱切除术，而LGUC最主要的治疗方式是预防性经尿道电切术加化疗滴注[3-4]。目前，临床上膀胱尿路上皮癌的病理分级主要依靠膀胱镜活检，但膀胱镜活检只能采集部分病变，并不一定十分准确，因此无创性的影像学检查术前评估病理分级有一定临床意义，术前准确分级能够为患者临床治疗方案的制定提供重要参考依据。与传统CT检查相比，能谱CT在降低辐射剂量、优化图像质量的同时，还能提供多种参数对病变进行量化评估[10-11]，目前已广泛应用于泌尿系统疾病的诊断和评估之中，但其在膀胱尿路上皮癌术前病理分级预测中的研究报道较少。本研究结果表明能谱CT参数可有效提高对不同病理分级膀胱尿路上皮癌的术前诊断符合率。

图2 膀胱低级别尿路上皮癌患者，男，58 岁。a) 膀胱后壁见菜花样肿物，边缘呈分叶状(箭)，密度较均匀；b) 动脉期示病灶呈明显均匀强化； c) 静脉期对比剂轻度退出，分叶状边缘显示更清晰(箭); d) 镜下示瘤细胞增生呈复杂乳头状，上皮细胞极向存在，核轻度异型，核分裂象可见，局部出现间质浸润(×100，HE)。

既往研究表明，膀胱尿路上皮癌好发于中老年男性，临床表现以无痛性肉眼血尿最为多见。许春苗等[12]回顾性收集了70例于河南省肿瘤医院经病理确诊的膀胱癌患者，其中男50例，女20例，年龄39～84岁，中位年龄54 岁。本研究60例患者中，平均年龄约58岁，女性患者仅8例，42例因肉眼血尿就诊，与文献报道基本相符。本研究发现LGUC组与HGUC组患者的性别及年龄差异无统计学意义。

CT定性征象中，本研究结果显示HGUC组与LGUC组的囊变坏死及钙化发生率都偏高，可能因为膀胱尿路上皮癌肿瘤细胞异型性明显，生长速度快，容易造成缺血性囊变坏死，HGUC组肿瘤细胞异型性更明显，生长速度更快，较LGUC组出现囊变坏死及壁外浸润的概率更高。膀胱尿路上皮癌钙化发生率高的原因可能为肿瘤好发于膀胱三角区，容易造成输尿管梗阻，造成病灶表面伴发感染，尿钙在碱性尿液的作用下沉积于肿瘤，HGUC组更容易堵塞输尿管造成梗阻、感染，所以出现钙化的概率也会高于LGUC组。这可能是因为HGUC肿瘤细胞异型性更明显，生长速度更快，更容易造成缺血性囊变坏死，且侵袭性更强，故更容易出现壁外浸润。膀胱尿路上皮癌出现钙化的原因可能为病灶表面伴发感染时，尿钙在碱性尿液的作用下沉积于肿瘤，至于为何HGUC钙化发生率高于LGUC，此征象还无法解释，也可能与本研究样本量较少造成误差有关。HGUC组与LGUC组之间边界及区域淋巴结的差异均无统计学意义，可能与两组病例中大部分患者尚处于早期膀胱癌，还未发生淋巴结转移有关，且边界是否清晰有诊断医师判断的主观性。

70 keV 单能量较接近40～140 keV单能量的平均值，为中间能量，有较好的代表性，信噪比较高[13]。本研究发现动脉期HGUC组70 keV单能量CT值高于LGUC组，且差异有统计学意义；原因可能为膀胱癌的形成和发展具有血管依赖性，HGUC恶性程度更高，肿瘤内新生血管要高于LGUC组，而动脉期强化程度主要取决于微血管密度(即血管化程度)[14]，所以动脉期HGUC组的70 keV单能量CT值要高于LGUC组。这与相关研究报道膀胱癌增强三期中动脉期是肿瘤检出率最高的期相结果相仿[15]。而微血管缺乏正常的血管壁结构，致碘对比剂不易快速廓清[5]，可能导致静脉期两组之间的70 keV CT值差异不明显。IC及有效原子序数是病灶碘含量即血供情况的间接反映，本研究HGUC组的IC高于LGUC组，差异有统计学意义。

在较低能量水平时，物质组织可出现较明显的衰减效应，40～70 keV单能量CT值变化幅度最大，可以最大化地反映病变变化趋势，容易发现差别，故选取低能量40～70 keV计算各组的λ值；结果显示HGUC组的λ值明显高于LGUC组，HGUC组动脉期血碘浓聚快于LGUC组，40～70 keV单能量CT值变化趋势亦较大，本研究结果显示动脉期λ值鉴别HGUC与LGUC的敏感度及特异度均较高。杨伟萍等[6]的研究也证实了双能CT动脉期碘(水)浓度值可鉴别不同病理级别膀胱尿路上皮癌。

本研究存在以下局限性：本研究为单中心回顾性研究，样本量较少；碘浓度变化易受个体循环差异的影响。

综上所述，能谱CT参数有助于术前预测膀胱尿路上皮癌病理分级，可为患者手术方式制定及治疗方案选择提供更多参考信息。