Value of VI-RADS Scoring System in Precision Treatment of Bladder Cancer
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摘要:
目的 探讨VI-RADS评分在术前对膀胱癌侵袭性预测的价值。 方法 采用VI-RADS评分对320例膀胱癌MRI资料进行回顾性分析，对病灶的T2WI、DWI和DCE-MRI进行单独评分，最后获得VI-RADS评分，根据病理结果将样本分为NMIBC组和MIBC组，将VI-RADS评分与病理分期、VI-RADS评分与不同分组间进行相关性分析。 结果 肌层浸润性膀胱癌187例，非肌层浸润性膀胱癌133例，VI-RADS评分与病理结果存在正相关（r = 0.841，P < 0.001）。VI-RADS评分 > 3.5分对判断膀胱癌肌层浸润的敏感性、特异性分别为88.4%、97.1%。 结论 VI-RADS评分在术前对膀胱癌侵袭性的预测具有较好的敏感性和特异性，对指导临床治疗具有较好的价值。 -
关键词:
- 膀胱癌 /
- MRI /
- VI-RADS评分系统 /
- 临床分期
Abstract:Objective To explore the value of VI-RADS scoring system in predicting preoperative for invasive bladder cancer. Methods The MRI data of 320 cases of bladder cancer were retrospectively analyzed by the VI-RADS scoring system, T2WI, DWI and DCE-MRI were scored separately, and finally VI-RADS score was obtained, the samples were divided into NMIBC group and MIBC group according to the pathological results, and the VI-RADS scores were analyzed for correlation with pathological stages and different groups. Results There were 187 cases of muscular invasive bladder cancer and 133 cases of invasive bladder cancer. There was a positive correlation between VI-RADS score and pathological results（r = 0.841, P < 0.001）. The sensitivity and specificity of VI-RADS > 3.5 for muscle invasion of bladder cancer were 88.4% and 97.1%, respectively. Conclusion The VI-RADS scoring system has better sensitivity and specificity in predicting the degree of bladder cancer invasion, and has a good value in guiding clinical treatment. -
Key words:
- Bladder cancer /
- Magnetic resonance imaging /
- VI-RADS scoring system /
- Clinical staging
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膀胱癌是泌尿系统常见的恶性肿瘤，近年来，发病率逐年增高。如果能够在术前对膀胱癌的侵袭性进行无创性的准确评估，对患者预后判断及生活质量的提高具有重要的临床意义。随着VI-RADS评分系统在临床的广泛应用，VI-RADS对膀胱癌侵袭性预测的研究成为临床研究的热点。本研究采用VI-RADS评分系统对320例膀胱癌全切术前的MRI资料进行回顾性研究，探讨VI-RADS评分系统对膀胱癌侵袭性预测的使用价值，以期为膀胱癌的临床精准治疗提供影像学的支持。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
收集2017年1月至2020年5月在昆明医科大学第二附属医院经手术病理证实资料齐全的膀胱癌患者MRI资料320例，其中男性194例、女性126例，年龄31～89岁。所有患者均为首次发现血尿，未经过任何治疗或膀胱镜检查，MRI检查完成后1周内进行了膀胱全切术（大病灶或多发病灶）或经尿道行膀胱肿瘤切除术（孤立性、单发病灶）。
根据病理分期结果将样本分为非肌层浸润组（non-muscle-invasive bladder cancer，NMIBC）和肌层浸润组（muscle-invasive bladder cancer，MIBC）组[1]，将VI-RADS评分与病理分期、VI-RADS评分与不同分组进行相关性分析。 本研究内容及方案作为一项回顾性研究，未能进行患者知情同意书的签署。
1.2 MRI检查
采用Philips Achieva 3.0 TX MRI扫描仪，16 通道腹部相控阵线圈，仰卧位。扫描中心置于耻骨联合处，嘱受检者膀胱充盈良好，平静呼吸状态进行扫描。常规MRI扫描序列包括矢状位、冠状位及横轴位T2WI。横轴位T2WI参数：TR 4500～5000 ms，TE 110 ms，层厚3 mm，层间距0.5 mm，FOV360 mm × 280 mm，SENSE 因子1.5，NSA 3。轴位T1WI，参数：TR 500～700 ms，TE 10 ms；层厚3 mm，层间距0.5 mm，FOV 360 mm × 280 mm，SENSE因子1.5，NSA 3。冠状位T2WI，参数：TR 2500～5000 ms，TE = 80 ms，层厚3 mm，层间距0.5 mm，FOV 360 mm×320 mm，SENSE 因子1.5，NSA 3。DWI扫描采用SS-EPI序列分别进行矢状位、冠状位及横轴位扫描。扫描参数：TR 4500～5000 ms，TE 110 ms，层数3 mm，层间距0.5 mm，NSA 2。矩阵128 × 128，b值为0和1000 s/mm2。增强扫描采用Thrive序列，采用高压注射器经肘静脉团注对比剂Gd-DTPA，剂量0.1 mmol/kg，对比剂注入后注入20 mL生理盐水，流速2 mL/s。
1.3 图像分析及VI-RADS评分
在PACS系统上由2位具有5a以上影像诊断经验的主治医师采用双盲法对320例病灶的mpMRI资料进行VI-RADS评分，意见不一致协商讨论解决。依照参考文献中的评分标准[2]（表1）分别对T2WI、DWI和DCE-MRI图像上的病灶进行5分制评分，最后得出VI-RADS的总分值（图1）。
表 1 VI-RADS具体评分标准Table 1. VI-RADS scoring criteria.VI-RADS评分 影像学表现 T2WI 1分 固有肌层连续不间断低信号线（病灶< 1cm；有蒂或无蒂的肿瘤，有或无内层增厚） 2分 固有肌层连续不间断低信号线（病灶>1 cm，有蒂的肿瘤，有或无内层增厚；无柄/宽基底的肿瘤伴内层增厚） 3分 非2分表现，伴无蒂的外生肿瘤或无高信号的内膜增厚；无柄/宽基底的肿瘤但无明显低信号固有肌层破坏 4分 固有肌层低信号线中断，肿瘤侵犯固有肌层 5分 肿瘤向膀胱脂肪的侵犯，表现为整个膀胱壁和膀胱外组织的浸润 DWI 1分 DWI固有肌层连续性中等信号（病变< 1cm， DWI高信号，ADC值降低，DWI有/无蒂和/或内层增厚呈低信号） 2分 DWI固有肌层连续性中等信号（病变>1 cm，DWI高信号，ADC值降低，DWI有蒂低信号，
和/或增厚内层低信号；或无柄/扁平的肿瘤合并低/中等信号增厚内层）3分 未见DWI2分表现（类似T2WI的 3类表现），但未见固有肌层低信号的中断 4分 DWI高信号，ADC值降低，局部延伸至固有肌层 5分 DWI高信号，ADC值降低，延伸至膀胱全壁及膀胱外脂肪 DCE 1分 固有肌层未见早期强化 2分 固有肌层未见早期强化，内层早期强化 3分 未见2分表现，但固有肌层低信号无中断 4分 肿瘤早期强化，局灶性延伸至固有肌层 5分 肿瘤早期强化，延伸至整个膀胱壁和壁外脂肪 1.4 统计学处理
采用SPSS 19.0软件进行统计分析，采用卡方检验对2组患者的VI-RADS评分、T2WI评分、DCE-MRI评分及DWI评分的频数分布进行分析，并通过独立样本T检验比较2组患者的各评分差异。通过Speaman相关分析，分析肿瘤肌层浸润情况与VI-RADS评分之间的相关关系。采用受试者工作特征（ROC）曲线分析，计算曲线下面积，评价VI-RADS评分及各序列评分的诊断性能，通过计算敏感性、特异性和准确性，评估VI-RADS评分对膀胱癌侵袭性的评估，以P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 一般情况
共纳入膀胱癌患者320例，其中男性194例、女性126例，年龄45～89岁。与病理结果相对照，肌层浸润组173例，其中T2期91例，T3期76例，T4期6例。非肌层浸润组147例，其中Ta期12例，T1期135例，见表2。
表 2 T2WI、DWI和DCE评分的病理结果（n）Table 2. Pathological results of T2WI，DWI，DCEand VI-RADS scoring（n）评分 NMIBC组 MIBC组 n Ta T1 n T2 T3 T4 T2WI评分 1（n = 37） 37 2 35 0 0 0 0 2（n = 78） 66 8 58 12 12 0 0 3（n = 74） 32 3 29 42 42 0 0 4（n = 45） 45 0 0 45 35 8 2 5（n = 86） 0 0 0 86 23 59 4 DCE-MRI评分 1（n = 37） 37 2 35 0 0 0 0 2（n = 81） 29 8 21 52 52 0 0 3（n = 62） 32 0 32 30 30 0 0 4（n = 45） 0 0 2 43 33 8 2 5（n = 95） 0 0 0 95 16 75 4 DWI评分 1（n = 37） 37 12 25 0 0 0 0 2（n = 89） 76 10 66 13 13 0 0 3（n = 52） 27 0 27 25 25 0 0 4（n = 52） 7 0 7 45 40 3 2 5（n = 90） 0 0 0 90 8 76 6 VI-RADS评分 1（n = 37） 37 12 25 0 0 0 0 2（n = 89） 76 10 66 13 13 0 0 3（n = 52） 27 0 27 25 25 0 0 4（n = 52） 7 0 7 45 40 3 2 5（n=90） 0 0 0 90 8 76 6 2.2 T2WI、DWI和DCE-MRI及VI-RADS评分
T2WI评分中1分的病灶37例，全部为NMIBC组，其中Ta期2例；T1期35例。2分的病灶78例，其中NMIBC 组66例，包括8例Ta期和58例T1期；MIBC组12例T2期。3分的病灶74例，其中NMIBC组32例T1期，包括3例Ta期和29例T1期；MIBC组42例T2期。4分的病灶45例，其中NMIBC 组T1期0例；MIBC组14例，T2期25例、T3期6例。5分的病灶86例全为MIBC组，T2期23例；T3期59例、T4期4例，见表2。
DCE-MRI评分中1分的病灶37例，全部为NMIBC组，其中Ta期2例；T1期35例。2分的病灶81例，其中NMIBC组29例T1期，包括8例Ta期和21例T1期；MIBC组52例T2期。3分的病灶62例，包括NMIBC组32例T1期；MIBC组30例T2期。4分的病灶45例，NMIBC2例T1期；MIBC组43例，包括33例T2期、8例T3期和2例T4期。5分的病灶95例全为MIBC组，T2期16例；T3期75例、T4期4例，见表2。
DWI评分中1分的病灶37例，全部为NMIBC组，包括Ta期12例；T1期25例。2分的病灶89例，其中NMIBC 组76例T1期，包括10例Ta期和66例T1期；MIBC组13例T2期。3分的病灶52例，其中NMIBC组27例T1期；MIBC组25例T2期。4分的病灶52例，其中NMIBC 组T1期7例；MIBC组45例，包括T2期40例、T3期3例，T4期2例。5分的病灶90例全为MIBC组，包括T2期8例、T3期76例、T4期6例，见表2。
VI-RADS评分中 1分37例，其中Ta期有12例，T1期25例，典型病例见图2；VI-RADS 2分89例，T1期76例，T2期13例，典型病例见图3；VI-RADS 3分52例，其中T1期27例，T2期25例，典型病例见图4。VI-RADS 4分52例，其中T1期7例、T2期40例、T3期3例，T4期2例。VI-RADS 5分90例，其中T2期8例，T3期76例，T4期6例，见表2。
图 2 膀胱Ta期，VI-RADS 评分1分A：T2WI；B：DWI；C：增强Figure 2. Stage Ta of bladder cancer，VI-RADS score 1
图 3 膀胱T1期，VI-RADS 2分A：T2WI；B：DWI；C：增强Figure 3. Stage T1 of bladder cancer，VI-RADS score 2
图 4 膀胱癌T1期，VI-RADS评分3分A：T2WI；B：DWI；C：增强Figure 4. Stage T1 of bladder cancer，VI-RADS score 32.3 VI-RADS评分与肌层浸润的相关性
将NMIBC组和MIBC组通过Spearman相关分析，结果表明VI-RADS评分与肿瘤肌层浸润性存在显著的正相关关系，相关系数r = 0.841，P < 0.01，说明随着VI-RADS评分升高，肿瘤是MIBC的可能性越大，见表3。
表 3 VI-RADS评分与肿瘤肌层浸润情况的Spearman相关性分析Table 3. VI-RADS score and tumor muscular infiltration of Spearman analysis组别 VI-RADS NMIBC/MIBC VI-RADS r 1.000 0.841 P . < 0.001* NMIBC/MIBC r 0.841 1.000 P < 0.001* . *P < 0.05。 2.4 ROC曲线分析
T2WI、DWI和DCE-MRI评分及VI-RADS评分的ROC曲线如图5所示。VI-RADS的AUC值为0.960（95%CI：0.937，0.983），T2WI的AUC值为0.941（95%CI：0.913，0.969），DCE-MRI的AUC值为0.959（95%CI：0.936，0.982），DWI的AUC值为0.961（95%CI：0.938，0.983）。VI-RADS评分及T2WI、DWI和DCE-MRI评分对肌层浸润程度判断的最佳临界值均为3.5，VI-RADS评分 > 3.5时，预测膀胱癌肌层浸润的敏感性88.4%、特异性97.1%。T2WI评分的敏感性和特异性则分别为79.3%和96.7%，DCE-MRI评分和DWI评分的敏感性和特异性均分别为82.2%和97.3%。
图 5 T2WI、DWI和DCE评分及VI-RADS评分的ROC曲线Figure 5. ROC curve for each image sequence score and VI-RADS score3. 讨论
膀胱癌已成为全球第九大恶性肿瘤[3]，据估计，2019年美国新增的膀胱癌病例数将达到约80470例，约占所有新发癌症的4.57%，而死亡病例数将占所有癌症的2.91%[4]。目前治疗方式的选择主要是区分非肌层浸润性膀胱癌（non-muscle-invasive，NMIBC）和肌层浸润性膀胱癌（muscle-invasive，MIBC）的基础上确定的。NMIBC主要有经尿道膀胱肿瘤电切术（trasnurethral resection of bladder tumor，TURBT），辅以灌注化疗或免疫治疗，MIBC主要选择根治性膀胱切除术（radical cystectomy，RC），并辅以辅助/新辅助化疗、放疗及免疫治疗等[5-6]。因此，术前如果能够准确对膀胱癌进行分期至关重要。膀胱癌的术前分期主要通过CT和MRI结合经尿道膀胱肿瘤切除标本的病理相结合来确定，但都存在过渡分期或分期不足的情况[7-11]。
2018年日本腹部放射学年会、欧洲泌尿学会和欧洲泌尿影像学会共同发表了膀胱影像报告和数据系统（vesical imaging-reporting and data system，VI-RADS），为膀胱癌肌层浸润的判断提供了新的方法[12]。该系统基于多参数MRI的基础上，对T2WI、DWI和DCE-MRI图像进行标准化评分，并最终生成5分制的评分系统，主要用于对未经历过治疗和没有接受过诊断性经尿道膀胱肿瘤切除术的患者进行肌层浸润性判断。VI-RADS 1～5分别定义为肌层浸润非常不可能、肌层浸润可能性不大、肌层浸润可能、肌层浸润或膀胱周围浸润可能性大。本研究认为VI-RADS评分 > 3.5分时具有比较佳的敏感性和特异性，与国外的研究报道相接近[13-16]。
当VI-RADS评分为4或5分时，能够比较可靠地判断膀胱癌肌层浸润的可能性。当VI-RADS评分为 3分时膀胱癌非肌层浸润和肌层浸润的可能性分别为51.9%和48.1%，提示3分对膀胱癌浸润程度的判断仍然存在一定程度上的困难，有待于笔者进一步扩大样本量进行深入研究。VI-RADS评分2分的膀胱癌非肌层浸润和肌层浸润分别为85.4%和14.6%；VI-RADS 评分4分的膀胱癌非肌层浸润和肌层浸润分别为13.5%和86.5%，说明VI-RADS评分为2分和4分对膀胱癌肌层浸润性的预测具有较好的灵敏度，可以为下一步手术方案的制定提供影像学的依据。
VI-RADS评分2分术后病理证实为肌层浸润性膀胱癌13例，VI-RADS评分为4分术后病理证实为非肌层浸润性膀胱癌7例，分析原因主要有：（1）笔者选择的层面多数以横轴位为主，忽略了冠状位和矢状位的重要性；（2）膀胱充盈过多，尿液进入膀胱内引起的流动伪影有一定关系；（3）磁共振检查空间狭小，时间较长，患者年龄大，腹式呼吸干扰明显也有一定原因；（4）以病理结果为标准衡量来区分肌层浸润和非肌层浸润性，在肌层浸润性膀胱癌中又分为浅肌层浸润T2a期和深肌层浸润T2b期，本研究中8例VI-RADS评分2分的病灶，术后病理证实均为T2a期。在VI-RADS评分4分中7例非肌层浸润性膀胱癌的病灶较大，局部正常膀胱壁受牵拉挛缩，以及局部膀胱壁慢性炎症导致的膀胱壁增厚引起的误判，这种情况下的病灶DWI虽然高信号，但是ADC图信号及ADC值不完全一致，这就提醒笔者在分析过程中虽然是对DWI图进行评分，但是不能忽略了的ADC图的作用。
VI-RADS评分1分的膀胱癌与病理结果相对照，诊断非肌层浸润性膀胱癌的敏感性和特异性均为100%，这组患者均经历了经尿道行膀胱肿瘤切除术，术后经MRI随访至今，未见1例明确复发及转移的患者。
综上所述，本研究结果表明VI-RADS评分系统对膀胱癌肌层浸润的判断具有较好的敏感性、特异性和准确性，对指导临床手术治疗具有很明确的指导价值，适合临床推广应用。
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图 2 膀胱Ta期，VI-RADS 评分1分
A：T2WI；B：DWI；C：增强
Figure 2. Stage Ta of bladder cancer，VI-RADS score 1
图 3 膀胱T1期，VI-RADS 2分
A：T2WI；B：DWI；C：增强
Figure 3. Stage T1 of bladder cancer，VI-RADS score 2
图 4 膀胱癌T1期，VI-RADS评分3分
A：T2WI；B：DWI；C：增强
Figure 4. Stage T1 of bladder cancer，VI-RADS score 3
图 5 T2WI、DWI和DCE评分及VI-RADS评分的ROC曲线
Figure 5. ROC curve for each image sequence score and VI-RADS score
表 1 VI-RADS具体评分标准
Table 1. VI-RADS scoring criteria.
VI-RADS评分 影像学表现 T2WI 1分 固有肌层连续不间断低信号线（病灶< 1cm；有蒂或无蒂的肿瘤，有或无内层增厚） 2分 固有肌层连续不间断低信号线（病灶>1 cm，有蒂的肿瘤，有或无内层增厚；无柄/宽基底的肿瘤伴内层增厚） 3分 非2分表现，伴无蒂的外生肿瘤或无高信号的内膜增厚；无柄/宽基底的肿瘤但无明显低信号固有肌层破坏 4分 固有肌层低信号线中断，肿瘤侵犯固有肌层 5分 肿瘤向膀胱脂肪的侵犯，表现为整个膀胱壁和膀胱外组织的浸润 DWI 1分 DWI固有肌层连续性中等信号（病变< 1cm， DWI高信号，ADC值降低，DWI有/无蒂和/或内层增厚呈低信号） 2分 DWI固有肌层连续性中等信号（病变>1 cm，DWI高信号，ADC值降低，DWI有蒂低信号，
和/或增厚内层低信号；或无柄/扁平的肿瘤合并低/中等信号增厚内层）3分 未见DWI2分表现（类似T2WI的 3类表现），但未见固有肌层低信号的中断 4分 DWI高信号，ADC值降低，局部延伸至固有肌层 5分 DWI高信号，ADC值降低，延伸至膀胱全壁及膀胱外脂肪 DCE 1分 固有肌层未见早期强化 2分 固有肌层未见早期强化，内层早期强化 3分 未见2分表现，但固有肌层低信号无中断 4分 肿瘤早期强化，局灶性延伸至固有肌层 5分 肿瘤早期强化，延伸至整个膀胱壁和壁外脂肪 
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表 2 T2WI、DWI和DCE评分的病理结果（n）
Table 2. Pathological results of T2WI，DWI，DCEand VI-RADS scoring（n）
评分 NMIBC组 MIBC组 n Ta T1 n T2 T3 T4 T2WI评分 1（n = 37） 37 2 35 0 0 0 0 2（n = 78） 66 8 58 12 12 0 0 3（n = 74） 32 3 29 42 42 0 0 4（n = 45） 45 0 0 45 35 8 2 5（n = 86） 0 0 0 86 23 59 4 DCE-MRI评分 1（n = 37） 37 2 35 0 0 0 0 2（n = 81） 29 8 21 52 52 0 0 3（n = 62） 32 0 32 30 30 0 0 4（n = 45） 0 0 2 43 33 8 2 5（n = 95） 0 0 0 95 16 75 4 DWI评分 1（n = 37） 37 12 25 0 0 0 0 2（n = 89） 76 10 66 13 13 0 0 3（n = 52） 27 0 27 25 25 0 0 4（n = 52） 7 0 7 45 40 3 2 5（n = 90） 0 0 0 90 8 76 6 VI-RADS评分 1（n = 37） 37 12 25 0 0 0 0 2（n = 89） 76 10 66 13 13 0 0 3（n = 52） 27 0 27 25 25 0 0 4（n = 52） 7 0 7 45 40 3 2 5（n=90） 0 0 0 90 8 76 6
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表 3 VI-RADS评分与肿瘤肌层浸润情况的Spearman相关性分析
Table 3. VI-RADS score and tumor muscular infiltration of Spearman analysis
组别 VI-RADS NMIBC/MIBC VI-RADS r 1.000 0.841 P . < 0.001* NMIBC/MIBC r 0.841 1.000 P < 0.001* . *P < 0.05。
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