膀胱癌是全球第十大最常见的癌症，2018年有54.9万新发病例，约20万人死亡。大多数膀胱癌在组织学上被归类为尿路上皮癌，其治疗方案主要根据浸润深度和组织学等级来决定。对于非肌层浸润性膀胱癌（NMIBC；T1期或更低）患者，通常推荐经尿道膀胱肿瘤切除术（TURBT），而更具侵袭性的肌层浸润性膀胱癌（MIBC；T2期或更高）经常需要进行根治性膀胱切除术、辅助化疗或两者同时进行。因此准确评估有无肌层浸润和肿瘤细胞分化程度，不仅对选择最佳治疗方案至关重要，而且对低风险的NMIBC患者避免不必要的侵入性治疗也十分重要。

在临床上，TURBT是确定肌肉浸润性和组织学等级的标准方法。然而，据报道，在高达25%的肌层浸润性膀胱癌中，肿瘤可能被低估，并且由于取样错误，高达15%的肿瘤会出现不准确的分级。这些局限性以及TURBT手术的高成本和侵入性，表明非常需要一种无创的、更准确的成像技术来协助对膀胱尿路上皮癌进行分期及分级。

膀胱成像-报告和数据系统（VI-RADS）的引入为临床上的对膀胱癌的规范化评估及判读提供了基础。现阶段，分阶微积分（FROC）模型已在临床上的多个方面应用及认可。FROC模型提供了三个参数：扩散系数D（单位：μm²/ms），空间分阶导数β（无量纲）以及空间参数μ（单位：μm）。当与VI-RADS结合时，该模型也可以提高诊断性能。

近日，发表在European Radiology杂志的一项研究探讨了在高b值下使用DWI与FROC模型对尿路上皮癌进行分期和分级的可行性，同时比较了FROC参数与ADC的性能，并研究了当FROC参数与简化版的VI-RADS相结合时提高诊断性能的情况，为膀胱癌的术前无创性准确评估提供了强有力的支持。

本项前瞻性研究纳入了58名患有膀胱尿道癌患者。使用FROC模型分析了以16个b值（0-3600s/mm2）获取的扩散加权图像。三个FROC参数，D、β和μ，被用于划分NMIBC和MIBC，并用于肿瘤分级。基于单个FROC参数及其组合进行了受试者工作特性（ROC）分析，然后与基于T2加权图像和DWI的表观扩散系数（ADC）和双参数VI-RADS进行比较。 

MIBC组的D和μ明显低于NMIBC组（各P = 0.001），D、β和μ在高等级肿瘤中都表现出明显低于低等级肿瘤（P ≤ 0.011）。D、β和μ的组合对区分NMIBC和MIBC产生了最高的特异性（85%）、准确性（78%）和ROC曲线下的面积（AUC，0.782），对肿瘤分级产生了最好的敏感性（89%）、特异性（86%）、准确性（88%）和AUC（0.892），这些都优于ADC。FROC参数与双参数VI-RADS的组合将AUC从0.859提高到0.931。 

图 上排：NMIBC患者。轴位（a）和矢状位（b）T2加权图像显示左后壁的外生性肿瘤，有低信号的柄（箭头）和完整的固有肌层线，表明T2加权成像评分为2。b=1000s/mm²的扩散加权图像（c）显示一个高信号强度的肿瘤，有一个低信号强度的柄（箭头），表明DWI评分为2。下图 行：MIBC患者。轴位（d）和矢状位（e）T2加权图像显示左侧壁上的肿瘤，并延伸至周围脂肪（箭头），表明T2加权成像评分为5。b=1000s/mm²的弥散加权图像（f）显示高信号强度的肿瘤延伸至周围脂肪（箭头），表明DWI评分为5分。最终双参数VI-RADS评分为5分。

本研究证明，无论是单独还是联合应用FROC模型参数，该模型均可用于划分NMIBC和MIBC以及低级和高级膀胱尿上皮癌。FROC模型参数可以超越传统的ADC，提高双参数VI-RADS的诊断性能。随着进一步的验证，FROC扩散模型可能成为一个潜在的基于成像的工具，以协助组织病理学和VI-RADS来描述膀胱尿路上皮癌的特征及分级。

原文出处：

Cui Feng,Yanchun Wang,Guangyu Dan,et al.Evaluation of a fractional-order calculus diffusion model and bi-parametric VI-RADS for staging and grading bladder urothelial carcinoma.DOI:10.1007/s00330-021-08203-2