MRI在子宫肌瘤HIFU疗效评估和预测中的价值

The Value of MRI in the Assessment and Prediction of Uterine Fibroid HIFU Efficacy

摘要: 子宫肌瘤是育龄期妇女最常见的良性肿瘤，高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound)作为一种新的非侵入性手术方式在子宫肌瘤的治疗中越来越受欢迎。由于肌瘤内部结构异质性，肌瘤直径，技术局限性等原因不同患者的HIFU疗效有所不同，因此患者HIFU治疗疗效的评估和术前预测非常重要。磁共振成像(MRI)以高软组织分辨率、无创无辐射等特点在子宫肌瘤诊疗中尤为重要。本文综述了MRI在高强度聚焦超声治疗子宫肌瘤疗效评价和预测中的作用。

Abstract: Uterine fibroids are the most common benign tumours in women of childbearing age and HIFU is an increasingly popular new non-invasive surgical treatment for uterine fibroids. The efficacy of HIFU varies from patient to patient due to the heterogeneity of the internal structure of the fibroids, fi-broid diameter, and technical limitations; therefore, it is important to evaluate the efficacy of HIFU treatment in patients and to predict the efficacy of HIFU in the preoperative period. Magnetic reso-nance imaging (MRI) is particularly important in the diagnosis and treatment of uterine fibroids because of its high soft-tissue resolution and non-invasive and radiation-free characteristics. This article reviews the role of MRI in the evaluation and prediction of the efficacy of HIFU for the treat-ment of uterine fibroids.

1. 引言

子宫肌瘤是最常见的女性盆腔肿瘤之一，育龄妇女的发病率几乎为70%~75% [1] 。虽然大部分子宫肌瘤患者是无症状的，但其中大约30%会有月经异常、贫血、下腹部不适、尿频、尿急，不孕等症状 [2] 。有症状的子宫肌瘤严重影响患者的精神心理和生活质量，影响育龄期患者的妊娠结局。无症状的子宫肌瘤大多数在体检时被偶然发现，一般不进行特殊治疗，适合期待疗法观察即可。对于有症状的子宫肌瘤目前治疗方法主要以手术治疗为主，腹腔镜、宫腔镜手术及微无创治疗也逐渐成为子宫肌瘤治疗的主要手段，近年来药物治疗、射频、聚焦超声等保留子宫、保留生育能力的治疗方法，逐渐受到关注 [3] 。

2. 高强度聚焦超声消融术(HIFU)

HIFU消融原理是利用超声波的热能和机械能在监控影像的引导下将能量聚集在焦点处，使靶组织处发生不可逆的损伤，它作为一项无创伤性超声切除技术，在体内的焦点可以达到110℃的超高温，通过热效应快速消融病灶致其坏死，达到治疗目的 [4] 。HIFU治疗子宫肌瘤与传统的治疗手段相比，相对简单、安全可靠、无创，术后恢复快，疗效确切，且能够保留子宫，已在临床广泛应用 [5] 。在过去十年中，HIFU治疗子宫肌瘤的临床价值已在众多的研究中进行了调查并且这些研究都将该手术描述为安全有效，通过缓解肌瘤相关症状给患者带来显着的临床益处 [6] 。高强度聚焦超声(HIFU)是症状性子宫肌瘤的一种非侵入性和低风险的治疗选择，为有生育需求的子宫肌瘤患者提供了有效的症状控制，同时避免了手术的潜在风险和缺点。

HIFU治疗效果与术后及时消融率关系较大,消融率高提示患者症状得到明显改善，由于超声波穿透组织的异质性、肌瘤大小、肌瘤内部结构差异等因素,不同的病人HIFU疗效间存在差异 [7] 。有研究分析影响HIFU消融效果的因素发现子宫处于前位、子宫肌瘤及子宫体积越大、肌瘤血流分级越低、肌瘤T2WI非高信号并T1W-I增强扫描信号非明显强化者越易消融 [8] 。准确预测子宫肌瘤HIFU消融率有助于选择合适的治疗方案，提高治疗效果。磁共振成像技术(magnetic resonance imaging, MRI)是目前HIFU疗效评估较为常用的影像学方法。

3. 磁共振成像技术

3.1. MRI常规序列在HIFU疗效评估中的应用

MRI软组织成像分辨率高，具有多参数成像、无创无辐射等特点，在评价子宫肌瘤治疗效果中具有重要价值。磁共振成像技术可以确定子宫肌瘤的位置、大小、数量和类型等信息，同时可以清晰的观察肌瘤与周围组织的关系以及肌瘤对周围组织的侵犯程度，有助于确定治疗方案和预测治疗效果 [9] 。常规MRI序列通过观察子宫的位置(前位、后位)，子宫肌瘤的位置(前壁、后壁、侧壁)，子宫肌瘤的大小、体积、类型(粘膜下、肌壁间，浆膜下)，T2WI信号强度等信息来评估HIFU治疗子宫肌瘤的疗效。一项回顾性研究将患者根据肌瘤大小分为肌瘤较大的L组(≥10 cm)和肌瘤较小的S组(<10 cm)，使用MRI测量患者手术前和手术后三个月的子宫和肌瘤体积来检查HIFU消融术的疗效并进行两组间的比较，发现S组的子宫和肌瘤体积显著降低(p < 0.05)，USgHIFU(超声引导下聚焦超声消融术)对小于10厘米的小肌瘤最有效 [10] 。子宫肌瘤MRI-T2WI信号强度是目前研究较多的影响HIFU术后消融率的因素。Huang [11] 等按照术前子宫肌瘤T2WI信号特征对术前肌瘤进行分组并用相同参数的HIFU照射各组标本，计算坏死组织体积并定量测定平滑肌细胞(SMC)计数和胶原纤维含量，分析它们之间的相关性，发现坏死组织体积与SMC计数呈负相关，与胶原纤维含量呈正相关，说明组织病理学特征的差异可能是HIFU消融术对T2WI上不同信号强度的子宫肌瘤治疗效果不同的原因之一。有学者根据肌瘤T2WI信号特征对肌瘤进行分组，通过分析不同子宫肌瘤T2WI信号强度和均匀度证明了高信号肌瘤用HIFU很难消融，异质性肌瘤比同质性肌瘤更难用HIFU消融 [12] 。HIFU消融子宫肌瘤的非灌注体积比(NPVR)，是术后增强MR图像中非灌注区体积与肌瘤体积的比值，HIFU的疗效与术后即刻非灌注容积比(NPVR)密切相关 [13] 。杨美杰 [14] 等研究USgHIFU治疗子宫肌瘤NPVR ≥ 80%时的潜在预测因子发现影响消融效率的最关键因素是T2WI上的信号强度， T1WI上的增强类型、子宫前后位和血小板计数占其次。除此之外T2-WI信号强度比值也是最近发现的与HIFU治疗疗效有关联的因素，Gong等 [15] 发现，子宫肌瘤/骨骼肌T2与子宫肌瘤HIFU消融疗效呈负相关。有研究发现术前T1WI呈低强化子宫肌瘤采用HIFU治疗消融率最高，且患者治疗后6个月肌瘤体积缩小率最大 [16] 。

3.2. 磁共振动态增强扫描(Dynamic Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Imaging, DCE-MRI)

磁共振动态增强扫描(DCE)相比普通增强扫描对于血流动力学要求更高，需要了解细微的血流差异。它是一种MRI灌注技术，它通过评估组织中钆造影剂(GBCA)的浓度作为推注GBCA后时间的函数来计算灌注参数 [17] 。子宫肌瘤血供越丰富，会从靶区带走的热量越多，导致肌瘤组织升温不足，从而影响高强度聚焦超声治疗子宫肌瘤的即刻消融效果。孙丽 [18] 等研究发现术前DCE-MRI参数K_EP系列，K^反式，Ve和SER_麦克斯可以有效预测HIFU的疗效。WEI [19] 等探讨定量DCE-MRI对子宫肌瘤HIFU治疗反应的预测价值研究中发现定量灌注参数K反式，血流量(BF)和血容量(BV)与HIFU治疗症状性子宫肌瘤的即刻NPVR呈负相关，为预测HIFU治疗反应提供了重要消息，丰富了血流因素对HIFU消融子宫肌瘤效果影响的理论基础。李晨霞 [20] 等采用全肿瘤感兴趣区(ROIwt)和单层感兴趣区(ROIsl)对MR-HIFU治疗前获得的定量灌注参数(K^反式，K_EP系列和V_p)进行定量灌注分析，并用类内相关系数(ICC)对其进行一致性检验，发现ROIwt定量灌注参数的观察者内和观察者间ICC均高于ROIsl，K^反式的ROIwt是即刻消融反应的预测因子。

3.3. 弥散加权成像(DWI)

部分学者寻找一种无需使用造影剂就可评估HIFU治疗即时效果的MR技术以减少钆对比剂的注射带给患者的经济负担和不良反应。DWI 是一种非对比剂增强功能成像技术，它通过计算表观扩散系数值(ADC)反映组织内水分子的扩散情况。它在妇科恶性和非恶性疾病中具有广泛的应用，在诊断或辅助诊断方面发挥着重要作用，并为它们的管理提供有用的补充信息 [21] 。符孔 [22] 等应用三种b值(b = 200, b = 600, b = 1000)下的DWI评估HIFU消融子宫肌瘤，结果显示较低的b值区分HIFU术后消融区和非消融区的诊断效能更高，能够更好的反应消融后灌注情况。廖东方 [23] 等测量HIFU消融操作前和操作后ADC和DWI信号值，比较术后DWI信号变化区和造影剂后增强肌瘤坏死区的体积，发现术前平均ADC值和DWI信号值均高于术后，DWI测量HIFU术后消融坏死区与非灌注区体积(NPV)无显著差异，因此它可有效评估大多数子宫肌瘤患者的消融率。Sainio [24] 等探讨用ADC分类法预测磁共振引导下高强度聚焦超声(MRgHIFU)治疗症状性子宫肌瘤技术结果的可行性，并将其与Funaki分类进行比较，发现治疗前较低的ADC值与较高的NPV比率相关，并得出ADC分类似乎能够预测NPV比率，甚至可能优于Funaki分类的结论。

3.4. 磁共振纹理分析(MRTA)

纹理分析(TA)是一种图像分析技术，通过数学分析对图像像素的灰度和空间分布信息进行量化 [25] ，其基本原理是将不同结构的复杂微观异质性间接反映在诊断图像(如CT和MRI)上的灰度级别或像素强度的分布上(即宏观异质性)。因为TA可量化病灶异质性，在鉴别良恶性肿瘤、评估预后，分级分期，预测治疗反应等方面的研究越来越深入和广泛 [26] 。有部分学者也开始将其应用于子宫肌瘤的诊治当中，苏佰燕 [27] 等比较MRI纹理参数在HIFU术前、术后即刻和术后12个月图像中的差异并进行其与肌瘤评价参数间的相关性分析，发现术前纹理参数熵与非灌注区体积比NPV%呈显著正相关，说明治疗前后MRI图像纹理特征与HIFU消融子宫肌瘤的疗效有一定相关性。吴国华 [28] 等用一阶统计直方图分析和二阶统计灰度共生规阵回顾性分析49例子宫肌瘤和34例子宫腺肌病MRI图像纹理特征发现其在鉴别子宫肌瘤与子宫腺肌病中具有一定意义。有研究分析经病理证实的子宫内膜间质肉瘤患者和退行性子宫肌瘤患者的临床及术前MRI直方图发现T2WI直方图中均值、第10个百分位数和第50个百分位数的参数具有良好的诊断效果 [29] 。以上研究说明MRI图像纹理分析在子宫肌瘤的鉴别诊断，治疗反应预测等方面为临床提供了新的方法和思路。

4. 总结与展望

磁共振在评估子宫肌瘤的大小、位置和数目等方面具有较高的准确性和可重复操作性，为术前评估提供了有用的参考信息。磁共振还可以有效地判断治疗效果和并发症，以评估术后治疗效果。此外在评估治疗安全性方面磁共振可以检测到HIFU治疗对周围组织和器官的影响。磁共振可以检测到子宫肌瘤经HIFU治疗前后的信号和血供改变，这些数据帮助临床达到更好的治疗效果，提高治疗的准确性和安全性。纹理分析(TA)对图像体素强度的异质性进行量化，从而解释病变与正常组织，以及不同病变之间人眼无法识别的细微结构之间的差异。目前MRTA在子宫肌瘤诊治方面的研究仍处在一个探索性阶段，在子宫肌瘤HIFU治疗疗效预测方面的研究更为少见，因此需要我们进一步的深入研究。MRTA有望成为评价HIFU治疗子宫肌瘤疗效具有重要临床应用价值的手段。

NOTES

^*通讯作者。