张学花 翟昭华 董国礼 邱 翔
泌尿生殖放射学
MRI评价子宫肌瘤HIFU术的价值及观察周围组织变化的研究进展
张学花翟昭华*董国礼邱翔
子宫肌瘤是子宫最常见的良性肿瘤,可引起月经量过多、腹痛乃至进一步影响生育功能,且有潜在的恶变倾向。诊断方法主要依靠超声及MRI,MRI空间分辨力及软组织分辨力高且受干扰因素较少,临床上常用于高强度聚焦超声消融(HIFU)术前定位及术后常规疗效评估,且在明确显示肿瘤大小、数目及邻近组织细微解剖方面明显优于超声。综述MRI观察子宫肌瘤及周围组织HIFU术前后的变化。
子宫肌瘤;磁共振成像;高强度聚焦超声;扩散加权成像;MRI引导高强度聚焦超声
DOI:10.19300/j.2016.Z3872
Int J Med Radiol,2016,39(3):270-272;280
子宫肌瘤是子宫最常见的良性肿瘤,10%~20%的病人会有腹痛、尿频、月经异常等临床表现。高强度聚焦超声消融 (high intensity focused ultrasound ablation,HIFU)灭活肌瘤的主要机制是通过热效应将声能聚焦转化为热能,使靶组织细胞凝固性坏死而达到治疗目的。其作为一种无创性、可重复治疗的保宫手术能够较精确地靶向消融整个肌瘤,而不会造成肌瘤周围正常组织损伤[1],与其他治疗方式相比,HIFU治疗子宫肌瘤更安全、可靠、局部消融效果确切[2]。
子宫肌瘤诊断方面主要依靠影像检查,CT对肌瘤的诊断不敏感且具有辐射,而B超在肌瘤的准确定位及小肌瘤的发现上较难,且易受肠道气体、骨组织及操作医生主观意识的影响,在肌瘤HIFU术前定位及术后疗效的评价上均不如MRI。MRI是子宫肌瘤最敏感的影像诊断方法,平扫即可诊断肌瘤,而增强MRI能更明显地显示肌瘤HIFU术前和术后的差异性。此外,MRI能较准确地定位肌瘤并可初步预测疗效。由于肌瘤的位置、深度及腹壁的厚度对HIFU能量及声束集聚点位置、面积的选择至关重要,故HIFU术前需常规行MRI检查。MRI的多方位、多参数成像使其能较准确地判断肌瘤位置、形态及大小,有助于HIFU治疗路径的选择。MRI也较易观察到HIFU术对靶区外组织造成的影响,如骶骨信号的改变、盆壁软组织水肿等,且能够准确定位超声波造成的微小损伤[3],保证疗效的同时也可以避免损伤周围的正常组织。
1.1根据治疗前后信号差异评价疗效子宫肌瘤在HIFU术前后的MRI上信号改变具有特征性,主要表现为术前肌瘤在T1WI上主要呈等信号,T2WI呈混杂信号,增强扫描可明显或不均匀强化;术后T1WI上肌瘤信号升高且边界清,T2WI信号降低,增强扫描无强化[4]。刘等[5]采用MRI对158例HIFU术后6个月内的子宫肌瘤病人进行随访,发现常规T1WI即可准确测量HIFU术后肌瘤坏死区域 (即高信号区域)的范围,且不同时间段T1WI信号改变区域与增强扫描无强化区范围高度一致,结合T2WI确定肌瘤的边界及大小,从而得出常规MRI即可准确判断子宫肌瘤HIFU术后的疗效。MRI增强扫描通过显示HIFU术前肌瘤强化程度来判断术后肌瘤消融效果,术前强化越明显的肌瘤消融效果越差[6],术后无强化区代表坏死区。
1.2根据组织成分预测疗效MRI在一定程度上可通过肌瘤内信号的差异来初步判断其组织成分,例如T2WI上信号较高的肌瘤说明其内水分含量高、胶原纤维较少等,从而可以初步预测肌瘤治疗疗效。多数研究表明子宫肌瘤HIFU术后疗效与肌瘤T2WI信号特征、肌瘤血供及肌瘤位置有较大关系,T2WI上呈高信号、增强明显强化及位于子宫后壁的肌瘤,其消融率相对较低;T2WI上呈低信号的肌瘤消融效果较好。也有研究者[7]发现T2WI上呈高信号的肌瘤HIFU疗效明显低于呈低、等信号的肌瘤,这也通过MRI来间接反映出肌瘤内不同成分对HIFU疗效的影响,从而初步预测疗效,故T2WI上肌瘤的信号强度可作为预测消融疗效的指标之一。另一方面,也可借助MRI DWI的ADC值反映HIFU术后子宫肌瘤的病理变化与疗效的关系,从而作为监测HIFU术疗效的又一重要指标,郏等[8]利用DWI的平均ADC值观察35例子宫肌瘤HIFU术后不同间隔时间内的变化,发现其平均ADC值最早降低发生在HIFU术后1周,且一直持续降低至术后6个月,该变化较超声更早、更具特异性及敏感性。Hectors等[9]通过DWI发现HIFU术后3 d即可确定肿瘤坏死区范围。张等[10]对15例HIFU治疗的子宫肌瘤病人(21个肌瘤)于术前、术后0.5及24 h得常规MRI 及DWI扫描分析,结果显示术后早期(24 h内)DWI的信号变化即可较准确判断消融灶的存在及范围,且ADC值还能动态反映肌瘤组织的病理变化,ADC值的这种变化有助于判断坏死区的范围及程度,DWI对肌瘤坏死区范围的判断与MRI增强扫描的无强化区是高度一致且相关的[11]。因此,DWI可以作为肌瘤HIFU术前疗效预测及评价术后早期疗效的有效手段。
1.3实时温度监测HFIU术需要准确地实时温度监测,这在保证治疗区达到凝固性坏死温度的同时,又可以防止过高热对周围正常组织造成损伤。作为具备无创测温能力的唯一影像检查技术,MR在HIFU术中的实时温度监测起到举足轻重的作用。MR引导高强度聚焦超声(MR-guided high intensity focused ultrasound,MRgHIFU)是在MRI实时温度监测及准确定位的基础上,利用体外超声能量聚集使靶区温度急剧升高,有选择性地灭活靶区病变组织。MRgHIFU能够较准确地测量HIFU治疗实时温度并立即回馈相关信息[12],从而调整治疗方法及HIFU能量,在达到治疗目的的同时又能减少或不损伤声通道上及病灶周围的正常组织结构[13]。
1.4增强MRI评价术后疗效目前用于判断HIFU术后疗效最多的仍然是增强MRI检查,因其主要通过显示靶区血流灌注来反映疗效,故准确性及操作性仍优于其他检查方法。血供丰富的子宫肌瘤表现为增强时信号高于周围正常肌层信号,丰富的血供容易造成热量流失,从而不易发生凝固坏死,故血供越丰富,消融难度越大。另外,很多研究表明增强MRI能够较准确地显示肌瘤大小及无灌注区体积[14-15]。MRI增强扫描可以准确判断HIFU术后肌瘤凝固性坏死的情况,肌瘤术前MRI增强扫描多明显强化,术后肌瘤不强化的区域既是肌瘤灭活部分,且该区域与病理学测量的肌瘤凝固性坏死区体积基本一致[16]。通过MRI可以测量未强化区与原病灶的大小情况来计算消融率,从而为进一步治疗或治疗方式的选择提供可靠的依据,也为后期随访做好充分准备。
作为一种靶向微创的治疗方式,HIFU对正常子宫的影响较小,多数研究显示子宫肌瘤经HIFU治疗前后MRI上信号会出现特征性改变,但正常子宫壁信号无变化[17-19],这间接反映了HIFU技术可能只针对肌瘤起作用,对周围正常子宫壁多无明显影响。但HIFU治疗子宫肌瘤会引起一些并发症,但发生率较少、症状较轻且多在短期内消失,一般对病人身心健康影响不大。
2.1常见术后并发症HIFU术治疗子宫肌瘤虽具有安全、有效、并发症少等优点,但也存在一定的缺陷。首先,当需消融的肌瘤很接近充气肠管时,极可能存在内脏穿孔的风险[2]。其次,HIFU治疗子宫肌瘤后常可引起骨盆疼痛,部分报道显示还有发烧、尿路感染及背痛等并发症的发生[20],但是疼痛多较轻,且多可短期内消失(3~7 d)。这些并发症对机体的影响均较轻,HIFU治疗子宫肌瘤仍属微创性治疗方法,其应用前景广阔。
2.2术后周围组织的MRI表现部分病人会有皮肤灼伤,T2WI上显示为盆壁软组织内线条样高信号,邓等[21]观察60例经HIFU治疗的子宫肌瘤病人,其中11例治疗区域局部皮肤出现灼伤现象。此外,由于骨骼具有较强的超声吸收特性,故HIFU治疗子宫肌瘤难免造成邻近骨质改变,而骶骨与子宫拥有特定的解剖位置关系使其成为受影响较大的骨骼,通过MRI信号的改变可以观察骶骨在HIFU治疗前后的变化,邓等[22]通过MRI观察52例子宫肌瘤病人HIFU治疗前后骶骨的改变,发现25例骶骨前面出现不同程度的线状、条索状信号改变,T2WI呈高信号,T1WI呈稍低信号,增强见强化,这种信号改变主要受骨骼内水分及脂肪含量影响[23],而肌瘤位置与骶骨之间的距离越近,HIFU辐照能量越大及时间越长,则越容易造成骶骨的损伤,故MRI能有效观察并评价HIFU治疗子宫肌瘤对骶骨的影响。另一方面,HIFU治疗子宫肌瘤可能会对卵巢产生一定的影响,但目前尚无人工检测方法[24],这也是一个值得深入研究的内容。此外,由于聚焦超声的热传导及其他物理特性(如折射、反射等)还会造成盆壁筋膜热损伤,MRI上表现为线样、条片样长T1长T2信号影,抑脂T2呈明显高信号,增强扫描见强化。目前HIFU术后筋膜损伤的MRI表现尚无报道,有待进一步研究。
MRI是目前具备无创测温能力的唯一影像检查技术,其上述优点使其成为子宫肌瘤HIFU术前评估、术中实时监测、术后疗效评价及术后随访的优势检查方法。T1WI及增强MRI、DWI可准确测量HIFU术后肌瘤坏死区域的范围,T2WI可确定肌瘤的边界及大小,并通过反映肌瘤组织成分来预测疗效,MRgHIFU可以监测治疗实时温度来有效避免病变周围及声道上正常组织受损。MRI能清晰显示盆底解剖结构,对于HIFU术对盆底结构造成的细微损伤(如腹壁灼伤、骶骨损伤、子宫内膜改变等),MRI能较容易观察到,并且可以有效地做出评价。基于以上优势,MRI完全可以作为子宫肌瘤HIFU术前疗效预测、术后疗效评价及随访的首选无创性检查方法。
[1]Dogra VS,Zhang M,Bhatt S.High-intensity focused ultrasound (HIFU)therapy applications[J].Ultrasound Clin,2009,4:307-321.
[2]Mahmoud MZ,Alkhorayef M,Alzimami KS,et al.High-Intensity Focused Ultrasound(HIFU)in uterine fibroid treatment:review study[J].Pol J Radiol,2014,79:384-390.
[3]Shehata IA.Treatment with high intensity focused ultrasound: secrets revealed[J].Eur J Radiol,2012,81:534-541.
[4]Miyake T,Sato S,Okamoto E,et al.Ferucarbotran expands area treated by radiofrequency ablation in rabbit livers[J].Gastroenterol Hepatol,2008,23(7 Pt 2):270-274
[5]刘映江,刘仙明,彭松,等,常规MRI在子宫肌瘤超声消融疗效评价及随访中的价值[J].中国医学影像技术,2011,27:2098-2101.
[6]姜曼,赵卫,易根发,等.子宫肌瘤MRI特征与高强度聚焦超声消融疗效[J].介入放射学杂志,2014,23:314-319.
[7]Funaki K,Fukunishi H,Funaki T,et al.Magnetic resonance-guided focused ultrasound surgery for uterine fibroids:relationship between the therapeutic effects and signal intensity of preexisting T2-weighted magnetic resonance images[J].Am J Obstet Gynecol,2007,196:184,e1-6.
[8]郏潜新,徐俊卿,任小龙,等.磁共振扩散加权成像在子宫肌瘤高能聚焦超声刀疗效监测的应用[J].实用放射学杂志,2008,24: 658-661.
[9]Hectors SJCG,Jacobs I,Heijman E,et al.Multiparametric MRI analysis for the evaluation of MR-guided high intensity focused ultrasound tumor treatment[J].NMR Biomed,2015,28:1125-1140.
[10]张俊成,杨振华,赵相胜,等.MR扩散成像在子宫肌瘤HIFU术后早期疗效评价中的价值[J].放射学实践,2012,27:1356-1360.
[11]Jacobs MA,Gultekin DH,Kim HS.Comparison between diffusionweighted imaging,T2-weighted,and postcontrast T1-weighted imaging after MR-guided,high intensity,focused ultrasound treatment of uterine leiomyomata:preliminary results[J].Med Phys,2010,37:4768-4776.
[12]Yeo SY,Arias Moreno AJ,van Rietbergen B,et al.Effects of magnetic resonance-guided high-intensity focused ultrasound ablation on bone mechanical properties and modeling[J].J Thera Ultrasound,2015,3:13.
[13]LenardZM,McDannoldNJ,FennessyFM,etal.Uterine leiomyomas:MR imaging-guided focused ultrasound surgery--imaging predictors of success[J].Radiology,2008,249:187-194.
[14]Zhao WP,Chen JY,Zhang L,et al.Feasibility of ultrasound-guided high intensity focused ultrasound ablating uterine fibroids with hyperintense on T2-weighted MR imaging[J].Eur J Radiol,2013,82: 43-49.
[15]Peng S,Hu L,Chen W,et al.Intraprocedure contrast enhanced ultrasound:the value in assessing the effect of ultrasound-guided high intensity focused ultrasound ablation for uterine fibroids[J]. Ultrasonics,2015,58:123-128.
[16]Venkatesan AM,Partanen A,Pulanic TK,et al.Magnetic resonance imaging-guided volumetric ablation of symptomatic leiomyomata: correlation of imaging with histology[J].J Vasc Interv Radiol,2012,23:786-794,e4.
[17]Hectors SJ,Jacobs I,Moonen CT,et al.MRI methods for the evaluation of high intensity focused ultrasound tumor treatment: Current status and future needs[J].Magn Reson Med,2016,75:302-317.
[18]Chu KF,Dupuy DE.Thermal ablation of tumours:biological mechanisms and advances in therapy[J].Nat Rev Cancer,2014,14: 199-208.
[19]Miller DL,Smith NB,Bailey MR,et al.Overview of therapeutic ultrasound applications and safety considerations[J].J Ultrasound Med,2012,31:623-634.
[20]Meng X,He G,Zhang J,et al.A comparative study of fibroid ablation rates using radio frequency or high-intensity focused ultrasound[J].Cardiovasc Intervent Radiol,2010,33:794-799.
[21]邓凤莲,邹建中,李锐,等.高强度聚焦超声治疗子宫肌瘤对皮肤的影响[J].中国超声医学杂志,2010,26:941-943.
[22]邓凤莲,邹建中,李锐,等.高强度聚焦超声治疗子宫肌瘤对骶骨影响因素探讨[J].中国介入影像与治疗学,2009,6:457-460.
[23]Modlesky CM,Subramanian P,Miller F,Underdeveloped trabecular bone microarchitecture is detected in children with cerebral palsy using high-resolution magnetic resonance imaging[J].Osteoporos Int,2008,19:169-176.
[24]Kelsey TW,Anderson RA,Wright P,et al.Data-driven assessment of the human ovarian reserve[J].Mol Hum Reprod,2012,18:79-87.
(收稿2015-10-19)
The value and research progress of MRI in evaluating high intensity focused ultrasound ablation and observing the surrounding tissue changes in uterine fibroids
ZHANG Xuehua,ZHAI Zhaohua,DONG Guoli,QIU Xiang. Department of Radiology,Affiliated Hospital of North Sichuan Medcial Colledge,Nanchong 637000,China
Uterine fibroids are the most common benign tumors of the uterus,can cause excessive menstrual quantity,abdominal pain,and further affect reproductive function,and has a tendency to potential malignant transformation. Diagnosis relies mainly on the ultrasound and magnetic resonance imaging(MRI).MRI has high spatial and tissue resolution,less interference factors,and commonly is used in preoperative localization and postoperative routine curative effect evaluation for high intensity focused ultrasound ablation(HIFU)Moreover,MRI is superior to ultrasound to evaluate detailed anatomy,and can show the number and sizes of tumors,and adjacent tissue.In this paper,we summarized the MRI findings in observing the uterine fibroids and surrounding tissues'changes after HIFU surgery.
Uterine fibroids;Magnetic resonance imaging;High intensity focused ultrasound;Diffusion weighted imaging;MRgHIFU
川北医学院附属医院放射科,南充 637000
翟昭华,E-mail:zhaizhaohuada@163.com
*审校者