MRI引导和超声引导高强度聚焦超声完全消融子宫肌瘤比较研究

符忠祥王 伊许永华，3*

FU Zhong-Xiang1, WANG Yi2, XU Yong-hua1,3*

MRI引导和超声引导高强度聚焦超声完全消融子宫肌瘤比较研究

符忠祥1王 伊2许永华1，3*

目的：评估与比较MRI引导和超声引导高强度聚焦超声(HIFU)完全消融子宫肌瘤的治疗能量效率、时间效率和临床安全性。方法：回顾性分析MRI引导高强度聚焦超声（MRgHIFU）治疗10例13个完全消融子宫肌瘤和超声引导高强度聚焦超声（USgHIFU）治疗22例28个完全消融子宫肌瘤的临床资料和治疗数据，评估和比较这两种影像方式引导HIFU治疗子宫肌瘤的治疗时间和速度、超声辐照时间、超声释放功率和能量、能效因子和治疗后不良事件及并发症的发生。结果：MRgHIFU和USgHIFU完全消融子宫肌瘤的治疗时间、超声辐照时间、超声治疗功率、超声治疗剂量、能效因子（EEF）及治疗速度分别为174．5±42．2min和114．4±39．2min，24．7±9．0min和19．4±6．8min，310．2±62．5W和391．6±16．6W，483．0±248．2 kJ和463．2±156．4kJ，5．1±3．0kJ/cm3和6．8±5．2 kJ/cm3及42．2±25．6 cm3/h和70．9±41．9cm3/h。两组治疗后均未发生严重不良事件和并发症。结论：超声引导和磁共振引导HIFU完全消融子宫肌瘤均是安全的，且超声治疗能量效率两者差异无显著性，但USgHIFU在治疗时间效率上优于MRgHIFU。

磁共振；超声；高强度聚焦超声；子宫肌瘤；消融

FU Zhong-Xiang1, WANG Yi2, XU Yong-hua1,3*

近年来，MRI引导高强度聚焦超声（MRgHIFU）治疗包括子宫肌瘤在内的实体瘤已经成为一种新兴的、具有发展前景的无创治疗技术［1-3］。但受设备价格和场地等条件的限制，加上MRI扫描操作的复杂性，临床应用范围较为有限。自汪伟［4］首先报道超声引导高强度聚焦超声（USgHIFU）治疗子宫肌瘤以来，至今已有2万多例子宫肌瘤患者进行了该项治疗，并取得令人瞩目的临床疗效［5-6］。但仍有学者顾虑其安全性和有效性［7］。目前尚未见有关MRI引导和超声引导HIFU治疗完全消融子宫肌瘤比较研究的报道，因此本研究通过MRgHIFU和USgHIFU完全消融子宫肌瘤的临床比较研究，评估和比较这两种影像引导方式对HIFU治疗子宫肌瘤的治疗速度、能量效率和临床安全性的影响。

方 法

1．临床资料

2009年7月到2013年6月期间，在复旦大学附属中山医院徐汇医院进行的MRI引导或超声引导HIFU治疗子宫肌瘤两项临床研究中， 完成HIFU治疗并有至少6个月随访的纳入病例共94例， 其中MRgHIFU治疗43例，USgHIFU治疗51例。回顾性分析其中完全消融子宫肌瘤病例共32例41个肌瘤的临床影像资料和治疗数据，MRgHIFU治疗10例13个肌瘤，USgHIFU治疗22例28个肌瘤。纳入病例必须符合以下标准：① 每例病人肌瘤不超过2个；②子宫肌瘤在治疗前磁共振T2WI上为低信号［8］；③治疗后增强MRI确认肌瘤完全消融（排除肌瘤一个完全消融，另外一个肌瘤部分消融的病例）。所获数据采用SPSS18．0统计软件对数据进行统计分析。

2．治疗设备

MRI引导高强度聚焦超声系统：1．5T MRI（Avanto；Siemens，Germany）引导高强度聚焦超声肿瘤治疗系统（JM 2．5；重庆海扶（HIFU）技术有限公司）结合而成。

超声引导高强度聚焦超声系统：JC200型聚焦超声肿瘤治疗系统（重庆海扶(HIFU)技术有限公司生产，重庆）。

结 果

1．一般资料分析

MRgHIFU与USgHIFU治疗子宫肌瘤完全消融病例两组的年龄分别为40．5±6．7岁和37．8±6．9岁（P=0．315）；肌瘤最大径分别为6．5±1．3cm和6．3±1．0cm（P=0．633）；每例肌瘤的平均体积分别为127．8±70．2cm3和118．9±55．0cm3（P=0．639）；肌瘤的T2信号强度值为130．3±42．9和139．0±43．6（P=0．751），肌瘤中心距离腹壁皮肤表面的距离分别为70．8±18．9mm和70．7±18．2mm（P=0．957）。MRgHIFU组13个完全消融肌瘤位于子宫体部前壁10个，后壁1个，侧壁0个和底部2个；USgHIFU组28个完全消融肌瘤位于子宫体部前壁10个，后壁11个，侧壁6个和底部1个（见表1）。

2．两种引导方式HIFU治疗子宫肌瘤完全消融比较

MRI引导和超声引导HIFU治疗子宫肌瘤均完全消融肿瘤，并经增强MRI确认无残留的肌瘤组织。MRgHIFU组和USgHIFU组的每例平均肌瘤的消融体积分别为127．8±70．2 cm3和118．9±55．0cm3，超声释放能量分别为483．0±248．2kJ和463．2±156．4kJ，能效因子（EEF）分别为5．1±3．0 J/mm3和4．7±2．5 J/mm3，以上数据两组间比较差异无统计学意义(P＞0．05)。MRgHIFU组和USgHIFU组平均超声能量释放功率分别为310．2±62．5W和391．6±16．6W，超声辐照时间分别为24．7±9．0min和19．9±6．8min，治疗时间分别为174．5±42．2min和114．4±39．2min，平均治疗速度（消融速率）分别为42．2±25．6cm3/h和70．9±41．9cm3/h，每小时平均辐照时间分别为501．6±90．8s/h和633．1±80．6s/ h，每小时辐照能量分别为159．3±55．0kJ/h和246．2±33．2kJ/h，以上数据两组间比较差异均有统计学意义（P＜0．05）（见表2）。

表1　病人一般情况及其肌瘤的基本特性

表2　MRI引导和超声引导HIFU完全消融子宫肌瘤治疗比较

表3　MRgHIFU与USgHIFU完全消融子宫肌瘤的不良反应（SIR分类法）［8］比较

3．并发症和不良反应

两组病例治疗时均无剧烈或不可忍受的疼痛，按照SIR标准［8］评估均无C-F级重要并发症的出现。MRgHIFU组治疗后3例病人有下腹部胀痛，第二天均消失，其中1例一周内偶然还感觉隐痛，2例阴道分泌物异常。USgHIFU组治疗后2例病人出现下腹部胀痛，其中1例还伴有腰骶部疼痛，均在治疗后第二天完全消失，3例阴道分泌物异常。无一例出现声通道皮肤烫伤、发热和下肢麻木等严重并发症。病人治疗后2h均可以正常活动（见表3）。

讨 论

HIFU治疗子宫肌瘤是通过靶区温度增高的热消融达到治疗的目的，目前临床应用主要是通过超声和MRI这两种影像方式引导HIFU治疗。USgHIFU治疗时主要是通过实时超声监控治疗区域的回声变化，反馈调节超声能量的释放，达到安全有效的靶组织热消融。而MRI引导是通过其测温序列进行实时监测治疗区域温度变化，调整超声功率和能量辐照，在焦域温度达到60℃及以上可确定取得热消融组织凝固性坏死的效果［9-11］，这样即停止辐照，使治疗超声能量有效而不致过度，从而保证了治疗的安全性和有效性。

相对于MRI监控在治疗过程中实时确定热消融超声辐照的范围和预测治疗效果［12］，USgHIFU治疗子宫肌瘤的超声辐照准确性和治疗安全性在理论上并未获得共识。其主要原因是消融治疗后靶组织超声回声的变化是否能预判治疗的效果，也就是说是否存在给予治疗能量释放的盲目性，即HIFU辐照剂量不足或者过度。前者因未达到热消融效果，可致肿瘤残留复发而影响临床疗效，而后者可能会引起治疗安全性的问题。由于MRgHIFU治疗子宫肌瘤是在实时温度监控下进行的，温度图显示焦域的周围尤其是其近声场没有多余的热量致温度的升高，这样使超声能量合适释放避免了过度辐照，同时肌瘤的完全消融说明超声辐照消融肿瘤组织治疗充分，没有辐照不足。因此，本研究以MRgHIFU完全消融子宫肌瘤作为超声消融治疗的金标准，评估USgHIFU完全消融子宫肌瘤时超声监控治疗的有效性和安全性，并分析比较两种引导方式HIFU 治疗超声释放能量和功率、治疗速度、能效因子。

理想的超声消融治疗是用最低的超声能量获取最大的肿瘤消融程度，从而提高治疗的安全性和有效性。由于MRI实时测温监测治疗区域的热消融温度，有效地控制了过多超声剂量的释放。但即使是实时温度监控的MRgHIFU，肌瘤完全消融的EEF的范围为1．7～9．8J/mm3，最高和最低之间也相差5～6倍之间，因此HIFU治疗子宫肌瘤的超声辐照剂量的量化预估比较困难。陈锦云等［13］通过对肌瘤的大小、位置、血供类型和T2信号强度， 形成了子宫肌瘤综合影像学特征HIFU剂量模型。但是在USgHIFU治疗子宫肌瘤的实际临床工作中操作难度更大，这是由于USgHIFU除了热消融作用外，空化效应和损伤-损伤干扰效应［14］影响了超声剂量消融肌瘤组织的治疗作用，致使具体的治疗剂量存在着不确定性。从本研究结果可发现在相同的治疗速度时，MRgHIFU治疗肌瘤的EEF较USgHIFU稍低，除了MRgHIFU组肌瘤消融体积稍大的因素外，可能在USgHIFU治疗时焦域的温度超过60～65℃达到更高的温度，似乎这样的作用结果会导致消耗更多的超声辐照能量。以消融相同体积的肿瘤组织，这种情况对较小的肌瘤而言更为常见。然而这种组织内更高的温度对大的肌瘤而言，可使热量弥散至焦域周围肿瘤组织，形成更大的治疗消融体积，同时局部汽化或小空泡的出现会产生空化效应，引起瞬间更高的温度而导致更多的肌瘤组织消融，这些作用又使EEF降低，能量效率提高。然而，对于较小体积的肌瘤而言热量在组织内弥散，可能会对周围正常组织产生一定的损伤，而且存在多余能量的损耗，这就是小的肌瘤EEF较高的原因之一。因此，USgHIFU因为没有实时温度的监控，同时组织声环境会出现动态变化，在临床上具体对肌瘤HIFU治疗前超声辐照肌瘤的剂量预估变得更加困难。所以需要医生在治疗时根据超声监控肌瘤回声的变化和采用治疗中超声造影观察肿瘤有无对比剂灌注情况，即时评估确定整个治疗过程的进行和完成。

虽然MRI引导温度测量对HIFU消融组织调整超声治疗剂量具有可靠性，从而指导临床治疗选择合适的治疗参数；USgHIFU通过声图灰度的变化结合超声造影对治疗时超声辐照剂量调节存在着滞后性［15］。但本研究结果表明显示USgHIFU 治疗的监控方式同样可以达到与具有温度监控的MRgHIFU治疗相同的治疗效果，在治疗时和治疗后仅出现轻微不良反应也基本相同；而且通过单位时间内超声辐照能量的增加，可提高了治疗速度，治疗时间缩短近1小时，当然超声较MRI成像速度快和操作便捷也是缩短治疗时间的因素之一。因此，USgHIFU完全消融子宫肌瘤在治疗速度和时间的治疗效率方面优于MRgHIFU，并可达到相同的治疗能量效率，而且两种影像方式引导HIFU治疗子宫肌瘤在临床上均是安全的。

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Comparative Study between MR-guided and US-guided High Intensity Focused Ultrasound for Complete Ablation of Uterine Fibroids

Purpose: To compare the treatment energy and time efficiency, safety between MR-guided and ultrasound-guided high intensity focused ultrasound (MRgHIFU, USgHIFU) for complete ablation of fibroids. Methods: The sonication parameters and treatment data from 13 uterine fibroids in 10 women treated with MRgHIFU and 28 uterine fibroids in 22 women treated with USgHIFU were analyzed retrospectively. The treatment and sonication time, sonication power and released energy, the energy efficiency factor (EEF) and treatment speed were compared between MRgHIFU and USgHIFU, while the adverse events and complications were also assessed. Results: The treatment time was 174.5±42.2minutes and 114.4±39.2 minutes, the sonication time was 24.7±9.0 minutes and 19.4±6.8 minutes, the sonication power was 310.2±62.5W and 391.6±16.6W, the sonication energy was 483.0±248.2 KJ and 463.2±156.4KJ, EEF was 5.1±3.0 KJ/cm3and 6.8±5.2 KJ/cm3and the mean treatmentspeed was 42.2±25.6 cm3/h and 70.9±41.9 cm3/h in the MRgHIFU and USgHIFU treatment for complete ablation of fibroids, respectively. There was no severe adverse event and major complication in the both groups after treatment. Conclusions: MRgHIFU and USgHIFU were both safe for complete ablation of fibroid without major complication. The USgHIFU was superior to MRgHIFU in the time efficiency of treatment.

MR imaging； Ultrasound； High-intensity focused ultrasound； Uterine fibroid； Ablation

R814.42

A

1006-5741（2016）-05-0468-05

中国医学计算机成像杂志，2016，22∶468-472

∶1复旦大学附属中山医院徐汇医院 影像介入科

2重庆医科大学生物医学工程学院

3 中国科学院上海临床中心

通信地址∶上海市淮海中路966号 ，上海 200030

∶许永华 (电子邮箱∶yhxu@scrc.ac.cn)

∶“十二五”国家科技支撑计划项目资助（No.2011BAI14B01）

Chin Comput Med Imag，2016，22∶468-472

1 Department of Imaging and Interventional Radiology, Zhongshan-Xuhui Hospital of Fudan University

2 Biomedical Engineering College of Chongqing Medical University

3 Shanghai Clinical Center, China Academy of Sciences

Address: 966 Huahaizhong Rd., Shanghai 200030, P.R.C.

Address Correspondence to XU Yong-hua (E-mail: yhxu@scrc.ac.cn)

Foundation fund. This study was supported by the National Key Technology R&D Program No. 2011BAI14B01

2016.08.19；修回时间：2016.08.29)