不同T2信号强度子宫肌瘤磁共振扩散张量成像特点的研究

刘梓菀，吕富荣，肖智博，李佳，吕发金，杜金超

子宫肌瘤是最常见的妇科良性肿瘤，部分可产生明显的临床症状[1]，甚至有患抑郁症的风险[2]，严重影响患者的身心健康，早期治疗以手术为主。近年来微创、无创治疗特别是高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound，HIFU)消融发展迅速，广泛应用于有生育要求的症状性子宫肌瘤患者[3-6]。研究表明，HIFU对T2呈低信号的子宫肌瘤疗效最好，等信号次之，T2高信号的肌瘤则难以消融、效果最差[3-6]，但也有研究发现，部分T2呈均匀高信号的子宫肌瘤行HIFU治疗亦能取得良好效果[7]。Zhao等[7]从组织病理学角度对不同T2信号强度子宫肌瘤的HIFU疗效差异进行定性分析，而冉剑波等[8]则进行定量分析，认为肌瘤平滑肌细胞数及胶原含量的差异可能导致了HIFU消融效果的不同。但HIFU在治疗前通常缺乏病理结果，目前主要由MRI提供肌瘤的影像信息。虽然T2信号在一定程度上反映了肌瘤组织结构，但T2信号强度以肉眼观察为主，是一相对比值、具有主观局限性，不能量化分析肌瘤的组织微观结构，提供的信息有限。

磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)通过对组织水分子扩散速率及方向进行量化反映组织微观结构，主要应用于中枢神经系统[9]，近年来在子宫的应用逐渐增加[10-13]，虽然在子宫肌瘤领域应用依然较少[14-17]，但目前已有关于T2均匀低信号子宫肌瘤DTI参数特点的报道[16-17]。本研究希望扩展前人的工作，探讨不同T2信号强度肌瘤间的DTI参数特点，提供比T2信号强度更直观、准确的微观结构信息，为临床提供一种能在HIFU治疗前无创地量化分析肌瘤微观结构的方法。

1 材料与方法

1.1 一般资料

2014年4月至2015年1月于我院经MR诊断的子宫肌瘤患者。纳入标准：(1)单纯子宫肌瘤患者；(2)子宫肌瘤最大层面直径3～12 cm；(3)未经药物及手术治疗的子宫肌瘤。排除标准：(1)阔韧带肌瘤；(2)有子宫腺肌症、盆腔炎症等其他妇科疾病者；(3)妊娠期或哺乳期者；(4)有MRI禁忌证及钆剂过敏患者；(5)宫内节育器；(6)对于DTI图像信号缺失严重的肌瘤；(7)对检查不能配合或不能有效完成者。所有患者均在受检前被详细告知检查的目的、方法以及注意事项，并签署知情同意书。本研究已通过我院伦理委员会审核批准。

1.2 检查方法

1.2.1 设备和扫描方法

使用美国GE 3.0 T MRI (Singa HD Excite，GE healthcare，USA)，8通道相控阵腹部线圈，取仰卧位固定。先行常规MR检查，采集T1WI、T2WI及增强图像，再加行盆腔DTI扫描，采用扩散加权矢状位自旋平面回波(spin-echo sequence,echo planar imaging，SE-EPI)脉冲序列，扫描参数为：FOV 38 cm×38 cm，矩阵128×104，层厚4 mm，层间隔0 mm，层数20层，TE 80 ms，TR 4500 ms，激励次数2，b值取0 s/mm2和600 s/mm2，扩散敏感梯度方向数25个；共计扫描时间30～35 min。

1.2.2 图像分析

影像评估：病例诊断、筛选及分组均由两名具有10年以上盆腔MR诊断经验的放射医师共同阅片，诊断结果不同时讨论并达成一致。参考Zhao等[5]的分类标准，将肌瘤分为T2低信号(信号强度近似于骨骼肌)、等信号(信号强度近似于子宫肌层)、高信号(信号强度近似于子宫内膜)3组。尽可能选取T2信号均匀的子宫肌瘤，当信号不均时，则按肌瘤内的主要信号成分进行分类(主要信号范围占病灶1/2以上)[18]。DTI参数测量：在后处理工作站美国GE AW Functool 4.4进行测量，在相应DTI矢状位平均扩散系数(the mean diffusivity，MD)、部分各向异性(fractional anisotropy，FA)及相对各向异性(relatively anisotropy，RA)彩色编码图上，尽可能大地选取圆形或类圆形感兴趣区(region of interest，ROI)测得MD、FA及RA值，分别测量，一共3次，取平均值。ROI选择：在b=0 s/mm2的图像上勾画ROI，选择病灶的中心部分，减少周围组织对MD、FA及RA值的影响，尽量包含同一层面所有的肌瘤组织，病灶信号不均时，避开明显的坏死、囊变区，按肌瘤大小平均选取共6个层面放置ROI，取平均值。

1.3 统计学分析

采用统计学软件SPSS 19.0，结果用均数±标准差表示。先对每组数据进行正态分布和方差齐性检验，再采用独立样本t检验对各组肌瘤间MD值、FA值及RA值进行比较。P＜0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 分组结果

123例符合标准的子宫肌瘤患者参与DTI扫描，其中7例由于DTI图像信号缺失严重予以排除，最终观察116例患者，年龄21～56岁，平均年龄(36.6±5.2)岁，共141个符合标准的子宫肌瘤，分别为低信号组57个肌瘤、等信号组33个肌瘤、高信号组51个肌瘤。

2.2 DTI参数比较

各组间DTI参数方差分析具有统计学意义，进一步进行两两比较；低信号组MD值显著低于等信号组及高信号组(P=0.000)，等信号组显著低于高信号组(P=0.000)；低信号组RA、FA值显著高于等信号组及高信号组(P=0.000)，等信号组高于高信号组(P=0.000)；各组RA值低于FA值，变化趋势一致，低信号组高于等信号组及高信号组(P=0.000)，等信号组高于高信号组(P=0.000)，差异具有统计学意义(表1、2，图1、2)。

3 讨论

子宫肌瘤T2信号强度与组织成分含量密切相关，常见的普通型子宫肌瘤T2上多呈均匀低、等信号[7-8，17-18]。富于细胞型与退变型(如黏液样变、水肿型等)肌瘤主要呈T2高信号，以细胞为主者信号常均匀，而退变型则多不均匀[15-16，18]。本次研究仅通过T2信号强度分类、所测量的子宫肌瘤病理类型可能并不一致，为了减小病理类型差异对研究结果准确性的影响，本次入组病例尽量选择T2信号均匀的子宫肌瘤，当信号不均时则按肌瘤内的主要信号成分进行分类(主要信号范围占病灶1/2以上)[18]，勾画ROI时选择病灶中心部分、减少周围组织的影响，尽量包含同一层面所有的肌瘤组织，当信号不均匀时，避开明显的坏死、囊变区。

本研究结果与ROI的勾画密切相关，而图像质量影响ROI的勾画，由于盆腔DTI分辨率较低，存在较多的影响因素(肠道蠕动、肠气干扰等)，故需要采取措施提高图像质量：嘱受检者检查前排空膀胱，以降低膀胱内尿液对子宫肌瘤的影响(尤其是前壁肌瘤)[17]；尽可能在增加扩散梯度方向的同时控制扫描时间，故设定扩散梯度方向为25个[19]。

本研究发现，不同T2信号强度子宫肌瘤的DTI参数存在差异，低信号组肌瘤MD值显著低于等、高信号组，等信号组MD值低于高信号组，说明低信号组肌瘤组织水分子扩散能力最差，等信号组次之，高信号组最高；FA值及RA值则是低信号组肌瘤最高，等信号组次之，高信号最低；FA值是组织中水分子运动各向异性成分占整个扩散张量的比例，其值越大表明水分子运动更趋一致，RA值作为FA值的补充，其变化趋势与FA值相同。

结合子宫肌瘤组织微观结构特点[14-16]，各组肌瘤间MD值、FA值及RA值的差异间接反映了各组肌瘤的微观结构。低信号组肌瘤的细胞外间隙更狭窄，含水少、含细胞外基质较多，水分子扩散能力减低，各方向扩散能力差异大，故FA值高，间接提示该型肌瘤组织纤维束较长、排列密集，走行更趋于一致，这与李佳等[16]的研究相符；高信号组肌瘤细胞成分丰富，细胞外间隙大，含水多、水分子走行分散，阻碍水分子扩散的细胞外基质少，故水分子扩散能力强，各方向扩散差异小，故FA值低，间接反映该组肌瘤细胞外基质中纤维束短、排列稀疏。

表1 T2低信号、等信号与高信号组子宫肌瘤MD值、FA值及RA值 (x ±s)Tab.1 The MD value, FA value and RA value among the uterine fibroids, which grouped by T2 signal intensity in three groups: hypointense, isointense and hyperintensefibroids(x ±s)

表2 不同信号组DTI参数方差分析及比较结果Tab.2ANOVA of different signal intensity group

本研究存在一些不足，正常女性子宫肌层、结合带及子宫内膜的DTI参数与月经周期及患者年龄有关[10-13]，而本研究所有肌瘤仅通过T2信号强度分组，未考虑患者月经周期及年龄是否对子宫肌瘤的DTI参数有影响。此外，入组病例均经MR诊断，无手术病理结果对照，故不能完全排除与子宫肌瘤MR表现类似的腺肌瘤或肉瘤等，可能会对研究结果产生一定影响。

总之，不同T2信号强度子宫肌瘤的DTI参数差异具有统计学意义，将肌瘤组织结构体现在具体数值上，故能提供较常规MR T2信号强度更多、更准确的微观结构信息，从而为临床提供一种能在HIFU治疗前无创地量化分析子宫肌瘤微观结构的方法。结合T2高信号子宫肌瘤的HIFU疗效，并分析肌瘤进行HIFU治疗前后的DTI参数特点，寻找T2高信号子宫肌瘤HIFU治疗获得良好效果的DTI参数区间，使更多的T2高信号肌瘤也能适用于HIFU治疗，以及结合病理，探讨不同病理亚型子宫肌瘤、腺肌瘤及肉瘤间DTI参数差异与特点是下一步的研究计划。

图1 低信号子宫肌瘤DTI参数。女性，37岁，子宫右侧壁肌壁间单发肌瘤。肌瘤大小约5.6 cm×4.8 cm×4.9 cm，T2呈均匀低信号(A)。在DTI b=0 s/mm2灰度图上勾画ROI (B)，分别从MD、FA及RA彩色编码图上得到相应参数值：MD值=1.18×10-3 mm2/s，FA值=0.501，RA值=0.466(C～E) 图2 混杂高信号子宫肌瘤DTI参数。女性，42岁，子宫前壁肌壁间单发肌瘤。肌瘤大小约7.4 cm×10.2 cm×8.9 cm，T2呈混杂高信号(A)，在DTI b=0 s/mm2灰度图上勾画ROI (B)，分别得到相应DTI参数值：MD值=2.10×10-3 mm2/s、FA值=0.225(C、D)Fig.1 Characteristics of DTI parameter in hypointense signal fibroid. A 37-year-old woman with 5.6 cm×4.8 cm×4.9 cm single intramural myoma on right wall of uterine, who shows homogeneous hypointense signal on T2WI (A). The ROI is placed on b=0 s/mm2 DTI image (B), and get parameter values from MD, FA and RA color-coded map respectively: MD value=1.18×10-3 mm2/s, FA value=0.501, and RA value=0.466(C～E).Fig.2 Characteristics of DTI parameter in mixed hyperintense signal fibroid. A 42 year-old womam with single intramural myoma in the posterior uterine wall, who shows mixed hyperintense signal on T2WI (A). The ROI is placed on b=0 s/mm2 DTI image (B), and get parameter values from MD and FA values from color-coded map respectively: MD value=2.10×10-3 mm2/s and FA value=0.225(C, D).

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