MR T2WI信号特征预测HIFU消融治疗子宫腺肌病疗效

刘 畅，陈锦云，*，陈文直，肖智博,杨 超，王 玲，魏 庆

(1.重庆医科大学生物医学工程学院 省部共建国家重点实验室培育基地—重庆市超声医学工程重点实验室 重庆市生物医学工程学重点实验室 重庆市微无创医学协同创新中心，重庆 400016；2.重庆医科大学附属第一医院超声消融治疗中心，3.放射科，重庆 400042)

子宫腺肌病是妇科常见疾病，系子宫内膜腺体和间质侵入子宫肌层所致，临床表现为进行性加重的痛经、月经量增多和不孕等[1]，发病率约8.8%～31.0%[2]。子宫腺肌病MR T2WI特征性表现主要包括子宫体积不对称性增大和子宫内点片状高信号(异位子宫内膜组织、内膜囊肿或出血)[3-5]。临床对子宫腺肌病尚缺乏有效的保守治疗手段，目前最有效的方法为子宫切除术。HIFU是近年来迅速发展的一种非侵入性热消融技术，用于治疗子宫腺肌病具有准确性高、疗效确切、不良反应少、重复性好等优点[6-8]。本研究探讨术前MR T2WI信号特征对HIFU消融治疗子宫腺肌病疗效的预测作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2012年1月—2016年12月接受HIFU治疗的子宫腺肌病患者502例，年龄18～53岁，平均(39.3±5.7)岁，体质量指数(body mass index， BMI)为16.56～30.47 kg/m2，平均(22.32±2.85)kg/cm2，临床均表现为不同程度的痛经和/或月经量增多，且均排除合并子宫肌瘤及其他盆腔疾病。所有患者均知晓HIFU治疗风险，并签署知情同意书。

1.2 超声消融 术前完善心电图、血常规、肝肾功能等检查。建立静脉通道，导尿并留置尿管。采用海扶JC型聚焦超声肿瘤治疗系统行HIFU治疗，超声换能器功率0～400 W，频率0．8 MHz，物理学焦域1.5 mm×1.5 mm×10.0 mm，机载显像超声频率3.5 MHz，循环脱气水耦合。嘱患者俯卧，于超声实时引导下进行消融，术中根据患者耐受程度及靶区灰度变化调整治疗方案。

1.3 MR检查 采用GE Signa HD Excite 3.0T MR成像系统，体部环形线圈，分别于HIFU消融术前及术后次日行MR检查。嘱患者仰卧，行轴位、冠状位及矢状位扫描，扫描范围自髂嵴至耻骨联合下缘。扫描序列及参数：①T1W、脂肪抑制T1W序列，TR 502 ms，TE 12 ms，层厚4 mm，层间距1 mm；②T2W、脂肪抑制T2W序列，TR 4 000 ms，TE 98 ms，层厚6 mm，层间距0.875 mm；③增强T1W序列，TR 5.13 ms，TE 2.37 ms，层厚2.5 mm，层间距0.5 mm，对比剂采用钆双胺注射液(欧乃影，0.5 mmol/ml)，剂量15～20 ml。

图1 Ⅰ组子宫腺肌病患者矢状位T2WI A.ⅠA亚组，无稍高和极高信号； B.ⅠB亚组，有稍高信号(箭)； C.ⅠC亚组，有极高信号(箭)或极高合并稍高信号 图2 Ⅱ组子宫腺肌病患者矢状位T2WI A.ⅡA亚组，无稍高和极高信号； B.ⅡB亚组，有稍高信号(箭)； C.ⅡC亚组，有极高信号(箭)或极高合并稍高信号

图3 基于MR T2WI子宫腺肌病病灶体积测量方法 A.矢状位测量病灶长径(平行于子宫内膜的最大径)和前后径(垂直于长径的最大径)； B.轴位测量病灶左右径(水平最大径)

1.4 T2WI信号分析及分组 根据MR T2WI信号强度，以正常子宫肌层及宫腔信号为参照，如子宫腺肌病病灶信号低于正常子宫肌层信号为低信号，等于正常子宫肌层信号为等信号，高于正常子宫肌层但低于宫腔信号为稍高信号，等于或高于宫腔信号为极高信号。按照T2WI主要信号特征将患者分为2组,其中Ⅰ组以低信号为主(低信号范围>50%)，可有少量等信号；Ⅱ组以等信号为主(等信号范围>50%)，可有少量低信号；每组再按照子宫腺肌病病灶内次要信号特征分为A(无稍高和极高信号)、B(有稍高信号)、C(有极高或极高合并稍高信号)亚组，见图1、2。

1.5 超声消融效果评价与治疗参数分析 基于术前MR T2WI测量子宫腺肌病病灶体积(图3)，基于术后次日增强T1WI测量无灌注区体积(non-perfused volume， NPV)，体积均按照椭圆体公式计算：体积=a×b×c×0．5233，其中a、b、c分别代表长径、前后径及左右径。计算病灶体积消融率(non-perfused volume ratio， NPVR)：NPVR=NPV/病灶体积×100%。记录HIFU术中平均功率、辐照时间，计算总消融剂量及能效因子(energy efficiency factor, EEF),即消融单位体积病灶所需超声能量；总消融剂量(kJ)=P×t，EEF(J/mm3)=η×P×t/NPV，其中η为聚焦系数(η=0．7)，P为声功率(W)，t为辐照时间(s)。

1.6 疼痛及并发症评价 于HIFU消融术中要求患者进行主观疼痛评分：0分为无痛；1～2分为轻度疼痛；3～4分为中度疼痛；5～6分为重度疼痛；7～8分为极重度疼痛；9～10分为难以忍受的剧痛。根据国际介入放射学会(society of interventional radiology， SIR)分类法[9]，评价术后并发症。

1.7 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件，计量资料以±s表示，2组间比较采用两独立样本t检验；同组内各亚组间比较时，如方差齐则采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验，如方差不齐则采用KruskalWallisH检验进行比较，以Bonferroni校正P值后采用Mann-WhitneyU检验进行两两比较。计数资料以百分率表示，采用χ2检验进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

502例子宫腺肌病患者中，病变类型为局限型247例、弥漫型255例，其中病灶位于子宫前壁、后壁、侧壁、宫底分别为242例、376例、65例及108例；前、中、后位子宫分别为285例、83例及134例。HIFU消融术前病灶体积15.49～742.68 cm3，平均(145.42±107.61)cm3。Ⅰ组与Ⅱ组间及组内不同亚组间患者年龄、病灶体积、病变类型、子宫及病灶位置差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

2.1 超声消融效果 Ⅰ组与Ⅱ组间及组内不同亚组间NPV差异均无统计学意义(P均>0.05)。Ⅰ组与Ⅱ组NPVR差异无统计学意义(LSD-t=-0.504,P=0.612)。Ⅰ组中，ⅠA亚组NPVR高于ⅠB亚组及ⅠC亚组(LSD-t=2.608、3.677,P=0.009、<0.001)，ⅠB亚组与ⅠC亚组NPVR差异无统计学意义(LSD-t=-0.852,P=0.395)；Ⅱ组中，ⅡA亚组NPVR高于ⅡB亚组及ⅡC亚组(LSD-t=3.255、3.778,P=0.001、<0.001)，ⅡB亚组与ⅡC亚组NPVR差异无统计学意义(LSD-t=0.278,P=0.781)。见表2。

2.2 超声消融治疗参数 对502例患者进行HIFU治疗的平均功率、辐照时间、总消融剂量及EEF分别为(391.79±24.08)W、(1 003.44±642.98)s、(394.37±255.80)kJ和(8.94±17.03)J/mm3。Ⅰ组与Ⅱ组间及组内不同亚组间HIFU治疗平均功率差异均无统计学意义(P均>0.05)。Ⅰ组与Ⅱ组辐照时间、总消融剂量和EEF差异无统计学意义(辐照时间：t=-1.716,P=0.087；总消融剂量：t=-1.676,P=0.094；EEF：t=0.044,P=0.965)。Ⅰ组中，ⅠA亚组辐照时间、总消融剂量和EEF均低于ⅠB亚组及ⅠC亚组(辐照时间：LSD-t=2.123、2.717,P=0.035、0.007；总消融剂量：LSD-t=2.117、2.698,P=0.035、0.007；EEF：Z=-3.409、-2.950，P=0.001、0.003)，ⅠB亚组与ⅠC亚组辐照时间、总消融剂量和EEF差异均无统计学意义(辐照时间：LSD-t=0.407，P=0.684；总消融剂量：LSD-t=0.394,P=0.694；EEF：Z=-0.378，P=0.705)；Ⅱ组中，ⅡA亚组辐照时间、总消融剂量和EEF均低于ⅡB亚组及ⅡC亚组(辐照时间：LSD-t=2.778、4.229,P=0.006、<0.001；总消融剂量：LSD-t=2.843、4.206,P=0.005、<0.001；EEF：Z=-2.678、-3.025，P=0.007、0.002)，ⅡB亚组与ⅡC亚组辐照时间、总消融剂量和EEF差异均无统计学意义(辐照时间：LSD-t=1.292，P=0.198；总消融剂量：LSD-t=1.195,P=0.233；EEF：Z=-0.185，P=0.853)。见表3。

2.3 疼痛及并发症 所有患者均耐受治疗，部分患者HIFU术中出现治疗区及骶尾部痛、下肢放射痛等，疼痛评分为0者9例(9/502， 1.79%)；1～2分168例(168/502， 33.47%)；3～4分264例(264/502，52.59%)；5～6分59例(59/502，11.75%)；7～8分2例(2/502，0.40%)。术后361例(361/502，71.91%)患者出现疼痛等不适，为SIR A～B级并发症，无SIR C～F级并发症发生。

3 讨论

表1 HIFU术前不同MR T2WI信号特征组子宫腺肌病患者及病灶资料

表2 不同MR T2WI信号特征组子宫腺肌病患者HIFU术后NPV及NPVR比较

表3 不同MR T2WI信号特征组子宫腺肌病患者HIFU消融平均功率、辐照时间、总消融剂量及EEF比较

MR T2WI能清楚显示子宫腺肌病的部位、范围、异位内膜组织和出血灶。研究[10-12]报道，不同T2WI信号强度的病灶HIFU消融疗效及剂量存在差异，但目前对超声消融子宫腺肌病是否存在规律尚无定论，也无公认的子宫腺肌病MR T2WI信号特征分类方法。本研究对子宫腺肌病MR T2WI信号特征进行分类，探究其对HIFU消融治疗子宫腺肌病疗效的预测作用。

本研究根据子宫腺肌病T2WI信号特征，将患者分为Ⅰ组和Ⅱ组，结果显示2组NPVR及EEF差异均无统计学意义，表明子宫腺肌病以等信号为主或低信号为主对HIFU消融疗效无明显影响，单位体积所需超声消融剂量亦无明显差别，提示MRI表现虽可在一定程度上反映子宫腺肌病病灶的生物学特征[13]，但本病组织病理学表现多样，仅根据T2WI等信号或低信号预测消融疗效较为困难。因此，本研究进一步分析HIFU消融治疗子宫腺肌病的疗效是否与T2WI病灶内的点片状高信号有关，这些点片状高信号大部分为异位的子宫内膜组织，异位内膜组织通常会随月经周期改变发生周期性出血，出血时期不同，其T2WI信号强度也会发生改变[14]。本研究将子宫腺肌病病灶内无稍高和极高信号、存在稍高信号、存在极高或极高合并稍高信号者进一步分为A、B、C亚组，结果显示在Ⅰ组及Ⅱ组中，A亚组NPVR均高于B亚组及C亚组，辐照时间、总消融剂量和EEF均低于B亚组及C亚组，而B亚组与C亚组间NPVR、辐照时间、总消融剂量和EEF差异均无统计学意义；表明对MR T2WI病灶内无稍高和极高信号的子宫腺肌病患者更易获得理想的HIFU消融效果，且消融单位体积病灶所需消融剂量更小，而对病灶内有稍高或极高信号者消融难度增加，消融单位体积病灶所需消融剂量也更多；提示子宫腺肌病高信号灶是影响超声消融能量沉积的重要因素，病灶内有无稍高和极高信号可预测子宫腺肌病对HIFU消融的疗效。分析出现上述结果的原因，可能在于子宫腺肌病病灶在月经期间反复出血，引起病灶结构改变，影响其对超声能量的吸收、反射和散射，造成能量损失，减少焦点处能量沉积，相应所需的单位体积病灶超声消融剂量增加，最终导致消融疗效降低。另一方面，影响HIFU消融疗效的因素较多，如不同患者的疼痛阈值、病灶血供、位置、最大径等均可能致使同样的超声能量对不同患者的HIFU消融疗效产生差异[15]，尚需进一步观察。

综上所述，MR T2WI信号特征对于HIFU消融子宫腺肌病难易程度和消融效果具有重要预测作用，可为超声消融方案的制定提供依据。

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