MRI在高强度聚焦超声消融子宫肌瘤中的应用进展

寸江平，赵 卫，范宏杰，谢璇丞

(昆明医科大学第一附属医院医学影像科，云南 昆明 650032)

子宫肌瘤是女性生殖器官最常见的良性肿瘤，发病率持续上升，主要临床症状有经期改变、继发贫血、压迫症状、痛经及不孕等[1]。其病因不明，临床治疗主要针对肌瘤给予对症处理，包括激素治疗、肌瘤切除术及双侧子宫动脉栓塞术等，但各有其优缺点。高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound， HIFU)作为一种非侵入性治疗方法[2]越来越受到临床关注，尤其对于有生育要求的患者。HIFU是一种热消融技术，可将超声波聚焦于病灶，使局部温度升高，导致靶组织凝固性坏死，同时正常子宫肌层不受损伤。MRI有良好的软组织分辨率，可多方位、多参数成像，是子宫肌瘤最敏感的检查手段之一。HIFU术前通过MRI可明确肌瘤位置、大小、血供情况及组织学特性，有助于拟定最佳治疗计划；术中MRI可监测实体肿瘤的消融情况；术后则可准确评价疗效[3-4]。本文就MRI各参数在HIFU治疗子宫肌瘤术前、术中及术后的应用进行综述。

1 术前检查

1.1 MR平扫 MR平扫是术前评估肌瘤位置、大小及组织学特性的常规检查。T1WI可较好显示子宫肌瘤和周围组织的解剖关系，评价声通道是否安全；T2WI可清晰观察到子宫体、子宫颈组织各层次结构，进一步明确子宫肌瘤的位置[5-6]。肌瘤位置是影响疗效的因素之一，消融前壁肌瘤所需要的能效因子低于后壁肌瘤，超声灰度变化出现率较高[7]。Peng等[8]发现T2WI信号是影响HIFU能量沉积的重要因素。有学者[9]将外科切除术后肌瘤样本进行HIFU消融，发现T2WI高信号肌瘤平均密度较低，胶原纤维排列稀疏，细胞及水分含量较高，不同T2WI信号肌瘤的组织结构排列不同，从而影响超声波能量转换效能，故对于T2WI高信号的子宫肌瘤消融效率往往不理想，需要提高其消融率。陈丽娟[10]认为使用超声造影剂可增加空化核数量、提高声阻抗，促进超声反射波和折射波在焦距区域驻波，从而增强HIFU消融的机械效应、空化效应及热效应，提高热量沉积效率。也有学者[11]在消融术中使用催产素，发现靶组织内HIFU能量沉积更加高效，消融增效作用明显。术前行MRI可明确肌瘤T2WI信号类型，针对不同类型肌瘤制定不同消融方案，进行个体化治疗。

1.2 增强MRI 术前MRI增强可明确肌瘤血供，观察肌瘤与子宫肌层的血流灌注差异。血供丰富的肌瘤强化程度高于子宫肌层，HIFU消融时热量易被血液带走，能量沉积效率较低，影响消融效果；中等或轻度强化的子宫肌瘤血供相对较少，消融效果更佳。此外，不同病理类型子宫肌瘤的强化特征有一定规律[6,12-13]，增强MRI还可反映肌瘤内部组织信息：富细胞型肌瘤由于细胞排列整齐、紧密，多表现为均匀明显强化；普通型肌瘤主要含纤维成分，呈轻或中等均匀强化；而退变型肌瘤由于存在变性、坏死、囊变、钙化，多为不均匀或轻度强化。不同强化程度的肌瘤在HIFU治疗过程中消融效能不同，相关并发症风险不一，术前MRI增强对预测HIFU消融子宫肌瘤临床疗效和安全性有一定价值。

2 术中监测

根据引导方式不同，可分为超声引导或MRI引导的HIFU消融。与传统监控手段比较，MRI术中监测具有较高的软组织分辨率、空间分辨率，能够实现精准图像引导；术中可通过分析质子共振而提供实时测温结果[14-15]，监测聚焦区域和周围组织的动态温度曲线变化，确保聚焦区域组织达到发生凝固性坏死的温度，同时有效防止周围正常组织损伤；利用体外无创测温技术反映靶组织温度变化情况，可及时调整HIFU治疗能量，最大程度降低声通道组织的并发症。术中可于消融后立即行MR增强扫描，明确消融区域有无活性组织残留，发现组织残留可及时进行补充治疗。但监控显示MRI有一定时间延迟，不能实时反映治疗情况，因此需患者密切配合。此外，MRI还存在价格昂贵、操作复杂、耗时等不足，需要进一步改进。

3 术后疗效评价

3.1 常规MR序列 HIFU消融术后，子宫肌瘤聚焦区域组织发生凝固性坏死、蛋白质变性、细胞崩解、细胞核萎缩、大量水分丧失，导致T1WI呈高信号，T2WI呈低信号[16]。刘映江等[17]分析168例子宫肌瘤患者，通过对比T1WI高信号区域和T1WI增强无强化区的匹配度，获得T1WI高信号区与增强扫描无强化区高度相关的结果，表明消融术后无强化区内T1WI高信号可作为评价组织坏死的指标之一。有报道[18]显示消融术后无强化区域T2WI信号表现多样，T2WI低信号表明组织发生凝固性坏死，T2WI高信号主要包括活性肌瘤残留、消融区域出血、液化性坏死及炎性改变等，结合T2W水抑制像可排除液化性坏死，但仍较难区分残留肌瘤和出血，需进一步结合其他序列成像加以鉴别。

3.2 增强MRI HIFU消融后的病灶在增强MRI上表现为无强化的低信号区，故增强MRI可直观显示坏死区域，是目前消融术后随访最常用的评价手段。通过分析病灶中心及周围的强化特点，可辨别坏死和活性肿瘤残留情况，且通过测量非灌注区体积间接计算消融率；而消融率与术后肌瘤缩小率及症状缓解率密切相关，可根据消融率预测术后肌瘤体积缩小情况及临床症状缓解率。Fite等[19]认为HIFU消融术后非增强区域能较敏感地反映消融术后组织的活性。通过增强MRI观察坏死区域边界、大小及微循环灌注特点，可判断肿瘤坏死的确切范围，但难以区分消融术后早期周边强化的炎症反应。此外，肉芽组织和有活性残留肿瘤可能存在重叠，增强扫描仅用于量化坏死区域，并不能准确评估肿瘤残留情况。HIFU消融术后进行早期增强MRI评价仍有一定局限性。消融术后早期血管源性水肿导致部分残留组织亦表现为无灌注，但随着侧支循环的建立或临时闭塞血管的再通，未灭活组织可再生。

3.3 DWI DWI是活体无创观察水分子运动的序列，可反映消融后组织内水分子扩散运动受限程度，从而间接反映HIFU消融术后细胞的病理变化过程。有研究[20]表明HIFU消融术后DWI显示的高信号或低信号环与增强显示的无强化区高度一致，病灶中心DWI多表现为低信号，周围高信号。消融术后病灶中心细胞发生崩解，细胞膜破裂，失去阻隔水分子扩散的屏障，大量细胞液进入组织间隙，水分子扩散程度不受限，DWI呈低信号；而病灶外周则由于热量传导作用使微血管床发生暂时性闭塞，细胞毒性水肿，水分子扩散受限，微循环灌注降低或消失，DWI呈高信号改变；以此可弥补早期增强MRI的不足。

ADC值是DWI的定量检测指标，不仅可反映水分子的自由运动情况，且可通过不同b值揭示微循环的灌注差异。研究[21]表明低b值DWI显示的非灌注区范围与动态增强范围相似，大于高b值DWI显示的范围，低b值图像可能存在毛细血管内血液流动的影响，但热消融术后病灶区域微血管闭塞或因细胞水肿压迫血管，导致灌注效应减低，即ADC图像信号衰减主要由扩散受限引起；而高b值DWI出现的ADC变化，可能与消融过程中直接热损伤或机械效应导致细胞膜通透性改变、大分子蛋白通透性增加相关。通过采用不同b值成像，可获得非灌注区域组织的病理学改变。有研究[22-23]报道，HIFU治疗后3天，坏死组织区域ADC值明显高于残留肿瘤区域，可以此界定术后早期蛋白质变性，并区分坏死组织和残留组织。但ADC值并不是唯一的预测因子，且图像分辨率低，易发生运动失真。

3.4 多参数MRI HIFU消融术后，病灶中心组织受直接损伤作用而发生凝固性坏死，病灶外周则多因血管闭塞后组织缺血发生延迟坏死。对于术后病灶外周血管源性水肿，仅凭增强MRI不能区分活性残留组织、局部炎症反应或水肿；炎症中细胞成分占比多，采用MRI多参数对比分析，通过T2WI和DWI可较好地区分水肿与炎症。此外，MRS技术可用于监测细胞的新陈代谢[24]，酰胺质子转移分子成像可显示蛋白质变性[25]，各种MR功能成像和分子成像技术也可用于HIFU术后疗效评估。

总之，采用多个MRI参数对比分析HIFU术后组织变化，可准确评估活性残留肿瘤。多参数成像也存在图像采集时间延长、成本较高、部分患者无法耐受的不足，在临床难以推广，尚需对MR设备线圈内部组件进行改进[26]。

4 安全性评估

MR检查对盆腔整体的解剖结构显示较好，可有效反映声通道及后声场正常组织(包括腹壁、膀胱、正常子宫肌层、子宫内膜、直肠、骶尾骨等)是否受损。术后MRI有助于及时发现周围组织的损伤情况，评估HIFU治疗的安全性。有研究[27]分析术前、术后骶尾骨及耻骨的信号特征，发现消融术后邻近肌瘤的骶尾骨在T1WI和脂肪抑制T2WI上出现低信号，在增强扫描中的强化程度降低，而声通道范围内耻骨表现为稍高或等信号，增强后呈低强化。这些信号改变的原因可能在于骨骼声阻抗较高，形成界面反射，能量沉积效率高，易造成损伤。此外，术后MRI可见膀胱壁水肿增厚、盆腔积液等异常改变，可能与局部肿瘤的热传导或声通道热量吸收有关。

5 小结

MRI具有组织分辨率高、敏感度高、实时测温、多参数成像等优点，在评价细胞结构及病理变化方面有巨大潜力，可为肿瘤治疗提供丰富信息。HIFU消融治疗子宫肌瘤需要准确的术前计划、术中监测和评估，MRI对此优势明显，具有不可替代的作用。但MRI仍有一些不足，如实时监测技术尚未成熟、操作较复杂、成本较高、部分患者存在检查禁忌证等，需要进一步改进。