Parametric imaging of contrast-enhanced ultrasound of uterine fibroids with different T2WI signal intensity

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(Departmentof Medical Imaging, the First Affiliated Hospital, KunmingMedical University, Kunming 650032, China)

Parametric imaging of contrast-enhanced ultrasound of uterine fibroids with different T2WI signal intensity

LURencai,ZHAOWei*,YIGenfa,YAORuihong,ZHANGHuai

(DepartmentofMedicalImaging,theFirstAffiliatedHospital,KunmingMedicalUniversity,Kunming650032,China)

Objective To investigate the value of parametric imaging of CEUS in uterine fibroids with different signal intensity on T2WI by high intensity focused ultrasound (HIFU), and dynamic vascular pattern (DVP). Methods Totally 16 patients with single uterine fibroids were divided into high intensity group (n=6), isointensity group (n=4) and low intensity group (n=6) according the signal intensity on T2WI before HIFU treatment. CEUS were performed on each patient. SonoLive CAP software was used to analyze the CEUS images and DVP parametric images were reconstructed. Results The maximum intensity, rising time, time to peak and mean transit time were (235.40±35.46)%, (22.80±3.16)s, (25.09±2.44)s, (125.78±27.63)s in high intensity group, (71.97±2.43)%, (24.85±3.22)s, (32.81±3.92)s, (66.52±3.48)s in isointensity group and (16.17±2.83)%, (25.42±2.66)s, (32.82±3.76)s, (64.27±3.33)s in low intensity group. There were statistically significant differences among three groups (allP<0.05). DVP curve was divided into two types: non-washout in high intensity group and cystic type in low intensity group. Conclusion CEUS and DVP imaging can directly quantitively display the difference of blood perfusion among the uterine fibroids with different signal intensity on T2WI which can provide important information for HIFU treatment in uterine fibroids.

Uterine fibroids； High intensity focused ultrasound； Dynamic vascular pattern； Magnetic resonance imaging

高强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound, HIFU)可安全、无创地治疗子宫肌瘤，于临床已广泛应用[1]。然而，血供丰富的肌瘤可因血流带走热量而使治疗区难以达到相应的温度，进而影响疗效[2-3]。微泡超声造影剂可用于HIFU治疗过程中实时监控消融范围，评估消融效果；还可用于增强治疗过程中区域能量沉积，提高消融效率[4]。动态血管模型(dynamic vascular pattern, DVP)是利用CEUS动态显示病灶及组织器官内微泡超声造影剂填充过程的分析技术，间接反映病灶与局部组织间血流灌注差异。本研究于HIFU治疗过程应用SonoLiver CAP软件，行CEUS定量参数分析，并构建DVP曲线，分析不同类型子宫肌瘤血流灌注的差异。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集2016年9月—2017年1月我院超声及MRI确诊为单发子宫肌瘤并行HIFU治疗的患者16例，年龄28～49岁，平均(37.1±6.1)岁，所有患者术前行MR检查，依据Zhao等[5]的分类标准，按照子宫肌瘤T2WI信号不同分为3组：高信号组(n=6)，信号等于或高于肌层；等信号组(n=4)，信号高于骨骼肌而低于肌层；低信号组(n=6)，信号与骨骼肌相近。术前完善相关检查，签署知情同意书。

1.2仪器与方法 HIFU治疗设备为重庆JC200聚焦超声肿瘤治疗系统，治疗头频率0.8 MHz，监控超声为HIFU-6 150 Mylab70 XVision。超声造影剂使用声诺维。MR检查采用Philips Achieva 3.0T双梯度超导MR成像仪。图像分析软件采用TomTec公司的SonoLiver CAP软件。

1.2.1 HIFU治疗前超声造影方法 术前无渣饮食3天，术前1天晚上行清洁灌肠。患者俯卧于治疗床，下腹部浸于脱气水中，脱气水囊置于换能器与腹壁之间，以将肠道推离声通道。

将59 mg声诺维冻干粉溶解于5 ml 生理盐水中，充分震荡混匀。治疗前将监测超声仪调整至造影状态，经静脉团注造影剂1.5 ml，再迅速推注生理盐水5 ml，冲洗静脉通道。常规选择肿瘤矢状切面，观察超声造影全过程直至造影微泡消失。以DICOM格式保存造影过程动态影像，并将图像传输至SonoLiver CAP软件进行分析。

1.2.2 图像处理及分析 采用TomTec SonoLiver CAP软件对肌瘤造影后回声强度随时间变化进行定量分析，获得肌瘤和肌层的时间—强度曲线(time-intensity cures, TIC)。在CEUS图像上勾画ROI：①边界ROI，描画肌瘤和尽可能大范围周边肌层组织区域轮廓；②病灶ROI，描画整个肌瘤轮廓；③肌层ROI，在边界ROI内描画1个周围肌层组织区域，直径约为1 cm。SonoLiver CAP软件输出数据分析结果主要有：上升时间(rising time, RT)、达峰时间(time to peak, TTP)、峰值强度(maximum intensity, Imax)、平均渡越时间(mean transit time, mTT)、拟合质量(quality of fit, QOF)。分析时要求每个病灶ROI及参考ROI的QOF均≥80%，即拟合质量良好。

采用DVP参数成像将病灶与周围组织增强水平差值进一步处理，得到DVP曲线，并通过彩色编码方式将肌瘤与周围肌层组织增强水平差值的变化转换为颜色变化，获得DVP参数图。

1.3统计学分析 采用SPSS 21.0统计分析软件，计量资料用±s表示。肌瘤与周围肌层组织间造影参数比较采用配对t检验，3组间子宫肌瘤定量分析参数比较采用单因素方差分析，两两比较采用SNK-q检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1子宫肌瘤与周围肌层组织间造影参数比较 高信号组Imax、RT和TTP与肌层比较，差异均有统计学意义(P均<0.05)；mTT差异无统计学意义(P>0.05)。等信号组Imax、RT与肌层比较，差异均有统计学意义(P均<0.05)；TTP、mTT比较差异无统计学意义(P>0.05)。低信号组Imax、RT、TTP和mTT与肌层比较，差异均有统计学意义(P均<0.05)。见表1。

2.2 3组子宫肌瘤间造影参数比较 3组间各定量分析参数比较总体差异均有统计学意义(P均<0.05)。两两比较：高、等、低信号组Imax比较差异均有统计学意义(P均<0.05)，高信号组Imax较等、低信号组高；高信号组与等、低信号组RT、TTP、mTT比较差异均有统计学意义(P均<0.05)，高信号组RT、TTP低于等、低信号组，mTT高于等、低信号组；等、低信号组RT、TTP、mTT比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表2。

2.3子宫肌瘤DVP表现 SonoLiver CAP软件分析后图像包含4个象限，左上象限为描画的边界ROI(蓝线)、病灶ROI(绿线)、肌层ROI(黄线)；右上象限为DVP参数图，以彩色编码显示肌瘤与肌层增强水平差值变化，黑色表示差值为零，黄色或红色表示正向差值，蓝色或绿色代表负向差值，颜色越深则差值约大；左下象限为肌瘤(绿线)和肌层(黄线)TIC，曲线上的点表示肌瘤ROI内实时回声强度平均值；右下象限为对TIC再次处理后得到的DVP曲线(图1～3)。

表1 不同信号组子宫肌瘤与周围肌层造影参数比较(±s)

表1 不同信号组子宫肌瘤与周围肌层造影参数比较(±s)

组别Imax(%)RT(s)TTP(s)mTT(s)高信号组 肌瘤235．40±35．4622．80±3．1625．09±2．44125．78±27．63 肌层10031．62±9．8936．71±6．03141．86±53．11t值 9．351-2．755-4．742-0．713P值 <0．0010．0400．0050．508等信号组 肌瘤71．97±2．4324．85±3．2232．81±3．9266．52±3．48 肌层10026．52±3．5632．38±4．8871．20±4．24t值 -23．06-5．2180．155-1．266P值 <0．0010．0140．9160．295低信号组 肌瘤16．17±2．8325．42±2．6632．82±3．7664．27±3．33 肌层10015．44±3．1415．95±3．2774．59±4．95t值 -72．555．2457．057-4．007P值 <0．0010．0030．0010．010

表2 不同信号组子宫肌瘤间造影参数比较(±s)

表2 不同信号组子宫肌瘤间造影参数比较(±s)

组别Imax(%)RT(s)TTP(s)mTT(s)高信号组235．40±35．4622．80±3．1625．09±2．44125．78±27．63等信号组71．97±2．4324．85±3．2232．81±3．9266．52±3．48低信号组16．17±2．8325．42±2．6632．82±3．7664．27±3．33F值686．9668．192138．19110．06P值<0．001<0．001<0．001<0．001

DVP曲线根据开口方向及其与X轴关系主要表现为2种类型：①未消退型，类抛物线开口向下，下降支未降至X轴下方，高信号组子宫肌瘤的DVP曲线主要表现为此型(图1)；②负向型：曲线位于X轴下方，类抛物线开口向上，等、低信号组子宫肌瘤DVP曲线主要表现为此型，尤以低信号肌瘤表现明显(图2、3)。

3 讨论

3.1微泡超声造影剂在HIFU治疗子宫肌瘤中的应用 HIFU治疗子宫肌瘤过程中，常应用微泡超声造影剂行CEUS检查，根据灰阶改变情况和无灌注区体积来实时评估消融治疗效果[6]。此外，微泡超声造影剂可作为HIFU治疗安全有效的增效剂[7]。在HIFU作用下，微泡通过其空化效应、热效应、机械效应增强局部能量沉积，于靶病灶内发生一系列生物化学反应，生成有毒性的自由基和过氧化氢等化学物质导致细胞膜等结构损伤，进而提高消融效果[4,8-9]。本研究中声诺维为第2代微泡超声造影剂，由密闭的磷脂外壳和SF6气体核心构成，稳定性较高，属于血池造影剂，微泡大小1～10 μm，暴露于声场中可剧烈崩解，引起靶病灶内组织损伤[10-11]，进而提高消融效果。

子宫肌瘤HIFU消融疗效与T2WI信号特征、肌瘤大小、血供和位置有关，而T2WI信号特征与肌瘤病理组织学特征有关[12]，可用于预测HIFU治疗子宫肌瘤的疗效[13]，低、等、高信号的子宫肌瘤，其胶原含量逐渐下降，肌瘤平滑肌细胞逐渐增多；组织胶原含量越多，声衰减声速值越大，组织吸收声能量转换为热能的能力越强，因此低信号子宫肌瘤消融疗效优于等、高信号肌瘤[14]。另外，肌瘤血供也是影响消融疗效的关键因素，富血供肌瘤在HIFU治疗过程中可带走大量热量，使靶区能量不易沉积，导致手术时间延长，消融效果差。而微泡超声造影剂的使用，可于病灶内造影剂浓聚时行HIFU消融治疗，利用微泡的空化效应，有望提高对富血供肌瘤消融疗效。由于不同子宫肌瘤血供丰富程度不一，过早开始消融则肌瘤内微泡造影剂浓度尚未浓聚，难以发挥其增效作用，过晚开始消融则微泡已从肌瘤内流逝，因此，需将注入微泡造影剂和HIFU消融开始时机有机结合。

3.2不同T2WI子宫肌瘤的动态血管模型 应用SonoLiver CAP软件于HIFU治疗前对不同T2WI信号肌瘤的CEUS过程定量分析，获得DVP曲线和DVP参数图，可直观显示不同类型肌瘤的血流动力学情况。定量分析参数Imax提示血流的丰富程度，RT表示动脉血供的丰富程度，TTP与肌瘤增强快慢有关，而mTT则表示造影剂廓清速度[15]。本研究中，3组子宫肌瘤Imax、RT与肌层比较差异均有统计学意义(P均<0.05)，提示不同信号肌瘤与肌层血供丰富程度的不同，高信号肌瘤内增强速度快，造影剂浓度高，而低信号肌瘤造影剂进入较慢，浓度较肌层低；低信号组子宫肌瘤TTP和mTT较肌层低，提示低信号肌瘤强化速度慢而廓清速度较肌层快。3组间高信号组Imax、mTT最大，RT和TTP最小，提示增强达到峰值时，高信号肌瘤内造影剂浓度最高，在肌瘤内滞留时间长，廓清慢，而等信号和低信号肌瘤则血供欠丰富，造影剂廓清快。TIC、DVP曲线和参数图直观显示了肌瘤内增强情况。高信号组肌瘤增强曲线显著位于肌层上方，彩色编码图肌瘤内黄/红色填充，显示肌瘤血供较肌层丰富(图1)；低、等信号组肌瘤增强曲线位于肌层下方，肌瘤内部主要为冷色调填充，显示肌瘤血供较肌层慢(图2、3)。CEUS定量分析参数和DVP参数图均提示高信号肌瘤血供丰富，进一步从血流灌注的角度解释了高信号肌瘤HIFU疗效较低信号肌瘤差的原因。同时，高信号肌瘤内微泡超声造影剂达峰值时浓度高滞留时间长，可于浓聚时行HIFU消融治疗，发挥其增效作用。

图1 高信号组子宫肌瘤的增强模式和DVP曲线 肌瘤内增强速度较肌层快，DVP彩色编码图中为黄/红色填充(箭)，DVP曲线为未消退型，肌瘤增强曲线(绿线)位于肌层(黄线)上方 图2 等信号组子宫肌瘤的增强模式和DVP曲线 肌瘤内大部分强化较肌层低，DVP彩色编码图主要表现为蓝色/黑色填充(箭)，DVP曲线显示肌瘤增强曲线(绿线)位于肌层(黄线)下方 图3 低信号子宫肌瘤的增强模式和DVP曲线 肌瘤内强化程度显著低于肌层，DVP彩色编码图中为蓝色填充(箭)，DVP曲线为负向型，肌瘤增强曲线(绿线)位于肌层(黄线)下方

本研究的局限性在于样本量较少，且CEUS动脉相时间有限，对于肌瘤较大、肌层较薄者，描画的ROI拟合度差，不能完全反映肌瘤或肌层内血流灌注情况；患者腹部运动幅度大，肌瘤深度不一，也会对某些造影参数值产生影响。

总之，DVP成像可直观反映子宫肌瘤和周围肌层组织间增强水平的差异，有助于判断不同类型子宫肌瘤的血流灌注情况，为HIFU治疗提供有价值的信息。

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[第一作者] 于淼(1991—)，女(满族)，吉林吉林人，在读硕士。

E-mail： ciqingxiangdai@vip.qq.com

[收稿日期] 2017-03-30 [修回日期] 2017-05-03

鲁仁财(1991—)，男，云南大理人，在读硕士。研究方向：肿瘤介入治疗。E-mail： mluyut@163.com

赵卫，昆明医科大学第一附属医院医学影像科，650032。E-mail： kyyyzhaowei@vip.km169.net

2017-02-08

2017-05-26

不同T2WI信号子宫肌瘤超声造影分析

鲁仁财，赵 卫*，易根发，姚瑞红，张 淮

(昆明医科大学第一附属医院医学影像科，云南 昆明 650032)

目的 对行高强度聚焦超声(HIFU)消融治疗的不同T2信号的子宫肌瘤行CEUS定量分析及动态血管模型(DVP)参数成像。方法 对16例行HIFU治疗的单发子宫肌瘤患者，依据术前MRI T2WI信号不同分为高信号组(n=6)、等信号组(n=4)、低信号组(n=6)，于HIFU治疗前行CEUS并利用SonoLiver CAP软件对其行定量分析，以子宫肌瘤与周围肌层增强水平差值为参数行DVP参数成像构建。结果 3组峰值强度、上升时间、达峰时间、平均渡越时间分别为：高信号组为(235.40±35.46)%、(22.80±3.16)s、(25.09±2.44)s、(125.78±27.63)s，等信号组为(71.97±2.43)%、(24.85±3.22)s、(32.81±3.92)s、(66.52±3.48)s，低信号组为(16.17±2.83)%、(25.42±2.66)s、(32.82±3.76)s、(64.27±3.33)s，3组间各参数比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。高信号、低信号组子宫肌瘤的DVP曲线主要表现为未消退型和负向型。结论 CEUS参数成像分析和DVP参数图可直观、动态、定量地反映不同T2信号子宫肌瘤的血流灌注差异，为HIFU治疗子宫肌瘤提供重要信息。

子宫肌瘤；高强度聚焦超声；动态血管模型；磁共振成像

R737.33; R445.1

A

1672-8475(2017)08-0489-05

10.13929/j.1672-8475.201702007