MR引导下高强度聚焦超声消融子宫肌瘤温度曲线参数与治疗效果的关系

刘 佳，张晓东，容 蓉，刘 婧，朱 颖，王霄英

(北京大学第一医院医学影像科，北京 100034)

图1 冠状位(A)及矢状位(B)MR引导下HIFU消融过程中子宫肌瘤内部热能分布情况(temperature mapping)及消融模块重叠(cell cluster)情况图

子宫切除术是子宫肌瘤的常见治疗方法，但对需要保留生育能力的妇女这种方式较难接受。MR引导下高强度聚焦超声(high-intensity focused ultrasound, HIFU)消融子宫肌瘤是一种无创治疗方式[1-2]。HIFU的治疗原理主要是热效应，利用聚焦超声波保持靶组织温度超过56°C，造成蛋白变性及不可逆的细胞坏死、凝固性坏死[3]；同时HIFU可实时监测靶组织的温度[4]。研究[5-8]发现，T2WI信号强度高及动态增强扫描容量转运常数(Ktrans)值高的子宫肌瘤消融效果较差，故T2WI信号强度和Ktrans值可初步预测治疗效果，但均有局限性。探寻HIFU消融过程中预测因素(如温度曲线等)对于术前预测子宫肌瘤治疗效果及适应证选择具有重要临床意义。本研究回顾性分析MR引导下HIFU消融子宫肌瘤时温度曲线参数与6个月后疗效的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2012年6月—2013年9月在我院接受MR引导下HIFU消融治疗的31例子宫肌瘤患者，年龄18～55岁，平均(44.7±4.4)岁，子宫肌瘤直径3.3～11.4 cm，平均(6.15±1.73)cm。纳入标准：①育龄期及围绝经期妇女；②目前未怀孕，且近期无怀孕计划；③子宫肌瘤直径≥3 cm；④子宫肌瘤50%以上可以治疗；⑤无MR扫描或对比剂应用禁忌；⑥患者愿意且能够接受所有随访。排除标准：具有细蒂的肌瘤；直径>5 cm的黏膜下肌瘤；富血供的Funaki 3型肌瘤；肌瘤数>5个；有严重内科疾病。本研究获得本医院伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Philips Achieva TX 3.0T MR扫描仪。嘱患者仰卧，足先进。首先行盆腔矢状位T2W扫描以评估子宫肌瘤体积，然后于T2WI上放置消融模块，判断模块位置、大小和数量，使模块部分重叠，使冠状位模块间未覆盖的区域达到最小；消融区域距离子宫浆膜、小肠或骶骨等器官需>1.5 cm，根据前一次消融子宫肌瘤温度升高的反应调整融模消块能量 (图1)。

1.4 子宫肌瘤治疗效果评估 以HIFU治疗前及治疗后6个月子宫肌瘤体积缩小率来评估子宫肌瘤治疗效果。首先在子宫肌瘤最大截面上测得最大径、最小径，然后测得子宫肌瘤上下径，通过公式“体积(V)=π/6×最大径×最小径×上下径”近似得到子宫肌瘤体积。子宫肌瘤体积缩小率=(子宫肌瘤治疗前体积-治疗后6个月体积)/治疗前体积×100%。

表1 HIFU治疗过程中得到的温度曲线参数

1.5 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件。计量资料以±s表示，采用Spearman秩相关性检验分析HIFU治疗前及治疗后6个月子宫肌瘤体积缩小率与治疗过程中温度曲线参数的关系。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

本组31例患者(31个子宫肌瘤)共接受912次消融。选择峰值温度>40℃，加热持续时间>50 s的曲线作为有效温度曲线，同时温度曲线需表现为典型的先上升后下降趋势，且所选取的2个时间点在曲线上比较明确；剔除治疗意外终止或温度开始下降后消融次数<5的病例；最终舍弃441次消融数据，对31个子宫肌瘤的471次消融进行分析(模块直径4 mm、消融6次；模块直径8 mm，消融215次；模块直径12 mm，消融185次；模块直径14 mm，消融33次；模块直径16 mm，消融32次)。

与消融前相比，HIFU消融治疗后6个月子宫肌瘤体积平均缩小率为(39.43±27.01)%。子宫肌瘤HIFU消融过程中温度曲线示温度上升斜率为(0.97±0.84)℃/s，温度下降斜率为(-0.56±0.39)℃/s，AUC为(2 240.03±455.93)℃·s，加热时间为(28.34±12.88)s，最高平均温度为(47.01±4.63)℃，温度达峰时间为(22.79±9.47)s。相关性分析显示温度下降斜率与子宫肌瘤体积缩小率呈正相关(rs=0.473，P=0.007)。见图4～6。

3 讨论

既往研究[9-11]表明，可通过子宫肌瘤体积缩小率、无灌注体积变化及表观扩散系数变化来评估HIFU消融对于子宫肌瘤的治疗效果，故本研究采用子宫肌瘤治疗前及治疗后6个月的体积缩小率评价疗效。本研究结果显示，HIFU消融后子宫肌瘤温度下降越慢，体积缩小越明显，与Kim等[9]研究结果一致，提示HIFU消融后子宫肌瘤温度下降越快，6个月后治疗效果可能越差，对此应倾向于增加消融能量或选择其他治疗方式；而通过温度曲线可预测子宫肌瘤的治疗效果，也可优化治疗方案。

HIFU消融时温度曲线各参数均可能与疗效存在关系，如AUC可能较全面地反应子宫肌瘤内热量随着时间改变发生变化的情况；温度上升斜率及下降斜率可能与子宫肌瘤内部血流灌注相关；温度达峰越快、最高平均温度越高，说明子宫肌瘤对HIFU消融的反应越好、作用持续时间较长，治疗效果较好，故本研究以上述参数作为研究对象，结果显示仅温度下降斜率可影响子宫肌瘤疗效，二者呈正相关(rs=0.473，P=0.007)，故在后续研究中，可着重关注温度下降斜率的临床意义。

研究[12]表明，血管分布密度高会加速子宫肌瘤散热，如果消融能量不足以破坏肌瘤内全部血管，则残留的血管血流灌注明显，散热较多，使病灶内温度下降快、热效应持续时间短，同时残留血管多的子宫肌瘤易复发，导致疗效相对较差，反之则治疗效相对较好[13]。因此，温度下降斜率可反映子宫肌瘤内血流灌注的改变，并由此预测治疗子宫肌瘤的效果。

图2 HIFU治疗系统显示子宫肌瘤在不同时间的温度变化情况 图3 基于Matlab语言编程计算得到的温度曲线及拟合参数结果

图4 患者50岁 A.治疗前在轴位MR图像上测量子宫肌瘤最大截面最大径、最小径； B.治疗后在轴位图像上测量子宫肌瘤最大截面最大径、最小径； C.温度曲线示HIFU消融后子宫肌瘤温度下降很快，下降斜率为-6.97 ℃/s，6个月后子宫肌瘤体积增大23.82% 图5 患者48岁 A.治疗前在轴位MR图像上测量子宫肌瘤最大截面最大径、最小径； B.治疗后在轴位图像上测量子宫肌瘤最大截面最大径、最小径； C.温度曲线示HIFU消融后子宫肌瘤温度下降较快，下降斜率为-3.68 ℃/s，6个月后子宫肌瘤体积缩小19.34% 图6 患者45岁 A.治疗前在轴位MR图像上测量子宫肌瘤最大截面最大径、最小径； B.治疗后在轴位图像上测量子宫肌瘤最大截面最大径、最小径； C.温度曲线示HIFU消融后子宫肌瘤温度下降很慢，下降斜率为-0.61 ℃/s，6个月后子宫肌瘤体积缩小62.39%

本研究的创新性：①通过自主设计软件，对各温度曲线参数进行拟合，结果比较可靠；②采用子宫肌瘤体积缩小率来描述疗效，计算过程简单，结果相对准确；③将随访时间延长至6个月，此时子宫肌瘤的状态相对稳定，对于病情评估更准确。

本研究的局限性：①温度曲线波动性较大，取平均值可能不能完全反映子宫肌瘤的特性，如能在子宫肌瘤上将每一次消融的位置进行一一对应，结果可更全面、确切；②如能将MR图像特征与温度曲线参数相关联，可能为选择子宫肌瘤治疗方式提供更切实的依据。

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