高强度聚焦超声消融多发性子宫肌瘤的影响因素

范宏杰， 寸江平， 陆 阳， 姚瑞红， 黄建强， 赵 卫

高强度聚焦超声（high-intensity focused ultrasound，HIFU）作为一种非侵袭性局部物理治疗新技术，已广泛应用于子宫肌瘤的消融。根据以往的临床经验和研究报道，HIFU消融受血液供应、含水量、位置、类型、大小等因素的影响［1-3］。MRI不仅能够明确子宫肌瘤的毗邻组织的关系，还可以一定程度反映肌瘤组织的内部信息，是评价HIFU对子宫肌瘤疗效和随访的重要手段。有研究表明，能效因子（energy efficiency factor，EEF）表示消融单位体积子宫肌瘤所需的超声能量，是超声消融子宫肌瘤的较为准确的量化指标，可以反映组织的能量沉积，其数值越小意味着消融一定体积的组织需要的能量越少、消融效率越高［1-3］。因此，本研究以EEF作为因变量，建立多重线性回归模型。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 临床资料 回顾性分析2015年9月—2017年9月经昆明医科大学第一附属医院HIFU治疗的多发性、症状性子宫肌瘤患者139例。术前所有患者按治疗标准行MR平扫加增强，经同一名影像科医师检查并测量子宫肌瘤大小V0（V＝0.5233abc，a、b、c 分别表示子宫肌瘤前后径、上下径、左右径）［1，4］、靶皮距、后声场距离等指标。根据子宫肌瘤MR检查特征将所有患者分组：T1WI增强：轻度强化组强化程度低于子宫肌层，中等或明显强化组强化程度等于或高于子宫肌层［5］；T2WI信号强度近似于骨骼肌者为低信号，高于骨骼肌而低于子宫肌层者为等信号，等于或高于子宫肌层者为高信号，含2种以上信号者为混杂信号［6-7］；径线大小以3 cm、5 cm为界分为3组；根据其生长位置分为前壁、宫底、侧壁、后壁子宫肌瘤；根据其类型分为肌壁间、浆膜下、黏膜下、贯穿型子宫肌瘤。所有子宫肌瘤均为多发，我们只治疗并分析与症状最相关的优势肿瘤，如压迫症状明显者的最大肌瘤、月经量明显增多者的黏膜下肌瘤。（表1）。

1.1.2 仪器设备 重庆JC200聚焦超声肿瘤治疗系统（工作频率为0.5～2 MHz，电功率为8.5 kVA，输出能量≤400 W）。监控 B超为 HIFU—6150 Mylab70 XVision MyLab70XVG。MR检查采用荷兰Philips公司Achieva 3.0T双梯度超导磁共振成像仪及GE Signa HDxt 3.0T超导磁共振成像仪，对比剂使用钆喷替酸葡甲胺（GD-DTPA）［4］。

表1 患者或子宫肌瘤的基线数据

1.2 方法

1.2.1 HIFU消融 所有患者治疗前均签署知情同意书，完善相关检查，并做好术前准备（肠道准备，皮肤准备，导尿等）。所有患者俯卧在HIFU治疗床上，前腹壁直接接触脱气水囊，推挤肠道，并调整好超声头和水囊的位置。根据患者体重计算药量并静脉推注芬太尼与咪达唑仓，镇静效果按Ramsay评分深度要求达到3～4级，镇痛效果按visual analogue scale（VAS）标准小于4分。采用点扫描的方式，点、线、面、体相结合进行消融。手术过程中监测心率、呼吸率、血压、氧饱和度等生命体征，并要求患者及时告知治疗过程中的任何不适。治疗过程中患者如果出现不良反应，视严重程度调整治疗参数、改变治疗区域，必要时及时终止治疗。术中记录HIFU治疗参数包括：辐照时间，治疗时间，功率，不良反应类型和频数等。术后3 d内复查MR平扫加增强，观察非灌注区域并评估治疗后的子宫肌瘤情况，测量非灌注区各径线并计算非灌注区体积（nonperfusion volume，NPV）（V1）。

1.2.2 数据采集 根据MR图像，我们利用术前子宫肌瘤体积V0和术后NPV（V1）计算消融率（NPVR，NPVR＝V1/V0×100%），同时根据治疗参数和V1计算每立方厘米消融时间和EEF（EEF＝ηPt/1 000 V1，η＝0.7）。

1.3 统计学分析

采用 SPSS17.0（IBM，Armonk，NY）软件进行统计分析，服从正态分布的数群采用均数±标准差（x±s）表示，不服从正态分布的数群采用中位数M及四分位间距（25%，75%）表示。本研究中，位置、类型、T2WI、大小为多分类变量，分别设定哑变量后，以EEF作为因变量，以各个哑变量、患者年龄、均匀与否、V0、T1增强信号、靶皮距、后声场距离设为自变量，方法选择Stepwise，建立多重线性回归模型。其余指标进行统计描述，检验水准α＝0.05。

2 结果

2.1 患者基线数据

139 例患者平均年龄为（39.2±5.7）岁（23～53 岁），平均子宫肌瘤体积为（81.7±60.5） cm3（8.7～309.8 cm3），子宫肌瘤的最大径线为（5.6±1.6） cm（2.7～10.3 cm），靶皮距为（5.3±2.0） cm（1.6～10.9 cm），后声场距离为（2.5±1.4） cm（0.6～6.8 cm）。 根据其 MRI特征，将所有的优势子宫肌瘤分组，各组子宫肌瘤的数量和占比见表1。

2.2 治疗参数

HIFU治疗子宫肌瘤的平均辐照时间为（1 253.3±902.9） s（136～3 940 s），平均治疗功率为（382.6±25.1） W（300～400 W），平均治疗时间为（128.3±63.9） min（21～306 min），平均 NPV 为（58.2±40.5） cm3（3.6～204.5 cm3），平均 NPVR 为（73.9±14.2）%（19.8%～98.4%），每立方厘米的辐照时间平均为（25.6±15.5） s（3.6～108.7 s），平均 EEF 为（6.9±4.2） J/mm3（1～30.4 J/mm3）（表 2）。

表2 治疗参数

2.3 多重线性回归模型

在逐步回归过程中，最先引入的变量为位置分类中的后壁，其次是T1WI增强，引入、剔除变量的标准分别为0.05和0.1。本研究中，共6个自变量被选入模型：位置（后壁），T1增强，子宫肌瘤径线（大于5），子宫肌瘤类型（黏膜下），后声场距离，子宫肌瘤类型（浆膜下）。由于模型6的拟合效果比其余各个模型好（调整R2＝0.326），选择模型6进行分析（表3）。表4为方差分析表，是对回归模型的假设检验，本研究只显示了模型6的方差分析结果，其F＝11.383、P＜0.001，说明至少有一个自变量的回归系数不为0，该模型有统计学意义（表4）。根据回归方程表（表5），SPSS从左到右对未标准化的偏回归系数（B）、未标准化的标准误、标准化的偏回归系数、常数项及各个自变量的偏回归系数进行了t检验得出了t值和P值。位置（后壁）、T1增强、子宫肌瘤径线（大于5）、子宫肌瘤类型（黏膜下）、后声场距离、子宫肌瘤类型（浆膜下）对应的P值皆小于0.05，具有统计学意义。因此，多重线性回归方程为：y^＝-0.573+2.913X1+3.302X2-2.135X3+3.537X4+0.523X5+1.766 X6， 其中y^表示因变量 EEF；X1表示位置（后壁）；X2表示 T1 增强；X3表示径线（大于 5）；X4表示类型（黏膜下）；X5表示后声场距离；X6表示类型（浆膜下）。该模型中的标准偏回归系数中，T1增强（0.31）的值最大，可以认为他们对EEF影响最大。但是，子宫肌瘤径线（＞5 cm）的分组中，非标准或标准偏回归系数均为负值（-2.135，-0.236），可以认为子宫肌瘤直径越大，EEF越小。

表3 EEF的多重线性回归模型

表4 方差分析f

表5 EEF多重线性回归模型的系数a

3 讨论

迄今，关于影响HIFU消融效果的研究国内外较少，且不少研究使用方差分析和SNK-q检验对其进行统计分析［1，8］。 然而，各个亚组之间的比较、差异受其他分组的影响，如比较前、后壁子宫肌瘤的EEF时，子宫肌瘤的类型、T2WI等并未固定，进而影响结果。与单发性子宫肌瘤不同的是，由于多发性子宫肌瘤在HIFU治疗过程中，超声波能量在相同的声学路径可能会被其他子宫肌瘤吸收，且不同子宫肌瘤治疗的HIFU消融可能存在较大差异，这会影响HIFU治疗的辐照时间、治疗剂量、EEF。因此，本研究对HIFU消融多发性子宫肌瘤的影响因素进行了多重线性回归分析。

多重线性回归模型中，自变量“后壁”、“＞5 cm”、“浆膜下”、“黏膜下”的引入，可以认为位置、径线、类型与EEF之间也存在线性关系（其他为：T1增强和后声场），且主要表现在后壁子宫肌瘤、＞5 cm子宫肌瘤、黏膜下和浆膜下子宫肌瘤。由表3可知，复相关系数（R）为 0.598，决定系数 R2（0.357）表示因变量EEF的总变异中可由回归模型中自变量解释的部分所占比例为35.7%。根据偏回归系数，我们可以认为T1WI中等或明显强化子宫肌瘤、后声场距离越大、后壁子宫肌瘤、浆膜下和黏膜下子宫肌瘤，消融难度更大，且EEF受T1WI增强扫描影响更大；而＞5 cm的子宫肌瘤，非标准或标准偏回归系数均为负值，可以认为消融效率较＜3 cm、3～5 cm组高（表 5）。

根据以往研究［1，3］，前壁子宫肌瘤由于其解剖位置和毗邻结构等优势条件，较后壁能量衰减少，有更好的NPVR，而后壁子宫肌瘤则更难消融，本研究与之相符。我们的研究中，黏膜下与浆膜下子宫肌瘤均较难消融，而Cheng等［8］研究，认为浆膜下子宫肌瘤的NPVR比肌壁间或黏膜下子宫肌瘤更高。此外，HIFU治疗过程中，流动的血液吸收HIFU能量并随循环运动离开治疗区域，导致能量沉积效率低；因此，T1WI对比增强扫描可以反映子宫肌瘤的血液灌注情况，从而预测消融效果，且T1WI增强扫描信号越高，消融效率越低在本研究中也有充分体现。此外，不少研究表明，T2WI低信号的子宫肌瘤要比等高信号更容易消融，可能是由于含水量低、纤维成分丰富、能量容易沉积，达到一定疗效所需要的能量越少，而我们的回归模型中并未纳入，可能和样本量少有关［7，9］。 本研究中，＞5 cm 的子宫肌瘤，非标准或标准偏回归系数均为负值，可以认为消融效率较＜3 cm、3～5 cm的子宫肌瘤高（EEF更小），与 Gong 等［3］的研究相符，这可以通过“损伤-损伤干扰效应”来解释，因为坏死区域的扩大和焦点上的温度上升将动态地影响周围对焦组织的声学环境并且有助于超声能量沉积。理论上，后声场距离越大的肌瘤患者，骶尾骨所受的超声能量辐射较少，骶尾骨及肢体的疼痛发生的可能性更小，越有利于HIFU治疗，这在本研究中并未充分体现，需要进一步研究。