3.0T MRI结合不同b值的DWI对HIFU治疗子宫肌瘤的疗效评估

葛 炜 李凤莲 贾 锐

子宫肌瘤是常见的女性良性肿瘤,临床上以手术治疗为主,保留子宫、微创伤是治疗的前提,其中强度聚焦超声(high intensity focused ultrasound,HIFU)治疗可保留子宫及生殖功能,且具有创伤小、术后恢复快等优点,已成为常规治疗方案[1-2]。HIFU治疗过程中,肿瘤邻近组织的能量积累可能损伤子宫肌瘤周围非靶区组织,从而影响治疗效果[3]。临床上常采用MRI增强扫描评估HIFU术后消融效果,但扫描时间较长,且容易引起对比剂相关肾损伤、过敏等不良反应,使得临床运用受限[4]。磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)通过反映不同组织的弥散程度而有效区分病灶组织、病变类型,并通过表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)进行量化评估,已在宫颈癌、乳腺癌等癌症的诊断、预后中得到应用[5]。研究发现ADC值会随着b值的变化而变化,评估肿瘤治疗效果的效能也会相应的变化,而目前关于不同b值的DWI成像差异仍不明确[6],因此本文将通过实例进一步探讨不同b值的DWI在评估子宫肌瘤疗效中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 资料

选取2018年6月至2021年6月于我院接受治疗的72例子宫肌瘤患者,均接受HIFU术,且于术前、术后1 d接受3.0 T MRI检查。年龄23～38岁,平均年龄(30.25±2.14)岁,子宫肌瘤直径2～8 cm,平均直径(5.14±1.64)岁。

纳入标准:①符合子宫肌瘤的诊断标准[7],影像学可清晰显示肌瘤的部位、体积,感觉子宫内膜有突起或不平感,子宫不规则增大,且排除盆腔其他肿瘤;②要求保留子宫(有生育要求),非月经期,未绝经;③积极配合治疗、复查,能交流HIFU过程中的感受。排除标准:①合并子宫肉瘤样变、子宫肌腺症、输卵管疾病、宫颈恶性病变;②短期内子宫肌瘤迅速生长;③盆腔手术史,下腹部放疗史;④合并盆腔炎、阴道严重出血等疾病者。

1.2 检查过程

入组患者于HIFU治疗前1 d以及HIFU治疗(HIFUNIT 9000型聚焦超声肿瘤消融机购自于上海爱申公司)后1 d采用3.0 T MR成像设备进行扫描(Philips Achieva)。检查前禁食4 h,并适量饮水保证膀胱充盈,保持仰卧位,选取相控阵16通道线圈,从耻骨联合扫描至髂动脉分叉处。TSE-T1WI轴位、矢状位TR/TE为530/10 ms、层间距为1 mm、层厚为5 mm、矩阵320×250以及250×200。TSE-T2WI轴位TR/TE为3000/80 ms、层间距为1 mm、层厚为4 mm、矩阵320×250。T2WI矢状位TR/TE为3600/70 ms、层间距为1 mm、层厚为4 mm、矩阵80×80。b值为150 s/mm2、500 s/mm2以及1000 s/mm2。

1.3 检查指标

应用Philips Extend MR WorkSpace 2.6.3.4软件分析子宫周围组织(腹壁、耻骨联合、骶)MRI信号值的变化,其中HIFU术后出现异常信号则表明该处为损伤区,根据损伤情况分为无损伤组、损伤组。术后肌瘤仍有强化区域则判定为残留未消融灶。比较不同b值DWI成像下消融及未消融区域的ADC值差异,并评估各b值DWI成像下ADC值对于消融情况的诊断效能。

1.4 统计学方法

应用SPSS 20.0软件处理数据。数据服从正态分布且组间方差齐,两组间计量资料比较采用独立样本t检验,治疗前后计量资料比较采用配对t检验,三组间比较F检验。采用受试者工作特征(ROC)曲线评价各b值DWI成像下的ADC值对消融、未消融区域的诊断效能,并采用Hanley-McNeil方法比较ROC曲线下面积(AUC)。

2 结果

2.1 不同组织不同分组HIFU术前、术后的定量信号值比较

无损伤组不同组织术前、术后的定量信号值差异无统计学意义 (P>0.05),而损伤组信号值差异有统计学意义 (P<0.05),其中骶骨术后信号明显低于术前,耻骨联合、腹壁术后信号明显高于术前,见表1。

表1 MRI T2WI压脂序列的各组织定量信号值比较

2.2 各b值DWI成像下邻近组织损伤区HIFU术后ADC值比较

不同b值DWI成像下子宫邻近组织损伤区HIFU术后ADC值差异有统计学意义,随着b值的增加ADC值明显降低(P<0.05),见表2。

表2 不同b值DWI成像下邻近组织损伤区HIFU术后的ADC值比较

2.3 各b值DWI成像下未消融和消融部位的ADC值比较

各b值下,消融处的ADC值均明显低于术前肌瘤、未消融处的ADC值,且术前肌瘤、未消融处的ADC值无差异 (P>0.05)。三组b值之间的术前肌瘤、未消融处以及消融处的ADC值有差异 (P<0.05),且随着b值的增加,术前肌瘤、未消融处以及消融处的ADC值均明显降低,见表3。

表3 不同b值DWI成像下消融和未消融部位的ADC值比较

2.4 不同 b值DWI成像下ADC值的诊断效能

b=150、 500、1000 s/mm2时,诊断消融部位的AUC分别为0.883(95%CI 0.846～0.927)、0.836(95%CI 0.796～0.877)、0.788(95%CI 0.738～0.826)。b=150 s/mm2时的AUC值明显高于500 s/mm2、1000 s/mm2(Z=2.005、2.541,P=0.045、0.011),见表4、图1。

图1 ROC曲线分析

表4 不同b值DWI成像下ADC值的诊断效能

3 讨论

子宫肌瘤的主要体征是子宫平滑肌增生,可引起经期延长、经血量增加、继发盆腔疼痛等病症,最终改变子宫解剖结构,以及引起子宫异常出血[8-9]。HIFU在超声引导下精准地将消融天线置入病灶,并借助消融天线产生的微波而在周围瘤体引发偶极子加热、离子加热等热效应,导致肿瘤组织、细胞在极短时间内发生不可逆组织变性、凝固性坏死等,同时破坏瘤体血供,发挥良好的治疗效果[10]。子宫肌瘤组织边界模糊不清,辐射容易照到子宫肌瘤邻近组织,或者在非目标组织中高能沉积,从而损伤子宫邻近组织。王智等[11]研究发现高强度聚焦超声治疗子宫肌瘤时,辐射会照射到卵巢而影响卵巢功能,Clark等[12]报道术区及其附近组织(耻骨联合、骶骨)发生疼痛,腹壁皮肤出现热损伤反应,且症状以一过性为主。

在不同的软组织界面,声通道上波反射系数较小,绝大部分声波能量可通过该界面,而耻骨联合、骶骨与腹壁组织结构差别较大,吸声系数存在较大的反差,容易形成骨性高声波阻抗界面,导致声能沉积,增加了组织损伤风险,引起耻骨联合、骶尾部的疼痛[13]。同时耻骨联合、骶尾距离子宫肌瘤距离较短,往往处于声场内,特别是子宫肌瘤病灶直径较大或者需要输入较多的声波能量时,则会进一步增加非靶区组织声波能量累积,引起邻近组织损伤。本次研究发现,耻骨损伤区HIFU术后ADC值较术前均明显增加,表明可通过3.0T MRI结合DWI成像准确反映损伤部位、类型。分析认为,病灶内微血管被破坏,并存在一定程度的出血症状,且损伤区组织坏死、细胞膜破坏等束缚细胞内水分子运动的功能丧失,使得细胞内液流出,细胞之间与血管间的间隙增大,水分子弥散增加,故而ADC值增加。另外,黄君文等[14]研究认为,放疗后癌细胞大量调亡、坏死,细胞膜完整性消失,细胞外间隙增加,以及细胞密度降低,可通过对比放疗前后ADC值的变化检测肿瘤治疗效效果。同时,可根据患者肿瘤分期、肿瘤大小优化治疗功率,也有学者认为术前于子宫肌瘤内注入碘海醇、无水乙醇可增加靶区能量沉积,提高治疗效率[15],或者术中涂抹皮肤超声耦合剂、术后局部冷敷等可减少辐射灼伤腹壁,降低并发症风险。

子宫肌瘤经过HIFU术后,消融部位微循环灌注、水分子扩散效应的变化是导致ADC值变化的重要原因,因此通过ADC值评估治疗效果已成为临床研究的热点话题。b值是DWI成像过程的一个弥散权重指数,随着b值增加,DWI弥散敏感度增加,但选择高b值时,图像质量、图像的信噪比也明显降低,从而影响医师诊断准确度和疗效评估[16],因此选择合适的b值对于疗效的评估至关重要。本次研究发现,消融处的ADC值明显低于未消融处的ADC值,与Rheinheimer等[17]报道一致,即HIFU热能效应破坏了子宫肌瘤病灶处丰富的血管系统,导致消融处快速流动的血液水分子数量明显减少,从而使得ADC值较未消融处明显降低。随着b值的增加,术前肌瘤、未消融处以及消融处的ADC值均明显降低,分析认为随着b值的增加,组织信号根据非单指数衰减的形式进行衰减,能够间接反映子宫肌瘤组织毛细血管微循环灌注量明显下降,有效评估子宫肌瘤消融与否[18-19]。相同的TE时间内,血流灌注效应中的水分子运动距离远长于单纯水分子,故而成像体素内血流灌注效应对MRI信号的衰减作用明显强于单纯的弥散运动,在低b值时,血流灌注效应对DWI信号的衰减作用较大,相应的ADC值可有效反映组织的弥散信息以及灌注信息。同时,通过ROC曲线分析发现b=150 s/mm2时的AUC值明显高于500、1000 s/mm2,进一步表明小b值更佳有利于HIFU术后消融疗效的评估。另外,张俊成等[20]认为小b值的ADC图可清晰显示患者靶区、残留未消融灶的界限,从而利于判断消融灶的轮廓并计算消融体积,提高了子宫肌瘤患者HIFU术后的疗效评估价值。本研究纳入病例数较少可能影响结果准确性,同时随访时间较短,未能评估ADC值与最终预后的相互关系,所以需加大样本量进一步研究。

综上所述,3.0T MRI结合不同b值的DWI可有效评估HIFU术对子宫肌瘤的消融效果以及对周围邻近组织的影响,其中较低的b值(b=150 s/mm2)具有更高的应用价值。