高強(qiáng)度聚焦超聲消融多發(fā)性子宮肌瘤的影響因素

范宏杰， 寸江平， 陸 陽， 姚瑞紅， 黃建強(qiáng)， 趙 衛(wèi)

高強(qiáng)度聚焦超聲（high-intensity focused ultrasound，HIFU）作為一種非侵襲性局部物理治療新技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于子宮肌瘤的消融。根據(jù)以往的臨床經(jīng)驗(yàn)和研究報(bào)道，HIFU消融受血液供應(yīng)、含水量、位置、類型、大小等因素的影響［1-3］。MRI不僅能夠明確子宮肌瘤的毗鄰組織的關(guān)系，還可以一定程度反映肌瘤組織的內(nèi)部信息，是評價(jià)HIFU對子宮肌瘤療效和隨訪的重要手段。有研究表明，能效因子（energy efficiency factor，EEF）表示消融單位體積子宮肌瘤所需的超聲能量，是超聲消融子宮肌瘤的較為準(zhǔn)確的量化指標(biāo)，可以反映組織的能量沉積，其數(shù)值越小意味著消融一定體積的組織需要的能量越少、消融效率越高［1-3］。因此，本研究以EEF作為因變量，建立多重線性回歸模型。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 臨床資料 回顧性分析2015年9月—2017年9月經(jīng)昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院HIFU治療的多發(fā)性、癥狀性子宮肌瘤患者139例。術(shù)前所有患者按治療標(biāo)準(zhǔn)行MR平掃加增強(qiáng)，經(jīng)同一名影像科醫(yī)師檢查并測量子宮肌瘤大小V0（V＝0.5233abc，a、b、c 分別表示子宮肌瘤前后徑、上下徑、左右徑）［1，4］、靶皮距、后聲場距離等指標(biāo)。根據(jù)子宮肌瘤MR檢查特征將所有患者分組：T1WI增強(qiáng)：輕度強(qiáng)化組強(qiáng)化程度低于子宮肌層，中等或明顯強(qiáng)化組強(qiáng)化程度等于或高于子宮肌層［5］；T2WI信號強(qiáng)度近似于骨骼肌者為低信號，高于骨骼肌而低于子宮肌層者為等信號，等于或高于子宮肌層者為高信號，含2種以上信號者為混雜信號［6-7］；徑線大小以3 cm、5 cm為界分為3組；根據(jù)其生長位置分為前壁、宮底、側(cè)壁、后壁子宮肌瘤；根據(jù)其類型分為肌壁間、漿膜下、黏膜下、貫穿型子宮肌瘤。所有子宮肌瘤均為多發(fā)，我們只治療并分析與癥狀最相關(guān)的優(yōu)勢腫瘤，如壓迫癥狀明顯者的最大肌瘤、月經(jīng)量明顯增多者的黏膜下肌瘤。（表1）。

1.1.2 儀器設(shè)備 重慶JC200聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)（工作頻率為0.5～2 MHz，電功率為8.5 kVA，輸出能量≤400 W）。監(jiān)控 B超為 HIFU—6150 Mylab70 XVision MyLab70XVG。MR檢查采用荷蘭Philips公司Achieva 3.0T雙梯度超導(dǎo)磁共振成像儀及GE Signa HDxt 3.0T超導(dǎo)磁共振成像儀，對比劑使用釓噴替酸葡甲胺（GD-DTPA）［4］。

表1 患者或子宮肌瘤的基線數(shù)據(jù)

1.2 方法

1.2.1 HIFU消融 所有患者治療前均簽署知情同意書，完善相關(guān)檢查，并做好術(shù)前準(zhǔn)備（腸道準(zhǔn)備，皮膚準(zhǔn)備，導(dǎo)尿等）。所有患者俯臥在HIFU治療床上，前腹壁直接接觸脫氣水囊，推擠腸道，并調(diào)整好超聲頭和水囊的位置。根據(jù)患者體重計(jì)算藥量并靜脈推注芬太尼與咪達(dá)唑倉，鎮(zhèn)靜效果按Ramsay評分深度要求達(dá)到3～4級，鎮(zhèn)痛效果按visual analogue scale（VAS）標(biāo)準(zhǔn)小于4分。采用點(diǎn)掃描的方式，點(diǎn)、線、面、體相結(jié)合進(jìn)行消融。手術(shù)過程中監(jiān)測心率、呼吸率、血壓、氧飽和度等生命體征，并要求患者及時(shí)告知治療過程中的任何不適。治療過程中患者如果出現(xiàn)不良反應(yīng)，視嚴(yán)重程度調(diào)整治療參數(shù)、改變治療區(qū)域，必要時(shí)及時(shí)終止治療。術(shù)中記錄HIFU治療參數(shù)包括：輻照時(shí)間，治療時(shí)間，功率，不良反應(yīng)類型和頻數(shù)等。術(shù)后3 d內(nèi)復(fù)查MR平掃加增強(qiáng)，觀察非灌注區(qū)域并評估治療后的子宮肌瘤情況，測量非灌注區(qū)各徑線并計(jì)算非灌注區(qū)體積（nonperfusion volume，NPV）（V1）。

1.2.2 數(shù)據(jù)采集 根據(jù)MR圖像，我們利用術(shù)前子宮肌瘤體積V0和術(shù)后NPV（V1）計(jì)算消融率（NPVR，NPVR＝V1/V0×100%），同時(shí)根據(jù)治療參數(shù)和V1計(jì)算每立方厘米消融時(shí)間和EEF（EEF＝ηPt/1 000 V1，η＝0.7）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用 SPSS17.0（IBM，Armonk，NY）軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，服從正態(tài)分布的數(shù)群采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，不服從正態(tài)分布的數(shù)群采用中位數(shù)M及四分位間距（25%，75%）表示。本研究中，位置、類型、T2WI、大小為多分類變量，分別設(shè)定啞變量后，以EEF作為因變量，以各個(gè)啞變量、患者年齡、均勻與否、V0、T1增強(qiáng)信號、靶皮距、后聲場距離設(shè)為自變量，方法選擇Stepwise，建立多重線性回歸模型。其余指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)描述，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α＝0.05。

2 結(jié)果

2.1 患者基線數(shù)據(jù)

139 例患者平均年齡為（39.2±5.7）歲（23～53 歲），平均子宮肌瘤體積為（81.7±60.5） cm3（8.7～309.8 cm3），子宮肌瘤的最大徑線為（5.6±1.6） cm（2.7～10.3 cm），靶皮距為（5.3±2.0） cm（1.6～10.9 cm），后聲場距離為（2.5±1.4） cm（0.6～6.8 cm）。 根據(jù)其 MRI特征，將所有的優(yōu)勢子宮肌瘤分組，各組子宮肌瘤的數(shù)量和占比見表1。

2.2 治療參數(shù)

HIFU治療子宮肌瘤的平均輻照時(shí)間為（1 253.3±902.9） s（136～3 940 s），平均治療功率為（382.6±25.1） W（300～400 W），平均治療時(shí)間為（128.3±63.9） min（21～306 min），平均 NPV 為（58.2±40.5） cm3（3.6～204.5 cm3），平均 NPVR 為（73.9±14.2）%（19.8%～98.4%），每立方厘米的輻照時(shí)間平均為（25.6±15.5） s（3.6～108.7 s），平均 EEF 為（6.9±4.2） J/mm3（1～30.4 J/mm3）（表 2）。

表2 治療參數(shù)

2.3 多重線性回歸模型

在逐步回歸過程中，最先引入的變量為位置分類中的后壁，其次是T1WI增強(qiáng)，引入、剔除變量的標(biāo)準(zhǔn)分別為0.05和0.1。本研究中，共6個(gè)自變量被選入模型：位置（后壁），T1增強(qiáng)，子宮肌瘤徑線（大于5），子宮肌瘤類型（黏膜下），后聲場距離，子宮肌瘤類型（漿膜下）。由于模型6的擬合效果比其余各個(gè)模型好（調(diào)整R2＝0.326），選擇模型6進(jìn)行分析（表3）。表4為方差分析表，是對回歸模型的假設(shè)檢驗(yàn)，本研究只顯示了模型6的方差分析結(jié)果，其F＝11.383、P＜0.001，說明至少有一個(gè)自變量的回歸系數(shù)不為0，該模型有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表4）。根據(jù)回歸方程表（表5），SPSS從左到右對未標(biāo)準(zhǔn)化的偏回歸系數(shù)（B）、未標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)準(zhǔn)誤、標(biāo)準(zhǔn)化的偏回歸系數(shù)、常數(shù)項(xiàng)及各個(gè)自變量的偏回歸系數(shù)進(jìn)行了t檢驗(yàn)得出了t值和P值。位置（后壁）、T1增強(qiáng)、子宮肌瘤徑線（大于5）、子宮肌瘤類型（黏膜下）、后聲場距離、子宮肌瘤類型（漿膜下）對應(yīng)的P值皆小于0.05，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，多重線性回歸方程為：y^＝-0.573+2.913X1+3.302X2-2.135X3+3.537X4+0.523X5+1.766 X6， 其中y^表示因變量 EEF；X1表示位置（后壁）；X2表示 T1 增強(qiáng)；X3表示徑線（大于 5）；X4表示類型（黏膜下）；X5表示后聲場距離；X6表示類型（漿膜下）。該模型中的標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)中，T1增強(qiáng)（0.31）的值最大，可以認(rèn)為他們對EEF影響最大。但是，子宮肌瘤徑線（＞5 cm）的分組中，非標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)均為負(fù)值（-2.135，-0.236），可以認(rèn)為子宮肌瘤直徑越大，EEF越小。

表3 EEF的多重線性回歸模型

表4 方差分析f

表5 EEF多重線性回歸模型的系數(shù)a

3 討論

迄今，關(guān)于影響HIFU消融效果的研究國內(nèi)外較少，且不少研究使用方差分析和SNK-q檢驗(yàn)對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析［1，8］。 然而，各個(gè)亞組之間的比較、差異受其他分組的影響，如比較前、后壁子宮肌瘤的EEF時(shí)，子宮肌瘤的類型、T2WI等并未固定，進(jìn)而影響結(jié)果。與單發(fā)性子宮肌瘤不同的是，由于多發(fā)性子宮肌瘤在HIFU治療過程中，超聲波能量在相同的聲學(xué)路徑可能會被其他子宮肌瘤吸收，且不同子宮肌瘤治療的HIFU消融可能存在較大差異，這會影響HIFU治療的輻照時(shí)間、治療劑量、EEF。因此，本研究對HIFU消融多發(fā)性子宮肌瘤的影響因素進(jìn)行了多重線性回歸分析。

多重線性回歸模型中，自變量“后壁”、“＞5 cm”、“漿膜下”、“黏膜下”的引入，可以認(rèn)為位置、徑線、類型與EEF之間也存在線性關(guān)系（其他為：T1增強(qiáng)和后聲場），且主要表現(xiàn)在后壁子宮肌瘤、＞5 cm子宮肌瘤、黏膜下和漿膜下子宮肌瘤。由表3可知，復(fù)相關(guān)系數(shù)（R）為 0.598，決定系數(shù) R2（0.357）表示因變量EEF的總變異中可由回歸模型中自變量解釋的部分所占比例為35.7%。根據(jù)偏回歸系數(shù)，我們可以認(rèn)為T1WI中等或明顯強(qiáng)化子宮肌瘤、后聲場距離越大、后壁子宮肌瘤、漿膜下和黏膜下子宮肌瘤，消融難度更大，且EEF受T1WI增強(qiáng)掃描影響更大；而＞5 cm的子宮肌瘤，非標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)均為負(fù)值，可以認(rèn)為消融效率較＜3 cm、3～5 cm組高（表 5）。

根據(jù)以往研究［1，3］，前壁子宮肌瘤由于其解剖位置和毗鄰結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢條件，較后壁能量衰減少，有更好的NPVR，而后壁子宮肌瘤則更難消融，本研究與之相符。我們的研究中，黏膜下與漿膜下子宮肌瘤均較難消融，而Cheng等［8］研究，認(rèn)為漿膜下子宮肌瘤的NPVR比肌壁間或黏膜下子宮肌瘤更高。此外，HIFU治療過程中，流動(dòng)的血液吸收HIFU能量并隨循環(huán)運(yùn)動(dòng)離開治療區(qū)域，導(dǎo)致能量沉積效率低；因此，T1WI對比增強(qiáng)掃描可以反映子宮肌瘤的血液灌注情況，從而預(yù)測消融效果，且T1WI增強(qiáng)掃描信號越高，消融效率越低在本研究中也有充分體現(xiàn)。此外，不少研究表明，T2WI低信號的子宮肌瘤要比等高信號更容易消融，可能是由于含水量低、纖維成分豐富、能量容易沉積，達(dá)到一定療效所需要的能量越少，而我們的回歸模型中并未納入，可能和樣本量少有關(guān)［7，9］。 本研究中，＞5 cm 的子宮肌瘤，非標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)均為負(fù)值，可以認(rèn)為消融效率較＜3 cm、3～5 cm的子宮肌瘤高（EEF更小），與 Gong 等［3］的研究相符，這可以通過“損傷-損傷干擾效應(yīng)”來解釋，因?yàn)閴乃绤^(qū)域的擴(kuò)大和焦點(diǎn)上的溫度上升將動(dòng)態(tài)地影響周圍對焦組織的聲學(xué)環(huán)境并且有助于超聲能量沉積。理論上，后聲場距離越大的肌瘤患者，骶尾骨所受的超聲能量輻射較少，骶尾骨及肢體的疼痛發(fā)生的可能性更小，越有利于HIFU治療，這在本研究中并未充分體現(xiàn)，需要進(jìn)一步研究。