MRI在高強度聚焦超聲消融子宮肌瘤中的應用進展

寸江平，趙 衛，范宏杰，謝璇丞

(昆明醫科大學第一附屬醫院醫學影像科，云南 昆明 650032)

子宮肌瘤是女性生殖器官最常見的良性腫瘤，發病率持續上升，主要臨床癥狀有經期改變、繼發貧血、壓迫癥狀、痛經及不孕等[1]。其病因不明，臨床治療主要針對肌瘤給予對癥處理，包括激素治療、肌瘤切除術及雙側子宮動脈栓塞術等，但各有其優缺點。高強度聚焦超聲(high intensity focused ultrasound， HIFU)作為一種非侵入性治療方法[2]越來越受到臨床關注，尤其對于有生育要求的患者。HIFU是一種熱消融技術，可將超聲波聚焦于病灶，使局部溫度升高，導致靶組織凝固性壞死，同時正常子宮肌層不受損傷。MRI有良好的軟組織分辨率，可多方位、多參數成像，是子宮肌瘤最敏感的檢查手段之一。HIFU術前通過MRI可明確肌瘤位置、大小、血供情況及組織學特性，有助于擬定最佳治療計劃；術中MRI可監測實體腫瘤的消融情況；術后則可準確評價療效[3-4]。本文就MRI各參數在HIFU治療子宮肌瘤術前、術中及術后的應用進行綜述。

1 術前檢查

1.1 MR平掃 MR平掃是術前評估肌瘤位置、大小及組織學特性的常規檢查。T1WI可較好顯示子宮肌瘤和周圍組織的解剖關系，評價聲通道是否安全；T2WI可清晰觀察到子宮體、子宮頸組織各層次結構，進一步明確子宮肌瘤的位置[5-6]。肌瘤位置是影響療效的因素之一，消融前壁肌瘤所需要的能效因子低于后壁肌瘤，超聲灰度變化出現率較高[7]。Peng等[8]發現T2WI信號是影響HIFU能量沉積的重要因素。有學者[9]將外科切除術后肌瘤樣本進行HIFU消融，發現T2WI高信號肌瘤平均密度較低，膠原纖維排列稀疏，細胞及水分含量較高，不同T2WI信號肌瘤的組織結構排列不同，從而影響超聲波能量轉換效能，故對于T2WI高信號的子宮肌瘤消融效率往往不理想，需要提高其消融率。陳麗娟[10]認為使用超聲造影劑可增加空化核數量、提高聲阻抗，促進超聲反射波和折射波在焦距區域駐波，從而增強HIFU消融的機械效應、空化效應及熱效應，提高熱量沉積效率。也有學者[11]在消融術中使用催產素，發現靶組織內HIFU能量沉積更加高效，消融增效作用明顯。術前行MRI可明確肌瘤T2WI信號類型，針對不同類型肌瘤制定不同消融方案，進行個體化治療。

1.2 增強MRI 術前MRI增強可明確肌瘤血供，觀察肌瘤與子宮肌層的血流灌注差異。血供豐富的肌瘤強化程度高于子宮肌層，HIFU消融時熱量易被血液帶走，能量沉積效率較低，影響消融效果；中等或輕度強化的子宮肌瘤血供相對較少，消融效果更佳。此外，不同病理類型子宮肌瘤的強化特征有一定規律[6,12-13]，增強MRI還可反映肌瘤內部組織信息：富細胞型肌瘤由于細胞排列整齊、緊密，多表現為均勻明顯強化；普通型肌瘤主要含纖維成分，呈輕或中等均勻強化；而退變型肌瘤由于存在變性、壞死、囊變、鈣化，多為不均勻或輕度強化。不同強化程度的肌瘤在HIFU治療過程中消融效能不同，相關并發癥風險不一，術前MRI增強對預測HIFU消融子宮肌瘤臨床療效和安全性有一定價值。

2 術中監測

根據引導方式不同，可分為超聲引導或MRI引導的HIFU消融。與傳統監控手段比較，MRI術中監測具有較高的軟組織分辨率、空間分辨率，能夠實現精準圖像引導；術中可通過分析質子共振而提供實時測溫結果[14-15]，監測聚焦區域和周圍組織的動態溫度曲線變化，確保聚焦區域組織達到發生凝固性壞死的溫度，同時有效防止周圍正常組織損傷；利用體外無創測溫技術反映靶組織溫度變化情況，可及時調整HIFU治療能量，最大程度降低聲通道組織的并發癥。術中可于消融后立即行MR增強掃描，明確消融區域有無活性組織殘留，發現組織殘留可及時進行補充治療。但監控顯示MRI有一定時間延遲，不能實時反映治療情況，因此需患者密切配合。此外，MRI還存在價格昂貴、操作復雜、耗時等不足，需要進一步改進。

3 術后療效評價

3.1 常規MR序列 HIFU消融術后，子宮肌瘤聚焦區域組織發生凝固性壞死、蛋白質變性、細胞崩解、細胞核萎縮、大量水分喪失，導致T1WI呈高信號，T2WI呈低信號[16]。劉映江等[17]分析168例子宮肌瘤患者，通過對比T1WI高信號區域和T1WI增強無強化區的匹配度，獲得T1WI高信號區與增強掃描無強化區高度相關的結果，表明消融術后無強化區內T1WI高信號可作為評價組織壞死的指標之一。有報道[18]顯示消融術后無強化區域T2WI信號表現多樣，T2WI低信號表明組織發生凝固性壞死，T2WI高信號主要包括活性肌瘤殘留、消融區域出血、液化性壞死及炎性改變等，結合T2W水抑制像可排除液化性壞死，但仍較難區分殘留肌瘤和出血，需進一步結合其他序列成像加以鑒別。

3.2 增強MRI HIFU消融后的病灶在增強MRI上表現為無強化的低信號區，故增強MRI可直觀顯示壞死區域，是目前消融術后隨訪最常用的評價手段。通過分析病灶中心及周圍的強化特點，可辨別壞死和活性腫瘤殘留情況，且通過測量非灌注區體積間接計算消融率；而消融率與術后肌瘤縮小率及癥狀緩解率密切相關，可根據消融率預測術后肌瘤體積縮小情況及臨床癥狀緩解率。Fite等[19]認為HIFU消融術后非增強區域能較敏感地反映消融術后組織的活性。通過增強MRI觀察壞死區域邊界、大小及微循環灌注特點，可判斷腫瘤壞死的確切范圍，但難以區分消融術后早期周邊強化的炎癥反應。此外，肉芽組織和有活性殘留腫瘤可能存在重疊，增強掃描僅用于量化壞死區域，并不能準確評估腫瘤殘留情況。HIFU消融術后進行早期增強MRI評價仍有一定局限性。消融術后早期血管源性水腫導致部分殘留組織亦表現為無灌注，但隨著側支循環的建立或臨時閉塞血管的再通，未滅活組織可再生。

3.3 DWI DWI是活體無創觀察水分子運動的序列，可反映消融后組織內水分子擴散運動受限程度，從而間接反映HIFU消融術后細胞的病理變化過程。有研究[20]表明HIFU消融術后DWI顯示的高信號或低信號環與增強顯示的無強化區高度一致，病灶中心DWI多表現為低信號，周圍高信號。消融術后病灶中心細胞發生崩解，細胞膜破裂，失去阻隔水分子擴散的屏障，大量細胞液進入組織間隙，水分子擴散程度不受限，DWI呈低信號；而病灶外周則由于熱量傳導作用使微血管床發生暫時性閉塞，細胞毒性水腫，水分子擴散受限，微循環灌注降低或消失，DWI呈高信號改變；以此可彌補早期增強MRI的不足。

ADC值是DWI的定量檢測指標，不僅可反映水分子的自由運動情況，且可通過不同b值揭示微循環的灌注差異。研究[21]表明低b值DWI顯示的非灌注區范圍與動態增強范圍相似，大于高b值DWI顯示的范圍，低b值圖像可能存在毛細血管內血液流動的影響，但熱消融術后病灶區域微血管閉塞或因細胞水腫壓迫血管，導致灌注效應減低，即ADC圖像信號衰減主要由擴散受限引起；而高b值DWI出現的ADC變化，可能與消融過程中直接熱損傷或機械效應導致細胞膜通透性改變、大分子蛋白通透性增加相關。通過采用不同b值成像，可獲得非灌注區域組織的病理學改變。有研究[22-23]報道，HIFU治療后3天，壞死組織區域ADC值明顯高于殘留腫瘤區域，可以此界定術后早期蛋白質變性，并區分壞死組織和殘留組織。但ADC值并不是唯一的預測因子，且圖像分辨率低，易發生運動失真。

3.4 多參數MRI HIFU消融術后，病灶中心組織受直接損傷作用而發生凝固性壞死，病灶外周則多因血管閉塞后組織缺血發生延遲壞死。對于術后病灶外周血管源性水腫，僅憑增強MRI不能區分活性殘留組織、局部炎癥反應或水腫；炎癥中細胞成分占比多，采用MRI多參數對比分析，通過T2WI和DWI可較好地區分水腫與炎癥。此外，MRS技術可用于監測細胞的新陳代謝[24]，酰胺質子轉移分子成像可顯示蛋白質變性[25]，各種MR功能成像和分子成像技術也可用于HIFU術后療效評估。

總之，采用多個MRI參數對比分析HIFU術后組織變化，可準確評估活性殘留腫瘤。多參數成像也存在圖像采集時間延長、成本較高、部分患者無法耐受的不足，在臨床難以推廣，尚需對MR設備線圈內部組件進行改進[26]。

4 安全性評估

MR檢查對盆腔整體的解剖結構顯示較好，可有效反映聲通道及后聲場正常組織(包括腹壁、膀胱、正常子宮肌層、子宮內膜、直腸、骶尾骨等)是否受損。術后MRI有助于及時發現周圍組織的損傷情況，評估HIFU治療的安全性。有研究[27]分析術前、術后骶尾骨及恥骨的信號特征，發現消融術后鄰近肌瘤的骶尾骨在T1WI和脂肪抑制T2WI上出現低信號，在增強掃描中的強化程度降低，而聲通道范圍內恥骨表現為稍高或等信號，增強后呈低強化。這些信號改變的原因可能在于骨骼聲阻抗較高，形成界面反射，能量沉積效率高，易造成損傷。此外，術后MRI可見膀胱壁水腫增厚、盆腔積液等異常改變，可能與局部腫瘤的熱傳導或聲通道熱量吸收有關。

5 小結

MRI具有組織分辨率高、敏感度高、實時測溫、多參數成像等優點，在評價細胞結構及病理變化方面有巨大潛力，可為腫瘤治療提供豐富信息。HIFU消融治療子宮肌瘤需要準確的術前計劃、術中監測和評估，MRI對此優勢明顯，具有不可替代的作用。但MRI仍有一些不足，如實時監測技術尚未成熟、操作較復雜、成本較高、部分患者存在檢查禁忌證等，需要進一步改進。