MRI引導(dǎo)和超聲引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲完全消融子宮肌瘤比較研究

符忠祥王 伊許永華，3*

FU Zhong-Xiang1, WANG Yi2, XU Yong-hua1,3*

MRI引導(dǎo)和超聲引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲完全消融子宮肌瘤比較研究

符忠祥1王 伊2許永華1，3*

目的：評(píng)估與比較MRI引導(dǎo)和超聲引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)完全消融子宮肌瘤的治療能量效率、時(shí)間效率和臨床安全性。方法：回顧性分析MRI引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲（MRgHIFU）治療10例13個(gè)完全消融子宮肌瘤和超聲引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲（USgHIFU）治療22例28個(gè)完全消融子宮肌瘤的臨床資料和治療數(shù)據(jù)，評(píng)估和比較這兩種影像方式引導(dǎo)HIFU治療子宮肌瘤的治療時(shí)間和速度、超聲輻照時(shí)間、超聲釋放功率和能量、能效因子和治療后不良事件及并發(fā)癥的發(fā)生。結(jié)果：MRgHIFU和USgHIFU完全消融子宮肌瘤的治療時(shí)間、超聲輻照時(shí)間、超聲治療功率、超聲治療劑量、能效因子（EEF）及治療速度分別為174．5±42．2min和114．4±39．2min，24．7±9．0min和19．4±6．8min，310．2±62．5W和391．6±16．6W，483．0±248．2 kJ和463．2±156．4kJ，5．1±3．0kJ/cm3和6．8±5．2 kJ/cm3及42．2±25．6 cm3/h和70．9±41．9cm3/h。兩組治療后均未發(fā)生嚴(yán)重不良事件和并發(fā)癥。結(jié)論：超聲引導(dǎo)和磁共振引導(dǎo)HIFU完全消融子宮肌瘤均是安全的，且超聲治療能量效率兩者差異無(wú)顯著性，但USgHIFU在治療時(shí)間效率上優(yōu)于MRgHIFU。

磁共振；超聲；高強(qiáng)度聚焦超聲；子宮肌瘤；消融

FU Zhong-Xiang1, WANG Yi2, XU Yong-hua1,3*

近年來(lái)，MRI引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲（MRgHIFU）治療包括子宮肌瘤在內(nèi)的實(shí)體瘤已經(jīng)成為一種新興的、具有發(fā)展前景的無(wú)創(chuàng)治療技術(shù)［1-3］。但受設(shè)備價(jià)格和場(chǎng)地等條件的限制，加上MRI掃描操作的復(fù)雜性，臨床應(yīng)用范圍較為有限。自汪偉［4］首先報(bào)道超聲引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲（USgHIFU）治療子宮肌瘤以來(lái)，至今已有2萬(wàn)多例子宮肌瘤患者進(jìn)行了該項(xiàng)治療，并取得令人矚目的臨床療效［5-6］。但仍有學(xué)者顧慮其安全性和有效性［7］。目前尚未見(jiàn)有關(guān)MRI引導(dǎo)和超聲引導(dǎo)HIFU治療完全消融子宮肌瘤比較研究的報(bào)道，因此本研究通過(guò)MRgHIFU和USgHIFU完全消融子宮肌瘤的臨床比較研究，評(píng)估和比較這兩種影像引導(dǎo)方式對(duì)HIFU治療子宮肌瘤的治療速度、能量效率和臨床安全性的影響。

方 法

1．臨床資料

2009年7月到2013年6月期間，在復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院徐匯醫(yī)院進(jìn)行的MRI引導(dǎo)或超聲引導(dǎo)HIFU治療子宮肌瘤兩項(xiàng)臨床研究中， 完成HIFU治療并有至少6個(gè)月隨訪的納入病例共94例， 其中MRgHIFU治療43例，USgHIFU治療51例?；仡櫺苑治銎渲型耆谧訉m肌瘤病例共32例41個(gè)肌瘤的臨床影像資料和治療數(shù)據(jù)，MRgHIFU治療10例13個(gè)肌瘤，USgHIFU治療22例28個(gè)肌瘤。納入病例必須符合以下標(biāo)準(zhǔn)：① 每例病人肌瘤不超過(guò)2個(gè)；②子宮肌瘤在治療前磁共振T2WI上為低信號(hào)［8］；③治療后增強(qiáng)MRI確認(rèn)肌瘤完全消融（排除肌瘤一個(gè)完全消融，另外一個(gè)肌瘤部分消融的病例）。所獲數(shù)據(jù)采用SPSS18．0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2．治療設(shè)備

MRI引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)：1．5T MRI（Avanto；Siemens，Germany）引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)（JM 2．5；重慶海扶（HIFU）技術(shù)有限公司）結(jié)合而成。

超聲引導(dǎo)高強(qiáng)度聚焦超聲系統(tǒng)：JC200型聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)（重慶海扶(HIFU)技術(shù)有限公司生產(chǎn)，重慶）。

結(jié) 果

1．一般資料分析

MRgHIFU與USgHIFU治療子宮肌瘤完全消融病例兩組的年齡分別為40．5±6．7歲和37．8±6．9歲（P=0．315）；肌瘤最大徑分別為6．5±1．3cm和6．3±1．0cm（P=0．633）；每例肌瘤的平均體積分別為127．8±70．2cm3和118．9±55．0cm3（P=0．639）；肌瘤的T2信號(hào)強(qiáng)度值為130．3±42．9和139．0±43．6（P=0．751），肌瘤中心距離腹壁皮膚表面的距離分別為70．8±18．9mm和70．7±18．2mm（P=0．957）。MRgHIFU組13個(gè)完全消融肌瘤位于子宮體部前壁10個(gè)，后壁1個(gè)，側(cè)壁0個(gè)和底部2個(gè)；USgHIFU組28個(gè)完全消融肌瘤位于子宮體部前壁10個(gè)，后壁11個(gè)，側(cè)壁6個(gè)和底部1個(gè)（見(jiàn)表1）。

2．兩種引導(dǎo)方式HIFU治療子宮肌瘤完全消融比較

MRI引導(dǎo)和超聲引導(dǎo)HIFU治療子宮肌瘤均完全消融腫瘤，并經(jīng)增強(qiáng)MRI確認(rèn)無(wú)殘留的肌瘤組織。MRgHIFU組和USgHIFU組的每例平均肌瘤的消融體積分別為127．8±70．2 cm3和118．9±55．0cm3，超聲釋放能量分別為483．0±248．2kJ和463．2±156．4kJ，能效因子（EEF）分別為5．1±3．0 J/mm3和4．7±2．5 J/mm3，以上數(shù)據(jù)兩組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0．05)。MRgHIFU組和USgHIFU組平均超聲能量釋放功率分別為310．2±62．5W和391．6±16．6W，超聲輻照時(shí)間分別為24．7±9．0min和19．9±6．8min，治療時(shí)間分別為174．5±42．2min和114．4±39．2min，平均治療速度（消融速率）分別為42．2±25．6cm3/h和70．9±41．9cm3/h，每小時(shí)平均輻照時(shí)間分別為501．6±90．8s/h和633．1±80．6s/ h，每小時(shí)輻照能量分別為159．3±55．0kJ/h和246．2±33．2kJ/h，以上數(shù)據(jù)兩組間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05）（見(jiàn)表2）。

表1　病人一般情況及其肌瘤的基本特性

表2　MRI引導(dǎo)和超聲引導(dǎo)HIFU完全消融子宮肌瘤治療比較

表3　MRgHIFU與USgHIFU完全消融子宮肌瘤的不良反應(yīng)（SIR分類(lèi)法）［8］比較

3．并發(fā)癥和不良反應(yīng)

兩組病例治療時(shí)均無(wú)劇烈或不可忍受的疼痛，按照SIR標(biāo)準(zhǔn)［8］評(píng)估均無(wú)C-F級(jí)重要并發(fā)癥的出現(xiàn)。MRgHIFU組治療后3例病人有下腹部脹痛，第二天均消失，其中1例一周內(nèi)偶然還感覺(jué)隱痛，2例陰道分泌物異常。USgHIFU組治療后2例病人出現(xiàn)下腹部脹痛，其中1例還伴有腰骶部疼痛，均在治療后第二天完全消失，3例陰道分泌物異常。無(wú)一例出現(xiàn)聲通道皮膚燙傷、發(fā)熱和下肢麻木等嚴(yán)重并發(fā)癥。病人治療后2h均可以正?；顒?dòng)（見(jiàn)表3）。

討 論

HIFU治療子宮肌瘤是通過(guò)靶區(qū)溫度增高的熱消融達(dá)到治療的目的，目前臨床應(yīng)用主要是通過(guò)超聲和MRI這兩種影像方式引導(dǎo)HIFU治療。USgHIFU治療時(shí)主要是通過(guò)實(shí)時(shí)超聲監(jiān)控治療區(qū)域的回聲變化，反饋調(diào)節(jié)超聲能量的釋放，達(dá)到安全有效的靶組織熱消融。而MRI引導(dǎo)是通過(guò)其測(cè)溫序列進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)治療區(qū)域溫度變化，調(diào)整超聲功率和能量輻照，在焦域溫度達(dá)到60℃及以上可確定取得熱消融組織凝固性壞死的效果［9-11］，這樣即停止輻照，使治療超聲能量有效而不致過(guò)度，從而保證了治療的安全性和有效性。

相對(duì)于MRI監(jiān)控在治療過(guò)程中實(shí)時(shí)確定熱消融超聲輻照的范圍和預(yù)測(cè)治療效果［12］，USgHIFU治療子宮肌瘤的超聲輻照準(zhǔn)確性和治療安全性在理論上并未獲得共識(shí)。其主要原因是消融治療后靶組織超聲回聲的變化是否能預(yù)判治療的效果，也就是說(shuō)是否存在給予治療能量釋放的盲目性，即HIFU輻照劑量不足或者過(guò)度。前者因未達(dá)到熱消融效果，可致腫瘤殘留復(fù)發(fā)而影響臨床療效，而后者可能會(huì)引起治療安全性的問(wèn)題。由于MRgHIFU治療子宮肌瘤是在實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控下進(jìn)行的，溫度圖顯示焦域的周?chē)绕涫瞧浣晥?chǎng)沒(méi)有多余的熱量致溫度的升高，這樣使超聲能量合適釋放避免了過(guò)度輻照，同時(shí)肌瘤的完全消融說(shuō)明超聲輻照消融腫瘤組織治療充分，沒(méi)有輻照不足。因此，本研究以MRgHIFU完全消融子宮肌瘤作為超聲消融治療的金標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估USgHIFU完全消融子宮肌瘤時(shí)超聲監(jiān)控治療的有效性和安全性，并分析比較兩種引導(dǎo)方式HIFU 治療超聲釋放能量和功率、治療速度、能效因子。

理想的超聲消融治療是用最低的超聲能量獲取最大的腫瘤消融程度，從而提高治療的安全性和有效性。由于MRI實(shí)時(shí)測(cè)溫監(jiān)測(cè)治療區(qū)域的熱消融溫度，有效地控制了過(guò)多超聲劑量的釋放。但即使是實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控的MRgHIFU，肌瘤完全消融的EEF的范圍為1．7～9．8J/mm3，最高和最低之間也相差5～6倍之間，因此HIFU治療子宮肌瘤的超聲輻照劑量的量化預(yù)估比較困難。陳錦云等［13］通過(guò)對(duì)肌瘤的大小、位置、血供類(lèi)型和T2信號(hào)強(qiáng)度， 形成了子宮肌瘤綜合影像學(xué)特征HIFU劑量模型。但是在USgHIFU治療子宮肌瘤的實(shí)際臨床工作中操作難度更大，這是由于USgHIFU除了熱消融作用外，空化效應(yīng)和損傷-損傷干擾效應(yīng)［14］影響了超聲劑量消融肌瘤組織的治療作用，致使具體的治療劑量存在著不確定性。從本研究結(jié)果可發(fā)現(xiàn)在相同的治療速度時(shí)，MRgHIFU治療肌瘤的EEF較USgHIFU稍低，除了MRgHIFU組肌瘤消融體積稍大的因素外，可能在USgHIFU治療時(shí)焦域的溫度超過(guò)60～65℃達(dá)到更高的溫度，似乎這樣的作用結(jié)果會(huì)導(dǎo)致消耗更多的超聲輻照能量。以消融相同體積的腫瘤組織，這種情況對(duì)較小的肌瘤而言更為常見(jiàn)。然而這種組織內(nèi)更高的溫度對(duì)大的肌瘤而言，可使熱量彌散至焦域周?chē)[瘤組織，形成更大的治療消融體積，同時(shí)局部汽化或小空泡的出現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生空化效應(yīng)，引起瞬間更高的溫度而導(dǎo)致更多的肌瘤組織消融，這些作用又使EEF降低，能量效率提高。然而，對(duì)于較小體積的肌瘤而言熱量在組織內(nèi)彌散，可能會(huì)對(duì)周?chē)＝M織產(chǎn)生一定的損傷，而且存在多余能量的損耗，這就是小的肌瘤EEF較高的原因之一。因此，USgHIFU因?yàn)闆](méi)有實(shí)時(shí)溫度的監(jiān)控，同時(shí)組織聲環(huán)境會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，在臨床上具體對(duì)肌瘤HIFU治療前超聲輻照肌瘤的劑量預(yù)估變得更加困難。所以需要醫(yī)生在治療時(shí)根據(jù)超聲監(jiān)控肌瘤回聲的變化和采用治療中超聲造影觀察腫瘤有無(wú)對(duì)比劑灌注情況，即時(shí)評(píng)估確定整個(gè)治療過(guò)程的進(jìn)行和完成。

雖然MRI引導(dǎo)溫度測(cè)量對(duì)HIFU消融組織調(diào)整超聲治療劑量具有可靠性，從而指導(dǎo)臨床治療選擇合適的治療參數(shù)；USgHIFU通過(guò)聲圖灰度的變化結(jié)合超聲造影對(duì)治療時(shí)超聲輻照劑量調(diào)節(jié)存在著滯后性［15］。但本研究結(jié)果表明顯示USgHIFU 治療的監(jiān)控方式同樣可以達(dá)到與具有溫度監(jiān)控的MRgHIFU治療相同的治療效果，在治療時(shí)和治療后僅出現(xiàn)輕微不良反應(yīng)也基本相同；而且通過(guò)單位時(shí)間內(nèi)超聲輻照能量的增加，可提高了治療速度，治療時(shí)間縮短近1小時(shí)，當(dāng)然超聲較MRI成像速度快和操作便捷也是縮短治療時(shí)間的因素之一。因此，USgHIFU完全消融子宮肌瘤在治療速度和時(shí)間的治療效率方面優(yōu)于MRgHIFU，并可達(dá)到相同的治療能量效率，而且兩種影像方式引導(dǎo)HIFU治療子宮肌瘤在臨床上均是安全的。

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Comparative Study between MR-guided and US-guided High Intensity Focused Ultrasound for Complete Ablation of Uterine Fibroids

Purpose: To compare the treatment energy and time efficiency, safety between MR-guided and ultrasound-guided high intensity focused ultrasound (MRgHIFU, USgHIFU) for complete ablation of fibroids. Methods: The sonication parameters and treatment data from 13 uterine fibroids in 10 women treated with MRgHIFU and 28 uterine fibroids in 22 women treated with USgHIFU were analyzed retrospectively. The treatment and sonication time, sonication power and released energy, the energy efficiency factor (EEF) and treatment speed were compared between MRgHIFU and USgHIFU, while the adverse events and complications were also assessed. Results: The treatment time was 174.5±42.2minutes and 114.4±39.2 minutes, the sonication time was 24.7±9.0 minutes and 19.4±6.8 minutes, the sonication power was 310.2±62.5W and 391.6±16.6W, the sonication energy was 483.0±248.2 KJ and 463.2±156.4KJ, EEF was 5.1±3.0 KJ/cm3and 6.8±5.2 KJ/cm3and the mean treatmentspeed was 42.2±25.6 cm3/h and 70.9±41.9 cm3/h in the MRgHIFU and USgHIFU treatment for complete ablation of fibroids, respectively. There was no severe adverse event and major complication in the both groups after treatment. Conclusions: MRgHIFU and USgHIFU were both safe for complete ablation of fibroid without major complication. The USgHIFU was superior to MRgHIFU in the time efficiency of treatment.

MR imaging； Ultrasound； High-intensity focused ultrasound； Uterine fibroid； Ablation

R814.42

A

1006-5741（2016）-05-0468-05

中國(guó)醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志，2016，22∶468-472

∶1復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院徐匯醫(yī)院 影像介入科

2重慶醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院

3 中國(guó)科學(xué)院上海臨床中心

通信地址∶上海市淮海中路966號(hào) ，上海 200030

∶許永華 (電子郵箱∶yhxu@scrc.ac.cn)

∶“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目資助（No.2011BAI14B01）

Chin Comput Med Imag，2016，22∶468-472

1 Department of Imaging and Interventional Radiology, Zhongshan-Xuhui Hospital of Fudan University

2 Biomedical Engineering College of Chongqing Medical University

3 Shanghai Clinical Center, China Academy of Sciences

Address: 966 Huahaizhong Rd., Shanghai 200030, P.R.C.

Address Correspondence to XU Yong-hua (E-mail: yhxu@scrc.ac.cn)

Foundation fund. This study was supported by the National Key Technology R&D Program No. 2011BAI14B01

2016.08.19；修回時(shí)間：2016.08.29)