MRI在高強(qiáng)度聚焦超聲消融子宮肌瘤中的應(yīng)用進(jìn)展

寸江平，趙 衛(wèi)，范宏杰，謝璇丞

(昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，云南 昆明 650032)

子宮肌瘤是女性生殖器官最常見(jiàn)的良性腫瘤，發(fā)病率持續(xù)上升，主要臨床癥狀有經(jīng)期改變、繼發(fā)貧血、壓迫癥狀、痛經(jīng)及不孕等[1]。其病因不明，臨床治療主要針對(duì)肌瘤給予對(duì)癥處理，包括激素治療、肌瘤切除術(shù)及雙側(cè)子宮動(dòng)脈栓塞術(shù)等，但各有其優(yōu)缺點(diǎn)。高強(qiáng)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(lái)越受到臨床關(guān)注，尤其對(duì)于有生育要求的患者。HIFU是一種熱消融技術(shù)，可將超聲波聚焦于病灶，使局部溫度升高，導(dǎo)致靶組織凝固性壞死，同時(shí)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(shù)成像，是子宮肌瘤最敏感的檢查手段之一。HIFU術(shù)前通過(guò)MRI可明確肌瘤位置、大小、血供情況及組織學(xué)特性，有助于擬定最佳治療計(jì)劃；術(shù)中MRI可監(jiān)測(cè)實(shí)體腫瘤的消融情況；術(shù)后則可準(zhǔn)確評(píng)價(jià)療效[3-4]。本文就MRI各參數(shù)在HIFU治療子宮肌瘤術(shù)前、術(shù)中及術(shù)后的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 術(shù)前檢查

1.1 MR平掃 MR平掃是術(shù)前評(píng)估肌瘤位置、大小及組織學(xué)特性的常規(guī)檢查。T1WI可較好顯示子宮肌瘤和周?chē)M織的解剖關(guān)系，評(píng)價(jià)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(jié)構(gòu)，進(jìn)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(xiàn)率較高[7]。Peng等[8]發(fā)現(xiàn)T2WI信號(hào)是影響HIFU能量沉積的重要因素。有學(xué)者[9]將外科切除術(shù)后肌瘤樣本進(jìn)行HIFU消融，發(fā)現(xiàn)T2WI高信號(hào)肌瘤平均密度較低，膠原纖維排列稀疏，細(xì)胞及水分含量較高，不同T2WI信號(hào)肌瘤的組織結(jié)構(gòu)排列不同，從而影響超聲波能量轉(zhuǎn)換效能，故對(duì)于T2WI高信號(hào)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(rèn)為使用超聲造影劑可增加空化核數(shù)量、提高聲阻抗，促進(jìn)超聲反射波和折射波在焦距區(qū)域駐波，從而增強(qiáng)HIFU消融的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)及熱效應(yīng)，提高熱量沉積效率。也有學(xué)者[11]在消融術(shù)中使用催產(chǎn)素，發(fā)現(xiàn)靶組織內(nèi)HIFU能量沉積更加高效，消融增效作用明顯。術(shù)前行MRI可明確肌瘤T2WI信號(hào)類(lèi)型，針對(duì)不同類(lèi)型肌瘤制定不同消融方案，進(jìn)行個(gè)體化治療。

1.2 增強(qiáng)MRI 術(shù)前MRI增強(qiáng)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(qiáng)化程度高于子宮肌層，HIFU消融時(shí)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(qiáng)化的子宮肌瘤血供相對(duì)較少，消融效果更佳。此外，不同病理類(lèi)型子宮肌瘤的強(qiáng)化特征有一定規(guī)律[6,12-13]，增強(qiáng)MRI還可反映肌瘤內(nèi)部組織信息：富細(xì)胞型肌瘤由于細(xì)胞排列整齊、緊密，多表現(xiàn)為均勻明顯強(qiáng)化；普通型肌瘤主要含纖維成分，呈輕或中等均勻強(qiáng)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(qiáng)化。不同強(qiáng)化程度的肌瘤在HIFU治療過(guò)程中消融效能不同，相關(guān)并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)不一，術(shù)前MRI增強(qiáng)對(duì)預(yù)測(cè)HIFU消融子宮肌瘤臨床療效和安全性有一定價(jià)值。

2 術(shù)中監(jiān)測(cè)

根據(jù)引導(dǎo)方式不同，可分為超聲引導(dǎo)或MRI引導(dǎo)的HIFU消融。與傳統(tǒng)監(jiān)控手段比較，MRI術(shù)中監(jiān)測(cè)具有較高的軟組織分辨率、空間分辨率，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)圖像引導(dǎo)；術(shù)中可通過(guò)分析質(zhì)子共振而提供實(shí)時(shí)測(cè)溫結(jié)果[14-15]，監(jiān)測(cè)聚焦區(qū)域和周?chē)M織的動(dòng)態(tài)溫度曲線變化，確保聚焦區(qū)域組織達(dá)到發(fā)生凝固性壞死的溫度，同時(shí)有效防止周?chē)＝M織損傷；利用體外無(wú)創(chuàng)測(cè)溫技術(shù)反映靶組織溫度變化情況，可及時(shí)調(diào)整HIFU治療能量，最大程度降低聲通道組織的并發(fā)癥。術(shù)中可于消融后立即行MR增強(qiáng)掃描，明確消融區(qū)域有無(wú)活性組織殘留，發(fā)現(xiàn)組織殘留可及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充治療。但監(jiān)控顯示MRI有一定時(shí)間延遲，不能實(shí)時(shí)反映治療情況，因此需患者密切配合。此外，MRI還存在價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜、耗時(shí)等不足，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

3 術(shù)后療效評(píng)價(jià)

3.1 常規(guī)MR序列 HIFU消融術(shù)后，子宮肌瘤聚焦區(qū)域組織發(fā)生凝固性壞死、蛋白質(zhì)變性、細(xì)胞崩解、細(xì)胞核萎縮、大量水分喪失，導(dǎo)致T1WI呈高信號(hào)，T2WI呈低信號(hào)[16]。劉映江等[17]分析168例子宮肌瘤患者，通過(guò)對(duì)比T1WI高信號(hào)區(qū)域和T1WI增強(qiáng)無(wú)強(qiáng)化區(qū)的匹配度，獲得T1WI高信號(hào)區(qū)與增強(qiáng)掃描無(wú)強(qiáng)化區(qū)高度相關(guān)的結(jié)果，表明消融術(shù)后無(wú)強(qiáng)化區(qū)內(nèi)T1WI高信號(hào)可作為評(píng)價(jià)組織壞死的指標(biāo)之一。有報(bào)道[18]顯示消融術(shù)后無(wú)強(qiáng)化區(qū)域T2WI信號(hào)表現(xiàn)多樣，T2WI低信號(hào)表明組織發(fā)生凝固性壞死，T2WI高信號(hào)主要包括活性肌瘤殘留、消融區(qū)域出血、液化性壞死及炎性改變等，結(jié)合T2W水抑制像可排除液化性壞死，但仍較難區(qū)分殘留肌瘤和出血，需進(jìn)一步結(jié)合其他序列成像加以鑒別。

3.2 增強(qiáng)MRI HIFU消融后的病灶在增強(qiáng)MRI上表現(xiàn)為無(wú)強(qiáng)化的低信號(hào)區(qū)，故增強(qiáng)MRI可直觀顯示壞死區(qū)域，是目前消融術(shù)后隨訪最常用的評(píng)價(jià)手段。通過(guò)分析病灶中心及周?chē)膹?qiáng)化特點(diǎn)，可辨別壞死和活性腫瘤殘留情況，且通過(guò)測(cè)量非灌注區(qū)體積間接計(jì)算消融率；而消融率與術(shù)后肌瘤縮小率及癥狀緩解率密切相關(guān)，可根據(jù)消融率預(yù)測(cè)術(shù)后肌瘤體積縮小情況及臨床癥狀緩解率。Fite等[19]認(rèn)為HIFU消融術(shù)后非增強(qiáng)區(qū)域能較敏感地反映消融術(shù)后組織的活性。通過(guò)增強(qiáng)MRI觀察壞死區(qū)域邊界、大小及微循環(huán)灌注特點(diǎn)，可判斷腫瘤壞死的確切范圍，但難以區(qū)分消融術(shù)后早期周邊強(qiáng)化的炎癥反應(yīng)。此外，肉芽組織和有活性殘留腫瘤可能存在重疊，增強(qiáng)掃描僅用于量化壞死區(qū)域，并不能準(zhǔn)確評(píng)估腫瘤殘留情況。HIFU消融術(shù)后進(jìn)行早期增強(qiáng)MRI評(píng)價(jià)仍有一定局限性。消融術(shù)后早期血管源性水腫導(dǎo)致部分殘留組織亦表現(xiàn)為無(wú)灌注，但隨著側(cè)支循環(huán)的建立或臨時(shí)閉塞血管的再通，未滅活組織可再生。

3.3 DWI DWI是活體無(wú)創(chuàng)觀察水分子運(yùn)動(dòng)的序列，可反映消融后組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限程度，從而間接反映HIFU消融術(shù)后細(xì)胞的病理變化過(guò)程。有研究[20]表明HIFU消融術(shù)后DWI顯示的高信號(hào)或低信號(hào)環(huán)與增強(qiáng)顯示的無(wú)強(qiáng)化區(qū)高度一致，病灶中心DWI多表現(xiàn)為低信號(hào)，周?chē)咝盘?hào)。消融術(shù)后病灶中心細(xì)胞發(fā)生崩解，細(xì)胞膜破裂，失去阻隔水分子擴(kuò)散的屏障，大量細(xì)胞液進(jìn)入組織間隙，水分子擴(kuò)散程度不受限，DWI呈低信號(hào)；而病灶外周則由于熱量傳導(dǎo)作用使微血管床發(fā)生暫時(shí)性閉塞，細(xì)胞毒性水腫，水分子擴(kuò)散受限，微循環(huán)灌注降低或消失，DWI呈高信號(hào)改變；以此可彌補(bǔ)早期增強(qiáng)MRI的不足。

ADC值是DWI的定量檢測(cè)指標(biāo)，不僅可反映水分子的自由運(yùn)動(dòng)情況，且可通過(guò)不同b值揭示微循環(huán)的灌注差異。研究[21]表明低b值DWI顯示的非灌注區(qū)范圍與動(dòng)態(tài)增強(qiáng)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(xì)血管內(nèi)血液流動(dòng)的影響，但熱消融術(shù)后病灶區(qū)域微血管閉塞或因細(xì)胞水腫壓迫血管，導(dǎo)致灌注效應(yīng)減低，即ADC圖像信號(hào)衰減主要由擴(kuò)散受限引起；而高b值DWI出現(xiàn)的ADC變化，可能與消融過(guò)程中直接熱損傷或機(jī)械效應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性改變、大分子蛋白通透性增加相關(guān)。通過(guò)采用不同b值成像，可獲得非灌注區(qū)域組織的病理學(xué)改變。有研究[22-23]報(bào)道，HIFU治療后3天，壞死組織區(qū)域ADC值明顯高于殘留腫瘤區(qū)域，可以此界定術(shù)后早期蛋白質(zhì)變性，并區(qū)分壞死組織和殘留組織。但ADC值并不是唯一的預(yù)測(cè)因子，且圖像分辨率低，易發(fā)生運(yùn)動(dòng)失真。

3.4 多參數(shù)MRI HIFU消融術(shù)后，病灶中心組織受直接損傷作用而發(fā)生凝固性壞死，病灶外周則多因血管閉塞后組織缺血發(fā)生延遲壞死。對(duì)于術(shù)后病灶外周血管源性水腫，僅憑增強(qiáng)MRI不能區(qū)分活性殘留組織、局部炎癥反應(yīng)或水腫；炎癥中細(xì)胞成分占比多，采用MRI多參數(shù)對(duì)比分析，通過(guò)T2WI和DWI可較好地區(qū)分水腫與炎癥。此外，MRS技術(shù)可用于監(jiān)測(cè)細(xì)胞的新陳代謝[24]，酰胺質(zhì)子轉(zhuǎn)移分子成像可顯示蛋白質(zhì)變性[25]，各種MR功能成像和分子成像技術(shù)也可用于HIFU術(shù)后療效評(píng)估。

總之，采用多個(gè)MRI參數(shù)對(duì)比分析HIFU術(shù)后組織變化，可準(zhǔn)確評(píng)估活性殘留腫瘤。多參數(shù)成像也存在圖像采集時(shí)間延長(zhǎng)、成本較高、部分患者無(wú)法耐受的不足，在臨床難以推廣，尚需對(duì)MR設(shè)備線圈內(nèi)部組件進(jìn)行改進(jìn)[26]。

4 安全性評(píng)估

MR檢查對(duì)盆腔整體的解剖結(jié)構(gòu)顯示較好，可有效反映聲通道及后聲場(chǎng)正常組織(包括腹壁、膀胱、正常子宮肌層、子宮內(nèi)膜、直腸、骶尾骨等)是否受損。術(shù)后MRI有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)周?chē)M織的損傷情況，評(píng)估HIFU治療的安全性。有研究[27]分析術(shù)前、術(shù)后骶尾骨及恥骨的信號(hào)特征，發(fā)現(xiàn)消融術(shù)后鄰近肌瘤的骶尾骨在T1WI和脂肪抑制T2WI上出現(xiàn)低信號(hào)，在增強(qiáng)掃描中的強(qiáng)化程度降低，而聲通道范圍內(nèi)恥骨表現(xiàn)為稍高或等信號(hào)，增強(qiáng)后呈低強(qiáng)化。這些信號(hào)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(shù)后MRI可見(jiàn)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(dǎo)或聲通道熱量吸收有關(guān)。

5 小結(jié)

MRI具有組織分辨率高、敏感度高、實(shí)時(shí)測(cè)溫、多參數(shù)成像等優(yōu)點(diǎn)，在評(píng)價(jià)細(xì)胞結(jié)構(gòu)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(zhǔn)確的術(shù)前計(jì)劃、術(shù)中監(jiān)測(cè)和評(píng)估，MRI對(duì)此優(yōu)勢(shì)明顯，具有不可替代的作用。但MRI仍有一些不足，如實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)尚未成熟、操作較復(fù)雜、成本較高、部分患者存在檢查禁忌證等，需要進(jìn)一步改進(jìn)。