磁共振成像DWI序列可代替增強(qiáng)掃描評(píng)估高強(qiáng)度聚焦超聲治療子宮腺肌癥的即時(shí)消融效果

崔運(yùn)能，姚亮鳳，馮敏清，張 婧，張大偉

南方醫(yī)科大學(xué)附屬佛山婦幼保健院1放射科，2婦科，廣東 佛山528000

高強(qiáng)度聚焦超聲（HIFU）是近年來興起的一種微創(chuàng)治療技術(shù)，利用超聲波的穿透性、可聚焦性和人體組織對(duì)超聲波的吸收特性，將體外低能量超聲波聚焦于靶區(qū)組織，通過熱效應(yīng)和空化效應(yīng)使組織受升溫或爆裂、振動(dòng)的影響而發(fā)生凝固性壞死，從而達(dá)到病灶消融壞死的目的［1］。作為一種安全、有效的治療方式，HIFU技術(shù)廣泛應(yīng)用于全身各部位病變治療，如良惡性腫瘤、炎性病變等［2-4］，但以在婦科疾病、尤其是子宮肌瘤及子宮腺肌癥的效果更確切［5,6］。相對(duì)于子宮肌瘤，子宮腺肌癥累及范圍更廣泛，難以實(shí)施局部切除術(shù)或動(dòng)脈栓塞術(shù)，故HIFU技術(shù)可能更適合于子宮腺肌癥的治療［7,8］。

MR成像是HIFU治療后評(píng)估即時(shí)消融效果的必不可少的影像學(xué)檢查工具［9］，通常是靜脈注射釓對(duì)比劑后行增強(qiáng)掃描測(cè)量其非灌注區(qū)體積（NPV）了解其治療效果。然而，釓對(duì)比劑的注射，不僅會(huì)增加患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，還會(huì)帶來多種不良反應(yīng)［10,11］，故探討不需使用釓對(duì)比劑就可評(píng)估HIFU治療即時(shí)效果的MR技術(shù)，是放射工作者努力的方向之一。研究表明，子宮肌瘤或子宮腺肌癥經(jīng)HIFU治療后即時(shí)行擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）序列掃描時(shí)見擴(kuò)散張量系數(shù)(ADC)降低，可與周圍組織區(qū)分，能有效評(píng)估治療效果［12-14］，但該平掃序列能否代替增強(qiáng)掃描、有效評(píng)估子宮腺肌癥HIFU治療后即時(shí)消融效果，目前尚缺乏相關(guān)的報(bào)道。本研究回顧性分析我院行HIFU治療的子宮腺肌癥29例患者臨床及影像學(xué)資料，通過評(píng)估DWI評(píng)估即時(shí)消融效果的可靠性，旨在探討該序列取代增強(qiáng)掃描的可行性。

1 資料和方法

1.1 一般資料

回顧性分析2017年12月～2020年7月在南方醫(yī)科大學(xué)附屬佛山婦幼保健院診斷為子宮腺肌癥并進(jìn)行HIFU治療的患者資料，均在術(shù)前、術(shù)后行MR檢查，且經(jīng)術(shù)前超聲及MR檢查提示病灶無明顯變性、壞死，術(shù)后MR檢查時(shí)間為HIFU治療結(jié)束后24 h內(nèi)。共獲得29名患者資料，年齡30～51歲，平均40.5±5.4歲，術(shù)前檢查時(shí)間3～351 d，中位時(shí)間23（9，34）d，術(shù)前子宮腺肌癥病灶累及的體積為20.1～486.9 cm3，中值74.5（36.6，112.4）cm3?；颊哂胁煌潭鹊耐唇?jīng)（14例）、月經(jīng)量增多（5例）、或同時(shí)受此兩種癥狀困擾（10例）。

1.2 儀器與方法

采用JC-200型聚焦超聲腫瘤治療系統(tǒng)（重慶海扶技術(shù)有限公司），術(shù)前常規(guī)脫脂、脫毛。術(shù)中患者采取俯臥位，插入導(dǎo)尿管，適度充盈膀胱，在超聲實(shí)時(shí)監(jiān)控下，確保聲波通路上避開腸管、膀胱等空腔器官，進(jìn)行消融治療。采用由深層至淺層逐層、由點(diǎn)到線、由線到面、由面到體逐步掃描治療，以子宮腺肌癥病灶的超聲圖像上出現(xiàn)明顯灰度變化或能量達(dá)到閾值為治療終點(diǎn)。

1.3 影像檢查

使用1.5 T MR高場(chǎng)掃描儀(BRIVO MR355,GE)進(jìn)行術(shù)前、術(shù)后檢查，選擇體部相控線圈，掃描序列參數(shù)為：矢狀位FSE T2WI脂肪飽和序列：TR 3000 ms，TE 71 ms，視野420 mm×420 mm，矩陣288×256；冠狀位FSE T2WI脂肪飽和序列，TR 2675 ms，TE 70 ms，視野300 mm×300 mm，矩陣288×256；軸位FSE T2WI脂肪飽和序列，TR 2800 ms，TE 59 ms，視野300 mm×300 mm，矩陣288×256，軸位FSE T1WI 序列：TR 680 ms，TE 12 ms，視野300 mm×300 mm，矩陣320×320，軸位DWI序列TR 3700 ms，TE 80 ms，b=800 s/mm2，視野300 mm×300 mm，矩陣96×128，矢狀位DWI序列TR 3700 ms，TE 80 ms，b=800 s/mm2，視野420 mm×420 mm，矩陣96×128。上述序列的層厚6～8 mm，層間距1～2 mm。增強(qiáng)掃描時(shí)經(jīng)肘靜脈注射釓對(duì)比劑(Gd-DTPA)20 mL，注射速率為3 mL/s，注射后14 s行肝臟三維容積超快速多期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描(LAVA)序列（TR/TE 4 ms/2 ms，F(xiàn)A 15°），掃描結(jié)束后進(jìn)行軸位、矢狀位、冠狀位重建，層厚6～8 mm，層間距0 mm。HIFU治療前、后均采用相同參數(shù)掃描。圖像采集、重建后傳輸?shù)綀D像傳輸與儲(chǔ)存系統(tǒng)（PACS）。

1.4 影像學(xué)分析

由兩名觀察者在PACS上獨(dú)立分析圖像。術(shù)前子宮腺肌癥病灶體積取兩名觀察者測(cè)量結(jié)果的平均值；NPV測(cè)量由第一名觀察者執(zhí)行;DWI圖像上壞死消融區(qū)信號(hào)變化形態(tài)評(píng)估及體積測(cè)量由兩名觀察者獨(dú)立進(jìn)行，其中第一名觀察者相隔至少14 d再評(píng)估一次。

選取顯示靶組織的最大軸位、矢狀位層面測(cè)量靶組織的左右徑、前后徑及上下徑，利用橢圓體體積公式“π/6×左右徑×前后徑×上下徑”計(jì)算靶組織體積［15,16］。術(shù)前子宮腺肌癥病灶體積的測(cè)量在T2WI圖像上進(jìn)行，NPV的測(cè)量在增強(qiáng)掃描圖像上進(jìn)行。評(píng)估HIFU術(shù)后DWI序列消融壞死區(qū)形態(tài)時(shí)，將消融壞死區(qū)的信號(hào)改變的形態(tài)分為1型：斑點(diǎn)狀或無明顯信號(hào)改變（圖1A），2型：斑片狀（圖1B），3型：環(huán)狀（圖1C）。測(cè)量消融壞死區(qū)體積時(shí)，可調(diào)用術(shù)前DWI及術(shù)后T2WI圖像，仔細(xì)觀察信號(hào)改變的邊界，避免將子宮內(nèi)膜的高信號(hào)誤認(rèn)為是消融壞死區(qū)；如術(shù)后DWI圖像信號(hào)改變不明顯、從而無法判斷消融壞死區(qū)時(shí)，則放棄DWI圖像上體積測(cè)量；觀察術(shù)后增強(qiáng)掃描及DWI圖像需要獨(dú)立進(jìn)行，避免兩者相互影響。

圖1 基于DWI的消融壞死區(qū)形態(tài)學(xué)分型Fig.1 Morphology of the ablation area on diffusion-weighted images (DWI).A:Type 1 (spot-like) changes;B:Type 2(patchy)changes;C:Type 3(ring-like)changes.

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 17.0及MedCalc 15.8軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)數(shù)資料以率標(biāo)識(shí)，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（符合正態(tài)分布），或中位數(shù)和四分位數(shù)（不符合正態(tài)分布）表示。兩名觀察者對(duì)消融灶DWI信號(hào)改變形態(tài)判斷的一致性采用kappa檢驗(yàn)評(píng)估，DWI與增強(qiáng)掃描圖像上測(cè)量消融壞死區(qū)體積的一致性、DWI上測(cè)量消融壞死區(qū)體積的觀察者間、觀察者內(nèi)的可靠性檢驗(yàn)參考類似研究方法、采用Bland-Altman法評(píng)估［17,18］，計(jì)算差值的95%置信區(qū)間（95%CI）。對(duì)kappa值的解釋遵循以下原則：<0.2為一致性很差，0.21～0.40為一致性較差，0.41～0.60為一致性一般，0.61～0.80為一致性較好，0.81～1.00為一致性良好；P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

29例患者，共計(jì)29個(gè)消融壞死區(qū)。NPV體積0.6～254.7 cm3，中位體積36.9（16.4，65.6）cm3。在DWI上經(jīng)兩名觀察者3次評(píng)估，消融灶為1型4～5例，2型5～6例，3型19例，其中可測(cè)量的2、3型占82.8%～86.2%。

2.2 DWI序列消融壞死區(qū)的形態(tài)判斷的一致性

兩名觀察者對(duì)1、2、3型判斷結(jié)果一致的分別為4、4、18例，同一觀察者不同時(shí)間對(duì)1、2、3型判斷結(jié)果一致的分別為4，4，19 例。觀察者間一致性的kappa 值為0.798（P=0.000），觀察者內(nèi)一致性的kappa 值為0.933（P=0.000），其一致性分別為較好、良好。

2.3 DWI序列與增強(qiáng)掃描測(cè)量消融壞死區(qū)體積的一致性

由Bland-Altman圖（圖2A）發(fā)現(xiàn)，僅1個(gè)點(diǎn)在95%一致性界限范圍之外，一致性大于95.83%，DWI序列與增強(qiáng)掃描測(cè)量消融壞死區(qū)體積的一致性良好。

2.4 DWI序列測(cè)量消融壞死區(qū)體積的觀察者間的可靠性

由Bland-Altman圖（圖2B）發(fā)現(xiàn)，僅1個(gè)點(diǎn)在95%一致性界限范圍之外，一致性大于95.83%，DWI序列測(cè)量消融壞死區(qū)體積的觀察者間一致性良好。

2.5 DWI序列測(cè)量消融壞死區(qū)體積的觀察者內(nèi)的可靠性

由Bland-Altman圖（圖2C）發(fā)現(xiàn)，僅1個(gè)點(diǎn)在95%一致性界限范圍之外，一致性大于95.65%，DWI序列測(cè)量消融壞死區(qū)體積的觀察者內(nèi)一致性良好。

圖2 體積測(cè)量一致性評(píng)估Bland-Altman圖Fig.2 Bland-Altman plots for assessing consistency between DWI and CE (A) and the intra-(B) and inter-observer agreements of DWI(C).The full line marks the mean value of the difference between volume measurements.The dashed lines define the 95% confidence interval of the difference.

2.6 1型消融壞死區(qū)的體積

在DWI序列上經(jīng)任意一次評(píng)定為1型消融壞死區(qū)共5個(gè)，體積分別為0.64、1.96、2.75、11.78、18.61 cm3，最大體積18.61cm3。

2.7 異常測(cè)量值分析

DWI序列與增強(qiáng)掃描測(cè)量消融壞死區(qū)體積、DWI序列測(cè)量消融壞死區(qū)體積的觀察者間、觀察者內(nèi)可靠性分析的95%一致性界限范圍之外測(cè)量值均來自于同一病例，其消融壞死區(qū)體積較大，是觀察者1在DWI圖像第一次測(cè)量值與其他的數(shù)值出現(xiàn)較大的偏差所致。

3 討論

29例子宮腺肌癥患者HIFU治療后即時(shí)檢查，DWI序列顯示大部分（24～25例）病灶消融壞死區(qū)呈斑片狀或環(huán)狀高信號(hào)，小部分（4～5例）消融壞死區(qū)呈斑點(diǎn)狀高信號(hào)或在DWI難以觀察到信號(hào)改變，觀察者間、觀察者內(nèi)的可靠性較高（kappa 值分別為0.798、0.933）。在DWI序列上測(cè)量斑片狀或環(huán)狀高信號(hào)消融壞死區(qū)體積觀察者間、觀察者內(nèi)一致性高，與增強(qiáng)掃描測(cè)量的消融壞死區(qū)體積也具有較高的一致性。在DWI序列上表現(xiàn)為斑點(diǎn)狀高信號(hào)或難以觀察到信號(hào)改變的病灶，雖然無法直接測(cè)量其消融壞死區(qū)體積，但增強(qiáng)掃描證實(shí)其消融效果差。本研究結(jié)果提示，通過消融壞死區(qū)形態(tài)學(xué)觀察、體積測(cè)量步驟，DWI序列可代替增強(qiáng)掃描評(píng)估子宮腺肌癥HIFU治療即時(shí)消融效果。

病理學(xué)證實(shí)，靶組織經(jīng)HIFU治療后，細(xì)胞發(fā)生不可逆凝固性壞死，靶區(qū)內(nèi)微血管、毛細(xì)血管網(wǎng)組織結(jié)構(gòu)遭到高溫或微波效應(yīng)的破壞，局部組織血流灌注減少或中斷［19］，這種改變，可通過超聲造影或MR增強(qiáng)掃描觀察［20］：消融壞死的靶組織因缺乏血供而無灌注、無強(qiáng)化，而殘存的組織仍然保留血流灌注，呈顯著強(qiáng)化，壞死組織與殘存組織存在明顯的區(qū)別。

超聲造影檢查較便利，費(fèi)用相對(duì)較低，評(píng)估消融壞死區(qū)效果確切［21］，但存在操作者依賴性大的缺點(diǎn)，其檢查流程難以標(biāo)準(zhǔn)化。MRI因具有多序列、多參數(shù)和多平面成像以及良好的軟組織對(duì)比度，操作者依賴性低、容易標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估等優(yōu)點(diǎn)，其中增強(qiáng)掃描為標(biāo)準(zhǔn)成像序列廣泛應(yīng)用于子宮肌瘤及子宮腺肌癥的消融效果評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)［22,23］。然而，由于MR增強(qiáng)掃描需要靜脈注射釓對(duì)比劑，為有創(chuàng)性操作。對(duì)比劑的使用，不僅會(huì)增加個(gè)人及社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，延長準(zhǔn)備、掃描時(shí)間，還帶來加重人體腎臟負(fù)荷、可能誘發(fā)對(duì)比劑腎病的危險(xiǎn)［24,25］。研究顯示，釓會(huì)在人體內(nèi)沉積，多次注射還有累積效應(yīng)，數(shù)年內(nèi)仍可見注射后遺留的順磁性改變［26,27］。故臨床上需要尋找避免注射對(duì)比劑的MR平掃序列代替增強(qiáng)掃描，準(zhǔn)確、方便、安全評(píng)估HIFU治療的消融效果。

在眾多MR平掃序列中，DWI序列因可檢測(cè)HIFU治療后改變、辨認(rèn)消融壞死區(qū)而廣為人知。胡森陽等［28］報(bào)道，HIFU治療后子宮肌瘤在DWI上呈靶環(huán)樣改變：內(nèi)部呈相對(duì)低信號(hào)、外周呈高信號(hào)。Liao等［29］研究也表明，經(jīng)HIFU治療的598個(gè)子宮肌瘤，78.09%病灶表現(xiàn)為完整的環(huán)狀，21.91%病灶表現(xiàn)為不完整的環(huán)狀信號(hào)改變。我們?cè)谧訉m腺肌癥病灶上也觀察到類似的改變：29例病灶經(jīng)HIFU治療后即時(shí)行MR檢查，約82.8%病灶可在DWI上觀察到明顯信號(hào)改變，其中約24例表現(xiàn)為環(huán)狀或斑片狀改變，約5例表現(xiàn)為斑點(diǎn)狀或無明顯信號(hào)改變。而且，通過兩名觀察者的評(píng)估，觀察者間與觀察者內(nèi)對(duì)DWI上消融壞死區(qū)信號(hào)形態(tài)判斷的一致性較高（kappa值分別為0.798、0.933），說明形態(tài)分類的可識(shí)別度高，具有較高的可靠性。

靶組織消融壞死，是作為評(píng)估HIFU治療效果的最直接體現(xiàn)，需在增強(qiáng)掃描上測(cè)量。鑒于其他序列也可以顯示治療后消融壞死區(qū)信號(hào)改變，學(xué)者嘗試用這些序列代替增強(qiáng)掃描評(píng)估消融壞死效果。在子宮肌瘤治療領(lǐng)域，Liu等［30］證實(shí)，在治療后3月的MR檢查T2*WI序列可見低信號(hào)環(huán)繞消融壞死區(qū)域，測(cè)量的體積與NPV沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。如前所述，鑒于HIFU治療后靶組織的ADC值降低，DWI上表現(xiàn)為高信號(hào)，可與周圍殘存病灶或子宮肌層組織相區(qū)別，勾勒消融壞死區(qū)的邊界，許多學(xué)者通過DWI序列測(cè)量子宮肌瘤HIFU治療后消融壞死區(qū)與NPV無明顯區(qū)別［28,29］，張俊成等［31］也證實(shí)，基于IVIM的DWI序列上消融區(qū)的D*值及f值偽彩圖與增強(qiáng)掃描所示NPV有較高的視覺吻合。我們通過調(diào)閱術(shù)前DWI序列圖像，對(duì)比治療前后的信號(hào)改變，從而更方便辨認(rèn)消融區(qū)邊界。

與前述研究不同，我們發(fā)現(xiàn)并不是所有經(jīng)HIFU治療的子宮腺肌癥病灶可在DWI序列上進(jìn)行消融壞死區(qū)的體積測(cè)量，即其中4～5例表現(xiàn)為斑點(diǎn)狀高信號(hào)或無明顯信號(hào)改變的病灶難以確定消融邊界，其原因可能為本組有一定比例的病灶治療效果欠佳，僅表現(xiàn)為斑點(diǎn)狀壞死或無明顯壞死，只能在增強(qiáng)掃描圖像上顯示。在DWI序列上表現(xiàn)為斑片狀、環(huán)狀的消融壞死區(qū)的體積數(shù)值與增強(qiáng)掃描的消融壞死區(qū)體積相比具有較高的一致性，僅1例DWI上測(cè)量的消融壞死區(qū)體積在95%一致性界限范圍之外。在衡量不同的觀察者或同一觀察者不同時(shí)間在DWI序列測(cè)量消融壞死區(qū)體積的一致性時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)論，提示DWI序列應(yīng)用于消融壞死區(qū)體積測(cè)量具有較高的可靠性。這表明，只要在DWI序列上表現(xiàn)為容易辨認(rèn)的信號(hào)改變（斑片狀或環(huán)狀），可以認(rèn)為信號(hào)改變區(qū)域類似于NPV；表現(xiàn)為難以辨識(shí)的斑點(diǎn)狀或者無信號(hào)改變者，在增強(qiáng)掃描圖像上測(cè)量消融壞死區(qū)體積為0.64～18.61 cm3，消融質(zhì)量較差，這證明，如病灶在DWI序列上信號(hào)改變不明顯，雖然無法直接測(cè)量其消融壞死區(qū)體積，但仍可推斷其治療效果較差、達(dá)不到預(yù)期目的，需要采用其他治療方法。

本研究存在不足之處。一是研究的樣本量較小，僅為29例，可造成結(jié)果偏倚，導(dǎo)致可信度下降；二是本研究為回顧性分析，缺乏ADC圖、故無法利用ADC圖進(jìn)行體積測(cè)量；三是研究使用的NPV測(cè)量方法是臨床常用的橢圓體體積計(jì)算方案，操作較簡(jiǎn)便，但當(dāng)NPV形態(tài)不規(guī)則時(shí)，此方案對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性造成一定的影響。

總之，作為一種不需要注射釓對(duì)比劑的MR平掃序列，DWI可顯示大部分子宮腺肌癥HIFU治療后的信號(hào)改變，多呈斑片狀或環(huán)狀高信號(hào)，DWI序列與增強(qiáng)掃描測(cè)量消融壞死區(qū)體積具有較高的一致性，少數(shù)表現(xiàn)為斑點(diǎn)狀高信號(hào)或信號(hào)改變不明顯的病灶消融效果較差。通過在DWI序列圖像上消融壞死區(qū)的形態(tài)學(xué)評(píng)估、消融壞死區(qū)體積的測(cè)量，DWI 序列可評(píng)估子宮腺肌癥HIFU治療即時(shí)消融效果，代替增強(qiáng)掃描，減少對(duì)比劑相關(guān)副作用，減輕個(gè)人及社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，優(yōu)化子宮腺肌癥HIFU治療流程。