3.0T MRI結(jié)合不同b值的DWI對(duì)HIFU治療子宮肌瘤的療效評(píng)估

葛 煒 李鳳蓮 賈 銳

子宮肌瘤是常見的女性良性腫瘤,臨床上以手術(shù)治療為主,保留子宮、微創(chuàng)傷是治療的前提,其中強(qiáng)度聚焦超聲(high intensity focused ultrasound,HIFU)治療可保留子宮及生殖功能,且具有創(chuàng)傷小、術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn),已成為常規(guī)治療方案[1-2]。HIFU治療過程中,腫瘤鄰近組織的能量積累可能損傷子宮肌瘤周圍非靶區(qū)組織,從而影響治療效果[3]。臨床上常采用MRI增強(qiáng)掃描評(píng)估HIFU術(shù)后消融效果,但掃描時(shí)間較長,且容易引起對(duì)比劑相關(guān)腎損傷、過敏等不良反應(yīng),使得臨床運(yùn)用受限[4]。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)通過反映不同組織的彌散程度而有效區(qū)分病灶組織、病變類型,并通過表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)進(jìn)行量化評(píng)估,已在宮頸癌、乳腺癌等癌癥的診斷、預(yù)后中得到應(yīng)用[5]。研究發(fā)現(xiàn)ADC值會(huì)隨著b值的變化而變化,評(píng)估腫瘤治療效果的效能也會(huì)相應(yīng)的變化,而目前關(guān)于不同b值的DWI成像差異仍不明確[6],因此本文將通過實(shí)例進(jìn)一步探討不同b值的DWI在評(píng)估子宮肌瘤療效中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 資料

選取2018年6月至2021年6月于我院接受治療的72例子宮肌瘤患者,均接受HIFU術(shù),且于術(shù)前、術(shù)后1 d接受3.0 T MRI檢查。年齡23～38歲,平均年齡(30.25±2.14)歲,子宮肌瘤直徑2～8 cm,平均直徑(5.14±1.64)歲。

納入標(biāo)準(zhǔn):①符合子宮肌瘤的診斷標(biāo)準(zhǔn)[7],影像學(xué)可清晰顯示肌瘤的部位、體積,感覺子宮內(nèi)膜有突起或不平感,子宮不規(guī)則增大,且排除盆腔其他腫瘤;②要求保留子宮(有生育要求),非月經(jīng)期,未絕經(jīng);③積極配合治療、復(fù)查,能交流HIFU過程中的感受。排除標(biāo)準(zhǔn):①合并子宮肉瘤樣變、子宮肌腺癥、輸卵管疾病、宮頸惡性病變;②短期內(nèi)子宮肌瘤迅速生長;③盆腔手術(shù)史,下腹部放療史;④合并盆腔炎、陰道嚴(yán)重出血等疾病者。

1.2 檢查過程

入組患者于HIFU治療前1 d以及HIFU治療(HIFUNIT 9000型聚焦超聲腫瘤消融機(jī)購自于上海愛申公司)后1 d采用3.0 T MR成像設(shè)備進(jìn)行掃描(Philips Achieva)。檢查前禁食4 h,并適量飲水保證膀胱充盈,保持仰臥位,選取相控陣16通道線圈,從恥骨聯(lián)合掃描至髂動(dòng)脈分叉處。TSE-T1WI軸位、矢狀位TR/TE為530/10 ms、層間距為1 mm、層厚為5 mm、矩陣320×250以及250×200。TSE-T2WI軸位TR/TE為3000/80 ms、層間距為1 mm、層厚為4 mm、矩陣320×250。T2WI矢狀位TR/TE為3600/70 ms、層間距為1 mm、層厚為4 mm、矩陣80×80。b值為150 s/mm2、500 s/mm2以及1000 s/mm2。

1.3 檢查指標(biāo)

應(yīng)用Philips Extend MR WorkSpace 2.6.3.4軟件分析子宮周圍組織(腹壁、恥骨聯(lián)合、骶)MRI信號(hào)值的變化,其中HIFU術(shù)后出現(xiàn)異常信號(hào)則表明該處為損傷區(qū),根據(jù)損傷情況分為無損傷組、損傷組。術(shù)后肌瘤仍有強(qiáng)化區(qū)域則判定為殘留未消融灶。比較不同b值DWI成像下消融及未消融區(qū)域的ADC值差異,并評(píng)估各b值DWI成像下ADC值對(duì)于消融情況的診斷效能。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 20.0軟件處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布且組間方差齊,兩組間計(jì)量資料比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),治療前后計(jì)量資料比較采用配對(duì)t檢驗(yàn),三組間比較F檢驗(yàn)。采用受試者工作特征(ROC)曲線評(píng)價(jià)各b值DWI成像下的ADC值對(duì)消融、未消融區(qū)域的診斷效能,并采用Hanley-McNeil方法比較ROC曲線下面積(AUC)。

2 結(jié)果

2.1 不同組織不同分組HIFU術(shù)前、術(shù)后的定量信號(hào)值比較

無損傷組不同組織術(shù)前、術(shù)后的定量信號(hào)值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P>0.05),而損傷組信號(hào)值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05),其中骶骨術(shù)后信號(hào)明顯低于術(shù)前,恥骨聯(lián)合、腹壁術(shù)后信號(hào)明顯高于術(shù)前,見表1。

表1 MRI T2WI壓脂序列的各組織定量信號(hào)值比較

2.2 各b值DWI成像下鄰近組織損傷區(qū)HIFU術(shù)后ADC值比較

不同b值DWI成像下子宮鄰近組織損傷區(qū)HIFU術(shù)后ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,隨著b值的增加ADC值明顯降低(P<0.05),見表2。

表2 不同b值DWI成像下鄰近組織損傷區(qū)HIFU術(shù)后的ADC值比較

2.3 各b值DWI成像下未消融和消融部位的ADC值比較

各b值下,消融處的ADC值均明顯低于術(shù)前肌瘤、未消融處的ADC值,且術(shù)前肌瘤、未消融處的ADC值無差異 (P>0.05)。三組b值之間的術(shù)前肌瘤、未消融處以及消融處的ADC值有差異 (P<0.05),且隨著b值的增加,術(shù)前肌瘤、未消融處以及消融處的ADC值均明顯降低,見表3。

表3 不同b值DWI成像下消融和未消融部位的ADC值比較

2.4 不同 b值DWI成像下ADC值的診斷效能

b=150、 500、1000 s/mm2時(shí),診斷消融部位的AUC分別為0.883(95%CI 0.846～0.927)、0.836(95%CI 0.796～0.877)、0.788(95%CI 0.738～0.826)。b=150 s/mm2時(shí)的AUC值明顯高于500 s/mm2、1000 s/mm2(Z=2.005、2.541,P=0.045、0.011),見表4、圖1。

圖1 ROC曲線分析

表4 不同b值DWI成像下ADC值的診斷效能

3 討論

子宮肌瘤的主要體征是子宮平滑肌增生,可引起經(jīng)期延長、經(jīng)血量增加、繼發(fā)盆腔疼痛等病癥,最終改變子宮解剖結(jié)構(gòu),以及引起子宮異常出血[8-9]。HIFU在超聲引導(dǎo)下精準(zhǔn)地將消融天線置入病灶,并借助消融天線產(chǎn)生的微波而在周圍瘤體引發(fā)偶極子加熱、離子加熱等熱效應(yīng),導(dǎo)致腫瘤組織、細(xì)胞在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生不可逆組織變性、凝固性壞死等,同時(shí)破壞瘤體血供,發(fā)揮良好的治療效果[10]。子宮肌瘤組織邊界模糊不清,輻射容易照到子宮肌瘤鄰近組織,或者在非目標(biāo)組織中高能沉積,從而損傷子宮鄰近組織。王智等[11]研究發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度聚焦超聲治療子宮肌瘤時(shí),輻射會(huì)照射到卵巢而影響卵巢功能,Clark等[12]報(bào)道術(shù)區(qū)及其附近組織(恥骨聯(lián)合、骶骨)發(fā)生疼痛,腹壁皮膚出現(xiàn)熱損傷反應(yīng),且癥狀以一過性為主。

在不同的軟組織界面,聲通道上波反射系數(shù)較小,絕大部分聲波能量可通過該界面,而恥骨聯(lián)合、骶骨與腹壁組織結(jié)構(gòu)差別較大,吸聲系數(shù)存在較大的反差,容易形成骨性高聲波阻抗界面,導(dǎo)致聲能沉積,增加了組織損傷風(fēng)險(xiǎn),引起恥骨聯(lián)合、骶尾部的疼痛[13]。同時(shí)恥骨聯(lián)合、骶尾距離子宮肌瘤距離較短,往往處于聲場內(nèi),特別是子宮肌瘤病灶直徑較大或者需要輸入較多的聲波能量時(shí),則會(huì)進(jìn)一步增加非靶區(qū)組織聲波能量累積,引起鄰近組織損傷。本次研究發(fā)現(xiàn),恥骨損傷區(qū)HIFU術(shù)后ADC值較術(shù)前均明顯增加,表明可通過3.0T MRI結(jié)合DWI成像準(zhǔn)確反映損傷部位、類型。分析認(rèn)為,病灶內(nèi)微血管被破壞,并存在一定程度的出血癥狀,且損傷區(qū)組織壞死、細(xì)胞膜破壞等束縛細(xì)胞內(nèi)水分子運(yùn)動(dòng)的功能喪失,使得細(xì)胞內(nèi)液流出,細(xì)胞之間與血管間的間隙增大,水分子彌散增加,故而ADC值增加。另外,黃君文等[14]研究認(rèn)為,放療后癌細(xì)胞大量調(diào)亡、壞死,細(xì)胞膜完整性消失,細(xì)胞外間隙增加,以及細(xì)胞密度降低,可通過對(duì)比放療前后ADC值的變化檢測腫瘤治療效效果。同時(shí),可根據(jù)患者腫瘤分期、腫瘤大小優(yōu)化治療功率,也有學(xué)者認(rèn)為術(shù)前于子宮肌瘤內(nèi)注入碘海醇、無水乙醇可增加靶區(qū)能量沉積,提高治療效率[15],或者術(shù)中涂抹皮膚超聲耦合劑、術(shù)后局部冷敷等可減少輻射灼傷腹壁,降低并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。

子宮肌瘤經(jīng)過HIFU術(shù)后,消融部位微循環(huán)灌注、水分子擴(kuò)散效應(yīng)的變化是導(dǎo)致ADC值變化的重要原因,因此通過ADC值評(píng)估治療效果已成為臨床研究的熱點(diǎn)話題。b值是DWI成像過程的一個(gè)彌散權(quán)重指數(shù),隨著b值增加,DWI彌散敏感度增加,但選擇高b值時(shí),圖像質(zhì)量、圖像的信噪比也明顯降低,從而影響醫(yī)師診斷準(zhǔn)確度和療效評(píng)估[16],因此選擇合適的b值對(duì)于療效的評(píng)估至關(guān)重要。本次研究發(fā)現(xiàn),消融處的ADC值明顯低于未消融處的ADC值,與Rheinheimer等[17]報(bào)道一致,即HIFU熱能效應(yīng)破壞了子宮肌瘤病灶處豐富的血管系統(tǒng),導(dǎo)致消融處快速流動(dòng)的血液水分子數(shù)量明顯減少,從而使得ADC值較未消融處明顯降低。隨著b值的增加,術(shù)前肌瘤、未消融處以及消融處的ADC值均明顯降低,分析認(rèn)為隨著b值的增加,組織信號(hào)根據(jù)非單指數(shù)衰減的形式進(jìn)行衰減,能夠間接反映子宮肌瘤組織毛細(xì)血管微循環(huán)灌注量明顯下降,有效評(píng)估子宮肌瘤消融與否[18-19]。相同的TE時(shí)間內(nèi),血流灌注效應(yīng)中的水分子運(yùn)動(dòng)距離遠(yuǎn)長于單純水分子,故而成像體素內(nèi)血流灌注效應(yīng)對(duì)MRI信號(hào)的衰減作用明顯強(qiáng)于單純的彌散運(yùn)動(dòng),在低b值時(shí),血流灌注效應(yīng)對(duì)DWI信號(hào)的衰減作用較大,相應(yīng)的ADC值可有效反映組織的彌散信息以及灌注信息。同時(shí),通過ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)b=150 s/mm2時(shí)的AUC值明顯高于500、1000 s/mm2,進(jìn)一步表明小b值更佳有利于HIFU術(shù)后消融療效的評(píng)估。另外,張俊成等[20]認(rèn)為小b值的ADC圖可清晰顯示患者靶區(qū)、殘留未消融灶的界限,從而利于判斷消融灶的輪廓并計(jì)算消融體積,提高了子宮肌瘤患者HIFU術(shù)后的療效評(píng)估價(jià)值。本研究納入病例數(shù)較少可能影響結(jié)果準(zhǔn)確性,同時(shí)隨訪時(shí)間較短,未能評(píng)估ADC值與最終預(yù)后的相互關(guān)系,所以需加大樣本量進(jìn)一步研究。

綜上所述,3.0T MRI結(jié)合不同b值的DWI可有效評(píng)估HIFU術(shù)對(duì)子宮肌瘤的消融效果以及對(duì)周圍鄰近組織的影響,其中較低的b值(b=150 s/mm2)具有更高的應(yīng)用價(jià)值。