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治療后評估即時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比劑后行增強(qiáng)掃描測量其非灌注區(qū)體積(NPV)了解其治療效果。然而,釓對比劑的注射,不僅會增加患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),還會帶來多種不良反應(yīng)[10,11],故探討不需使用釓對比劑就可評估HIFU治療即時效果的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治療后即時行擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)序列掃描時見擴(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、有效評估子宮腺肌癥HIFU治療后即時消融效果,目前尚缺乏相關(guān)的報道。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,通過評估DWI評估即時消融效果的可靠性,旨在探討該序列取代增強(qiáng)掃描的可行性。
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)前檢查時間3~351 d,中位時間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)、或同時受此兩種癥狀困擾(10例)。
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)。
使用1.5 T MR高場掃描儀(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)掃描時經(jīng)肘靜脈注射釓對比劑(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像傳輸與儲存系統(tǒng)(PACS)。
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量結(jié)果的平均值;NPV測量由第一名觀察者執(zhí)行;DWI圖像上壞死消融區(qū)信號變化形態(tài)評估及體積測量由兩名觀察者獨(dú)立進(jìn)行,其中第一名觀察者相隔至少14 d再評估一次。
選取顯示靶組織的最大軸位、矢狀位層面測量靶組織的左右徑、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量在T2WI圖像上進(jìn)行,NPV的測量在增強(qiáng)掃描圖像上進(jìn)行。評估HIFU術(shù)后DWI序列消融壞死區(qū)形態(tài)時,將消融壞死區(qū)的信號改變的形態(tài)分為1型:斑點(diǎn)狀或無明顯信號改變(圖1A),2型:斑片狀(圖1B),3型:環(huán)狀(圖1C)。測量消融壞死區(qū)體積時,可調(diào)用術(shù)前DWI及術(shù)后T2WI圖像,仔細(xì)觀察信號改變的邊界,避免將子宮內(nèi)膜的高信號誤認(rèn)為是消融壞死區(qū);如術(shù)后DWI圖像信號改變不明顯、從而無法判斷消融壞死區(qū)時,則放棄DWI圖像上體積測量;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.
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,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。兩名觀察者對消融灶DWI信號改變形態(tài)判斷的一致性采用kappa檢驗(yàn)評估,DWI與增強(qiáng)掃描圖像上測量消融壞死區(qū)體積的一致性、DWI上測量消融壞死區(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法評估[17,18],計(jì)算差值的95%置信區(qū)間(95%CI)。對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。
29例患者,共計(jì)29個消融壞死區(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次評估,消融灶為1型4~5例,2型5~6例,3型19例,其中可測量的2、3型占82.8%~86.2%。
兩名觀察者對1、2、3型判斷結(jié)果一致的分別為4、4、18例,同一觀察者不同時間對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。
由Bland-Altman圖(圖2A)發(fā)現(xiàn),僅1個點(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)掃描測量消融壞死區(qū)體積的一致性良好。
由Bland-Altman圖(圖2B)發(fā)現(xiàn),僅1個點(diǎn)在95%一致性界限范圍之外,一致性大于95.83%,DWI序列測量消融壞死區(qū)體積的觀察者間一致性良好。
由Bland-Altman圖(圖2C)發(fā)現(xiàn),僅1個點(diǎn)在95%一致性界限范圍之外,一致性大于95.65%,DWI序列測量消融壞死區(qū)體積的觀察者內(nèi)一致性良好。
圖2 體積測量一致性評估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.
在DWI序列上經(jīng)任意一次評定為1型消融壞死區(qū)共5個,體積分別為0.64、1.96、2.75、11.78、18.61 cm3,最大體積18.61cm3。
DWI序列與增強(qiáng)掃描測量消融壞死區(qū)體積、DWI序列測量消融壞死區(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圖像第一次測量值與其他的數(shù)值出現(xiàn)較大的偏差所致。
29例子宮腺肌癥患者HIFU治療后即時檢查,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,小部分(4~5例)消融壞死區(qū)呈斑點(diǎn)狀高信號或在DWI難以觀察到信號改變,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序列上測量斑片狀或環(huán)狀高信號消融壞死區(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)狀高信號或難以觀察到信號改變的病灶,雖然無法直接測量其消融壞死區(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、體積測量步驟,DWI序列可代替增強(qiáng)掃描評估子宮腺肌癥HIFU治療即時消融效果。
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)用相對較低,評估消融壞死區(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比度,操作者依賴性低、容易標(biāo)準(zhǔn)化評估等優(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比劑,為有創(chuàng)性操作。對比劑的使用,不僅會增加個人及社會經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),延長準(zhǔn)備、掃描時間,還帶來加重人體腎臟負(fù)荷、可能誘發(fā)對比劑腎病的危險[24,25]。研究顯示,釓會在人體內(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比劑的MR平掃序列代替增強(qiáng)掃描,準(zhǔn)確、方便、安全評估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)部呈相對低信號、外周呈高信號。Liao等[29]研究也表明,經(jīng)HIFU治療的598個子宮肌瘤,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)狀信號改變。我們在子宮腺肌癥病灶上也觀察到類似的改變:29例病灶經(jīng)HIFU治療后即時行MR檢查,約82.8%病灶可在DWI上觀察到明顯信號改變,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)狀或無明顯信號改變。而且,通過兩名觀察者的評估,觀察者間與觀察者內(nèi)對DWI上消融壞死區(qū)信號形態(tài)判斷的一致性較高(kappa值分別為0.798、0.933),說明形態(tài)分類的可識別度高,具有較高的可靠性。
靶組織消融壞死,是作為評估HIFU治療效果的最直接體現(xiàn),需在增強(qiáng)掃描上測量。鑒于其他序列也可以顯示治療后消融壞死區(qū)信號改變,學(xué)者嘗試用這些序列代替增強(qiáng)掃描評估消融壞死效果。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序列可見低信號環(huán)繞消融壞死區(qū)域,測量的體積與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,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,對比治療前后的信號改變,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)的體積測量,即其中4~5例表現(xiàn)為斑點(diǎn)狀高信號或無明顯信號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間在DWI序列測量消融壞死區(qū)體積的一致性時,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)的信號改變(斑片狀或環(huán)狀),可以認(rèn)為信號改變區(qū)域類似于NPV;表現(xiàn)為難以辨識的斑點(diǎn)狀或者無信號改變者,在增強(qiáng)掃描圖像上測量消融壞死區(qū)體積為0.64~18.61 cm3,消融質(zhì)量較差,這證明,如病灶在DWI序列上信號改變不明顯,雖然無法直接測量其消融壞死區(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)行體積測量;三是研究使用的NPV測量方法是臨床常用的橢圓體體積計(jì)算方案,操作較簡便,但當(dāng)NPV形態(tài)不規(guī)則時,此方案對測量結(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治療后的信號改變,多呈斑片狀或環(huán)狀高信號,DWI序列與增強(qiáng)掃描測量消融壞死區(qū)體積具有較高的一致性,少數(shù)表現(xiàn)為斑點(diǎn)狀高信號或信號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)評估、消融壞死區(qū)體積的測量,DWI 序列可評估子宮腺肌癥HIFU治療即時消融效果,代替增強(qiáng)掃描,減少對比劑相關(guān)副作用,減輕個人及社會經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),優(yōu)化子宮腺肌癥HIFU治療流程。
南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報2021年10期