超声消融子宫肌瘤的临床剂量学研究

【摘要】： 子宫肌瘤是女性生殖系统最常见的良性肿瘤。高强度聚焦超声通过聚焦超声束直接作用于瘤体后,造成肌瘤组织的凝固性坏死,从而阻止肌瘤的生长、使其缩小或消失,减轻或缓解肌瘤引起的症状或体征。超声消融子宫肌瘤首先要通过治疗计划系统(treatment planning system,TPS)制定治疗计划,TPS包括辅助治疗方法、超声换能器、3D适形扫描技术和治疗剂量投放等。治疗剂量学标准化是临床适宜技术推广的关键,超声消融剂量学研究就是考虑有效性、安全性和治疗效率的前提下,将超声消融生物学效应量化,确立消融体积与治疗剂量的关系即超声消融的能效关系。超声能量在生物组织中沉积形成生物学焦域(biological focal region,BFR),通过BFR的移动实现肿瘤的热消融。BFR是可以通过理论进行预测的。能效因子(energy efficiency factor,EEF)为超声与生物组织相互作用的量化指标,对同一超声换能器,影响因素包括:靶区深面到皮肤表面的距离、靶组织的结构和功能状态、组织声环境、扫描方式、辅助治疗等。本研究旨在总结超声消融子宫肌瘤的剂量学数据,建立EEF剂量模型,用以临床预测治疗一定体积的肿瘤所需的治疗剂量。为超声消融治疗子宫肌瘤的TPS的制定和优化提供剂量学基础。 目的 通过核磁共振影像学的超声消融结果,在安全性与有效性的基础上,总结超声消融子宫肌瘤的剂量学数据,建立EEF剂量模型,用以临床预测治疗一定体积的肿瘤所需的治疗剂量。为超声消融治疗子宫肌瘤的TPS的制定和优化提供剂量学基础。 资料与方法 1.研究对象2006年12月至2009年1月,对重庆医科大学附属第一医院子宫肌瘤患者142例,年龄21～51岁,平均38.8±5.6岁。 入选标准(1)临床诊断的子宫肌瘤患者经超声检查及核磁共振成像进一步确认;(2)绝经前妇女;(3)有子宫肌瘤的相关症状或心理影响渴望得到治疗,拒绝手术,要求保留子宫;(4)治疗系统机载超声可以显示的肌瘤,肌瘤最大径1.5cm,肌壁间肌瘤,非带蒂的浆膜下和粘膜下子宫肌瘤;(5)能准确地交流治疗过程中的感受;(6)同意接受镇静镇痛下超声消融治疗。 排除标准(1)宫颈肌瘤;(2)合并妇科其他疾病者(如阴道炎、盆腔炎、肿瘤等);(3)月经期妇女、孕妇(妊娠试验阳性)及哺乳期妇女;(4)结缔组织病或接受过腹部大剂量放疗者;(5)未控制的糖尿病及肝肾功能异常者;(6)严重心、脑血管疾患:不稳定性心绞痛、半年内有心肌梗塞、心律失常需用药物控制者、严重高血压及心力衰竭者;(7)半年内有脑梗塞、脑出血者;(8)有核磁共振及钆剂过敏的患者。 2.研究设备 JC型聚焦超声肿瘤治疗系统重庆海扶?(HIFU)技术有限公司研制,治疗超声换能器中心组合有超声显像探头。治疗超声换能器频率0.8 MHz,功率0 W～400 W可调,物理学焦域为1.5 mm×1.5 mm×10 mm ,循环脱气水( 3 ppm )耦合。机载显像超声参数:频率3.5MHz. 核磁共振成像系统Magnetom Symphony 1.5T MR Tim系统( Siemens, Germany )。序列设置: T1加权自旋回波序列(TR 502ms、TE 12ms,层厚4 mm,层距1 mm);T2加权自旋回波序列(TR 4,000ms、TE 98ms,层厚6 mm,层距0.875 mm);增强T1加权梯度回波序列(TR 5.13ms,TE 2.37ms,层厚2.5mm,层距0.5 mm),线圈:Body Matrx/large Loop coil。 实验用药品对比造影剂钆双胺注射液(欧乃影gadodiamid)0.5 mmol / ml,剂量为15～20 ml。 3.研究方法 3.1治疗前影像学评估 入选病人经过盆腔超声和核磁共振影像学评估。子宫肌瘤CDFI血供分级标准:0级:肌瘤内未见血流信号;Ⅰ级:肌瘤内少量血流,可见1～2处点状血流;Ⅱ级:肌瘤内中量血流,可见1条主要血管,其长度超过肌瘤的半径或见2～3条小血管;Ⅲ级:肌瘤内丰富血流,可见4条以上血管或血管相互连通;Ⅳ级:肌瘤周边血管呈网状包绕整个肌瘤(抱球征),并有树枝状多个分支伸入肌瘤内部,血管相互交织成网状,或血管直径达3 mm以上。 子宫肌瘤T2WI信号强度分类标准:Ⅰ类,低信号:肌瘤信号低于或等于骨骼肌;Ⅱ类,等信号:肌瘤信号低于或等于子宫肌层,高于骨骼肌;Ⅲ类,高低混杂信号:肌瘤信号显示为高于子宫肌层与等低于子宫肌层信号混杂;Ⅳ类,高信号:肌瘤信号均匀高于子宫平滑肌或以高信号为主的混杂信号。 3.2超声消融 治疗前准备:①肠道准备:治疗前日导泻,治疗当天早晨清洁灌肠;②皮肤准备:下腹部备皮,脱脂、脱气;③膀胱准备:治疗前留置导尿管。 镇静镇痛的实施:枸橼酸芬太尼和咪唑安定联合应用,控制镇静深度达到ramsy 3～4级,镇痛效果要求患者疼痛评分小于4分为佳。超声消融治疗:①消融范围:为瘤内消融,焦点范围:距子宫内膜15 mm;距肌瘤假包膜5 mm;距近骶骨肌瘤深面15 mm;距近腹壁肌瘤浅面10 mm;治疗层距:层距5 mm;点距5 mm;②消融过程:病人俯卧于治疗床上,下腹部前壁置于脱气水中的聚焦超声换能器上方,治疗前机载超声显像定位以确保有安全的声通道,避免损伤肠道等非靶区组织;根据病人对声照射引起的感觉反应和超声显像的实时灰度变化调整治疗剂量,点扫描和线段扫描结合完成治疗,靶区出现团块状高回声改变或整体灰度明显增加为治疗终点。治疗后病人在观察室休息两小时,可由家属陪同离院回家。 观察指标:①治疗剂量参数:治疗时间、照射时间、治疗功率;②可接受度:疼痛评分;③安全性指标:不良反应。3.3治疗后影像学评价 治疗后0～3月内,行增强MRI检查,MR成像参数及扫描序列同治疗前。 3.4治疗并发症评价标准依据国际介入放射治疗协会制定的SIR分类法。 3.5剂量学分析方法剂量用能效因子(energy effect factor,EEF)表示: EEF=η. Pt / V (J/mm3)η表示聚焦系数(= 0.7),P为声功率(W),t为照射时间,V为无灌注区体积(non-perfused volume,NPV)(mm3),EEF为单位体积消融所需能量(J/mm3)。 3.6统计学方法采用SPSS13.0统计软件,进行统计学分析。 结果 1.消融结果142例病人(168个肌瘤)接受一次性超声消融治疗。平均径线4.4±1.6 (1.5～12.3)cm,平均体积62.57±85.87 (1.9～747.1)cm3。治疗时间平均2.7±1.3小时(14～471分钟),照射时间33±19分钟(2～79分钟)。体积消融率84.70±22.96%(有增强MRI结果的165个肌瘤)。 2.治疗耐受性评价疼痛评分0～4分占研究对象的85 %。 3.并发症和副反应33.10%(47/142)病人发生不同程度的不良反应,94.92%属SIR A-B类并发症,无介入放射协会的SIR D-F类并发症发生。B类并发症2例,1例治疗后24小时内下腹部疼痛,要求止痛治疗;1例病人腹股沟区皮肤浅Ⅱ°烧伤,给予局部换药处理;SIR C类并发症包括3例病人,需要延长住院时间,2例病人治疗后1天出现体温升高超过38.5℃,经治疗48小时内恢复正常;1例病人尿潴留,留置尿管,48小时内恢复自行排尿。 4.剂量学研究结果腹壁组织(厚度小于50mm)与子宫肌瘤超声消融所需剂量之间缺乏相关性;子宫肌瘤的大小、位置、血供分级、T2WI信号强度以及声通道子宫肌壁厚度与单位组织超声消融所需剂量有线性相关关系。 结论 1.镇静镇痛下超声消融子宫肌瘤可以达到充分消融。 2.能效因子(EEF)直接反映子宫肌瘤超声消融能效关系的规律性,EEF可作为子宫肌瘤剂量学研究的量化指标。 3.在临床可获得数据中,子宫肌瘤的位置、大小、血供分级和T2WI信号强度可作为预测消融剂量的指标。 4.子宫肌瘤超声消融剂量模型: (1)超声、MRI联合应用预测剂量模型: [χ1 =肌瘤位置(前壁=1,后壁=2),χ2 =肌瘤直径(cm),χ3 =肌瘤Adler血供分级+1,χ4 =肌瘤T2WI信号强度] (2)超声影像特征预测模型: [χ1 =肌瘤位置(前壁=1,后壁=2),χ2 =肌瘤直径(cm),χ3 =肌瘤Adler血供分级+1 ] (3) MRI影像特征预测剂量模型: [χ1 =肌瘤位置(前壁=1,后壁=2),χ2 =肌瘤直径(cm),χ3 =肌瘤T2WI信号强度] y =3.052+6.095·x1 -0.383·x2+2.827·x3+5.135?x4 y =6.202+5.557·x1 -0.180·x2+2.144·x3 y =8.759+6.816·x1 -0.332·x2+4.881·x3