子宫肌瘤是最常见的妇科良性肿瘤，部分可产生明显的临床症状^[1]，甚至有患抑郁症的风险^[2]，严重影响患者的身心健康，早期治疗以手术为主。近年来微创、无创治疗特别是高强度聚焦超声（high intensity focused ultrasound，HIFU）消融发展迅速，广泛应用于有生育要求的症状性子宫肌瘤患者^[3,4,5,6]。研究表明，HIFU对T2呈低信号的子宫肌瘤疗效最好，等信号次之，T2高信号的肌瘤则难以消融、效果最差^[3,4,5,6]，但也有研究发现，部分T2呈均匀高信号的子宫肌瘤行HIFU治疗亦能取得良好效果^[7]。Zhao等^[7]从组织病理学角度对不同T2信号强度子宫肌瘤的HIFU疗效差异进行定性分析，而冉剑波等^[8]则进行定量分析，认为肌瘤平滑肌细胞数及胶原含量的差异可能导致了HIFU消融效果的不同。但HIFU在治疗前通常缺乏病理结果，目前主要由MRI提供肌瘤的影像信息。虽然T2信号在一定程度上反映了肌瘤组织结构，但T2信号强度以肉眼观察为主，是一相对比值、具有主观局限性，不能量化分析肌瘤的组织微观结构，提供的信息有限。

       磁共振扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）通过对组织水分子扩散速率及方向进行量化反映组织微观结构，主要应用于中枢神经系统^[9]，近年来在子宫的应用逐渐增加^{[10,11,12,13]}，虽然在子宫肌瘤领域应用依然较少^{[14,15,16,17]}，但目前已有关于T2均匀低信号子宫肌瘤DTI参数特点的报道^[16,17]。本研究希望扩展前人的工作，探讨不同T2信号强度肌瘤间的DTI参数特点，提供比T2信号强度更直观、准确的微观结构信息，为临床提供一种能在HIFU治疗前无创地量化分析肌瘤微观结构的方法。

1　材料与方法

1.1　一般资料

       2014年4月至2015年1月于我院经MR诊断的子宫肌瘤患者。纳入标准：(1)单纯子宫肌瘤患者；（2）子宫肌瘤最大层面直径3~ 12 cm ；(3)未经药物及手术治疗的子宫肌瘤。排除标准：(1)阔韧带肌瘤；（2）有子宫腺肌症、盆腔炎症等其他妇科疾病者；（3）妊娠期或哺乳期者；（4）有MRI禁忌证及钆剂过敏患者；（5）宫内节育器；（6）对于DTI图像信号缺失严重的肌瘤；（7）对检查不能配合或不能有效完成者。所有患者均在受检前被详细告知检查的目的、方法以及注意事项，并签署知情同意书。本研究已通过我院伦理委员会审核批准。

1.2　检查方法

1.2.1　设备和扫描方法

       使用美国GE 3.0 T MRI (Singa HD Excite，GE healthcare，USA)，8通道相控阵腹部线圈，取仰卧位固定。先行常规MR检查，采集T1WI、T2WI及增强图像，再加行盆腔DTI扫描，采用扩散加权矢状位自旋平面回波（spin-echo sequence, echo planar imaging，SE-EPI）脉冲序列，扫描参数为：FOV 38 cm×38 cm，矩阵128×104，层厚4 mm，层间隔0 mm，层数20层，TE 80 ms，TR 4500 ms，激励次数2，b值取0 s/mm²和600 s/mm²，扩散敏感梯度方向数25个；共计扫描时间30～ 35 min。

1.2.2　图像分析

       影像评估：病例诊断、筛选及分组均由两名具有10年以上盆腔MR诊断经验的放射医师共同阅片，诊断结果不同时讨论并达成一致。参考Zhao等^[5]的分类标准，将肌瘤分为T2低信号（信号强度近似于骨骼肌）、等信号（信号强度近似于子宫肌层）、高信号（信号强度近似于子宫内膜）3组。尽可能选取T2信号均匀的子宫肌瘤，当信号不均时，则按肌瘤内的主要信号成分进行分类（主要信号范围占病灶1/2以上）^[18]。DTI参数测量：在后处理工作站美国GE AW Functool 4.4进行测量，在相应DTI矢状位平均扩散系数（the mean diffusivity，MD）、部分各向异性（fractional anisotropy，FA）及相对各向异性（relatively anisotropy，RA）彩色编码图上，尽可能大地选取圆形或类圆形感兴趣区（region of interest，ROI）测得MD、FA及RA值，分别测量，一共3次，取平均值。ROI选择：在b= 0 s/mm²的图像上勾画ROI，选择病灶的中心部分，减少周围组织对MD、FA及RA值的影响，尽量包含同一层面所有的肌瘤组织，病灶信号不均时，避开明显的坏死、囊变区，按肌瘤大小平均选取共6个层面放置ROI，取平均值。

1.3　统计学分析

       采用统计学软件SPSS 19.0，结果用均数±标准差表示。先对每组数据进行正态分布和方差齐性检验，再采用独立样本t检验对各组肌瘤间MD值、FA值及RA值进行比较。P<0.05认为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　分组结果

       123例符合标准的子宫肌瘤患者参与DTI扫描，其中7例由于DTI图像信号缺失严重予以排除，最终观察116例患者，年龄21~ 56岁，平均年龄（36.6±5.2）岁，共141个符合标准的子宫肌瘤，分别为低信号组57个肌瘤、等信号组33个肌瘤、高信号组51个肌瘤。

2.2　DTI参数比较

       各组间DTI参数方差分析具有统计学意义，进一步进行两两比较；低信号组MD值显著低于等信号组及高信号组(P=0.000)，等信号组显著低于高信号组(P=0.000)；低信号组RA、FA值显著高于等信号组及高信号组(P=0.000)，等信号组高于高信号组(P=0.000)；各组RA值低于FA值，变化趋势一致，低信号组高于等信号组及高信号组(P=0.000)，等信号组高于高信号组(P=0.000)，差异具有统计学意义（表1，表2，图1，图2）。

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图1  低信号子宫肌瘤DTI参数。女性，37岁，子宫右侧壁肌壁间单发肌瘤。肌瘤大小约5.6 cm× 4.8 cm×4.9 cm，T2呈均匀低信号（A）。在DTI b=0 s/mm²灰度图上勾画ROI (B)，分别从MD、FA及RA彩色编码图上得到相应参数值：MD值=1.18×10^-3 mm²/s，FA值=0.501，RA值=0.466(C~ E)
图2  混杂高信号子宫肌瘤DTI参数。女性，42岁，子宫前壁肌壁间单发肌瘤。肌瘤大小约7.4 cm×10.2 cm×8.9 cm，T2呈混杂高信号（A），在DTI b=0 s/mm²灰度图上勾画ROI (B)，分别得到相应DTI参数值：MD值=2.10×10^-3 mm²/s、FA值=0.225(C、D)
Fig.1  Characteristics of DTI parameter in hypointense signal fibroid. A 37-year-old woman with 5.6 cm× 4.8 cm×4.9 cm single intramural myoma on right wall of uterine, who shows homogeneous hypointense signal on T2WI (A). The ROI is placed on b=0 s/mm² DTI image (B), and get parameter values from MD, FA and RA color-coded map respectively: MD value=1.18×10^-3 mm²/s, FA value=0.501, and RA value=0.466(C~ E).
Fig.2  Characteristics of DTI parameter in mixed hyperintense signal fibroid. A 42 year-old womam with single intramural myoma in the posterior uterine wall, who shows mixed hyperintense signal on T2WI (A). The ROI is placed on b=0 s/mm² DTI image (B), and get parameter values from MD and FA values from color-coded map respectively: MD value=2.10×10^-3 mm²/s and FA value=0.225(C, D).

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表1  T2低信号、等信号与高信号组子宫肌瘤MD值、FA值及RA值(±s)
Tab. 1  The MD value, FA value and RA value among the uterine fibroids, which grouped by T2 signal intensity in three groups: hypointense, isointense and hyperintense fibroids(±s)

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表2  不同信号组DTI参数方差分析及比较结果
Tab. 2  ANOVA of different signal intensity group

3　讨论

       子宫肌瘤T2信号强度与组织成分含量密切相关，常见的普通型子宫肌瘤T2上多呈均匀低、等信号^{[7,8, 17,18]}。富于细胞型与退变型（如黏液样变、水肿型等）肌瘤主要呈T2高信号，以细胞为主者信号常均匀，而退变型则多不均匀^{[15,16, 18]}。本次研究仅通过T2信号强度分类、所测量的子宫肌瘤病理类型可能并不一致，为了减小病理类型差异对研究结果准确性的影响，本次入组病例尽量选择T2信号均匀的子宫肌瘤，当信号不均时则按肌瘤内的主要信号成分进行分类（主要信号范围占病灶1/2以上）^[18]，勾画ROI时选择病灶中心部分、减少周围组织的影响，尽量包含同一层面所有的肌瘤组织，当信号不均匀时，避开明显的坏死、囊变区。

       本研究结果与ROI的勾画密切相关，而图像质量影响ROI的勾画，由于盆腔DTI分辨率较低，存在较多的影响因素（肠道蠕动、肠气干扰等），故需要采取措施提高图像质量：嘱受检者检查前排空膀胱，以降低膀胱内尿液对子宫肌瘤的影响（尤其是前壁肌瘤）^[17]；尽可能在增加扩散梯度方向的同时控制扫描时间，故设定扩散梯度方向为25个^[19]。

       本研究发现，不同T2信号强度子宫肌瘤的DTI参数存在差异，低信号组肌瘤MD值显著低于等、高信号组，等信号组MD值低于高信号组，说明低信号组肌瘤组织水分子扩散能力最差，等信号组次之，高信号组最高；FA值及RA值则是低信号组肌瘤最高，等信号组次之，高信号最低；FA值是组织中水分子运动各向异性成分占整个扩散张量的比例，其值越大表明水分子运动更趋一致，RA值作为FA值的补充，其变化趋势与FA值相同。

       结合子宫肌瘤组织微观结构特点^[14,15,16]，各组肌瘤间MD值、FA值及RA值的差异间接反映了各组肌瘤的微观结构。低信号组肌瘤的细胞外间隙更狭窄，含水少、含细胞外基质较多，水分子扩散能力减低，各方向扩散能力差异大，故FA值高，间接提示该型肌瘤组织纤维束较长、排列密集，走行更趋于一致，这与李佳等^[16]的研究相符；高信号组肌瘤细胞成分丰富，细胞外间隙大，含水多、水分子走行分散，阻碍水分子扩散的细胞外基质少，故水分子扩散能力强，各方向扩散差异小，故FA值低，间接反映该组肌瘤细胞外基质中纤维束短、排列稀疏。

       本研究存在一些不足，正常女性子宫肌层、结合带及子宫内膜的DTI参数与月经周期及患者年龄有关^{[10,11,12,13]}，而本研究所有肌瘤仅通过T2信号强度分组，未考虑患者月经周期及年龄是否对子宫肌瘤的DTI参数有影响。此外，入组病例均经MR诊断，无手术病理结果对照，故不能完全排除与子宫肌瘤MR表现类似的腺肌瘤或肉瘤等，可能会对研究结果产生一定影响。

       总之，不同T2信号强度子宫肌瘤的DTI参数差异具有统计学意义，将肌瘤组织结构体现在具体数值上，故能提供较常规MR T2信号强度更多、更准确的微观结构信息，从而为临床提供一种能在HIFU治疗前无创地量化分析子宫肌瘤微观结构的方法。结合T2高信号子宫肌瘤的HIFU疗效，并分析肌瘤进行HIFU治疗前后的DTI参数特点，寻找T2高信号子宫肌瘤HIFU治疗获得良好效果的DTI参数区间，使更多的T2高信号肌瘤也能适用于HIFU治疗，以及结合病理，探讨不同病理亚型子宫肌瘤、腺肌瘤及肉瘤间DTI参数差异与特点是下一步的研究计划。