子宫肌瘤是女性生殖系统最常见的良性肿瘤，来源于子宫肌层，育龄期妇女发病率约20%~40%^[1]。目前国内外常见子宫肌瘤分类标准包括生长部位、病理类型及MR T2WI信号，其中按不同MR T2WI信号(与腹直肌、正常子宫肌层及黏膜信号对比)分为低信号、等信号及高信号三类，其中高信号又分为不均匀高信号、均匀轻度高信号、均匀显著高信号^[2,3]，以低信号最为常见。MR扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)是在扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)技术基础上发展而来的一项新的功能MRI技术，现已广泛用于中枢神经系统的研究^[4,5]。DTI主要的评价参数是平均扩散系数(the mean diffusivity，MD)、部分各向异性(fractional anisotropy，FA)及相对各向异性(relatively anisotropy，RA)，MD表示水分子扩散运动的速度及范围；FA表示水分子各向异性成分占整个扩散张量的比例；RA代表本征值的各向同性与各向异性之比^[6,7]。目前已有较多研究运用DTI显示正常子宫肌层的纤维束形态及子宫各层相关DTI参数^[7,8]，但在子宫肌瘤的应用很少。本研究主要是分析活体子宫肌瘤的DTI特点，找到定量分析子宫肌瘤亚型的方法。

1　材料与方法

1.1　病例选择

       搜集2014年4月至2014年12月于本院就诊的子宫肌瘤患者，所有患者先行常规MRI平扫及增强扫描，诊断、病例筛选及肌瘤分组均由两名具有十年以上MRI诊断经验的放射科医师独立完成，排除有争议病例，取得一致性意见。纳入标准：(1)单纯子宫肌瘤患者；(2) T2WI呈均匀低信号且增强扫描均匀强化的子宫肌瘤；(3)最大层面直径大于3 cm的子宫肌瘤；(4)未经药物或手术治疗的子宫肌瘤。排除标准：(1)阔韧带肌瘤及宫颈肌瘤；(2)有其他妇科疾病史，如子宫内膜异位症、盆腔炎等；(3)妊娠期、哺乳期子宫肌瘤患者；(4)有MRI禁忌证及钆剂过敏患者。共有65例患者[年龄24~56岁，平均年龄(40.4±6.7)岁]最终进行盆腔DTI扫描。本研究已通过我院伦理委员会审核批准，所有病人均签署知情同意书。

1.2　设备和方法

       所有患者均采用美国GE公司生产的3.0T MRI设备(Singa HD Excite，GE healthcare，USA)，8通道相控阵腹部线圈，行常规MRI平扫、增强及DTI扫描。受检者检查前排空膀胱，取仰卧位固定。扫描常规横轴面T1WI，采用SE序列(FOV 38 cm×38 cm，矩阵384×180，层厚6 mm，层间隔2 mm，TE 10 ms，TR 600 ms，激励次数1次)；常规横轴面、冠状面及矢状面T2WI，采用FRFSE序列(FOV 38 cm×38 cm，矩阵288×256，层厚6 mm，层间隔2 mm，TE 105 ms，TR 3480 ms，激励次数2次)；增强扫描采用LAVA序列扫描(FOV 38 cm×38 cm，矩阵288×256，层厚2 mm，层间隔0 mm，Slab 50 cm)，5期横轴面，17 s一期，延迟期扫描冠状面及矢状面，对比剂使用欧乃影0.5 mmol/ml，15 ml；最后行盆腔DTI扫描，采用扩散加权矢状面自旋平面回波(SE-EPI)脉冲扫描(FOV 38 cm×38 cm，矩阵128×104，层厚3 mm，层间隔0 mm，TE 80 ms，TR 4500 ms，激励次数2，b=600 mm²/s，25个梯度方向)，一共扫描时间35~40 min。

1.3　图像分析

       采用GE的DTI后处理工作站AW 4.4 Functool进行数据测量。在DTI矢状面MD、FA及RA彩色编码图上分别测得肌瘤及子宫肌层的MD、FA及RA值。后处理时，先进行阈值设定，选择肌瘤最大层面，上限至最大，下限刚好消除背景噪声的同时又不损失肌瘤及肌层信号为原则。在b=0的图像上勾画ROI，分别放置在肌瘤第3、4层及中间两层、倒数第3、4层，每个ROI尽量包含该层面所有肌瘤组织，取6个值的平均值做有效值。子宫正常肌层的ROI则放置在对侧肌层较厚、显示较好且与结合带分界清楚的层面，ROI横径约占1/2肌层厚度(图1)。由1名有经验的放射科医师进行后处理，所有肌瘤均测量三次，每次间隔半月，三次测值的平均值作为最终结果。

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图1  38岁，女。单发后壁肌壁间子宫肌瘤，大小约3.8 cm×4.2 cm×4.7 cm (A)，在b=0 mm²/s DTI上放置ROI，肌层ROI放置于病变对侧肌层较厚、显示较好且与结合带分界清楚的层面，ROI横径约占1/2肌层厚度(B)；C与D分别代表子宫肌层的MD与FA彩色编码图
图2  50岁，女。单发浆膜下子宫肌瘤，大小约7.6 cm×5.6 cm×5.4 cm，A图为T2WI图像，肌瘤呈均匀低信号；B图为增强扫描延迟期，肌瘤均匀强化；C图为b=0 mm²/sDTI彩色结构图，D~F图分别为MD、FA及RA彩色编码图，ROI尽量包含该层面所有肌瘤组织
Fig. 1  Famale, 38 years old. Singleintramural myoma in the posterior uterine wall, 3.8 cm×4.2 cm×4.7 cm (A). The ROI is placed on b=0 mm²/s DTI image, ROI of normal uterine muscular layer is put in the contralateral uterine body that is free of disease, where the myometrium show better, thicker and the junctional zone is showed clearly. The ROI transverse diameteris about half of muscle layer thickness (B), C and D graphs were respectively MD and FA color-coded map.
Fig. 2  Famale, 50 years old. Single subserous hysteromyoma, 7.6 cm×5.6 cm×5.4 cm, graph A is T2WI image, the fibroid is homogeneously low signal, graph B is enhanced scanning delay, reinforced evenly, graph C, b = 0 mm²/s DTI color structure diagrams, D—F graphs were respectively MD, FA and RA color-coded map, ROI contained all tumour tissue in this layer as far as possible.

1.4　统计学处理

       采用SPSS 19.0统计学软件进行统计学检验。结果采用均数±标准差进行描述。先采用进行参数正态分布和方差齐性检验，最后子宫肌瘤与肌层、不同部位子宫肌瘤之间的MD值、FA值及RA值的相互比较采用独立样本t检验，P<0.05差异具有统计学意义。

2　结果

       65例患者共85个子宫肌瘤符合纳入标准，5个肌瘤(均为前壁浆膜下肌瘤)由于DTI图像信号缺失严重予以排除，最终80个子宫肌瘤进行DTI后处理，其中38个为浆膜下肌瘤，42个为肌壁间瘤(图2)。

       所有肌瘤MD值=(1.275±0.204)×10^-3 mm²/s，FA值及RA值分别为0.465±0.114、0.420±0.110。分别比较所有子宫肌瘤与正常子宫肌层的MD值、FA值及RA值，T2WI低信号子宫肌瘤的MD值低于肌层，差异有统计学意义(P<0.01)。子宫肌瘤的FA值及RA值均高于肌层，且存在显著差异(P<0.01)(表1)。另比较浆膜下子宫肌瘤与肌壁间子宫肌瘤的MD值、FA值及RA值，发现三者均无显著差异(表2)。

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表1  所有T2WI均匀低信号子宫肌瘤(80例)与正常子宫肌层(65例)MD值、FA值及RA比较(±s)
Tab. 1  The comparison of the MD value, FA value and RA value of all fibroids with homogeneous hypointense signal on T2WI (80 cases) and normal myometrium (65 cases) (±s)

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表2  将子宫肌瘤按生长部位分组，分为肌壁间肌瘤与浆膜下肌瘤两组，比较两组肌瘤MD值、FA值及RA特点(±s)
Tab. 2  The uterine fibroids grouped by growth zoon, divided into two groups as intramural hysteromyoma and subserous fibroids, compared MD value, FA value and RA characteristics of two groups (±s)

3　讨论

       子宫肌瘤的MRI信号特点与肌瘤内组织成分比例，细胞的形状、排列、分布及是否变性等有关，尤其是T2WI上信号表现颇具特点。目前国内外有较多关于子宫肌瘤MRI表现与病理特点的研究，发现不同病理类型的子宫肌瘤的T2WI信号表现各有特点，而最常见的普通型子宫肌瘤组织成分及镜下表现较简单，其细胞排列紧密，胶原纤维较多，缺乏黏蛋白，T2WI以均匀低信号为主^[8,9,10]。笔者希望能通过讨论均匀低信号子宫肌瘤MD值、FA值及RA值的测定间接反映普通型子宫肌瘤的DTI特点。实验还比较了不同部位的低信号肌瘤的DTI表现，探讨生长部位对肌瘤DTI特点的影响。

       由于图像质量影响测量时ROI勾画，提高扫描图像质量也是本次研究的一个关键。主要采取以下方式：为了减少膀胱内尿液对子宫肌瘤的影响(尤其是前壁肌瘤)，嘱受检者检查前排空膀胱；设定扩散梯度方向为25个方向，根据Kim等^[11]研究发现，32个扩散梯度方向的图像质量明显优于6个及15个方向，但由于方向设定越多，扫描时间越长，病人配合越差，最后综合多个因素选择25个扩散梯度方向进行扫描；为提高水扩散敏感性，又减弱T2效应，将b值确定为600 s/mm²。考虑到病人意愿及配合程度等因素，扫描前并未对受检者使用抑制肠道运动的药物，故筛选检查对象时排除有腹泻疾病、正在使用促胃肠运动药物及刚进食的病人。

       DTI在神经系统应用最早也最广泛，目前国内外也有较多在腹部的应用研究^[6,7,12,13]，而关于子宫肌瘤的DTI研究较少，因此关于子宫肌瘤的DTI特点，纤维束走行与病理的关系等仍不清楚。此前Thrippleton等^[14]分析了23个离体子宫肌瘤的DTI特点，Weiss等^[15]在对离体子宫的DTI研究中观察了3个肌瘤的FA值。这些研究均未考虑肌瘤的T2WI信号及病理亚型的关系，且样本为离体标本，其微环境不同于活体组织，所得的参数特点与活体子宫肌瘤可能存在差异，另样本量不大，缺乏一定程度的统计说服力。本次研究观察T2WI低信号肌瘤的DTI特点，通过选择相同T2信号特点，尽量使得所测量的子宫肌瘤的病理类型趋于一致。并按不同生长部位进行分组，观察不同生长部位肌瘤的DTI特点是否存在差异。同时还测量肌瘤与肌层的RA值(扩散张量各向异性部分与各向同性部分的比值)，进一步补充反映水分子弥散情况，使得到的DTI参数更加全面。

       低信号子宫肌瘤的MD值、FA值及RA值与正常子宫肌层比较存在显著差异。其中肌瘤MD值应显著低于正常肌层(P<0.01)，说明子宫肌瘤内水分子的扩散能力及速率均低于正常肌层。已有较多相关病理研究显示子宫肌层主要分为两层，内肌层以环形纤维为主，外基层以纵行纤维为主，平滑肌细胞平行排列，形态规则，走行一致。而T2WI低信号子宫肌瘤以普通型多见，该类型肌瘤镜下可见平滑肌瘤细胞形态、大小一致，含大量细胞外基质，主要为大量的胶原纤维且含水少^[6,7,10,16]，均使得细胞外间隙变小，阻碍水分子的弥散，故研究结果符合组织微观表现。

       肌瘤的FA值及RA值高于肌层，提示肌瘤内水分子扩散各向异性更大，水分子整体运动方向较肌层更一致，这提示该类肌瘤组织细胞外间隙含纤维束越多，且走行较肌层更一致，另肌瘤组织细胞外间隙狭窄，含水少等因素均可导致其FA值及RA值更高。但这与Thrippleton等^[14]及Weiss等^[15]的研究结果不相符，这可能是由于本实验只观察T2WI低信号、无变性或坏死的肌瘤，因此本研究结果更趋于提示普通型子宫肌瘤的DTI表现。同时证明DTI是区别均匀低信号子宫肌瘤与正常肌层组织特点的有效手段。

       子宫肌瘤按部位分为浆膜下、肌壁间与黏膜下三型，本次65例患者共8个黏膜下肌瘤均非低信号(5个为均匀显著高信号，3个为均匀轻度高信号)，故研究对象仅浆膜下子宫肌瘤组与肌壁间子宫肌瘤两型，无黏膜下子宫肌瘤。最终观察到浆膜下子宫肌瘤与肌壁间子宫肌瘤的相关DTI参数差异无统计学意义，由于DTI主要通过组织间水分子扩散速率及方向等特点间接反应组织微观结构，故研究表明浆膜下与肌壁间生长的低信号肌瘤组织微观结构并无差异，这也进一步说明肌瘤组织内部微观结构可通过T2WI信号反应，而与生长部位关系不大。但由于本次研究对象无黏膜下肌瘤，生长部位的影响有无仍需进一步研究。另外本研究并未考虑年龄、肌瘤数量及生理周期的影响，这也是本次研究不足之处。

       子宫肌瘤治疗方式多种，合理选择治疗方式十分重要。目前微无创治疗在子宫肌瘤的应用越来越广泛，但已有不少研究发现肌瘤T2信号强度与疗效相关，例如高强度聚焦超声消融对T2等、低信号肌瘤治疗效果优于高信号肌瘤^[3]，而子宫动脉栓塞治疗高信号肌瘤疗效优于低信号者^[17,18]，实际上均与肌瘤组织微观结构、病理类型及微灌注等相关。而微无创治疗缺乏治疗前病理诊断及组织微观结构分析，因此通过DTI发现子宫肌瘤的微观结构特征，提示病理类型，对于治疗方法的选择和预后评估具有重要意义，这也是本次研究的潜在价值。而其他T2信号子宫肌瘤的DTI特点及与病理的联系、各类型子宫肌瘤纤维束情况也将是我们下一步研究计划。