劉梓菀，呂富榮，肖智博

子宮是產(chǎn)生月經(jīng)、孕育胚胎及胎兒的生殖器官，一旦產(chǎn)生疾病，將對女性身心健康造成重要影響，因此，對子宮疾病進(jìn)行精準(zhǔn)診療尤為重要。近年來，微、無創(chuàng)治療發(fā)展迅速，已成為子宮疾病的治療熱點(diǎn)，例如高強(qiáng)度聚焦超聲消融及子宮動脈栓塞術(shù)已廣泛應(yīng)用于子宮肌瘤。但目前微、無創(chuàng)治療通常缺乏病理診斷，治療前主要由增強(qiáng)MRI提供病灶的影像信息。雖然T2信號在一定程度上反映了肌瘤組織結(jié)構(gòu)，但T2信號強(qiáng)度為一相對比值且以肉眼觀察為主，具有主觀局限性，不能對組織微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行量化分析、提供的信息有限，且對于腎功能不全及對比劑過敏這一部分患者而言，增強(qiáng)掃描并不適用。磁共振擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)在擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，通過對組織水分子擴(kuò)散速率及方向進(jìn)行量化反映組織微觀結(jié)構(gòu)與病理改變，能提供較MR T2信號更直觀、準(zhǔn)確的信息，且具有無創(chuàng)與不需要對比劑等優(yōu)點(diǎn)，在理論研究與臨床應(yīng)用領(lǐng)域均引起了廣泛關(guān)注。DTI始于20世紀(jì)90年代，主要評價參數(shù)有表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)及部分各向異性(fractional anisotropy，F(xiàn)A)，其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用最早也最廣泛[1]，近年來在腹部[2]、盆腔器官尤其是子宮[3-5]的應(yīng)用逐漸增加，能清楚地顯示子宮與病灶的微觀結(jié)構(gòu)并進(jìn)行量化分析。筆者就DTI在子宮及子宮疾病方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 DTI在子宮的應(yīng)用研究

子宮主要由平滑肌束及結(jié)締組織組成，肌壁具有三層結(jié)構(gòu)，分別為子宮肌層、結(jié)合帶及內(nèi)膜層，DTI對子宮肌壁三層結(jié)構(gòu)的觀察經(jīng)歷了從離體標(biāo)本到在體的發(fā)展過程[3-5]。Weiss等[3]應(yīng)用DTI掃描及纖維示蹤重建分析了5例非孕完整離體子宮的纖維結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、并將結(jié)果與病理標(biāo)本對照，在宮頸觀察到環(huán)形與縱形兩種走行的纖維束，其內(nèi)側(cè)以縱行纖維束為主，而外側(cè)則以環(huán)形纖維束為主，與鏡下表現(xiàn)相符。

Fiocchi等[4]對30名健康育齡期的志愿者(包括9名經(jīng)剖腹產(chǎn)者)行3.0 T MR-DTI掃描及纖維示蹤重建，發(fā)現(xiàn)子宮大部分區(qū)域纖維束排列有序，主要為環(huán)形與縱向兩種，與離體子宮DTI研究結(jié)果[3]一致。Fiocchi等[4]將9名剖腹產(chǎn)者與13名非孕正常子宮分為兩組進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)約三分之二的剖腹產(chǎn)者子宮峽部前壁手術(shù)切口處的纖維束走行紊亂、局部中斷或缺失，且纖維數(shù)目、纖維密度明顯低于相同部位的正常非孕子宮組，這種差異在其中2例有較大剖腹產(chǎn)手術(shù)疤痕并繼發(fā)胎盤植入者尤為顯著，這一結(jié)果提示，DTI可用于無創(chuàng)性地觀察剖腹產(chǎn)后繼發(fā)胎盤植入及胎盤前置患者的子宮情況。Fujimoto等[5]的研究發(fā)現(xiàn)：肌層的表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)值最高(1.12×10-3mm2/s)，內(nèi)膜層次之(0.97×10-3mm2/s)，結(jié)合帶最小(0.83×10-3mm2/s)；FA值則是結(jié)合帶最高(0.297)，其次為肌層(0.257)，內(nèi)膜層最低(0.186)；肌層的纖維束最長(42.0 mm)，結(jié)合帶次之(34.2 mm)，內(nèi)膜層最短(20.0 mm)；這些結(jié)果可能與組織結(jié)構(gòu)的水分子含量、細(xì)胞外間隙、核質(zhì)比及微觀結(jié)構(gòu)等相關(guān)。Fujimoto等[5]對DTI數(shù)據(jù)行纖維示蹤重建發(fā)現(xiàn)：子宮不同部位纖維束走行方向不一致，子宮底部肌層主要分布環(huán)形纖維，結(jié)合帶則以縱向走行為主。但Fujimoto等[5]同時也提出，內(nèi)膜層所顯示的縱行纖維束乃是宮腔流動液體形成的偽影，而非真正的纖維束。

子宮是一個受雌激素水平影響的肌性器官，其生理過程具有復(fù)雜的周期性改變，已有不少育齡期健康女性子宮三層結(jié)構(gòu)DWI信號及ADC值隨月經(jīng)周期變化的報道[6-7]，但DWI以ADC值為評價指標(biāo)，并不能直觀顯示子宮的微觀構(gòu)成，DTI技術(shù)基于DWI發(fā)展而來，其DTI參數(shù)亦可能存在這種改變，并且可以通過圖像后處理清楚顯示子宮纖維束的構(gòu)成細(xì)節(jié)。HE等[8]對兩組不同年齡段健康女性在不同月經(jīng)周期(月經(jīng)期、卵泡期、排卵期和黃體期)行DTI掃描，發(fā)現(xiàn)：從月經(jīng)期至黃體期，子宮內(nèi)膜的ADC值增加，而各向異性分?jǐn)?shù)(fractional anisotropy，F(xiàn)A)值則逐漸下降；結(jié)合帶的ADC值與FA值在整個月經(jīng)周期沒有明顯變化；肌層ADC值從月經(jīng)期到黃體期顯著增加，但FA值無明顯變化；子宮三層結(jié)構(gòu)的ADC值與FA值在兩個不同年齡段組間則無明顯統(tǒng)計學(xué)意義，盡管如此，依然可以觀察到，年長組子宮內(nèi)膜與結(jié)合帶FA值較年輕組更高、肌層FA值則較低，這可能是因為隨著年齡增加，子宮微觀結(jié)構(gòu)如纖維密度、纖維走行方向等亦發(fā)生了變化。HE等[8]還首次發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜FA值的周期性變化與血清雌二醇水平在月經(jīng)期下降顯著相關(guān)，即高血清雌二醇水平下，子宮內(nèi)膜增厚，水分子擴(kuò)散的各向異性增大，F(xiàn)A值越高。但在HE等[8]的研究中，年輕女性組子宮內(nèi)膜FA值在月經(jīng)期具有顯著的個體差異，可能由月經(jīng)期宮腔分泌的內(nèi)容物含量不同所致，這或許會影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。K?l??kesmez等[9]的部分研究及結(jié)果與HE等[8]類似，且為了排除月經(jīng)期宮腔內(nèi)容物(如經(jīng)血、液體等)影響，其只采集了志愿者月經(jīng)周期中增生期與分泌期的DTI圖像。K?l??kesmez等[9]研究發(fā)現(xiàn)，與年輕未絕經(jīng)女性相比，絕經(jīng)后女性組子宮各層結(jié)構(gòu)的FA值與ADC值均顯著減小，這可能與年齡增長后，組織含水量下降、纖維數(shù)目減少、激素水平下降等因素有關(guān)。He等[10]分析了子宮結(jié)合帶DTI參數(shù)的月經(jīng)周期變化，發(fā)現(xiàn)結(jié)合帶厚度隨年齡增加而增厚，ADC值則呈減少趨勢；在20～30歲組，處于月經(jīng)期的結(jié)合帶最厚，在30～40歲組則無明顯統(tǒng)計學(xué)差異。

子宮DTI參數(shù)受組織微觀結(jié)構(gòu)、年齡、月經(jīng)周期等諸多因素影響，并且能將這種生理變化體現(xiàn)在具體的數(shù)值上，從而提供較常規(guī)MR更多的生理、功能信息，這在診斷子宮疾病及治療后隨訪監(jiān)測具有指導(dǎo)意義，可提示臨床尤其在療效評估時應(yīng)盡量選擇相同的月經(jīng)周期。此外，雖然常規(guī)MR也能清楚顯示子宮的形態(tài)，但這種形態(tài)更傾向于整體結(jié)構(gòu)的顯示、缺乏細(xì)節(jié)，DTI通過纖維示蹤重建能清楚顯示纖維束的走行與構(gòu)成，提供比常規(guī)MR更多的解剖細(xì)節(jié)，這在無創(chuàng)性地評估孕期子宮功能及剖腹產(chǎn)術(shù)后子宮恢復(fù)情況方面具有較大的潛在價值。

2 DTI在子宮疾病方面的應(yīng)用研究

子宮疾病種類繁多，發(fā)病率及預(yù)后各不相同，即使是良性的子宮平滑肌瘤亦能因為腹痛、腹脹、月經(jīng)周期不規(guī)則等臨床癥狀而對女性身心健康造成影響。目前，對子宮疾病的診斷、療效預(yù)測及隨訪依然以MRI為主，包括動態(tài)增強(qiáng)MRI、灌注MRI、DWI等，而DTI技術(shù)在子宮領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于初級階段，對子宮疾病的診斷主要集中在幾種常見病，現(xiàn)對DTI在幾種常見子宮疾病的應(yīng)用研究做一綜述。

2.1 DTI在子宮肌瘤的應(yīng)用研究

子宮肌瘤是女性生殖系統(tǒng)最常見的良性腫瘤，50歲以上的女性發(fā)病率可高達(dá)70%～80%[11]。隨著年齡增加及瘤體生長，子宮肌瘤常因缺乏血供而發(fā)生各種變性，包括黏液樣變及肉瘤樣變等。DWI及ADC值能有效鑒別良性子宮平滑肌瘤與子宮肉瘤[12-13]，而不同類型子宮肌瘤的病理基礎(chǔ)不同，DTI基于反映微觀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，亦能反映不同類型子宮肌瘤的特征。Thrippleton等[14]運(yùn)用7.0 T MR對9例共計23個肌瘤的離體子宮行DTI掃描及圖像后處理，對比分析了子宮肌層、肌瘤黏液樣變區(qū)、實性部分DTI參數(shù)特點(diǎn)。Thrippleton等[14]研究發(fā)現(xiàn)，肌瘤實性部分ADC值最低，可能由瘤細(xì)胞外基質(zhì)膠原蛋白含量增加、水分子擴(kuò)散受限引起；肌瘤黏液樣變區(qū)平均ADC值則最高，可能由黏液樣變區(qū)凝膠狀物質(zhì)沉積、水分子擴(kuò)散受限不明顯所致；FA值則是肌瘤實性部分低于子宮肌層，表明肌瘤實性部分的各向異性比鄰近肌層小，這與鏡下表現(xiàn)一致；黏液樣區(qū)的FA值低于實性部分，這是因為黏液變區(qū)的膠樣物質(zhì)沉積，使水分子擴(kuò)散方向相對無序。雖然肌瘤細(xì)胞與平滑肌細(xì)胞鏡下顯微結(jié)構(gòu)類似，但Thrippleton等[14]通過纖維示蹤重建發(fā)現(xiàn)，肌瘤與子宮肌層的膠原纖維束構(gòu)成不同，具體表現(xiàn)為肌瘤實性部分纖維較短、排列紊亂，而肌層纖維則較長且呈環(huán)形、排列有序。

李佳等[15]對比分析了不同類型的在體子宮肌瘤間DTI參數(shù)差異，研究發(fā)現(xiàn)：普通型肌瘤的ADC值明顯低于非普通型，而FA值高于非普通型，這與Thrippleton等[14]的離體研究結(jié)果相符。李佳等[15]通過纖維示蹤重建對肌瘤纖維束進(jìn)行量化分析，發(fā)現(xiàn)普通型肌瘤的最長纖維束長度、纖維束平均長度與肌瘤最大直徑的比值均高于非普通型，DTI纖維示蹤結(jié)果顯示：普通型肌瘤纖維束完整，排列密集、紊亂，而非普通型則稀疏甚至中斷、無序，這與鏡下結(jié)果吻合。

李佳等[16]觀察分析了80個T2WI均勻低信號子宮肌瘤的DTI參數(shù)，發(fā)現(xiàn)瘤體平均ADC值顯著低于正常肌層，說明肌瘤內(nèi)水分子擴(kuò)散能力及速率均低于正常子宮肌層；FA值則明顯高于肌層，說明肌瘤水分子擴(kuò)散的各向異性更大、擴(kuò)散方向比子宮肌層更一致，但這與Thrippleton等[14]的研究結(jié)果有差異，可能是因為后者研究對象包括了黏液樣變性的子宮肌瘤。李佳等[16]的研究還發(fā)現(xiàn)，位于漿膜下與肌壁間肌瘤的DTI參數(shù)無差異，這提示兩種生長位置的肌瘤微觀結(jié)構(gòu)一致，生長位置對微觀構(gòu)成可能影響不大。

目前，微、無創(chuàng)治療例如高強(qiáng)度聚焦超聲消融與子宮動脈栓塞術(shù)已成為子宮肌瘤的治療熱點(diǎn)。研究表明，不同病理類型子宮肌瘤療效具有差異，這可能由肌瘤組織的平滑肌細(xì)胞數(shù)及膠原含量的差異所致[17]。但微、無創(chuàng)治療前通常缺乏病理結(jié)果，既往對微、無創(chuàng)治療效果的預(yù)判與評估多采用常規(guī)MR、動態(tài)增強(qiáng)MR、灌注MR等，近年來亦有運(yùn)用DWI結(jié)合ADC值對子宮肌瘤微、無創(chuàng)治療效果進(jìn)行有效評估的報道[18]，但常規(guī)MR T2及DWI反映的病理類型有限，且不能清楚地顯示病灶的微觀構(gòu)成細(xì)節(jié)。DTI不僅能顯示肌瘤微觀構(gòu)成、提供更多的解剖細(xì)節(jié)、反映病理類型，并且不需要注射對比劑，這在減少檢查費(fèi)用、避免對比劑過敏風(fēng)險以及可適用于腎功能不全者的同時，還能為臨床提供更詳細(xì)的微觀信息，故DTI對診斷子宮肌瘤病理類型及選擇合理的治療方式具有重要的指導(dǎo)意義。但目前尚無DTI在微、無創(chuàng)治療效果隨訪監(jiān)測方面的報道，將DTI應(yīng)用于子宮肌瘤微、無創(chuàng)治療效果的評估與監(jiān)測還需探索與推廣。

2.2 DTI在子宮內(nèi)膜癌方面的應(yīng)用研究

子宮內(nèi)膜癌是女性生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，好發(fā)于絕經(jīng)后婦女[19]。DWI可對子宮內(nèi)膜癌肌層浸潤深度進(jìn)行有效評估，其準(zhǔn)確性甚至優(yōu)于動態(tài)增強(qiáng)MRI[20]，DTI在這方面的應(yīng)用亦有少量報道。Toba等[21]對12例經(jīng)病理證實為子宮內(nèi)膜癌的離體子宮標(biāo)本行4.7 T MR DTI掃描，研究發(fā)現(xiàn)：癌組織、受累淺肌層及正常深肌層三者ADC值均無差異；癌組織FA值顯著低于正常淺肌層，受累淺肌層FA值明顯增高且均高于正常淺肌層與癌組織。病理標(biāo)本顯示受累淺肌層主要由排列緊密的癌細(xì)胞、反應(yīng)性增生的基質(zhì)細(xì)胞及殘存平滑肌細(xì)胞組成，對這一區(qū)域行纖維示蹤重建，發(fā)現(xiàn)該處各向異性增大，表現(xiàn)為肌纖維束走行及分布雜亂無序，與病理結(jié)果相符[21]。Zhang等[22]首次運(yùn)用1.5 T MR-DTI研究在體子宮內(nèi)膜癌浸潤淺肌層情況，發(fā)現(xiàn)淺肌層受累區(qū)ADC值顯著低于正常淺肌層，但其與癌組織間ADC值差異無統(tǒng)計學(xué)意義；受累淺肌層FA值顯著高于正常淺肌層與癌組織；且FA值評估淺肌層浸潤情況比ADC值、T2WI以及動態(tài)增強(qiáng)MRI (dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI)均更敏感、準(zhǔn)確。Zhang等[22]對受累淺肌層行纖維示蹤重建，發(fā)現(xiàn)該處纖維束受侵，表現(xiàn)為顏色不均，走行與分布無序，這與Toba等[21]的離體研究相符。

DTI不僅能無創(chuàng)地對子宮內(nèi)膜癌淺肌層浸潤情況進(jìn)行有效評估及量化分析，還能通過纖維示蹤重建直觀地顯示病灶的解剖細(xì)節(jié)，為臨床提供了安全、準(zhǔn)確的新選擇。子宮內(nèi)膜癌的治療方式目前仍以手術(shù)及淋巴清掃為主，DTI在治療效果評估方面尚無相關(guān)報道，未來隨著DTI技術(shù)的成熟，可能會逐漸應(yīng)用于子宮內(nèi)膜癌術(shù)后療效隨訪與監(jiān)測。

2.3 DTI在宮頸癌方面的應(yīng)用研究

宮頸癌是一種全球范圍內(nèi)均較常見的婦科惡性腫瘤，雖然隨著宮頸涂片篩查普及、早期診斷率提高，以及預(yù)防人類乳頭狀瘤病毒的疫苗問世，發(fā)病率隨之減低，但其依然威脅著女性健康[19]。研究表明，MR能對宮頸癌病灶進(jìn)行精準(zhǔn)定位，清楚顯示病灶數(shù)目、大小、與周圍組織關(guān)系及淋巴遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移情況[23]，其中，運(yùn)用DWI結(jié)合ADC值對宮頸癌進(jìn)行診斷、分期及評估淋巴結(jié)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移尤為有效[23-24]，但目前尚無DTI應(yīng)用于宮頸癌的報道。在早期離體子宮的研究中，有學(xué)者提到子宮頸主要存在環(huán)形與縱形兩種走行的纖維束，宮頸內(nèi)側(cè)以縱行纖維束為主，而宮頸外側(cè)則以環(huán)形纖維束為主[3]，在此微觀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，DTI用于評估宮頸癌對周圍組織浸潤情況以及療效隨訪與監(jiān)測值得進(jìn)一步探索。

3 DTI在子宮領(lǐng)域的局限與前景

近年來，雖然DTI在子宮及子宮疾病領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增加，但依然處于初級階段，技術(shù)尚不成熟，且樣本量較小，具有一定的局限性。首先，DTI在中樞神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，技術(shù)也相對成熟，在對子宮進(jìn)行DTI掃描及纖維示蹤重建時往往參考中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參數(shù)，目前尚無關(guān)于子宮DTI掃描與后處理的統(tǒng)一參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并且關(guān)于子宮的正常擴(kuò)散系數(shù)與各向異性參考范圍也未達(dá)成共識，因此子宮DTI掃描與重建的最佳參數(shù)還待探索、優(yōu)化。其次，DTI掃描時間較長，進(jìn)行纖維束示蹤重建時往往需要手動標(biāo)記，均需耗費(fèi)大量時間，未來在臨床推廣過程中需要改進(jìn)掃描技術(shù)、后處理軟件及重建方法，從而縮短掃描與后處理時間，使這一技術(shù)更便捷、準(zhǔn)確。此外，DTI圖像信噪比低、圖像分辨率較低，這會影響張量場數(shù)據(jù)可視化效果，對小解剖結(jié)構(gòu)顯示欠佳，尤其在進(jìn)行纖維示蹤重建時，被噪聲污染的張量在走行方向上排列雜亂、無序，使顯示出的纖維束不夠平滑，甚至得到錯誤的結(jié)果[25]，因此，對DTI圖像進(jìn)行去噪處理的同時又能有效保留纖維束特征的各向異性這一難點(diǎn)問題還需深入研究。

總之，DTI能清楚顯示子宮及病灶的微觀構(gòu)成，提供較常規(guī)MR更多的功能信息，未來在加大樣本量的同時改進(jìn)DTI掃描序列、發(fā)展后處理軟件及優(yōu)化參數(shù)，從而提高圖像質(zhì)量，為臨床診療提供更準(zhǔn)確的影像信息，將使DTI在子宮乃至整個婦科領(lǐng)域都具有更廣闊的應(yīng)用前景。

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