典型的子宫肌瘤是一个实质性的球形肿块，表面光滑或亦有凹凸。切面呈白色螺旋状线纹，微带不平。线纹乃是肌瘤中的纤维组织所形成，肌瘤的硬度决定于纤维组织成分，其中的纤维组织越多，肌瘤越白而坚硬。反之，肌瘤中平滑肌细胞较多，纤维组织较少，则肌瘤的切面与子宫肌壁的颜色差别不大，且质也软。肌瘤外表有一层薄的包膜，形成肌瘤假包膜，系由肌瘤周围肌壁的结缔组织束和肌纤维束构成。包膜与肌瘤间的联结疏松，易将肌瘤从肌壁间剥离（照片2）。包膜中布有放射状血管支，以供给肌瘤血液营养。肌瘤越大，血管越粗，数目也越多。在肌瘤中央，血管分支减少，当肌瘤直径超过4cm以上，肌瘤中心即易发生变性。
子宫肌瘤大小差异甚大，一般引起临床症状的多为8～16周妊娠大者，单发者一般不超过儿头大，多发者一般也不超过6个月妊娠大。个别可达数十kg。
子宫肌瘤开始均从肌层发生，倘若肌瘤一直位于肌层，则称为“壁间肌瘤”或“间质肌瘤”最为多见（照片2）。壁间肌瘤常为多发，数目不定，往往有一个或数个较大的，有时可为极多小瘤结节，分布全部子宫壁，呈不规则团块状融合，构成多发性子宫肌瘤（照片3）。有的则在发展中累及宫颈或深达穹窿，而易与原发性宫颈肌瘤相混淆。壁间肌瘤因血循环较好，一般瘤本较少发生退变，可使宫体严重变形，且影响子宫收缩，由于子宫体积增大，内膜面积增加，故常引起月经过多、过频及经期持续时间延长。
肌瘤在生长发展过程中，常向阻力较小的方向发展。当其突向子宫腔后，其表面仅覆盖一层子宫内膜，称为“粘膜下子宫肌瘤”，甚至仅以一蒂与子宫相连。粘膜下肌瘤成为子宫腔内异物而引起子宫收缩，被排挤下降，瘤蒂也逐渐被拉长，当达到一定程度时肌瘤可通过宫颈管，垂脱于阴道中甚或突出于外阴口，同时蒂部所附着的宫壁亦被牵拉，而向内凹陷，当凹陷增大，可形成不同程度的子宫内翻。粘膜下肌瘤由于瘤蒂血运较差，并常伸入阴道内，故易感染，坏死、出血。
肌瘤若向子宫体表面突出，其上由一层腹膜覆盖（没有包膜），称为“浆膜下子宫肌瘤”（照片5）。若继续向腹腔方向发展，最后亦可仅由一蒂与子宫相连，成为带蒂的浆膜下子宫肌瘤。瘤蒂含有之血管是肌瘤的唯一血循环。如发生瘤蒂扭转，瘤蒂可坏死断离，肌瘤脱落于腹腔，贴靠邻近器官组织如大网膜、肠系膜等，获得血液营养而成为“寄生性肌瘤”或“游离性肌瘤”。但可使大网膜血管部分扭转或阻塞而发生漏出作用，形成腹水等引起腹部症状。
肌瘤发生于子宫体侧壁向阔韧带两叶腹膜之间伸展者，称为“阔韧带肌瘤”，属于浆膜下类型。但还有一种阔韧带肌瘤，系由阔韧带中子宫旁平滑肌纤维生长而成，与子宫壁完全无关。阔韧带肌瘤在其增长发展过程中常使盆腔器官、血管等发生位置与形态改变，尤其是输尿管变位，造成手术治疗上的困难。
子宫颈部肌瘤的发展同子宫体。但由于其解剖位置的特点，当肌瘤发展增大达一定程度时，容易产生邻的器官的压迫症状，常造成分娩障碍，也使手术增加很大困难）。
子宫肌瘤90%以上生长于子宫体部，仅少数（4～8%）发生于子宫颈，且多在后唇。在体部者，多长于子宫底，后壁次之，位于前壁者比后壁少一半，而以两侧者最少。就肌瘤的类型而言，以壁间肌瘤最多，浆膜下肌瘤次之，粘膜下肌瘤比较少见。
显微镜所见：肌瘤的肌纤维排列与正常的肌纤维排列相似，但肌瘤的肌纤维较疏松，有时排列呈“S”形或扇形，构成特殊的漩涡状。肌纤维常较累长或粗短。年久的肌瘤纤维比子宫肌纤维长而粗。肌纤维束之间有或多或少的结缔组织纤维，偶尔可见血管很多的肌瘤（血管性肌瘤）或富有淋巴管的肌瘤（淋巴管性肌瘤）。肌细胞核的形态多种多样，但大部分呈卵圆或杆状，胞核染色较深。在肌纤维横剖面，细胞呈圆形或多角形，具有丰富的胞浆及位于中央的圆形核；纵剖面，细胞呈梭形及更清楚的长形核。
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