超聲彈性成像的臨床應(yīng)用

徐瑞，胡元平

（溫州醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院 超聲科，浙江 溫州 325000）

目前，超聲彈性成像能夠獲得組織內(nèi)部的彈性分布的定量信息，得到了臨床醫(yī)師的廣泛關(guān)注并迅猛發(fā)展，已成為醫(yī)學(xué)超聲成像的一個(gè)研究熱點(diǎn)。現(xiàn)就超聲彈性成像在臨床中的應(yīng)用作一綜述。

1 超聲彈性成像的原理

超聲彈性成像（elastosonography）是一種體外測(cè)定組織機(jī)械特性的超聲檢查方法， 通過(guò)其可獲得常規(guī)成像模態(tài)所無(wú)法獲取的組織信息。其基本原理為：根據(jù)不同靶組織（正常及病變）的彈性系數(shù)不同，在加外力或交變振動(dòng)后其應(yīng)變（主要為形態(tài)改變）的不同，收集靶組織在某時(shí)間段內(nèi)各個(gè)片段的信號(hào)，通過(guò)主機(jī)處理，再以黑白、偽彩或者彩色編碼的方式顯示出來(lái)。在相同外力作用下，彈性系數(shù)大，引起的應(yīng)變?。环粗?，彈性系數(shù)小，相應(yīng)的應(yīng)變大。也就是說(shuō)在同等壓力條件下柔軟的正常組織變形超過(guò)堅(jiān)硬的腫瘤組織。施加一個(gè)外力后，比較加壓（用超聲探頭緊壓病變）前后靶組織彈性信息的超聲圖像、前后病變的應(yīng)變來(lái)說(shuō)明靶組織的硬度[1]。

近年發(fā)展的實(shí)時(shí)組織彈性成像（real-time tissue elastograph，RTE）則將受壓前后回聲信號(hào)移動(dòng)幅度的變化轉(zhuǎn)化為實(shí)時(shí)彩色圖像，彈性系數(shù)小的組織受壓后位移變化大，顯示為紅色；彈性系數(shù)大的組織受壓后位移變化小，顯示為藍(lán)色；彈性系數(shù)中等的組織顯示為綠色；以色彩對(duì)不同組織的彈性編碼，借其反映組織硬度[2]。

2 超聲彈性成像在臨床中的應(yīng)用

超聲彈性成像目前的研究主要集中于乳腺、前列腺、甲狀腺、血管壁等部位的病變以及高強(qiáng)度聚焦超聲所引起損害的檢測(cè)。其在乳腺占位性病變的鑒別診斷中已顯示出良好的應(yīng)用前景，在其他領(lǐng)域中正進(jìn)行有益探索，有望成為一種實(shí)用的普遍的臨床監(jiān)測(cè)與診斷工具。

2.1 在乳腺腫瘤診斷中的應(yīng)用 乳腺內(nèi)不同組織的彈性系數(shù)各不相同，各種組織硬度從大到小的順序?yàn)榻?rùn)性導(dǎo)管癌組織、非浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌組織、乳腺纖維化組織、乳腺組織、脂肪組織[3]。組織彈性系數(shù)越大，表示該組織的硬度越大，故可將超聲彈性成像應(yīng)用于乳腺腫瘤的診斷。

目前超聲彈性成像在乳腺腫瘤診斷方面已經(jīng)獲得很大的成就。王怡等[4]對(duì)175名患者的184個(gè)乳腺腫塊進(jìn)行良惡性的鑒別診斷，并與術(shù)后的病理結(jié)果進(jìn)行對(duì)照。發(fā)現(xiàn)超聲彈性成像技術(shù)對(duì)乳腺腫塊良惡性鑒別診斷準(zhǔn)確性、靈敏度和特異度分別為79%、76%和80%。結(jié)果表明超聲彈性成像技術(shù)為超聲鑒別診斷良惡性乳腺腫塊提供了一個(gè)新的手段。富麗娜等[5]研究發(fā)現(xiàn)聯(lián)合應(yīng)用常規(guī)超聲成像和彈性成像，在鑒別乳腺良惡性病變的靈敏度提高至93%，比常規(guī)超聲顯著提高（P<0.01），結(jié)論進(jìn)一步肯定了超聲彈性成像對(duì)乳腺惡性病變較敏感，能幫助診斷常規(guī)超聲較難鑒別的良惡性病變，兩者聯(lián)合應(yīng)用可進(jìn)一步提高超聲技術(shù)的鑒別診斷能力。在Zhi等[6]的研究中，應(yīng)用筑波大學(xué)植野教授提出的彈性成像評(píng)分5分法作為標(biāo)準(zhǔn)，比較了超聲彈性成像、普通超聲檢查及鉬靶檢查對(duì)232個(gè)病人共296個(gè)乳腺實(shí)性腫瘤診斷的價(jià)值，結(jié)果表明：在這三種檢查方法中，超聲彈性成像的特異度最高（為95.7%），假陽(yáng)性率最低（為4.3%），而把彈性成像與普通超聲檢查相結(jié)合，則靈敏度（為89.7%）及準(zhǔn)確性（為93.9%）最高。

雖然超聲彈性成像在乳腺中的應(yīng)用日益完善，但也存在著諸多影響因素。首先由于先前的5分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中缺乏對(duì)一些圖像表現(xiàn)的描述分類，給檢查醫(yī)師在評(píng)分過(guò)程中帶來(lái)困惑。針對(duì)這種情況，國(guó)內(nèi)學(xué)者提出了多個(gè)新的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。羅葆明等[7]提出了改良5分法評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用該法（評(píng)分4分及以上為惡性，3分及以下為良性）對(duì)672個(gè)乳腺病灶進(jìn)行彈性成像診斷，并與先前的5分法進(jìn)行比較，改良的5分法診斷的準(zhǔn)確性更高（92.7% vs 89.0%），具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且更為簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確。其次，乳腺病灶的大小對(duì)診斷結(jié)果存在影響。歐冰等[8]比較了經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的直徑≤10 mm的142個(gè)乳腺病灶（I組）和直徑>10 mm的421個(gè)乳腺病灶（II組）的超聲彈性成像檢查結(jié)果， 發(fā)現(xiàn)I組超聲彈性成像診斷乳腺惡性病變的靈敏度、特異度和準(zhǔn)確性分別為90.19%、99.12%和98.16%；II組分別為82.15%、97.16%和93.11%，兩組相比差異有顯著性。另外，腫瘤病理物理性質(zhì)也會(huì)有影響。部分腫瘤由于本身質(zhì)地較軟，如乳腺黏液性癌，或由于腫瘤內(nèi)部出現(xiàn)壞死液化，使腫瘤的硬度發(fā)生改變，從而使彈性成像評(píng)分偏低而導(dǎo)致誤診或漏診。而良性病變內(nèi)并發(fā)的鈣化、纖維化、玻璃樣變和豐富的間質(zhì)細(xì)胞也是造成彈性成像假陽(yáng)性的主要原因。

為提高超聲彈性成像對(duì)乳腺病變?cè)\斷的準(zhǔn)確性，羅葆明等[9]提出有必要做到一下幾點(diǎn)：①正確認(rèn)識(shí)超聲彈性成像原理及正確掌握超聲彈性成像檢查方法，避免或減少主觀因素造成誤診；②進(jìn)一步研究超聲彈性成像表現(xiàn)的相應(yīng)病理基礎(chǔ)；③現(xiàn)行的超聲彈性成像評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)5分法并不完善，導(dǎo)致部分乳腺腫塊超聲彈性成像檢查無(wú)法根據(jù)現(xiàn)有的5分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判別，因此，有必要對(duì)超聲彈性成像評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善；④對(duì)于包括彈性成像在內(nèi)的超聲檢查不典型的乳腺病灶仍有必要行穿刺活檢以明確診斷。

2.2 在甲狀腺結(jié)節(jié)診斷中的應(yīng)用 超聲彈性成像能反映被測(cè)組織的彈性（即:硬度）方面的信息，而組織的硬度與其內(nèi)部病理結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。甲狀腺惡性腫瘤的硬度大于良性腫瘤，這與其相應(yīng)的病理學(xué)基礎(chǔ)有關(guān)。病理學(xué)上甲狀腺腺瘤大體切面示瘤組織富于膠質(zhì)。鏡下顯示瘤細(xì)胞可形成大小不一的腺泡，腔內(nèi)含有多少不等之膠質(zhì)，因此其硬度較小。而甲狀腺乳頭狀癌鏡下顯示腫瘤呈乳頭狀生長(zhǎng)，乳頭分支多，間質(zhì)有較多纖維和血管。同時(shí)，腫瘤間質(zhì)內(nèi)?？梢?jiàn)鈣化砂粒體。這些鈣化在常規(guī)聲像圖上不一定能看到，但它增加了腫瘤的硬度，使其彈性分級(jí)數(shù)相應(yīng)增高。

目前，我們一般采用彩色編碼的超聲彈性圖像，操作方法和注意事項(xiàng)同乳腺。甲狀腺?gòu)椥詧D像評(píng)分基本上也和乳腺檢查相同，采用5分法評(píng)定。根據(jù)病灶區(qū)顯的不同顏色，將彈性圖像表現(xiàn)分為5級(jí)：0級(jí)，病灶區(qū)以囊性成分為主，表現(xiàn)為紅藍(lán)相間或藍(lán)綠紅相間；I級(jí)，病灶與周圍組織呈均勻的綠色；II級(jí)，病灶區(qū)以綠色為主，周邊呈藍(lán)色；I II級(jí)，病灶區(qū)呈雜亂的藍(lán)綠相間分布；IV級(jí)，病灶區(qū)完全為藍(lán)色覆蓋。Rago等[10]以5分法評(píng)定甲狀腺腫瘤時(shí)認(rèn)為，在腫塊的彈性系數(shù)大于4分時(shí)，其惡性的可能性非常大（P<0.001），特異度為96%，靈敏度為82%。國(guó)內(nèi)俞清等[11]對(duì)40例患者的初步研究認(rèn)為，若以3分及以上作為判斷惡性的標(biāo)準(zhǔn)，則靈敏度為100%，特異度為77.1%，準(zhǔn)確性81.8%。Aster ia等[12]在對(duì)67個(gè)甲狀腺結(jié)節(jié)的病人進(jìn)行超聲彈性成像檢查，與病理結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，發(fā)現(xiàn)超聲彈性成像在甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的鑒別診斷中，靈敏度為94.1%，特異度為81%，準(zhǔn)確性為83.7%，但是發(fā)現(xiàn)超聲彈性成像對(duì)濾泡性甲狀腺癌缺乏敏感性，其具體原因還有待于進(jìn)一步研究。國(guó)內(nèi)任新平等[13]對(duì)彈性圖和常規(guī)超聲之間縱切面和橫切面之間的比較，結(jié)果表明：縱切面彈性圖和橫切面彈性圖的診斷準(zhǔn)確度之間的差異無(wú)顯著性；橫切面及縱切面彈性圖診斷準(zhǔn)確度和灰階超聲診斷準(zhǔn)確度之間的差異均有顯著性。另一個(gè)最新研究發(fā)現(xiàn)，可以把頸動(dòng)脈搏動(dòng)作為甲狀腺結(jié)節(jié)的壓力[14]。這項(xiàng)研究運(yùn)用新的壓力指標(biāo)，即把頸動(dòng)脈附近的高硬度區(qū)域和甲狀腺結(jié)節(jié)之間的硬度進(jìn)行比較，但這項(xiàng)研究?jī)H處于起始階段，需要進(jìn)一步的研究證明，還需要制定初步的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

總之，超聲彈性成像在甲狀腺結(jié)節(jié)的鑒別診斷中已經(jīng)發(fā)揮著重要作用，但是當(dāng)良性腫塊發(fā)生纖維化或鈣化、惡性腫塊發(fā)生壞死液化時(shí)，就會(huì)影響彈性的分級(jí)，出現(xiàn)假陽(yáng)性或是假陰性結(jié)果。因此，在鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的性質(zhì)時(shí)，要結(jié)合二維圖像、血流圖像及彈性圖像進(jìn)行綜合判斷。

2.3 在前列腺癌診斷中的應(yīng)用 目前，影像學(xué)對(duì)前列腺癌的診斷，尤其早期癌的診斷仍不盡人意，穿刺活檢仍是確診的主要手段。由于腫瘤的組織密度大于周圍的正常前列腺組織，因此可以應(yīng)用超聲彈性成像檢測(cè)出硬度更大的前列腺癌，使得前列腺穿刺活檢的靶向性更強(qiáng)，可以提高活檢的陽(yáng)性率，減少穿刺點(diǎn)，減輕病人的痛苦。

Cochlin等[15]把實(shí)時(shí)超聲彈性成像用在檢查前列腺癌中，以病理結(jié)果為診斷標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)現(xiàn)彈性成像在個(gè)體中檢查前列腺癌的靈敏度為51%，特異度為83%，在前列腺組織中檢測(cè)活檢前區(qū)域的靈敏度為31%，特異度為82%。在隨后的幾年，國(guó)外很多學(xué)者做了類似的研究。Konig等[16]對(duì)404 例經(jīng)直腸指檢及PSA實(shí)驗(yàn)室檢查可疑前列腺癌的患者實(shí)施經(jīng)直腸超聲探查，同時(shí)檢查者通過(guò)手動(dòng)的加壓-減壓操作完成實(shí)時(shí)組織彈性成像檢查。彈性圖中以不同的顏色標(biāo)記不同彈性的組織：硬度最大的組織標(biāo)記以黑色；中等硬度的組織則為紅色；最軟的組織為藍(lán)色；介于中等硬度與最軟組織之間則為黃色。全部病例均經(jīng)組織學(xué)檢查明確診斷。在151例（占37.4%）病理確診為前列腺癌的患者當(dāng)中，127例（占84.1%）實(shí)時(shí)彈性成像表現(xiàn)為陽(yáng)性，即局部組織硬度較周圍組織大。2006年，Sumura等[17]第一次把實(shí)時(shí)超聲彈性成像、常規(guī)灰階超聲、多普勒超聲以及磁共振在檢測(cè)前列腺癌中的價(jià)值進(jìn)行了比較，研究表明：超聲彈性成像與其他檢查方法相比，在前列腺癌中的檢出率最高；研究還發(fā)現(xiàn)，超聲彈性成像在前列腺前葉中的腫瘤和高分化腫瘤的檢出率較高。

國(guó)外將超聲彈性成像應(yīng)用于前列腺癌的診斷較早，但國(guó)內(nèi)鮮有此類臨床報(bào)道。因此，我們應(yīng)全面推進(jìn)超聲彈性成像在前列腺癌診斷方面的應(yīng)用并深入探討其診斷標(biāo)準(zhǔn)、影響因素等，以期提高我國(guó)的前列腺癌早期診斷率，改善我國(guó)前列腺癌病人的生存質(zhì)量。

2.4 在肝纖維化診斷中的應(yīng)用 肝組織發(fā)生纖維化時(shí)，其硬度增加，彈性也隨之發(fā)生變化，這就為超聲彈性成像提供了基礎(chǔ)彈性模量。肝纖維化的超聲彈性成像方法有很多種，包括FibroScan瞬時(shí)彈性成像系統(tǒng)、靜態(tài)/準(zhǔn)靜態(tài)壓縮的超聲彈性成像、聲彈性成像等。目前研究發(fā)現(xiàn)，瞬時(shí)彈性成像得到肝臟的彈性模量結(jié)果與纖維化階段的相關(guān)性較好，且技術(shù)比較成熟。其原理是利用測(cè)定超聲剪切波在肝內(nèi)的運(yùn)行速度，得到彈性壓力值，進(jìn)而判斷肝臟纖維化、肝硬化的分級(jí)。肝組織質(zhì)地越硬，超聲剪切波在肝內(nèi)運(yùn)行的速度越快，得出的彈性壓力值越高。Talwalkar等[18]最早證明超聲瞬時(shí)彈性測(cè)定是檢測(cè)肝硬化的有效方法。Ziol[19]通過(guò)超聲瞬時(shí)彈性測(cè)定，為327例丙型肝炎病人進(jìn)行肝纖維化評(píng)估。表明以14.6 kPa和9.6 kPa為分界值是診斷肝硬化和重度纖維化的可靠的非創(chuàng)傷性指標(biāo)。Harada等[20]將超聲瞬時(shí)彈性成像用在肝移植后病人復(fù)發(fā)性丙型肝炎肝纖維化的監(jiān)測(cè)。對(duì)56名肝移植后復(fù)發(fā)性丙型肝炎的病人，同時(shí)進(jìn)行肝穿刺和超聲瞬時(shí)彈性成像，肝穿刺得出的纖維化的評(píng)分與超聲瞬時(shí)彈性成像得出的硬度進(jìn)行比較，結(jié)果表明超聲瞬時(shí)彈性成像是一種簡(jiǎn)單無(wú)創(chuàng)、可靠的方法來(lái)監(jiān)測(cè)肝移植后復(fù)發(fā)性丙型肝炎病人的肝纖維化。

總之，目前，大多數(shù)國(guó)外臨床資料均認(rèn)為超聲彈性成像是一種無(wú)創(chuàng)的新型肝纖維化評(píng)價(jià)手段，但是國(guó)外臨床資料多針對(duì)丙型肝炎病人，對(duì)乙型肝炎或其他肝臟疾病的研究有待進(jìn)一步充實(shí)，國(guó)內(nèi)這方面的研究還較少。和局灶性病變不同，主要觀察結(jié)節(jié)和周圍組織的彈性對(duì)比，在彌散性疾病，組織硬度的測(cè)量還需要一個(gè)確定的標(biāo)準(zhǔn)。超聲彈性成像在肝纖維化中的應(yīng)用價(jià)值，仍需大宗的多中心臨床研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.5 在子宮方面的初步應(yīng)用 婦科方面的超聲彈性成像，最近兩年剛剛發(fā)展起來(lái)，子宮的彈性模量已經(jīng)完成[21]，有望在子宮內(nèi)膜癌和內(nèi)膜增生的鑒別，以及宮頸癌的診斷中發(fā)揮作用。超聲彈性成像的另一個(gè)感興趣區(qū)是子宮和宮頸在懷孕時(shí)的硬度變化，以及這些變化在晚期妊娠和分娩處理中的作用[22]。為了測(cè)定子宮的硬度，需要定量和半定量法的迅速發(fā)展。

2.6 在腎臟方面的初步應(yīng)用 腎臟的很多彌散性疾病可以應(yīng)用超聲彈性成像，像腎盂腎炎、間質(zhì)性腎炎、腎小球腎炎、藥物造成的腎臟損傷以及急性腎小管壞死。Kallel等[23]最早將超聲彈性成像應(yīng)用在羊的腎臟上。目前最新的一項(xiàng)研究嘗試將超聲彈性成像用在腎移植后的病人，用來(lái)監(jiān)測(cè)腎移植后發(fā)生的慢性排斥反應(yīng)，研究發(fā)現(xiàn)發(fā)生慢性排斥反應(yīng)的腎臟的彈性是正常的三分之一[24]。

2.7 在其他方面的應(yīng)用 高強(qiáng)度聚焦超聲的熱損害形成過(guò)程中，組織的彈性模量也將改變。如果能夠利用超聲彈性成像對(duì)組織的彈性模量監(jiān)測(cè)和空間變化定量估計(jì)，則可以對(duì)高強(qiáng)度聚焦超聲的治療過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，彌補(bǔ)目前高強(qiáng)度聚焦超聲應(yīng)用的不足。

另外，超聲彈性成像在深靜脈血栓成像、針刺療法中的組織位移估計(jì)、深靜脈血栓及動(dòng)脈斑塊的評(píng)估、心肌缺血的診斷、皮膚或肌肉的彈性模量估計(jì)甚至腦腫瘤的檢測(cè)等應(yīng)用領(lǐng)域都陸續(xù)開(kāi)展了活體實(shí)驗(yàn)，取得了一些初步的臨床結(jié)果。

超聲彈性成像作為一種超聲成像的新技術(shù)，能為我們提供更多的信息，將對(duì)我們的診斷工作起到更大的幫助。目前，其在結(jié)節(jié)性疾病中的應(yīng)用比較成熟，但是在彌漫性疾病中的應(yīng)用還比較少，需要我們進(jìn)行更多的研究，以促進(jìn)其成熟發(fā)展。

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