超聲彈性成像技術(shù)在前列腺良惡性疾病診斷方面的研究進(jìn)展

徐 光(綜述)，吳 蓉(審校)

(同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科,上海 200072)

前列腺癌嚴(yán)重威脅男性健康，2012年美國(guó)新發(fā)前列腺癌患者241 740例，前列腺癌的死亡人數(shù)高達(dá)28 170例[1]。在我國(guó)，前列腺癌發(fā)病率也呈逐年升高趨勢(shì)[2-3]。目前，前列腺癌的診斷可依靠直腸指檢、前列腺特異性抗原(prostate-specific antigen，PSA)檢測(cè)、磁共振成像、灰階超聲及超聲引導(dǎo)下的前列腺穿刺活檢。但由于前列腺癌不像其他腫瘤那樣具有典型的圓形結(jié)節(jié)病灶，這些技術(shù)的診斷準(zhǔn)確率還有待提高[4]。

超聲彈性成像技術(shù)通過獲取有關(guān)組織彈性信息進(jìn)行成像，彌補(bǔ)了醫(yī)學(xué)成像模態(tài)的不足，具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。研究表明，超聲彈性成像診斷前列腺癌的準(zhǔn)確率明顯高于普通經(jīng)直腸超聲檢查技術(shù)和直腸指檢，并具有較高的靈敏度和特異度[5-8]。

1 前列腺超聲彈性成像圖及分類方法

Kallel等[9]對(duì)犬的前列腺標(biāo)本進(jìn)行超聲彈性檢查，相較于普通灰階超聲，超聲彈性聲像圖像更能清晰地顯示前列腺及其周圍組織。對(duì)正常人進(jìn)行超聲彈性成像檢查，橫斷面圖像上整體表現(xiàn)為整體綠色的腺體，周圍包繞紅色暈帶，而尿道呈紅色包繞的倒“V”形；矢狀面上，腺體呈綠色，尿道呈現(xiàn)紅色條帶從中央穿過。Zhai等[10]的體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，前列腺癌在超聲彈性成像圖上表現(xiàn)為兩側(cè)腺體硬度不對(duì)稱，而良性前列腺增生表現(xiàn)為硬度不均勻的結(jié)節(jié)樣質(zhì)地。

最初由Konig等[11]制訂的前列腺癌的超聲彈性成像診斷標(biāo)準(zhǔn)為直徑≥5 mm的硬區(qū)，轉(zhuǎn)動(dòng)探頭角度后該硬區(qū)仍可出現(xiàn)。其后Kamoi等[12]結(jié)合灰階超聲制訂了五級(jí)超聲彈性成像評(píng)分系統(tǒng)：灰階超聲未見低回聲，彈性超聲中整體腺體呈綠色，一級(jí)，正常；灰階超聲未見低回聲，超聲彈性成像圖上綠色、藍(lán)色均勻鑲嵌，二級(jí)，可能正常；灰階超聲未見低回聲，超聲彈性成像圖上有不對(duì)稱的應(yīng)變呈不對(duì)稱的藍(lán)色，三級(jí)，不確定；灰階超聲有低回聲結(jié)節(jié)，超聲彈性成像圖上周圍綠色，中央藍(lán)色，四級(jí)，可能惡性；灰階超聲可見低回聲，該低回聲在超聲彈性成像圖上為全藍(lán)或腺體整體呈全藍(lán)，五級(jí)，惡性。而國(guó)內(nèi)亦有類似分類方法[13-14]。

2 前列腺癌與超聲彈性成像

2.1腫瘤生長(zhǎng)部位對(duì)前列腺癌檢出率的影響 Tsutsumi等[8]將前列腺腺體外側(cè)帶由前至后分為前、中、后三部分。考慮到腫瘤自身情況，大小、生長(zhǎng)部位和腫瘤的病理分級(jí)，以往研究表明，前列腺前部腫瘤檢出率高，高級(jí)別分化的腫瘤檢出率低，可能是相較于前部腫瘤低級(jí)別腫瘤而言，在外周帶高級(jí)別腫瘤發(fā)生率較高[15]。而Sumura等[16]認(rèn)為，超聲彈性成像檢測(cè)前列腺前部腫瘤和后部腫瘤的檢出率相近。

2.2Gleason分級(jí)對(duì)前列腺癌檢出率的影響 Pallwein等[17]認(rèn)為，Gleason分級(jí)越高的腫瘤，用超聲彈性成像檢出率越高，超聲彈性引導(dǎo)穿刺能檢測(cè)到Gleason分級(jí)7以上的所有腫瘤。而Miyagawa等[18]將Gleason分級(jí)按6、7、8、9～10分成四組，認(rèn)為不同Gleason分級(jí)的前列腺癌用超聲彈性成像技術(shù)檢出率的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3腫瘤體積對(duì)前列腺癌檢出率的影響 對(duì)于腫瘤體積<1 mL時(shí)，超聲彈性成像的檢出率為72.5%，而體積>5 mL時(shí)，超聲彈性成像的檢出率達(dá)100%[16]。如果將前列腺大小分為<50 mL和≥50 mL兩組，結(jié)果表明，在體積<50 mL組中，超聲彈性成像診斷前列腺癌的敏感性高于體積≥50 mL組，隨著前列腺體積的增加，超聲彈性成像的敏感性有所下降[18]。

2.4PSA水平對(duì)前列腺癌檢出率的影響 在研究前列腺癌與PSA的關(guān)系時(shí)，有研究將前列腺癌患者按PSA水平分為四組(≤4 μg/L、4.1～10μg/L、10.1～20 μg/L、>20.1 μg/L)進(jìn)行超聲彈性成像，計(jì)算各組檢出率，結(jié)果各組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[6]。

Kapoor等[19]對(duì)PSA升高患者分別行直腸超聲和超聲彈性引導(dǎo)穿刺活檢，結(jié)果表明超聲彈性引導(dǎo)穿刺診斷前列腺癌的特異性較高。然而，也有學(xué)者將這兩種技術(shù)用在PSA<4 μg/L的前列腺癌患者身上，對(duì)于1.25 μg/L≤ PSA≤4 μg/L的患者，彈性超聲引導(dǎo)下穿刺陽(yáng)性率達(dá)21.3%，而直腸超聲穿刺陽(yáng)性率只有19.1%，說明對(duì)于1.25 μg/L≤PSA≤4 μg/L的患者超聲彈性引導(dǎo)穿刺的診斷效果優(yōu)于直腸超聲穿刺[20]。

3 彈性成像與其他影像技術(shù)比較

Sumura等[16]對(duì)17例疑似前列腺癌患者診斷研究結(jié)果顯示，超聲彈性成像的檢出率達(dá)74.1%，多普勒能量超聲為55.6%，經(jīng)直腸超聲(transrectal ultrasound，TRUS)為48.1%，而直腸指檢僅為33.3%，核磁共振成像檢出率仍不足50%。

有研究表明，采用單一灰階超聲檢查的敏感性、特異性均很低[21]；灰階超聲引導(dǎo)下的經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)系統(tǒng)穿刺仍可能漏診高達(dá)35%的臨床相關(guān)腫瘤[22]。

張旭等[23]為比較經(jīng)直腸超聲彈性成像(transrectal ultrasound elastography，TRUE)與TRUS對(duì)于診斷前列腺癌的敏感性，對(duì)118例疑似前列腺癌患者分別進(jìn)行TRUE和TRUS檢測(cè)，并以TRUS引導(dǎo)下穿刺活檢病理為金標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果顯示對(duì)于前列腺周緣區(qū)癌灶TRUE和TRUS的靈敏度分別為73.6%、52.8%，特異度分別為72.7%、71.9%，TRUE較TRUS有更高的靈敏度，而對(duì)位于內(nèi)腺的病灶TRUE與TRUS靈敏度比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；將TRUE和TRUS結(jié)合診斷前列腺癌，靈敏度達(dá)86.3%，特異度為71.3%，故TRUE與TRUS結(jié)合有助于診斷前列腺癌[24]。

目前，超聲造影技術(shù)也常用來診斷前列腺癌。de Zordo 等[25]曾報(bào)道，超聲造影技術(shù)診斷前列腺癌的靈敏度達(dá)100%，陰性預(yù)測(cè)值為88.8%；超聲彈性成像技術(shù)的靈敏度為 86%，陰性預(yù)測(cè)值達(dá)91%。

有研究對(duì)33例PSA升高患者進(jìn)行TRE檢查和直腸內(nèi)T2加權(quán)磁共振成像檢查，兩者均檢出11例，與經(jīng)直腸超聲引導(dǎo)系統(tǒng)穿刺結(jié)果比較時(shí)，TRE的靈敏度、陰性預(yù)測(cè)值分別為84.6%和86.7%，而T2加權(quán)磁共振成像為 84.6%和 83.3%[26]。

4 良性前列腺增生與彈性超聲成像

有研究報(bào)道[27]，正常前列腺與良性前列腺增生彈性五分評(píng)分法存在差異，正常前列腺與良性前列腺增生移行區(qū)應(yīng)變率比值、周圍區(qū)應(yīng)變率比值及移行區(qū)與周圍區(qū)應(yīng)變率比值的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

Zheng等[28]比較前列腺癌和前列腺增生剪切波速度值得出結(jié)論：前列腺癌剪切波速度值高于良性前列腺增生[(2.37±0.94) m/s vs (1.98±0.82)m/s]，并顯著高于正常前列腺剪切波速度值(1.34±0.47) m/s。

5 聲脈沖輻射力成像及剪切波彈性成像等新技術(shù)的應(yīng)用

Nightingale等[29]于2001年首次報(bào)道了聲脈沖輻射力(acoustic radiation force impulse，ARFI)成像技術(shù),該技術(shù)是利用高能量的聚焦脈沖作用在感興趣區(qū)成像，在縱向上產(chǎn)生瞬時(shí)位移，橫向上產(chǎn)生剪切波，組織彈性與縱向位移呈反比、與剪切波數(shù)值的平方呈正比?；诖嗽恚珹RFI成像技術(shù)又分為聲觸診組織成像技術(shù)和聲觸診組織量化技術(shù)。聲觸診組織成像技術(shù)以灰階表示組織的縱向位移情況，聲觸診組織量化技術(shù)通過計(jì)算橫向剪切波速度值反映組織彈性，數(shù)值越大，表示彈性越大。

ARFI能描繪體外人前列腺的正常解剖和病變的結(jié)構(gòu)，并具有良好的對(duì)比度和分辨率[30]。而在其后的體內(nèi)研究中，雖然對(duì)比度和分辨率稍降低，最高穿透深度也僅為22 mm，但ARFI成像能有助于鑒別診斷前列腺癌和良性前列腺增生[11]。ARFI位移幅值與深度重建剪切模量值呈反比，該發(fā)現(xiàn)支持ARFI前列腺圖像可描繪組織硬度變化的結(jié)論[31]。

有學(xué)者曾使用聲觸診組織量化技術(shù)評(píng)估前列腺硬度與年齡的相關(guān)性，得出的結(jié)論是老年人的內(nèi)外腺硬度高于年輕人，所以在使用聲觸診組織量化技術(shù)評(píng)價(jià)前列腺硬度時(shí)要將年齡因素考慮在內(nèi)[32]。

Barr等[33]對(duì)行TRUS引導(dǎo)穿刺活檢患者先行剪切波彈性成像，對(duì)比病理結(jié)果，將37 kpa作為診斷前列腺癌的截?cái)嘀担潇`敏度、特異度、陽(yáng)性和陰性預(yù)測(cè)值分別為96.2%、96.2%、69.4%和99.6%。結(jié)合超聲彈性圖像，能顯著減少陰性穿刺率。

然而，超聲彈性成像技術(shù)本身仍存在一些不足，當(dāng)腫瘤體積>80 mL或者直徑<5 mm、外腺較大超過選樣框范圍、腺體內(nèi)有大的鈣化灶都會(huì)影響超聲彈性成像結(jié)果[34]。在良性前列腺增生診斷中也曾出現(xiàn)過超聲彈性成像陽(yáng)性的結(jié)果[18]。而應(yīng)用ARFI成像技術(shù)，無(wú)需手動(dòng)壓迫組織，就可得到客觀的組織硬度值，提高檢查的可重復(fù)性。

6 結(jié) 語(yǔ)

超聲彈性成像是一種通過計(jì)算比較組織彈性差異的全新診斷技術(shù)，彌補(bǔ)了常規(guī)超聲成像技術(shù)的不足，使現(xiàn)代超聲成像技術(shù)更為完善。隨著超聲彈性成像設(shè)備的不斷完善和臨床應(yīng)用的增多，超聲彈性成像在前列腺良惡性疾病診斷方面具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)更為凸顯，作為一種新的鑒別診斷技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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