超聲造影在肝臟疾病診斷和治療中的應用與進展

秦勝亞

超聲造影(contrast enhanced ultrasound,CEUS)是將某種物質(zhì)引入“靶”器官或病灶，以提高圖像信息量的方法，其借助于靜脈注射造影劑和超聲造影諧波成像技術，能夠清楚顯示微血管和組織血流灌注，增強圖像的對比分辨率，大大提高超聲診斷的敏感性和特異性。超聲造影從最初的心臟分流性疾病及心瓣膜反流的檢測開始，到現(xiàn)在的用于全身實質(zhì)臟器造影成像來進行疾病的診斷、鑒別診斷和用超聲造影技術進行初步的超聲分子影像診斷及基因治療。超聲造影成像的出現(xiàn)使超聲與其它影像如CT、MRI一樣實現(xiàn)了增強顯像，被稱為超聲醫(yī)學的第三次革命。筆者就超聲造影在肝臟疾病診斷和治療中應用與進展作以綜述。

1 超聲造影原理

血細胞的散射回聲強度比軟組織低1 000～10 000倍，在灰階二維圖表現(xiàn)為“無回聲”，當經(jīng)靜脈注入超聲造影劑后，血管內(nèi)的微泡作為“散射體”隨血流流遍全身。它們既可以在聲場中產(chǎn)生諧振，提供豐富的非線性諧波信號，又在血液中產(chǎn)生大量的液-氣界面來增強血流的背向散射，從而明顯增加了血液的回波信號強度，成為可“看見”的血池示蹤劑。

超聲造影劑(ultrasound contrast agent，UCA)的主要特點在于使用了氣體微泡，增加血液與周圍組織的對比，來達到增強圖像效果的目的。UCA作為一種類似血球示蹤劑隨血流分布到全身，反應器官的血流灌注情況，而又不干擾血流動力學，它與快速發(fā)展的超聲造影新技術相結(jié)合，能有效增強諸多器官的二維超聲影像和血流多普勒信號，明顯改善超聲對微循環(huán)顯像的靈敏性和特異性，從而進一步拓展了臨床超聲診斷范圍和應用潛力。

2 超聲造影歷史

超聲造影技術，自1968年Gramiak和Shah首先應用于臨床以來，已有40多年歷史。早期主要應用于心血管病變的檢查，直到1968年Mastsuda才將其首次應用于肝臟腫瘤研究。近年來隨著新型造影劑以及二次諧波、能量多普勒顯像等新技術的臨床應用，明顯改善了肝臟聲像圖的質(zhì)量，顯著提高了超聲檢查對肝臟占位性病變的檢出率，對良惡性病灶鑒別診斷具有重要價值。同時在肝臟介入治療中腫瘤定位以及治療后療效評價等方面發(fā)揮著重要的作用。

3 造影劑的種類

血管造影劑也稱微泡造影劑。第一代游離微氣泡造影劑，只是混有空氣而且持續(xù)時間較短。第二代包裹惰性氣體的微氣泡造影劑，用可溶氣體延遲了造影時間，且在微氣泡表面由變性蛋白、脂或表面活性劑層形成殼，增加了造影劑的穩(wěn)定性。第三代新型聲學造影劑為高分子氟碳氣體，應用聚合體殼包繞，使造影劑穩(wěn)定性和有效性大大提高，經(jīng)外周靜脈注射后可以使血流產(chǎn)生強輻射，并可以維持較高濃度，使實質(zhì)性器官顯影。主要代表產(chǎn)品有：Levovist、Sonovist、Albunex、SonoVue、Optison等。目前超聲造影劑正在向具備靶向診斷(包括分子成像)、靶向載藥的第四代功能性聲學造影劑方面發(fā)展。

4 超聲造影成像技術

超聲造影成像技術主要有：(1)觸發(fā)成像術(trigger imaging)，分為心電觸發(fā)、時間觸發(fā)和手動觸發(fā)；(2)二次諧波成像技術(second harmonic imaging)，包括連續(xù)和間歇諧波成像2種方式；(3)次諧波成像技術(sub-harmonic imaging)，它選擇性接受次諧波信號用于造影成像的技術，因為造影劑微泡與組織器官產(chǎn)生次諧波信號的比值遠高于兩者產(chǎn)生二次諧波信號比值；(4)1.5次諧波成像技術(1.5 harmonic imaging)，它利用造影劑微泡在1.5次諧波位置上與組織信號相比具有最大成分，通過1.5次諧波成像，可以消除組織諧波的影響，提高造影灌注成像的質(zhì)量；(5)基波脈沖低消成像技術(subtracting out the fundamental signals)，(6)能量脈沖反向成像技術(power pulse inversion imaging)；(7)實時成像技術(real-time imaging)，也稱低機械指數(shù)實時成像。

5 超聲造影在肝臟疾病診斷中的應用

5.1肝外傷的診斷 超聲造影可清晰顯示肝內(nèi)損傷病灶的部位、形態(tài)、范圍，其顯示肝內(nèi)損傷區(qū)的敏感性為100%，顯著優(yōu)于常規(guī)超聲37.5%。肝內(nèi)損傷病灶的超聲造影特征為在肝動脈期、門靜脈期和延遲期均無增強，呈負性顯影，損傷區(qū)與周圍正常肝實質(zhì)分界清晰。在判斷肝損傷的嚴重程度上，超聲造影分級與病理學檢查具有較好的一致性。超聲造影可顯著提高常規(guī)超聲對肝臟外傷的診斷水平，在肝臟外傷的診斷上具有潛在的應用價值[1]。

5.2肝血管瘤的診斷 肝血管瘤在組織學上分為海綿狀血管瘤、硬化性血管瘤、毛細血管瘤和血管內(nèi)皮瘤。肝血管瘤主要病理為血管囊狀擴張，血竇間有纖維組織分隔，其內(nèi)含血量雖多，但缺乏速度，CEUS過程中病灶血管床微氣泡流速慢，總量少，其超聲造影的時間-強度曲線(TIC)表現(xiàn)為慢上慢下型。由于血流速度慢造成造影劑消退較慢而出現(xiàn)肝實質(zhì)持續(xù)的特點，肝血管瘤最常見的增強模式為動脈相病灶內(nèi)無明顯增強，門脈相或?qū)嵸|(zhì)相病灶出現(xiàn)球狀或周邊增強，呈向心式填充，具有特異性[2]。

5.3肝臟不典型增生結(jié)節(jié)的診斷 在肝硬化背景下不典型增生(DN)被定義為直徑超過1 mm的肝細胞增生所形成的肝內(nèi)結(jié)節(jié)，結(jié)節(jié)內(nèi)包含有異型性但無明確惡性征象的肝細胞。DN根據(jù)細胞和結(jié)構(gòu)的異型性可進一步分為低度不典型增生(LGDN)和高度不典型增生(HGDN)，LGDN具有輕度的細胞異型性而無結(jié)構(gòu)異型性，HGDN具有明顯的細胞和結(jié)構(gòu)異型性。LGDN與HGDN超聲造影后均表現(xiàn)為增強形態(tài)均勻，造影動態(tài)變化過程主要為動脈期高增強，延遲期增強持續(xù)高或等增強或動脈期開始為低增強，晚期為等增強，并持續(xù)至延遲期[3]。

5.4肝硬化程度的定量診斷 在肝纖維化病變進程中，肝的病理改變引發(fā)血流動力學變化，導致造影劑在肝內(nèi)灌注時的變化[4]，主要表現(xiàn)為肝內(nèi)循環(huán)的時間縮短，隨著肝纖維化程度的加重，造影劑在肝內(nèi)渡越時間即肝動-靜脈渡越時間(HA-HVTT),門靜脈-肝靜脈渡越時間(PV-HVTT),肝實質(zhì)-肝靜脈渡越時間(PA-HVTT)逐漸縮短，以上參數(shù)與肝硬化程度均存在較好的相關性，根據(jù)這些參數(shù)可以對肝硬化程度做出定量分析[5]。

5.5肝局灶性結(jié)節(jié)增生與肝腺瘤的鑒別診斷 肝局灶性結(jié)節(jié)增生(FNH)與肝腺瘤(HCA)均為發(fā)生于肝內(nèi)的多血管性良性占位性病變，但治療方法及預后有著顯著的不同：FNH并非真性腫瘤，是肝細胞在血管畸形處的反應性增生，沒有惡變的可能，常不需要進行外科及介入的治療；HCA發(fā)生率較FNH低，它不同于FNH，是發(fā)生于肝內(nèi)的真性腫瘤，由于其有惡變和出血的潛在性，必須密切監(jiān)測，最終常需外科手術治療，因此對其鑒別診斷至關重要。超聲造影：FNH動脈期表現(xiàn)為“輪輻狀”離心性增強，門靜脈期及延遲期消退緩慢，呈等或更為常見的稍高增強，可以觀察到特征性低增強的中央瘢痕。HCA動脈期表現(xiàn)為快速向心性增強，門靜脈期消退較FNH快，延遲期表現(xiàn)為等或更為常見的低增強，可以全程觀察到不增強的出血壞死區(qū)[6]。

5.6肝臟惡性腫瘤的診斷 肝臟惡性腫瘤分為原發(fā)性肝癌、轉(zhuǎn)移性肝癌、肝內(nèi)膽管細胞癌。超聲造影，就增強方式而言，原發(fā)性肝癌動脈相早期呈整體增強；轉(zhuǎn)移性肝癌動脈相增強模式復雜多樣，與原發(fā)灶病理特點及血供豐富程度有關，轉(zhuǎn)移性肝癌血供主要來源于肝動脈，血供豐富者多呈動脈相迅速整體高增強或等增強，瘤體較大者可見其內(nèi)扭曲雜亂的血管，乏血供者多呈動脈相周邊不規(guī)則環(huán)狀高增強，典型者表現(xiàn)為“面包圈”樣增強，門脈期及延遲期病灶呈低增強，呈“黑洞”征；肝內(nèi)膽管細胞癌呈整體增強[4，7]。增強時間及強度而言，肝惡性腫瘤均表現(xiàn)為快進快出型，但轉(zhuǎn)移性肝癌的廓清時間更快；原發(fā)性肝癌增強強度呈高強度，轉(zhuǎn)移性肝癌呈低強度，而肝內(nèi)膽管細胞癌則呈等強度[8]。

5.7肝臟復雜囊性病變的定性診斷 肝臟復雜囊性病變是指含有較大液性區(qū)域肝局灶性病變，包括良性和惡性兩類，良性病變?nèi)绺文撃[、肝囊腫、肝血腫、肝包蟲病、肝海綿狀血管瘤、肝囊腺瘤等，惡性病變?nèi)绺文蚁侔?，原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性肝癌出現(xiàn)液化壞死或出血感染。常規(guī)灰階超聲及彩色多普勒超聲對其進行定性診斷較困難，超聲造影不僅能克服傳統(tǒng)彩色多普勒超聲對低速血流敏感性差、影響因素較多的局限性，還能真實地反映肝臟局灶性病變血流灌注特點，從而獲得組織或病灶內(nèi)血流灌注信息，其增強時間與增強模式已成為判斷肝臟局灶性病變性質(zhì)的重要手段。肝膿腫、海綿狀血管瘤、單純性肝囊腫、肝血腫4種良性肝復雜囊性病變的CEUS表現(xiàn)具有特異性：肝膿腫動脈期周邊環(huán)狀增強、病灶內(nèi)分隔增強和病灶周邊肝實質(zhì)楔形早期高增強有助于將其與HCC及其它惡性病變鑒別；肝海綿狀血管瘤動脈期仍為周邊結(jié)節(jié)狀增強，肝血腫和單純性肝囊腫(有或無合并癥)CEUS均表現(xiàn)為三期無增強；肝囊腺瘤動脈期可見間隔增強，門脈期及延遲期均呈低增強；肝囊腺癌病灶呈現(xiàn)出典型的“快進快出”表現(xiàn)；肝癌發(fā)生液化壞死，病灶實性部分均呈“快進快出”表現(xiàn)，囊性部分3期不增強[9-10]。

5.8脂肪肝內(nèi)低回聲病變定性診斷 脂肪肝發(fā)病率逐年增加，近年研究表明，肥胖及其相關脂肪肝所致肝硬化與肝癌的發(fā)生和病死可能相關，而脂肪肝合并肝癌的早期診斷和有效防治，能改善患者的遠期預后?；熜灾靖蔚脑龆?，轉(zhuǎn)移灶的早期檢出對進一步的治療至關重要。然而脂肪肝內(nèi)的病灶，尤其是脂肪肝內(nèi)低回聲改變病灶，常規(guī)超聲診斷準確性低，難以做出良惡性判斷。超聲造影能夠顯示病變特征性血流灌注，對脂肪肝內(nèi)低回聲病灶良惡性鑒別診斷有重要應用價值[11]。

5.9肝移植動脈并發(fā)癥的診斷 肝移植術后常見并發(fā)癥有:肝動脈狹窄、肝動脈血栓、肝動脈假性動脈瘤。超聲多普勒是目前篩查肝移植并發(fā)癥的首選方法，但其影響因素較多，肝外動脈高速湍流的測量，易受患者腸氣、呼吸影響，而且高速湍流的峰值測量誤差較大，對肝動脈狹窄診斷的敏感性、特異性較低[12]。當移植早期肝充血水腫時，超聲探測肝內(nèi)動脈血流困難，肝動脈血流速度緩慢、超聲儀器敏感性不夠時，也不能顯示動脈血流信號，出現(xiàn)假陽性。近年來，國外有文獻報道實時超聲造影用于肝移植術后肝動脈并發(fā)癥的診斷。可以提高移植術后肝動脈和門脈的顯示度，縮短掃查時間，提高超聲診斷肝動脈閉塞的能力，診斷敏感性和特異性可高達100%[13]。超聲造影診斷移植肝假性動脈瘤更為直觀，表現(xiàn)為造影后移植肝肝門部造影劑快速充填區(qū)，可準確觀察假性動脈瘤大小和形態(tài)[14]。

6 聲造影在肝臟疾病治療中的應用

6.1在肝創(chuàng)傷的治療中應用 近年來非手術治療肝脾損傷已成為血流動力學穩(wěn)定患者的治療原則，50%～86%的肝損傷在剖腹探查時出血已經(jīng)停止，國內(nèi)外肝破裂非手術治療的臨床報道日益增多，肝脾損傷非手術治療的成功率已經(jīng)增加到90%以上。超聲造影作為一種血池顯像技術，能實時、準確地通過微氣泡產(chǎn)生實時對比增強圖像來顯示肝實質(zhì)損傷病灶和肝活動出血點，利用超聲造影對活動性出血的清晰顯示，引導微創(chuàng)治療(如射頻、微波、高強度聚焦超聲、止血劑局部注射治療等)實質(zhì)臟器破裂時，提高了治療定位的準確性。同時可以利用超聲造影觀察療效，如提示存在活動性出血的情況，確定是否需要再一次治療[15]。

6.2在肝癌射頻消融治療中應用 應用低機械指數(shù)實時灰階諧波超聲造影技術(CEUS)輔助肝癌的射頻消融(RFA)治療比其他影像方法具有更重要的臨床意義[16]。治療前CEUS可以判斷病灶的邊界、大小、和浸潤范圍，而確定消融范圍，保證消融安全的“無瘤邊緣”以減少術后復發(fā)[17]。在治療過程中CEUS可以通過識別肝癌病灶的血供來進行準確、實時地定位，引導完成RFA治療，同時治療后還可以即刻對病灶區(qū)進行療效評估，對殘留病灶在CEUS引導下完成補充治療，最大限度確保一次治療達到完全滅活[18]。CEUS在RFA治療后隨訪患者，觀察病灶是否復發(fā)，有方便、快捷、無創(chuàng)、可重復的優(yōu)點。

6.3在高強度聚焦超聲治療肝癌中應用 高強度聚焦超聲(HIFU)是一種非侵入性體外適形治療腫瘤的新技術，能損傷內(nèi)徑<2 mm的腫瘤滋養(yǎng)血管，造成腫瘤組織破壞而對鄰近組織則極少或不產(chǎn)生損傷，通過熱效應、空化效應、機械機制等使局部組織產(chǎn)生凝固壞死而消融腫瘤。靶區(qū)內(nèi)組織凝固壞死體積大小取決于：聚焦超聲劑量及活體組織生物學特性。單純提高聚焦超聲劑量會帶來一系列副作用。超聲造影劑全氟顯在聚焦超聲作用下不僅使病灶回聲增強還可改變活體組織生物學特性，從而在不需要提高聚焦超聲劑量的條件下增強其治療作用，同時還可以評價腫瘤治療后的滅活程度[19]。

6.4治療性基因載體 分子生物學研究證實，c-myc癌基因系細胞增殖必不可少的早期基因，其高表達在肝癌的形成和發(fā)展中起重要作用，通過反義c-myc ASODN可阻斷c-myc基因的過表達，抑制肝癌細胞的增殖，是常用的肝癌基因治療方法之一。超聲微泡造影劑作為基因載體，可通過超聲介導微泡破裂的方法促進目的基因安全定向的轉(zhuǎn)染，超聲能使裸質(zhì)粒DNA在血管內(nèi)皮細胞的轉(zhuǎn)染率提高10倍，聯(lián)合使用造影劑Optison后可使其轉(zhuǎn)染率增加約300倍。大大提高治療基因在靶細胞中的表達[20]。

6.5肝臟腫瘤治療后評估 隨著超聲造影的廣泛應用，已經(jīng)成為腫瘤治療后不可缺少的重要評估手段。超聲造影克服了腫瘤大小及深度對血流顯像率的影響，充分地顯示了腫瘤內(nèi)部的血流分布情況，有效地判斷腫瘤治療后內(nèi)部的滅活程度，準確而客觀地判斷殘存病灶的部位，對下一步治療起了至關重要的作用。肝臟腫瘤治療后超聲造影對靶區(qū)域滅活的診斷標準：(1)完全滅活區(qū)觀察治療后注入造影劑動脈相、門脈相及延遲相均未見造影劑充填，完全無增強，呈“黑洞”表現(xiàn)。(2)殘存活性觀察可分為以下幾種情況：①超聲造影顯示病灶治療區(qū)域動脈相可見不規(guī)則高增強表現(xiàn)，增強范圍可為片狀、樹枝狀或星點狀，增強區(qū)域或位于肝臟內(nèi)部，或位于肝臟邊緣，并于門脈相及延遲相消退；②超聲造影顯示治療區(qū)域較二維超聲下小，動脈相增強不明顯，但門脈相及延遲相退出范圍擴大[21]。

7 存在問題及發(fā)展前景

目前，肝臟超聲造影已經(jīng)能夠從定性進入到定量研究，并已從診斷擴展到治療及治療后的療效觀察，提高了超聲對肝內(nèi)疾病診斷的敏感度和特異度。超聲造影檢查操作簡便，超聲造影劑無心毒性、肝毒性和腎毒性等，無放射性損傷，故其對肝臟疾病的診斷和治療具有實際的臨床意義。但超聲造影檢查有一定局限性，對于小病灶，特別是位于肝臟近膈頂部的小病灶，易受呼吸干擾及操作者的熟練程度影響，造影過程中易發(fā)生病灶顯示不清，信息丟失。另外，當腫瘤血供較少或動脈期增強短暫，快速即進入實質(zhì)期時，超聲造影可能發(fā)生漏診。此外，對于多發(fā)小結(jié)節(jié)，一次造影很難全面地對全肝做出評價，需要多次注射。隨著分子生物學技術的發(fā)展與延伸，超聲造影不再局限于僅僅獲得肝臟血流灌注信息，而且進一步著眼于特異的超聲分子成像的研究，而最近納米級超聲造影劑的出現(xiàn)無疑為肝臟腫瘤細胞的超聲分子成像帶來了希望，而且通過結(jié)合特異性抗體或配體，可進一步提高納米級微泡對肝腫瘤診斷的特異性、敏感性。再者，與目前的微米級微泡相比，納米級微泡更具有良好的穿透性，因而在肝腫瘤的靶向治療方面有更大的應用潛力。

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