超聲彈性成像技術(shù)在淋巴結(jié)疾病診斷中的研究進(jìn)展

孫曉東，王霄

1.棲霞市人民醫(yī)院 影像科，山東 煙臺265300；2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院住院處 腹部超聲科，黑龍江 哈爾濱 150086

超聲彈性成像技術(shù)在淋巴結(jié)疾病診斷中的研究進(jìn)展

孫曉東1，王霄2

1.棲霞市人民醫(yī)院 影像科，山東 煙臺265300；2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院住院處 腹部超聲科，黑龍江 哈爾濱 150086

本文簡述了診斷淋巴結(jié)疾病的3種超聲彈性成像技術(shù)：實(shí)時彈性成像、聲輻射脈沖力彈性成像、剪切波彈性成像，旨在將3種超聲彈性成像技術(shù)作比較，總結(jié)各類技術(shù)的長處及不足，歸納其對淋巴結(jié)疾病的診斷價值及應(yīng)用前景。

淋巴結(jié)疾??；超聲彈性成像；組織硬度

超聲彈性成像是指對組織施加動態(tài)或靜態(tài)的激勵，在生物力學(xué)或彈性力學(xué)的作用下組織產(chǎn)生相應(yīng)的變化，如位移、應(yīng)變，通過信息處理，將組織產(chǎn)生的變化以圖像或數(shù)字的形式表現(xiàn)出來，從而間接或直接的反應(yīng)組織內(nèi)部相對或絕對的物理屬性。目前被人們所熟知的超聲彈性成像主要分為以下3類：壓迫性彈性成像，間歇性彈性成像，震動性彈性成像[1]，并已經(jīng)被超聲醫(yī)生廣泛應(yīng)用于甲狀腺[2-3]、肝臟[4]、乳腺[5]、前列腺[6]等器官的研究，部分已經(jīng)獲得肯定，應(yīng)用于臨床。其中應(yīng)用于淋巴結(jié)疾病的彈性成像技術(shù)主要有3種：① 實(shí)時彈性成像；② 聲輻射脈沖力彈性成像；③剪切波彈性成像。本文旨在對以上3種彈性成像技術(shù)在淋巴結(jié)疾病中的應(yīng)用情況和已經(jīng)公布的部分進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 實(shí)時彈性成像技術(shù)（Real-time Elastography，RTE）

以日立公司為代表的RTE技術(shù)根據(jù)彈性系數(shù)不同，收集靶組織在某時間段內(nèi)的各個片段信號，通過主機(jī)處理，再以黑白、偽彩或者彩色編碼的方式顯示，最終通過對彈性圖像的判讀診斷靶組織良惡性或組織特性[7]。

該時期的彈性成像技術(shù)主要應(yīng)用RTE技術(shù)評分法：如史國紅[8]應(yīng)用RTE技術(shù)將彈性硬度分為5種分布模式，設(shè)定1～3分為良性，4或5分為惡性，將反應(yīng)性增生淋巴結(jié)和轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)進(jìn)行比較，最終得出RTE診斷的敏感性、特異性與準(zhǔn)確性分別為83.0%、90.6%、85.9%。但評分法多根據(jù)顏色劃分界限，難以取得客觀評價，臨床應(yīng)用重復(fù)性差。部分學(xué)者選擇應(yīng)用RTE技術(shù)得出確切數(shù)值對組織硬度進(jìn)行評價：王慧芳[9]應(yīng)用RTE技術(shù)評分法結(jié)合淋巴結(jié)應(yīng)變率比值（Strain Ratio，SR），將淋巴瘤組與轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)進(jìn)行比較，構(gòu)建受試者工作特征（Receiver Operator Characteristic，ROC）曲線，計算曲線下面積，得出淋巴瘤組的平均SR值（1.27±0.61）較轉(zhuǎn)移組（2.61±0.68）低，提示淋巴瘤組較轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)組織硬度低，并指出SR值診斷臨界值為2.12，即SR值＜2.12診斷為淋巴瘤，＞2.12為轉(zhuǎn)移，其鑒別淋巴瘤與轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別為96.7%、60.5%和76.5%。有學(xué)者也嘗試將評分法與SR測量結(jié)合應(yīng)用：譚榮[10]便將SR值與Furukawa[11]的硬度4分法進(jìn)行結(jié)合，診斷惡性淋巴結(jié)病變的敏感性、特異性及準(zhǔn)確性分別為92.9%、55.2%及75.8%，該研究中不但將評分法和SR結(jié)合應(yīng)用，為了彌補(bǔ)以往研究的不足，還擴(kuò)大樣本量，將淋巴結(jié)結(jié)核納入研究對象，進(jìn)一步證實(shí)了RTE的應(yīng)用價值。

作為彈性技術(shù)初步應(yīng)用于臨床研究的早期代表，RTE的重復(fù)性和客觀性均有待提高，單獨(dú)使用難以對淋巴結(jié)疾病的良惡性做出鑒別。譚榮表示單獨(dú)使用RTE技術(shù)會造成一定數(shù)量的假陽性和假陰性，臨床應(yīng)用中建議將彈性成像與傳統(tǒng)超聲結(jié)合起來對疾病進(jìn)行診斷。谷英士[12]應(yīng)用RTE技術(shù)聯(lián)合常規(guī)超聲評價60位患者的84枚腋窩淋巴結(jié)，其敏感度和特異度分別為86.0%和73.5%，而相比常規(guī)超聲的敏感度82.0%和特異度61.8%要更高。

雖然許多學(xué)者在進(jìn)行研究，并得出了很高的準(zhǔn)確性，但技術(shù)瓶頸和臨床病例的復(fù)雜多變給研究帶來很大困難，李紅丹[13]表示RTE應(yīng)用于淋巴結(jié)疾病診斷具有如下局限性：① 檢查部位的限制，病變淋巴結(jié)所在位置需平坦，否則探頭難以均勻施壓；② 受周圍組織如肌肉、血管搏動影響較多，容易出現(xiàn)偽彩；③ 受病變深度影響，淋巴結(jié)位置越深，越不容易產(chǎn)生形變，越難以得到滿意的彈性圖像；④ 受淋巴結(jié)大小的影響，對于＜5 mm的淋巴結(jié)，彈性圖像不穩(wěn)定，難以如實(shí)反映硬度。Tourasse C等[14]表示當(dāng)淋巴結(jié)深度＞3 cm時，由于信號衰減，使得淋巴結(jié)色彩充盈不完全，難以評分。谷英士[12]表示腋窩淋巴結(jié)深度＞2 cm時即會出現(xiàn)色彩充盈的不完全，影響評分結(jié)果。眾多學(xué)者表示RTE技術(shù)受人為主觀因素影響較多，對經(jīng)驗(yàn)要求較高，檢查的重復(fù)性差，臨床應(yīng)用的困難較大。

2 聲輻射脈沖力彈性成像技術(shù)（Acoustic Radiation Force Impulse，ARFI）

面對RTE技術(shù)的主觀性和重復(fù)性較差，彈性技術(shù)的研究重心偏向了客觀性和重復(fù)性。針對這種需求，西門子公司開發(fā)了ARFI技術(shù)，相比RTE技術(shù)更客觀。其利用調(diào)制的聚焦超聲波束作為激勵機(jī)制，組織受力后產(chǎn)生縱向壓縮和橫向振動，產(chǎn)生剪切波，利用特定的電子系統(tǒng)采集組織內(nèi)剪切波信號，以獲得感興趣區(qū)內(nèi)的低頻剪切波速度（Shear Wave Velocity，SWV）（單位：m/s）[15]，該技術(shù)分為2部分：聲觸診組織量（Virtual Tough Tissues Quantification，VTQ）和聲觸診組織成像（Virtual Touch Tissue Imaging，VTI）。該技術(shù)與以往的彈性成像不同，掃查期間無需手動加壓，組織硬度信息可以數(shù)字形式呈現(xiàn)，便于統(tǒng)計分析，具有很強(qiáng)的客觀性和重復(fù)性，可更廣泛的應(yīng)用于臨床。

在ARFI技術(shù)應(yīng)用于實(shí)質(zhì)臟器診斷的同時，淋巴結(jié)的臨床應(yīng)用也在被學(xué)者們所關(guān)注，研究方向主要為SWV的統(tǒng)計學(xué)分析和VTI的圖像特點(diǎn)：甄熙等[16]應(yīng)用ARFI技術(shù)對72位患者的72枚淋巴結(jié)進(jìn)行良惡性評價，得出SWV最佳截斷值為2.538 m/s，將其用于淋巴結(jié)良惡性診斷時的靈敏度、特異度和準(zhǔn)確度分別為80.4%、73.1%和77.8%。同期，李婧[17]將VTQ及VTI結(jié)合，對46位患者的68枚淋巴結(jié)進(jìn)行良惡性評價，VTI通過圖像色彩直觀地顯示了淋巴結(jié)的質(zhì)地信息，VTQ技術(shù)以定量的方式更為準(zhǔn)確的顯示了淋巴結(jié)疾病的質(zhì)地變化。與其他研究不同，該研究針對淋巴瘤質(zhì)地較軟的特點(diǎn)將研究對象分為3組：非特異性反應(yīng)性淋巴結(jié)、轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)和淋巴瘤性淋巴結(jié)，各組SWV平均值分別為（2.0±0.55） m/s、（2.6±0.95） m/s和（1.5±0.60） m/s。研究指出：非特異性反應(yīng)性淋巴結(jié)主要表現(xiàn)為粒細(xì)胞浸潤、充血水腫或纖維浸潤，硬度介于其他2對照組之間，屬于中等硬度；轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)的腫瘤細(xì)胞浸潤，常出現(xiàn)鈣化、玻璃樣變，且膠原纖維等間質(zhì)成分較多，造成結(jié)內(nèi)組織較硬；而淋巴瘤內(nèi)常表現(xiàn)為異常淋巴細(xì)胞堆積，一般不出現(xiàn)角化或鈣化，腫瘤實(shí)質(zhì)成分較多，造成結(jié)內(nèi)組織較軟，彈性硬度較低。該研究從組織病理學(xué)方面對淋巴結(jié)硬度做出總結(jié)，從彈性成像角度分析了各類疾病的鑒別要點(diǎn)，將淋巴結(jié)的彈性成像引入新的高度。

ARFI技術(shù)在一定程度上彌補(bǔ)了RTE技術(shù)的不足，無需施加外力即可判斷淋巴結(jié)硬度，減少了客觀環(huán)境和人為主觀誤差的影響，為淋巴結(jié)診斷提供了新的方向。但ARFI技術(shù)也有諸多局限性：① VTQ取樣框大小固定，取值區(qū)域受限，無法避開鈣化區(qū)及液化區(qū)；② SWV取值易受患者呼吸運(yùn)動及淋巴結(jié)周圍和內(nèi)部血管的干擾；③ 聲波在不同組織器官中傳播速度存在差異，能量在傳播過程中可能發(fā)生變化，因此聲脈沖能量進(jìn)入探測部位經(jīng)過組織的成分和厚度不同，導(dǎo)致無測量數(shù)據(jù)或測值不準(zhǔn)確；④ 量程較?。篤TQ測值的量程僅為0.00～9.00 m/s，組織過軟或過硬均會導(dǎo)致VTQ測量中出現(xiàn)X.XX m/s。雖然Yoon Seok Kim[18]解釋其組織異質(zhì)性造成了其對剪切波能量的異常傳播，導(dǎo)致測值出現(xiàn)X.XX m/s，并可以此作為診斷組織惡性程度的指標(biāo)，但部分淋巴結(jié)良性疾?。ㄈ缌馨徒Y(jié)結(jié)核）也同樣會出現(xiàn)類似情況，導(dǎo)致了淋巴結(jié)疾病良惡性診斷的難度。

3 剪切波彈性成像技術(shù)（Shear Wave Elastography，SWE）

隨著ARFI應(yīng)用于各類疾病研究的同時，更多的焦點(diǎn)被關(guān)注于剪切波的量程和SWV測值的變異度，法國聲科影像（Supersonic Imagine）推出了SWE技術(shù)，又稱聲科剪切波成像（Supersonic Shear Wave Imaging，SSI），其在傳統(tǒng)二維成像的基礎(chǔ)上實(shí)時觀察組織彈性值，全面反映1個病灶內(nèi)不同區(qū)域的彈性狀態(tài)，更準(zhǔn)確地輔助臨床鑒別診斷，客觀間接反映組織不同的病理狀態(tài)。實(shí)時、全幅、全定量、彩色的編碼組織彈性圖，同時顯示和測量細(xì)微或宏觀組織彈性模量（單位：kPa）。該技術(shù)結(jié)合了RTE實(shí)時顯像和ARFI量化的優(yōu)勢，同時彌補(bǔ)了ARFI中VTQ技術(shù)取樣框無法調(diào)整的缺陷，使淋巴結(jié)彈性成像的進(jìn)一步深入研究變得可行。SWE擴(kuò)大了以往超聲彈性成像技術(shù)中數(shù)字化硬度的量程范圍，適用范圍更廣，可應(yīng)用于ARFI無法涉足的小病灶病例；在測得感興趣區(qū)域內(nèi)剪切波均值的同時計算標(biāo)準(zhǔn)差，以反映取樣框內(nèi)組織硬度的離散程度，信息量越發(fā)豐富。

Young Jun Choi[19]對15位患者的67枚淋巴結(jié)進(jìn)行回顧性分析，最終測得頸部良性淋巴結(jié)硬度為（41.06±36.34） kPa，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)硬度為（14.22±4.19） kPa，將截斷值設(shè)為19.44 kPa時，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)診斷的準(zhǔn)確度、敏感度和特異度分別為94%、91%和97%，相比灰階圖像的91%、88%和94%有顯著提高。但其研究對象中，淋巴結(jié)惡性疾病主要為甲狀腺乳頭狀癌來源的轉(zhuǎn)移性腫瘤，樣本量過小，研究結(jié)果難以客觀說明SWE在頸部淋巴結(jié)疾病診斷中的應(yīng)用價值。同期，Bhatia KS[20]將截斷值設(shè)為30.2 kPa，其診斷淋巴結(jié)惡性疾病的敏感度為41.9%，特異度為100%；將截斷值設(shè)為45 kPa時，診斷淋巴結(jié)惡性疾病的敏感度為48.4%，特異度為91.8%。但在他的研究中SWE對頸部淋巴結(jié)疾病良惡性診斷的準(zhǔn)確度只有61.8%，分析原因可能有2點(diǎn)：① 頸部淋巴結(jié)惡性疾病種類繁多，無法簡單從硬度來判斷疾病的性質(zhì)；② 研究對象的病理結(jié)果多來源于細(xì)針穿刺活檢，抽樣誤差難以避免。

雖然目前針對SWE進(jìn)行的淋巴結(jié)研究相對較少，但SWE的出現(xiàn)，使淋巴結(jié)的評價拋棄了RTE技術(shù)評分法的過分主觀性，沿用了ARFI的客觀性，完善了取樣框的設(shè)計，使其能夠更改大小，使小淋巴結(jié)也能夠納入研究當(dāng)中，逐漸被國內(nèi)外學(xué)者所認(rèn)可。但淋巴結(jié)疾病的復(fù)雜性和多樣性決定診斷的難度必然很大，并非簡單的提供組織硬度信息便可對淋巴結(jié)良惡性做出明確鑒別，如淋巴瘤雖為惡性疾病，但質(zhì)地較軟，單從硬度上無法與其他良性淋巴結(jié)疾病相鑒別；同時，淋巴結(jié)結(jié)核雖為良性疾病，但最終的轉(zhuǎn)歸通常是質(zhì)地較硬的鈣化。作為新興技術(shù)，超聲彈性成像依然無法拋棄其他超聲技術(shù)如多普勒和造影的協(xié)助，只有多角度分析，全面考察，淋巴結(jié)疾病才能得到客觀的鑒別和診斷。

4 展望

雖經(jīng)歷了多年的演變與進(jìn)步，超聲彈性成像技術(shù)已經(jīng)能夠?yàn)樵\斷淋巴結(jié)疾病提供諸多的信息，但各類技術(shù)仍然處于探索階段，缺乏統(tǒng)一觀點(diǎn)，難以形成規(guī)范的彈性診斷標(biāo)準(zhǔn)。只有各類新技術(shù)相互彌補(bǔ)，綜合判斷，統(tǒng)籌分析，超聲醫(yī)生才能夠?qū)α馨徒Y(jié)疾病做出客觀評價，為臨床醫(yī)生做出正確引導(dǎo)。在總結(jié)了傳統(tǒng)超聲的聲像圖特征、輔以彈性成像技術(shù)，結(jié)合患者的病史，必要時進(jìn)行穿刺活檢，多方面的對淋巴結(jié)進(jìn)行評價之后，臨床醫(yī)生才可對淋巴結(jié)疾病的性質(zhì)做出準(zhǔn)確判斷。

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Research Progress of Elastosonography in the Diagnosis of Lymphatic Node Diseases

SUN Xiao-dong1, WANG Xiao2
1.Department of Imaging, Qixia People’s Hospital, Yantai Shandong 265300, China; 2.Department of Abdominal Ultrasonography, In-Patient Section, the Second Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin Heilongjiang 150086, China

This paper briefly introduced three kinds of elastosonography techniques used for diagnosis of lymphatic node diseases, including real-time elastography, ARFI (Acoustic Radiation Force Impulse) and shear wave elastography, which was aimed to compare the three techniques and summarize relevant technical strengths and weaknesses. Meanwhile, its effectiveness and application prospect in diagnosis of lymphatic node diseases were summarized.

lymphatic nodes disease; elastosonography; tissue hardness

R445.1

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.06.021

1674-1633(2015)06-0082-03

2015-05-07

作者郵箱：a3376061@163．com