剪切波彈性成像評(píng)價(jià)胎盤(pán)功能研究進(jìn)展

高 瑾，胡 兵

(三峽大學(xué)附屬仁和醫(yī)院超聲科，湖北 宜昌 443001)

近年來(lái)超聲彈性成像技術(shù)發(fā)展迅速，臨床應(yīng)用廣泛，具有無(wú)創(chuàng)、快速、可實(shí)時(shí)觀察、重復(fù)性好、能反映組織硬度等優(yōu)點(diǎn)[1]。剪切波彈性成像(shear wave elastography, SWE)是一項(xiàng)能評(píng)估組織硬度的新興超聲彈性成像技術(shù)，目前廣泛用于甲狀腺[2]、乳腺[3]、肝臟[4]、腎臟[5]、骨骼肌[6]及淋巴結(jié)[7]等，在產(chǎn)科方面也有頗多研究[8]。本文圍繞SWE的原理及其評(píng)價(jià)胎盤(pán)功能研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 SWE基本原理及特點(diǎn)

SWE基本原理[9]是以探頭發(fā)射安全的聲輻射脈沖，利用Sonic Touch專利技術(shù)，使聲束聚焦于不同深度的組織，產(chǎn)生的波源在組織內(nèi)以高于剪切波產(chǎn)生速度的狀態(tài)快速移動(dòng)，產(chǎn)生的剪切波以“馬赫?qǐng)A錐”形態(tài)相干增強(qiáng)，再通過(guò)超高速成像技術(shù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確記錄剪切波傳播過(guò)程，并對(duì)其傳播速度進(jìn)行彩色編碼且疊加于二維解剖圖像上，從而形成活體組織的實(shí)時(shí)剪切波速度圖；通過(guò)系統(tǒng)定量分析可直接測(cè)量組織的楊氏模量值。楊氏模量值按E=3ρC2計(jì)算，其中E為楊氏模量，ρ為組織密度，C為剪切波傳播速度；組織越硬，剪切波傳播速度越快，楊氏模量值越大，彩色編碼表現(xiàn)為紅色；相反，則楊氏模量值越小，彩色編碼表現(xiàn)為藍(lán)色。

SWE技術(shù)特點(diǎn):①可廣泛用于觀察彌漫性及局灶性病變；②利用聲輻射脈沖產(chǎn)生的剪切波克服了壓迫性彈性超聲成像技術(shù)力度與頻率的不穩(wěn)定性；③通過(guò)“馬赫錐”原理將聲輻射脈沖轉(zhuǎn)換成足夠強(qiáng)度的橫向剪切波，從而明顯提高了剪切波的振幅和傳播距離；④超高速成像技術(shù)可避免因同一部位聚焦而產(chǎn)生過(guò)高的生物效應(yīng)，故可安全用于孕婦[10]。

2 SWE評(píng)價(jià)胎盤(pán)功能

胎盤(pán)是母體與發(fā)育中的胎兒之間的聯(lián)系紐帶，胎盤(pán)病變可影響胎兒結(jié)局，嚴(yán)重時(shí)可致胎兒預(yù)后不良或胎死宮內(nèi)。胎兒宮內(nèi)生長(zhǎng)遲緩(intrauterine growth retardation, IUGR)、妊娠高血壓綜合征(pregnancy-induced hypertension syndrome, PIH)及妊娠糖尿病(gestational diabetes mellitus, GDM)均可致胎盤(pán)發(fā)生病理改變，臨床常用胎盤(pán)成熟度、臍動(dòng)脈及子宮動(dòng)脈血流參數(shù)、胎盤(pán)血管化定量分析、胎兒主動(dòng)脈峽部血流多普勒參數(shù)等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)上述疾病中胎盤(pán)功能慢性損傷程度[11]。胎盤(pán)組織的病理或生理變化可導(dǎo)致其彈性變化[12]。SWE可直接定量測(cè)量胎盤(pán)硬度，有望成為一種新的補(bǔ)充評(píng)價(jià)胎盤(pán)功能的方法。

2.1 評(píng)價(jià)正常孕婦的胎盤(pán)功能 LI等[13]運(yùn)用SWE測(cè)量30名正常晚孕期孕婦胎盤(pán)彈性，認(rèn)為該技術(shù)可為評(píng)估胎盤(pán)功能提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。CIMSIT等[14]認(rèn)為胎盤(pán)中心與邊緣部分彈性模量值無(wú)明顯差異，與國(guó)內(nèi)外其他學(xué)者[15-16]的研究結(jié)果一致，即可用胎盤(pán)中心或邊緣任意部位的測(cè)量值來(lái)表示整個(gè)胎盤(pán)的硬度，但于胎盤(pán)中心部位取樣時(shí)必須避開(kāi)臍動(dòng)脈插入處，因?yàn)榇颂幱捕戎递^周?chē)黠@增高。此外，有學(xué)者[17]發(fā)現(xiàn)，部分胎盤(pán)功能不全患者臍動(dòng)脈血流參數(shù)S/D、羊水量等仍維持正常時(shí)，其SWE測(cè)值已發(fā)生改變，提示通過(guò)胎盤(pán)硬度有可能評(píng)價(jià)早期胎盤(pán)功能減低帶來(lái)的病理變化，且較其他間接指標(biāo)更為敏感。

2.2 評(píng)價(jià)IUGR患者胎盤(pán)功能 胎盤(pán)功能不全是導(dǎo)致IUGR的主要原因，且多數(shù)IUGR胎盤(pán)均有顯著病理改變。傳統(tǒng)B型超聲雖可提供胎盤(pán)的整體形態(tài)和位置信息，但無(wú)法評(píng)估胎盤(pán)功能；多普勒超聲評(píng)估IUGR胎盤(pán)功能雖特異度高，但敏感度低，尤其對(duì)于低風(fēng)險(xiǎn)妊娠患者[18]。體外應(yīng)變彈性成像[19]和聲輻射力脈沖彈性成像[20]研究發(fā)現(xiàn)IUGR胎盤(pán)硬度增高，并與病理結(jié)果表現(xiàn)存在相關(guān)性，提示以SWE評(píng)估活體胎盤(pán)的彈性可能具有較高價(jià)值。HABIBI等[21]利用SWE在體評(píng)估IUGR胎盤(pán)彈性，測(cè)得各區(qū)域中位數(shù)彈性值分別為28.0、21.5、22.0及22.5 kPa，對(duì)應(yīng)正常組彈性值分別為6.00、5.35、5.00及5.30 kPa，IUGR組胎盤(pán)硬度均明顯高于正常對(duì)照組，表明SWE可較好地評(píng)估胎盤(pán)功能，并有望成為診斷IUGR的新技術(shù)。胎盤(pán)硬度升高的機(jī)制暫不清楚，可能與絨毛膜羊膜炎、血管炎及梗死等引起組織纖維化等有關(guān)。該研究[21]中SWE值與出生體質(zhì)量、Apgar評(píng)分無(wú)明顯相關(guān)，限制了SWE對(duì)于進(jìn)一步臨床結(jié)果的預(yù)測(cè)價(jià)值，且未納入妊娠早期孕婦，而妊娠早期卻是觀察如何高效診治IUGR的重要時(shí)期。SWE評(píng)價(jià)IUGR胎盤(pán)功能有待深入，并進(jìn)一步探究胎盤(pán)硬度升高與病理生理變化之間的關(guān)系。

2.3 評(píng)價(jià)PIH患者胎盤(pán)功能 PIH的基本病理生理改變是全身小血管痙攣，周?chē)茏枇υ龈?，?dǎo)致胎盤(pán)血流灌注減少、功能受損。子癇是PIH的最嚴(yán)重階段，不僅有心血管疾病患病高風(fēng)險(xiǎn)和神經(jīng)系統(tǒng)遠(yuǎn)期后遺癥可能，若抽搐不止，還嚴(yán)重危及母嬰生命；早發(fā)的子癇前期則與子宮動(dòng)脈異常、IUGR及母嬰不良結(jié)局密切相關(guān)[22]。因此，早期發(fā)現(xiàn)子癇前期高風(fēng)險(xiǎn)患者對(duì)于臨床監(jiān)測(cè)及防治子癇、改善孕期和圍產(chǎn)期母嬰結(jié)局非常重要。臨床常用動(dòng)脈多普勒測(cè)量參數(shù)和一些血清生物學(xué)標(biāo)志物(如尿酸、尿激肽和抗心磷脂抗體)等預(yù)測(cè)子癇前期發(fā)展，但其陽(yáng)性預(yù)測(cè)值參考價(jià)值低。

KARAMAN等[23]通過(guò)在體評(píng)估胎盤(pán)硬度，提出彈性成像是診斷和評(píng)估子癇前期的新方法，且推測(cè)組織梗死、動(dòng)脈硬化和絨毛間血栓形成等病變是PIH胎盤(pán)硬度增高的原因。CIMSIT等[14]將中孕期孕婦分為子癇前期組和正常組，發(fā)現(xiàn)2組剪切波彈性圖存在顯著差異，提示彈性成像技術(shù)不僅可提高預(yù)測(cè)子癇前期發(fā)展的敏感度，還能加強(qiáng)多普勒超聲預(yù)測(cè)子癇前期的效果；但因該研究樣本量小，未對(duì)子癇前期嚴(yán)重程度與異常彈性值之間的相關(guān)性加以分析。KILIC等[24]利用SWE在體定量測(cè)量子癇前期胎盤(pán)硬度,發(fā)現(xiàn)將胎盤(pán)胎兒面中心區(qū)域楊氏模量平均值設(shè)為7.35 kPa時(shí)診斷效能最高，其敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值和準(zhǔn)確率分別為90%、86%、82%、92%和88%；將該臨界值單獨(dú)用于存在子宮動(dòng)脈舒張期切跡患者時(shí)，其診斷子癇前期的敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值分別為91.3%、92.6%、91.3%和92.6%；SWE既可提示PIH早期胎盤(pán)結(jié)構(gòu)病變，又能提高其他指標(biāo)診斷胎盤(pán)功能的敏感度及特異度。袁勝美等[15]采用SWE技術(shù)測(cè)得晚孕期PIH組和正常組胎盤(pán)彈性平均值分別為(12.25±2.02)kPa和(6.42±0.63)kPa，且晚孕期PIH患者臍動(dòng)脈血流參數(shù)尚未發(fā)生變化時(shí)楊氏模量已升高，表明SWE可更敏感地發(fā)現(xiàn)早期胎盤(pán)異常；但受臨床治療限制，該研究并未發(fā)現(xiàn)胎盤(pán)彈性值與臍動(dòng)脈血流參數(shù)及Apgar評(píng)分之間的相關(guān)性。以上兩項(xiàng)研究[15,24]的明顯不足是胎盤(pán)表現(xiàn)未經(jīng)病理學(xué)證實(shí)，且檢查時(shí)段均未包含早孕期，有待進(jìn)一步完善，以闡明胎盤(pán)病理改變與其彈性值升高之間的關(guān)系；同時(shí)應(yīng)開(kāi)展孕早期孕婦檢查，測(cè)量時(shí)段胎齡越早，越易于清晰觀察胎盤(pán)彈性變化和子癇發(fā)病之間的關(guān)系。

2.4 評(píng)價(jià)其他患者胎盤(pán)功能 YUKSEL等[16]應(yīng)用SWE檢測(cè)33例GDM孕婦與43名健康孕婦胎盤(pán)彈性，GDM組胎盤(pán)平均彈性值顯著高于健康孕婦，推測(cè)SWE或可用于定量評(píng)價(jià)GDM孕婦胎盤(pán)形態(tài)病理學(xué)改變及其管理。張維維等[17]則采用回顧性研究分析SWE預(yù)測(cè)胎兒預(yù)后不良的價(jià)值，結(jié)果顯示以胎盤(pán)彈性平均值26.5 kPa作為診斷界值預(yù)測(cè)胎兒預(yù)后不良的可信度較高，不僅可較早反映胎盤(pán)功能狀態(tài)，還有助于判斷胎兒預(yù)后不良和危險(xiǎn)因素，從而早期預(yù)防疾病及進(jìn)行臨床干預(yù)；且聯(lián)合應(yīng)用胎盤(pán)彈性平均值≥26.5 kPa 和S/D>3時(shí)診斷更科學(xué)，可有效提高檢出率。

3 SWE評(píng)價(jià)胎盤(pán)功能的局限

相比其他彈性成像技術(shù)，SWE具有良好的穩(wěn)定性，但受操作者技術(shù)影響仍較大。KOT等[25]發(fā)現(xiàn)彈性模量不受ROI大小的影響，但與檢查時(shí)施加的壓力有關(guān)，壓力較大時(shí)彈性模量的準(zhǔn)確性降低，故SWE測(cè)量胎盤(pán)彈性時(shí)應(yīng)使用過(guò)量的凝膠，以消減探頭壓力和消除壓縮偽影。為避免呼吸和血管及心臟搏動(dòng)產(chǎn)生的混雜信號(hào)干擾SWE測(cè)值，檢查時(shí)可囑患者放慢呼吸、勿要移動(dòng)，避開(kāi)動(dòng)脈及心臟，胎動(dòng)時(shí)應(yīng)暫停檢查。此外，現(xiàn)有各項(xiàng)SWE研究之間缺乏統(tǒng)一測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，如儀器調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)、取樣框深度、取樣次數(shù)及操作時(shí)間等，應(yīng)盡量加以控制，以消除可能造成的影響。鄭劍等[26]將SWE用于肝臟，發(fā)現(xiàn)ROI取樣框深度較大時(shí)，彩色圖像出現(xiàn)斑片狀或彩色缺失而影響彈性測(cè)值，而這正是以上研究均排除了胎盤(pán)位于后壁的孕婦的原因，但明顯限制了SWE在產(chǎn)科的應(yīng)用價(jià)值，有待進(jìn)一步研發(fā)新技術(shù)加以解決。

4 小結(jié)與展望

采用SWE評(píng)價(jià)胎盤(pán)功能的研究尚少，上述研究樣本量均較小，有待擴(kuò)大樣本量證實(shí)SWE評(píng)估胎盤(pán)功能的有效性。缺乏胎盤(pán)組織病理學(xué)信息是以上有關(guān)SWE研究的重要缺陷，對(duì)于正常組織與病理組織彈性特性的比較研究目前正在進(jìn)行。早孕期對(duì)于監(jiān)測(cè)及防治疾病以改善愈后和母嬰結(jié)局非常重要，將SWE用于早孕期孕婦疾病篩查或病情進(jìn)展評(píng)估可能會(huì)取得較滿意的研究成果。此外，SWE用于胎盤(pán)功能評(píng)價(jià)還需進(jìn)一步加強(qiáng)方法學(xué)研究，并增加與其他評(píng)價(jià)指標(biāo)的橫向?qū)Ρ龋猿浞职l(fā)揮SWE的優(yōu)勢(shì)。