超微血管成像技術(shù)在肝膽系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用進(jìn)展

楊凡，魏璽

1天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院，天津300060；2國(guó)家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心；3天津市“腫瘤防治”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；4天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心

超聲成像作為便捷的檢測(cè)手段已受到廣大臨床醫(yī)師的青睞。超聲技術(shù)常用于肝硬化進(jìn)展程度、肝移植術(shù)后肝動(dòng)脈的監(jiān)測(cè)，以及肝、腎、卵巢、前列腺等器官惡性腫瘤的篩查與預(yù)后評(píng)估，兒科亦迫切地需要無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射的超聲技術(shù)輔助監(jiān)測(cè)患兒各個(gè)器官的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)。傳統(tǒng)的多普勒超聲技術(shù)如彩色多普勒成像（CDFI）及能量多普勒成像（PDI）無(wú)法區(qū)分雜波信號(hào)和低速血流信號(hào)，在去除雜波的同時(shí)，將低速血流信號(hào)一并去除，從而導(dǎo)致低速血流信號(hào)的丟失。超微血管成像（SMI）作為一種新興技術(shù)，可以提供更詳盡的血流信息，幫助提高灰階超聲及傳統(tǒng)多普勒技術(shù)的診斷效能。SMI利用獨(dú)特的計(jì)算方法，提取和消除雜波，實(shí)現(xiàn)了單純保留低速血流信號(hào)，從而在非造影模式下即可顯示微小血管的細(xì)節(jié)［1］。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已將SMI應(yīng)用于肝膽系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)等疾病的診斷與隨訪中?，F(xiàn)就SMI技術(shù)在肝膽系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用情況綜述如下。

1 SMI技術(shù)在肝膽系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用

1.1 SMI技術(shù)診斷肝臟局灶性病變（FLLs）隨著超聲檢查的普及，F(xiàn)LLs的檢出率明顯提高。目前的臨床需求不僅要有效區(qū)分肝臟病變的良惡性，還需準(zhǔn)確識(shí)別所有類(lèi)型FLLs的超聲特征，指導(dǎo)臨床治療及評(píng)估預(yù)后［2］。SMI可以實(shí)時(shí)檢測(cè)FLLs中的血流信號(hào)，且由于它對(duì)慢速血流和微血管敏感的捕捉能力，顯示出明顯優(yōu)勢(shì)。利用SMI評(píng)估血流形態(tài)特征，可以幫助鑒別各種類(lèi)型的FLLs。LEE等［3］發(fā)現(xiàn)，周邊環(huán)形血流（33%）和點(diǎn)狀血流（20%）這兩種形態(tài)對(duì)血管瘤的診斷具有特異度。車(chē)輪狀血流（43%）和放射狀血流（29%）形態(tài)是診斷局灶性結(jié)節(jié)性增生（FNHs）的特異度表現(xiàn)。HE等［4］發(fā)現(xiàn)，血管瘤的SMI特異度表現(xiàn)為點(diǎn)狀血流，周邊環(huán)繞血流以及周邊結(jié)節(jié)狀血流。肝癌的SMI表現(xiàn)主要為兩種形態(tài)，即結(jié)節(jié)內(nèi)彌漫分布的蜂窩狀血流和非特異度形態(tài)。轉(zhuǎn)移瘤表現(xiàn)為周邊環(huán)繞血流及周邊密集血流。淋巴瘤表現(xiàn)為周邊密集血流。FNHs均表現(xiàn)為車(chē)輪狀血流。肝腺瘤表現(xiàn)為彌漫性分布的蜂窩狀血流。由此可見(jiàn)，SMI可以為肝癌、肝轉(zhuǎn)移瘤以及肝血管瘤的鑒別診斷提供非常有用的信息。BONACCHI等［5］報(bào)道，應(yīng)用mSMI可將FNHs典型的車(chē)輪狀血管模式表現(xiàn)得更加明顯。與傳統(tǒng)灰階超聲和彩色多普勒技術(shù)獲得的圖像相比，mSMI可為小病灶（＜2 cm）提供更準(zhǔn)確和精細(xì)的圖像。DUBINSKY等［6］表明，在肝臟良性及惡性病變中，SMI較CDFI和PDI均能檢出更多的中央和周?chē)?，而肝癌病灶的血流?jí)別明顯高于良性病變。因此，在肝腫瘤方面的評(píng)估，SMI可以有效彌補(bǔ)CDFI及PDI顯像的不足，幫助鑒別各類(lèi)型FLLs，成為臨床診斷及治療的重要手段。

1.2 SMI技術(shù)評(píng)估肝硬化 肝硬化由不同的肝損傷引起的，會(huì)導(dǎo)致肝臟壞死性炎癥和肝纖維化，其組織學(xué)特征是彌漫性結(jié)節(jié)再生，伴周?chē)旅艿睦w維間隔，隨后造成肝實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)塌陷，這些病理改變共同導(dǎo)致肝血管結(jié)構(gòu)的明顯扭曲，門(mén)靜脈血流阻力增加，從而引發(fā)門(mén)靜脈高壓和肝合成功能障礙。因此，肝血管結(jié)構(gòu)的扭曲是肝修復(fù)和再生能力的主要決定因素。肝纖維化在預(yù)測(cè)肝臟慢性病變的進(jìn)程以及肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用，所以對(duì)肝纖維化的準(zhǔn)確評(píng)估至關(guān)重要。肝活檢是目前肝纖維化分級(jí)的參考標(biāo)準(zhǔn)，但這種方法具有侵襲性，可能會(huì)對(duì)患者產(chǎn)生不良影響。KOYAMA等［7］應(yīng)用SMI為慢性丙型肝炎或肝硬化的患者的5條隨機(jī)肝表面血管的形態(tài)和分叉角進(jìn)行了測(cè)量，根據(jù)彎曲和（或）不規(guī)則血管的數(shù)量對(duì)血管形狀進(jìn)行評(píng)分，結(jié)果顯示晚期肝纖維化患者的平均血管積分和平均分叉角明顯高于輕中度肝纖維化患者、對(duì)照組。因此，應(yīng)用SMI可以通過(guò)檢測(cè)肝表面鄰近的小血管來(lái)預(yù)測(cè)肝纖維化的程度。KURODA等［8］應(yīng)用SMI對(duì)丙型肝炎病毒（HCV）患者的肝血管構(gòu)筑進(jìn)行研究，根據(jù)血管形態(tài)將SMI圖像分為五種類(lèi)型，并與纖維化程度進(jìn)行比較。SMI的血管類(lèi)型在不同肝纖維化程度間具有顯著性差異。BALIK等［9］發(fā)現(xiàn)，mSMI和cSMI對(duì)檢測(cè)肝包膜下4.4 mm和3.3 mm深度的肝血管顯著優(yōu)于CDFI及PDI。在血管樹(shù)形態(tài)的變化中，小血管鈍變是預(yù)測(cè)重度纖維化的特征性表現(xiàn)。SMI可以詳細(xì)地描述慢性肝病的血管構(gòu)建，明確血管鈍變和扭曲等細(xì)節(jié)的變化，從而預(yù)測(cè)肝臟纖維化的嚴(yán)重程度。因此，SMI作為無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)肝纖維化或肝硬化的可靠工具，可能作為肝臟活檢的一種實(shí)用性替代方法。

1.3 SMI技術(shù)評(píng)估移植術(shù)后肝動(dòng)脈閉塞 在肝移植方面，SMI也取得了一些成績(jī)［10］。傳統(tǒng)的CDFI在顯示微血管和低速血流方面存在技術(shù)上的局限性，而SMI作為一種無(wú)創(chuàng)且便捷的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)肝移植術(shù)后肝動(dòng)脈閉塞具有較高的靈敏度和特異度［11］。SMI可以在非侵入性操作下檢測(cè)到肝動(dòng)脈閉塞，為肝移植術(shù)后評(píng)估提供可靠依據(jù)。JANG等［12］應(yīng)用SMI評(píng)估肝移植術(shù)后肝動(dòng)脈的可見(jiàn)度，且應(yīng)用CD?FI、SMI、造影模式下SMI（CE-SMI）以及超聲造影（CEUS）分別測(cè)量肝動(dòng)脈的管徑，發(fā)現(xiàn)SMI對(duì)肝動(dòng)脈的可見(jiàn)度明顯高于CDFI，CE-SMI明顯高于SMI。因此，SMI在肝移植術(shù)后肝動(dòng)脈評(píng)估方面具有良好的可重復(fù)性，且造影劑的應(yīng)用將進(jìn)一步地提高SMI的診斷效果。

1.4 SMI技術(shù)診斷急性膽囊炎 急性膽囊炎是一種膽囊壁的急性炎癥，約90%～95%的病例為急性結(jié)石性膽囊炎，由膽囊管或膽囊頸部結(jié)石嵌頓引起。腹部超聲是診斷急性膽囊炎的首選方式，其典型表現(xiàn)是膽結(jié)石、膽囊壁增厚（＞3 mm）、膽囊擴(kuò)張、超聲墨菲征陽(yáng)性、囊周積液和膽囊充血［13］。RA等［14］對(duì)54例疑似膽道疾病患者的膽囊床感興趣區(qū)域進(jìn)行SMI血流信號(hào)的像素進(jìn)行計(jì)數(shù)，發(fā)現(xiàn)急性膽囊炎的SMI像素計(jì)數(shù)明顯高于非急性膽囊炎。與常規(guī)超聲相比，超聲結(jié)合膽囊炎SMI計(jì)數(shù)能客觀地提高急性膽囊炎的診斷水平，對(duì)膽囊炎所引起的急腹癥的鑒別診斷具有一定優(yōu)勢(shì)。

2 SMI技術(shù)在泌尿生殖系統(tǒng)疾病診斷中的應(yīng)用

2.1 SMI技術(shù)顯示腎皮質(zhì)微血管 腎臟循環(huán)具有獨(dú)特的解剖學(xué)功能特點(diǎn)，腎皮質(zhì)微血管的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)與腎功能密切相關(guān)。由于腎皮質(zhì)微血管管徑小，血流速度慢，通過(guò)評(píng)估腎皮質(zhì)微血管血流來(lái)代表腎臟灌注是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的彩色多普勒超聲能夠顯示腎臟整體的血管結(jié)構(gòu)、血流方向和速度，已被用作評(píng)估腎臟疾病和腎移植護(hù)理的影像學(xué)標(biāo)準(zhǔn)［15］，但對(duì)小血管或低速血流不敏感。近期有研究［16］對(duì)20例健康成年人所有彩色多普勒?qǐng)D像中的彩色多普勒信號(hào)進(jìn)行量化，計(jì)算彩色像素密度、彩色像素面積占感興趣總面積的百分比以及皮質(zhì)端血管到腎包膜的距離，發(fā)現(xiàn)SMI比CDFI、PDI對(duì)腎皮質(zhì)微血管的描述更敏感。

2.2 SMI技術(shù)診斷腎腫瘤 微血管新生和微血管形態(tài)特征與腫瘤的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移、分期、預(yù)后密切相關(guān)，腫瘤微血管的特征是區(qū)分腫瘤良惡性的重要依據(jù)。此外，腫瘤內(nèi)血流狀態(tài)對(duì)鑒別腎臟腫瘤的良惡性有重要意義。腎腫瘤的血管分布可以通過(guò)CD?FI和CEUS方法評(píng)估，然而CDFI在評(píng)價(jià)腫瘤微血管和低速血流方面價(jià)值有限。近期，越來(lái)越多的學(xué)者應(yīng)用SMI評(píng)估腎臟腫瘤的血管特點(diǎn)。MAO等［17］分別應(yīng)用CDFI和SMI檢測(cè)腎臟實(shí)性腫瘤的血流等級(jí)及血管形態(tài)，與CDFI相比，SMI在腎臟惡性腫瘤中的血流分級(jí)顯著升高，說(shuō)明SMI在鑒別腎臟良惡性腫瘤方面比CDFI更敏感、更準(zhǔn)確。腎囊性腫瘤通常在體檢中發(fā)現(xiàn)，約占腎腫瘤性病變的15%，惡性囊性腫瘤較實(shí)性腫瘤預(yù)后好［18-19］。因此，鑒別良惡性腎臟復(fù)雜性囊腫更具挑戰(zhàn)性。MU等［20］發(fā)現(xiàn)，CDFI和SMI對(duì)Ⅱf、Ⅲ、Ⅳ型囊性腎腫瘤的血流和Bosniak分型的評(píng)價(jià)有顯著性差異，SMI與CEUS對(duì)Ⅱf、Ⅲ和Ⅳ型囊性腎腫瘤的Bosniak分型一致性好，SMI能更好地顯示腎囊性腫瘤分隔和實(shí)性結(jié)構(gòu)內(nèi)的血流信號(hào)，從而幫助腎囊性腫瘤進(jìn)行更準(zhǔn)確的Bosniak分型。綜上，SMI在評(píng)估腎臟實(shí)性及囊性腫瘤的血管分布以及鑒別腎腫瘤的良惡性均具有潛在的價(jià)值。

2.3 SMI技術(shù)診斷尿路感染 尿路感染在女性及兒童人群中較為常見(jiàn)，高達(dá)8%的健康兒童可能會(huì)罹患一次尿路感染［21］，膀胱輸尿管反流是兒童尿路感染及腎盂腎炎的常見(jiàn)原因。SMI作為一種無(wú)輻射、無(wú)創(chuàng)性的影像學(xué)檢查方法，在兒童人群中可接受性強(qiáng)。如果SMI能夠減少或替代患兒所必需的侵襲性影像學(xué)檢查，將具有重要的臨床意義。在尿路感染兒童中，SMI可以有效檢出尿流的方向，輸尿管反流和（或）腎盂漩渦征與高級(jí)別膀胱輸尿管反流相關(guān)［22］。因此，SMI在兒童尿路感染中可以作為檢測(cè)尿流方向的實(shí)用方法。

2.4 SMI技術(shù)診斷卵巢病變 超聲是目前應(yīng)用最廣泛的女性盆腔器官的檢查方法，具有使用便捷、實(shí)時(shí)成像等優(yōu)點(diǎn)。由于卵巢血管形態(tài)和血流特征與其生理病理學(xué)功能變化密切相關(guān)［23］；卵巢血管生成也是卵巢炎癥和腫瘤進(jìn)展過(guò)程中的必要條件。因此，卵巢血管的顯示是超聲檢查中的重要部分［24］。卵巢扭轉(zhuǎn)是常見(jiàn)的婦科急癥，動(dòng)脈血流消失是對(duì)完全性卵巢扭轉(zhuǎn)的重要診斷依據(jù)，但只有60%～73%的卵巢扭轉(zhuǎn)病例可以看到動(dòng)脈血流的消失。此外，傳統(tǒng)多普勒成像在部分人群中常無(wú)法顯示正常卵巢的血管分布，尤其在月經(jīng)前期女性中更為突出。Ayaz等［25］應(yīng)用SMI技術(shù)檢測(cè)健康兒童卵巢的血管分布，其對(duì)于血管的檢出和血流的分布效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的多普勒成像。SMI可以作為檢測(cè)兒童卵巢血管分布的有效方法，對(duì)于鑒別卵巢部分和完全扭轉(zhuǎn)、判斷卵巢實(shí)質(zhì)是否能夠挽救具有重要意義。

2.5 SMI技術(shù)診斷前列腺癌（PCa）PCa是男性第二大常見(jiàn)腫瘤，全球男性因癌癥死亡人數(shù)超過(guò)30萬(wàn)［26］。經(jīng)直腸超聲（TRUS）最早出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，自80年代末開(kāi)始廣泛應(yīng)用于PCa的檢測(cè)，TRUS引導(dǎo)下前列腺穿刺活檢已成為診斷PCa最常用的方法之一。然而，PCa在常規(guī)超聲圖像上常表現(xiàn)為回聲不均勻，其診斷的靈敏度和特異度仍然很低。由于血管生成與腫瘤生長(zhǎng)之間存在關(guān)聯(lián)，既往有研究應(yīng)用CDFI來(lái)提高PCa的檢出率［27］。但CDFI在去除軟組織引起運(yùn)動(dòng)偽影的同時(shí)，一并去除了慢速血流信號(hào)，故CDFI對(duì)PCa血流顯示具有一定制約。PCa SMI參數(shù)和Gleason評(píng)分之間存在關(guān)系，PCa患者的微血管數(shù)量明顯高于良性患者。SMI與CEUS對(duì)PCa病灶中血流信號(hào)的檢出能力相似。SMI能夠顯示Gleason 8分和9分PCa病灶中豐富的微血管，且微 血 管 數(shù) 量 與Gleason評(píng) 分 呈 正 相 關(guān)［28］。SHEN等［29］比較了TRUS引導(dǎo)下前列腺穿刺活檢、SMI引導(dǎo)下穿刺活檢以及彈性超聲引導(dǎo)下穿刺活檢對(duì)PCa的靈敏度。作為常規(guī)TRUS引導(dǎo)下穿刺活檢的輔助手段，SMI和彈性成像引導(dǎo)下的穿刺活檢可提高前列腺癌的檢出率。因此，在PCa的檢測(cè)和特征描述中，SMI有望成為一種更有價(jià)值的成像技術(shù)。

2.6 SMI技術(shù)顯示陰囊及其內(nèi)部結(jié)構(gòu) 在評(píng)估兒童陰囊和陰囊內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如睪丸和附睪）的檢查方法中，超聲具有實(shí)時(shí)成像、分辨率高以及能夠顯示血管信息等優(yōu)勢(shì)。CDFI是尋找兒童陰囊疼痛病因的重要檢測(cè)手段，尤其對(duì)附睪炎或睪丸扭轉(zhuǎn)的臨床診斷有重要價(jià)值。急性睪丸扭轉(zhuǎn)需要快速進(jìn)行診斷評(píng)估，由于兒童年齡組睪丸內(nèi)的血管纖細(xì)，CDFI檢測(cè)睪丸血流量可能比較困難，有時(shí)可能出現(xiàn)假陽(yáng)性診斷。然而SMI在檢測(cè)新生兒睪丸血管的能力明顯優(yōu)于常規(guī)多普勒超聲［30］，極大地滿(mǎn)足了兒科臨床檢查需求。

綜上所述，SMI作為近年來(lái)新興的多普勒超聲成像技術(shù)，已越來(lái)越多地應(yīng)用于肝膽、泌尿生殖系統(tǒng)疾病的診斷中，由于其在評(píng)估微血管方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，可以詳細(xì)地顯示血管分布特征，因此SMI在與血管生成密切相關(guān)的疾病中更具應(yīng)用價(jià)值。SMI的應(yīng)用可有效減少CEUS中因使用造影劑引起的潛在不良反應(yīng)，更加實(shí)時(shí)便捷。隨著SMI技術(shù)的越發(fā)成熟以及診斷標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步細(xì)化，這種新技術(shù)有望成為侵襲性診斷方法的替代選擇。SMI血流特征與組織病理學(xué)、疾病進(jìn)展之間的相關(guān)性可能是未來(lái)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。SMI在評(píng)估預(yù)后、選擇治療方案中的意義同樣需要進(jìn)一步多中心的臨床研究來(lái)綜合評(píng)價(jià)。