超聲彈性成像在產(chǎn)科中的應(yīng)用進(jìn)展

蔣吉鵬

(天津市第一中心醫(yī)院，天津 300192)

超聲彈性成像(UE)是近年發(fā)展起來的一項(xiàng)新的超聲技術(shù)，可提供有關(guān)組織內(nèi)部彈性特征的信息。超聲彈性成像將不同彈性系數(shù)的組織用不同顏色或數(shù)字表示出來，更加客觀、準(zhǔn)確。超聲彈性成像最初主要應(yīng)用于乳腺、甲狀腺等淺表器官，后來逐漸擴(kuò)展應(yīng)用到其他臟器，其應(yīng)用于婦產(chǎn)科主要包括宮頸病變的彈性成像及妊娠期宮頸、胎盤的彈性成像。本文就其近年來在產(chǎn)科的臨床應(yīng)用及進(jìn)展作一綜述。

1 超聲彈性成像的基本原理

組織彈性的概念是由英國醫(yī)生托馬斯·楊(Thomas Young)于1807年首先提出的，被稱作楊氏模量，單位是kPa。根據(jù)物理學(xué)原理，在外力的作用下，不同彈性的組織會(huì)產(chǎn)生不同程度的形變，組織在壓縮或拉伸時(shí)的形變越小，楊氏模量值越高。超聲彈性成像由Ophir等[1]于1991年首次報(bào)道，其基本原理是對(duì)組織施加外部或內(nèi)部的激勵(lì)時(shí)，由于組織彈性系數(shù)的差異、組織分布的不同，其產(chǎn)生的應(yīng)變就會(huì)有所差別，較軟的部分比硬的部分更易發(fā)生形變。再利用超聲成像技術(shù)獲得組織形變前后的回波信號(hào)，計(jì)算出組織的楊氏模量，由此獲得不同組織的彈性值。實(shí)時(shí)彈性成像將組織受激勵(lì)前后回波信號(hào)的變化轉(zhuǎn)化為彩色影像，不同彈性的組織用不同顏色表示，用以反映不同的組織硬度。彈性系數(shù)小的組織位移變化大，用紅色顯示；彈性系數(shù)大的組織位移變化小，用藍(lán)色顯示；彈性系數(shù)介于其間的組織用綠色顯示。

2 超聲彈性成像在產(chǎn)科的應(yīng)用

超聲彈性成像最初主要應(yīng)用于乳腺、甲狀腺等淺表器官，用于協(xié)助判斷腫瘤的良惡性[2]。近年來逐漸擴(kuò)展應(yīng)用到其他臟器，如判斷肝臟纖維化、血管壁彈性等，并進(jìn)一步應(yīng)用于婦產(chǎn)科領(lǐng)域。婦科方面主要應(yīng)用于宮頸的彈性成像，協(xié)助判斷宮頸病變的性質(zhì)；產(chǎn)科方面主要包括妊娠期宮頸及胎盤的彈性成像。

2.1 超聲彈性成像在妊娠期宮頸中的應(yīng)用

對(duì)于妊娠期宮頸彈性成像，Preis等[3]提出5級(jí)評(píng)分法用以表示不同的宮頸硬度，即用0～4 分分別對(duì)應(yīng)紫色到紅色5種不同的顏色，最硬的部分顯示為紫色，用0分表示，逐漸變軟的組織依次顯示為藍(lán)色、綠色、黃色和紅色，分別用1 分、2 分、3 分和4 分表示。目前妊娠期宮頸彈性成像的研究主要集中于宮頸硬度與早產(chǎn)的關(guān)系及孕晚期宮頸成熟度的評(píng)價(jià)[4-5]。早產(chǎn)是一種較嚴(yán)重的妊娠并發(fā)癥，早期診斷能明顯降低早產(chǎn)發(fā)生率及早產(chǎn)兒的病死率。宮頸長度(CL)的測量是判斷早產(chǎn)的主要依據(jù)之一，可預(yù)測早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)陰道超聲可以更準(zhǔn)確、客觀地測量宮頸長度[6]。但由于早產(chǎn)受多種因素影響，早產(chǎn)的預(yù)測不能僅僅基于對(duì)宮頸長度的測量。王禮賢等[7]研究表明，宮頸功能不全患者孕前的宮頸長度及厚度與正常對(duì)照組比較，差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示宮頸功能不全患者在非孕期宮頸的解剖結(jié)構(gòu)并未表現(xiàn)出明顯異常，應(yīng)用二維超聲對(duì)宮頸進(jìn)行形態(tài)學(xué)檢查并不能準(zhǔn)確反映宮頸的功能情況，預(yù)測宮頸功能不全存在較大局限性。宮頸中膠原蛋白與平滑肌的比例降低或透明質(zhì)酸酶含量減低，或?qū)m頸損傷、宮頸錐切術(shù)、宮頸環(huán)形電切除術(shù)等，均可導(dǎo)致宮頸質(zhì)地變軟，發(fā)生宮頸功能不全。因此，測量宮頸硬度對(duì)于判斷早產(chǎn)具有重要的意義。目前，學(xué)者認(rèn)為[8]宮頸長度和宮頸組織軟硬度均為預(yù)測早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的重要指標(biāo)。李菁華等[9]應(yīng)用經(jīng)陰道超聲彈性成像技術(shù)獲取宮頸組織的彈性成像參數(shù)，包括整個(gè)宮頸的應(yīng)變率(CS)、宮頸內(nèi)口應(yīng)變率(IS)及宮頸外口應(yīng)變率(ES)，并測量宮頸長度。結(jié)果表明早產(chǎn)組IS顯著高于正常組，早產(chǎn)組CL短于正常組。ROC曲線下面積IS相對(duì)較大，預(yù)測早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的最佳閾值為0.30%，其敏感性、特異性、陽性預(yù)測值及陰性預(yù)測值分別為66.7%，79.3%，55.4%及80.2%，IS在預(yù)測無癥狀性早產(chǎn)方面可能具有更大的臨床價(jià)值。王麗等[10]應(yīng)用剪切波彈性成像技術(shù)測量孕婦宮頸剪切波速度，評(píng)估其在早產(chǎn)中的預(yù)測價(jià)值。結(jié)果表明，早產(chǎn)組宮頸平均剪切波速度低于足月分娩組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此認(rèn)為宮頸剪切波彈性成像測量可作為預(yù)測孕婦早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的手段之一。Muscatello等[11]對(duì)53 名準(zhǔn)備引產(chǎn)的孕婦行經(jīng)陰道超聲測量宮頸長度并進(jìn)行超聲彈性成像，發(fā)現(xiàn)孕婦宮頸彈性指數(shù)(EI)與分娩方式存在相關(guān)性，EI 1～3與EI 4～5早產(chǎn)發(fā)生率分別為82.75%和45.8%，提示宮頸彈性系數(shù)小者，早產(chǎn)發(fā)生率高。妊娠晚期宮頸狀態(tài)是確定孕婦分娩方式的重要指標(biāo)，產(chǎn)科醫(yī)生一般以陰道指檢宮頸成熟度(Bishop)評(píng)分來判斷宮頸成熟度。Bishop評(píng)分的優(yōu)點(diǎn)是方便、簡單，但其在很大程度上依賴檢查者的經(jīng)驗(yàn)判斷，有較強(qiáng)的主觀性，可重復(fù)性差，不同的檢查醫(yī)生對(duì)同一孕婦的檢查結(jié)果可能存在較大的差異，且部分孕婦難以耐受。而且經(jīng)陰道指檢僅能觸及宮頸陰道部，難以評(píng)價(jià)約占宮頸一半的陰道上宮頸段。時(shí)冬冬等[12]應(yīng)用經(jīng)陰道實(shí)時(shí)超聲彈性成像觀察晚孕期宮頸應(yīng)變性并測量宮頸長度。結(jié)果顯示，142 例晚孕期孕婦宮頸彈性成像定量參數(shù)應(yīng)變率比值隨孕周增加而逐漸增大，宮頸長度隨孕周增大而逐漸變短。因此認(rèn)為彈性成像可較準(zhǔn)確地評(píng)估宮頸的狀態(tài)，進(jìn)一步指導(dǎo)分娩方式。彭芳華等[13]研究表明，晚期妊娠組宮頸長度小于早、中期妊娠組，宮頸感興趣區(qū)彈性應(yīng)變率高于早、中期妊娠組，而早期與中期妊娠組間宮頸長度與彈性應(yīng)變率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，宮頸長度與彈性應(yīng)變率呈負(fù)相關(guān)。Swiatkowska-Freund和Preis[14]對(duì)29 例引產(chǎn)前孕婦進(jìn)行宮頸彈性成像檢查，然后計(jì)算宮頸內(nèi)口至外口各個(gè)區(qū)域的彈性指數(shù)，結(jié)果顯示引產(chǎn)成功組宮頸內(nèi)口區(qū)域組織較軟，其彈性指數(shù)明顯高于引產(chǎn)失敗組，但宮頸中段及外口區(qū)域彈性指數(shù)與引產(chǎn)成功率比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Preis等[3]對(duì)16 例準(zhǔn)備引產(chǎn)的孕婦進(jìn)行宮頸彈性成像檢查，與Bishop評(píng)分進(jìn)行比較，并計(jì)算與催產(chǎn)素輸注反應(yīng)的相關(guān)性。結(jié)果顯示彈性成像結(jié)果與引產(chǎn)成功率有著明顯的相關(guān)性，而且彈性成像技術(shù)可以比Bishop評(píng)分更好地指導(dǎo)引產(chǎn)中催產(chǎn)素的使用。Hee等[15]于引產(chǎn)前對(duì)49 例晚孕期孕婦進(jìn)行宮頸前唇彈性成像檢查，同時(shí)測量活躍期宮頸擴(kuò)張時(shí)間。表明彈性成像在預(yù)測進(jìn)入活躍期至宮口開全所需時(shí)間優(yōu)于Bishop評(píng)分和宮頸長度測量。

2.2 超聲彈性成像在胎盤的應(yīng)用

先兆子癇(PE)是妊娠期女性特有的疾患，病因不明，分娩后即會(huì)痊愈，因此胎盤被認(rèn)為是一個(gè)重要的致病因素，其病理變化表現(xiàn)為過度的合胞體結(jié)節(jié)、中間絨毛缺乏、纖維蛋白沉積、蛻膜血管病變及胎盤梗死。上述改變應(yīng)該是先兆子癇孕婦胎盤硬度增加的病理基礎(chǔ)。因此，理論上可以通過超聲彈性成像檢測胎盤硬度來反映胎盤病變程度及功能狀態(tài)。

Li等[16]對(duì)30 例正常晚期妊娠的胎盤采用實(shí)時(shí)剪切波彈性成像進(jìn)行檢查，隨機(jī)選擇感興趣的胎盤中央和邊緣區(qū)域，測量彈性模量值。同時(shí)隨機(jī)測量18 例患者臍動(dòng)脈和子宮動(dòng)脈搏動(dòng)指數(shù)(PI)。結(jié)果顯示胎盤中心與邊緣區(qū)域彈性模量值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，彈性模量值與子宮動(dòng)脈PI值、臍動(dòng)脈PI值之間無相關(guān)性。表明實(shí)時(shí)剪切波彈性成像技術(shù)可以提供胎盤功能的形態(tài)學(xué)證據(jù)，可能成為一種新的臨床評(píng)估手段。葛成霞和郭建鋒[17]還同時(shí)對(duì)比了胎盤中央及邊緣區(qū)域胎兒面和母體面的彈性模量值，同樣沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表明胎盤彈性模量值與取樣區(qū)域、血流動(dòng)力學(xué)等參數(shù)無關(guān)，彈性模量值可在最佳位置獲取。Cimsit等[18]測量了20～23 周101 例正常妊娠和28 例妊娠合并子癇前期的胎盤剪切波彈性模量值，結(jié)果表明子癇前期組的胎盤剪切波彈性模量值明顯高于正常組。胎盤中心或邊緣區(qū)的彈性模量值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此認(rèn)為剪切波彈性成像可區(qū)分正常妊娠和妊娠合并子癇前期的胎盤彈性，對(duì)胎盤功能的評(píng)價(jià)具有重要意義，可作為現(xiàn)有子癇前期預(yù)測方法的補(bǔ)充。但Kili等[19]的研究與上述結(jié)果有所不同，他們對(duì)23 例子癇前期患者和27 名健康對(duì)照者進(jìn)行剪切波彈性成像，結(jié)果表明，子癇前期胎盤各區(qū)域和各層的彈性模量值均高于正常對(duì)照組，但最顯著的差異出現(xiàn)在臍帶插入處胎兒面的區(qū)域，并且胎盤彈性模量值與子宮動(dòng)脈阻力和搏動(dòng)指數(shù)呈中度相關(guān)。由此可見，彈性成像作為一種新的胎盤功能評(píng)估手段，已經(jīng)得到了廣大研究者的認(rèn)可，但結(jié)論仍不完全一致，因此仍需多中心、大樣本的研究以進(jìn)一步明確其在先兆子癇中的應(yīng)用價(jià)值。

綜上所述，彈性成像通過定量評(píng)估妊娠期宮頸及先兆子癇胎盤硬度，為判斷妊娠結(jié)局提供了重要的參考依據(jù)。該技術(shù)方法客觀、準(zhǔn)確、可重復(fù)性好，能夠給臨床醫(yī)生提供更多、更準(zhǔn)確的參考信息，幫助臨床醫(yī)生做出更科學(xué)、合理的決策。隨著彈性成像技術(shù)的不斷發(fā)展，多中心、大樣本的進(jìn)一步研究以及診斷標(biāo)準(zhǔn)的不斷規(guī)范化，彈性成像必將在產(chǎn)科的臨床應(yīng)用中發(fā)揮更加重要的作用。