作者:李雪娇,高虹,樊伟,刘乔建,昆明市儿童医院超声科
超声弹性成像是通过采集组织压缩前后的射频信号,应用相关体外测定组织机械特性的方法对信号进行组织间硬度差别的分析,并叠加在反映病灶形态大小内部结构的常规超声成像基础上,从而获取组织的硬度信息。而组织的弹性与病灶的生物学特性密切相关,通过判别病变组织的弹性大小,推断某些病变的可能性。超声弹性成像是继A型、B型、D型、M型之后的E型超声模式,对于疾病的诊断具有重要的参考价值。
超声弹性成像最早由Ophir等于1991年提出,经历了早期传统静态应力型弹性成像、一维瞬时剪切波成像、单点剪切波速度测量以及最新的2D-实时剪切波弹性成像等阶段,已被广泛应用于成人乳腺、甲状腺、前列腺等器官疾病的诊断,具有重要的临床价值及广阔的应用前景。近年来其在儿童疾病中的临床应用研究也日益增多,现就超声弹性成像技术在儿童部分疾病诊治中的应用进展进行综述。
1.超声弹性成像的技术分类 1.1早期传统静态应力型弹性成像
早期传统静态应力型弹性成像用于评估人体组织弹性是基于物质受压后产生形变大小不同的原理,通过评估受压物质的应变及应变率,得到病灶的相对硬度,对病变进行定性或半定量诊断。根据施压方式的不同,分为助力式和声力式应变弹性成像。实时组织弹性成像(real-time tissue elastography,RTE)是最常见的助力式弹性成像技术,借助探头加压或患者呼吸、心跳等压力,使组织产生纵向形变进行成像,并将受压前后回声信号移动幅度的变化转化为彩色图像,以红绿蓝色表示病变区组织由“软”至“硬”的变化程度,弹性图分为1~5级,对病变组织进行评分,借其反映组织相对软硬度。
声辐射力脉冲成像技术属于声力式应变成像,包括声触诊组织成像和声触诊组织量(virtual touch tissue quantification,VTQ),不需手动压迫,利用特定的装置采取聚焦低频声脉冲激励组织感兴趣区域或病灶内产生的剪切波信号,声触诊组织成像以图像形式、VTQ以数字形式(单位:m/s)呈现,对组织软硬度进行评估。
1.2剪切波弹性成像技术 剪切波弹性成像技术经历了单点式剪切波弹性成像和动态2D-实时剪切波弹性成像两个阶段,其原理都是通过探头发射聚焦推力脉冲,使感兴趣组织在发生纵向形变的同时产生横向传导的剪切波,对该种波进行跟踪、测量,并将其速度变化编码组织成具有弹性模量绝对值的彩色编码图,反映组织的绝对硬度,进行定量评价,越硬的组织传播速度越快。目前最新的动态2D-实时剪切波弹性成像技术结合传统二维成像实时观察人体组织的弹性值,可全面反映病灶周边及中心内不同区域的弹性值,更准确地辅助临床鉴别诊断,客观间接反映组织不同的病理状态。
2.超声弹性成像在儿童疾病诊治中的应用 2.1在儿童肌肉疾病检查及治疗中的应用 Gennisson等证实,各向异性肌肉组织可以进行超声弹性技术成像。Berko等首次对不同年龄段儿童利用RTE获得运动后肱二头肌和股直肌弹性增高的信息,并发现弹性改变与儿童年龄呈负相关。小儿先天性肌性斜颈是指一侧胸锁乳突肌挛缩所致的颈部向患侧倾斜的一种先天性畸形,是婴幼儿最常见的肌肉骨骼系统先天性疾病之一,发病率为0.3%~2.0%。小儿先天性肌性斜颈早期诊治尤为重要,如未能早期诊治,胸锁乳突肌逐渐挛缩可引起面部和头颅畸形,甚至脊柱侧弯,影响患儿生长、智力和心理发育。
目前常规超声在诊断小儿先天性肌性斜颈方面已经积累下很多宝贵的经验,通过观察胸锁乳突肌厚度、内部回声等情况基本可获得诊断。弹性成像作为一种新型超声检查方法,对常规超声是一个很好的补充,两者联合诊断,可更准确、全面地判断胸锁乳突肌纤维化的严重程度。叶富永和冯庆艺应用RTE联合常规超声诊断小儿先天性肌性斜颈,提示以弹性评分法≥3分作为诊断小儿先天性肌性斜颈的标准,可更生动地显示及半定量胸锁乳突肌病变,获得病变硬度信息,判断胸锁乳突肌弹性硬度,从而更有效客观地诊断小儿先天性肌性斜颈;且胸锁乳突肌硬度和纤维化程度呈正相关,使诊断符合率显著提高,减少了常规超声诊断中的主观性以及对经验的依赖,为临床手术及非手术治疗提供了重要的参考价值。
贺雪华等将超声弹性成像用于评估中医推拿治疗小儿先天性肌性斜颈的临床疗效,观察120例患儿中医推拿治疗前后患侧胸锁乳突肌RTE图像的差别,结果发现,治疗前患侧胸锁乳突肌与健侧胸锁乳突肌之间超声弹性成像结果比较差异有统计学意义;该治疗过程中利用弹性成像动态观察胸锁乳突肌硬度改变,评价治疗效果,指出超声弹性成像可直观、无创地评价肌性斜颈推拿治疗后肌肉组织修复变化情况,为临床小儿肌性斜颈的诊断和治疗提供了客观依据。
2.2在儿童颅脑疾病检查中的应用 新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxic ischemia encephalopathy,HIE)是窒息造成的能量代谢障碍性疾病。我国新生儿窒息的发生率为7%~10%,因此,围生期窒息及其并发症(尤其是HIE)仍是当前新生儿死亡和致残的重要原因之一。有学者用声辐射力脉冲成像VTQ技术从新的角度对HIE患儿的丘脑和顶叶进行声触诊组织量化检查,提供脑组织硬度测量数值,评价该部位脑组织软硬度,并与周围脑组织及正常患儿脑组织对比,更有利用于对脑损伤程度的判断。在声辐射力脉冲成像模式下,HIE、非HIE足月儿和早产儿双侧顶叶及丘脑左右对称,顶叶VTQ值小于丘脑,早产儿、足月儿HIE组双侧顶叶及丘脑VTQ值较正常新生儿组显著增加,且早产儿HIE组VTQ值高于足月儿HIE组,可能与HIE缺氧缺血后脑组织水肿、质地改变、弹性下降有关,尤其是早产儿脑组织发育不成熟、协调能力不足,VTQ值增高更显著。
2.3在儿童肝脏疾病检查中的应用 超声弹性测定被认为是近年无创检查方法中实时评价肝脏纤维化程度最有希望的技术。引起婴幼儿期病理性黄疸常见的疾病有胆管闭锁和婴儿肝炎综合征,两者病理基础为胆汁淤积、胆管增生。胆管闭锁还伴汇管区纤维化和炎性细胞浸润,导致肝脏不同程度的纤维化。胆管闭锁和婴儿肝炎综合征早期临床表现及实验室检查相似,但治疗方法不同。胆管闭锁肝脏呈进行性纤维化改变,极易发展成肝硬化,需要尽快在3个月内进行手术治疗;婴儿肝炎综合征则以内科保守治疗为主,鉴别诊断尤为重要,以免贻误治疗时机。有学者应用RTE技术对胆管闭锁和婴儿肝炎综合征肝脏进行弹性检查,判定肝纤维化程度,进而对两种疾病进行鉴别诊断,结果显示,肝左叶纵切面是儿童进行超声弹性成像检查的适合切面,胆管闭锁组弹性评分为2~4分,而婴儿肝炎综合征组弹性评分<2分;胆管闭锁组患儿弹性应变比值为3.05±0.92,婴儿肝炎综合征组为1.20±0.94。
临床可根据肝脏纤维化程度的不同,有效提高胆管闭锁和婴儿肝炎综合征鉴别诊断的准确度,减少漏诊及误诊。另外,应用超声弹性技术对肝脏实质软硬度检查,可为临床医师判定胆管闭锁肝纤维化程度提供客观依据,有利于胆管肝门肠吻合术术前评估、术后跟踪以及准确选择肝移植时间点。儿童肝脏恶性肿瘤约占所有儿童恶性肿瘤的1%,多为肝母细胞瘤、肉瘤、恶性生殖瘤等,良性肿瘤有血管瘤、错构瘤、局灶结节性增生等。刘利等对233个肝脏肿块进行RTE检查,结果发现,恶性肿块的弹性评分(约为4分)较良性肿块(约为2分)显著增加,且差异有统计学意义。Yu和Wilson运用声辐射力脉冲成像技术对肝脏占位进行检查,结果提示,不同占位声辐射力脉冲成像技术值大小不一致,可为鉴别占位性质提供新的依据。冯少阳利用实时剪切波弹性成像对98例肝脏肿瘤进行研究,结果提示,肝良性肿瘤患者杨氏模量值、杨氏模量比值均高于恶性肿瘤患者,以杨氏模量比值1.36作为肝脏肿瘤的良、恶性诊断的界值,与手术病理符合率较高。
2.4在儿童睾丸、附睾疾病检查及治疗中的应用 超声弹性成像在儿童睾丸疾病诊治方面的报道较少,仅能根据睾丸疾病的相对硬度作出初步诊断和疗效观察。邱少东等对50例正常睾丸进行超声弹性成像检查,其声像图特征为“红色周边带-蓝色边缘区域-绿色中心区域”的3层结构,阴囊皮肤、睾丸鞘膜等实质周边结构表现为红色周边带;边缘区域靠近鞘膜,张力增高呈现蓝色为主;睾丸实质中心区域表现为中等水平弹性,显示为绿色,实质中心组织比边缘组织硬度小,两侧睾丸以及同侧睾丸、附睾之间应变率比值基本相同。
儿童睾丸、附睾肿瘤好发于5岁前婴幼儿,常见有畸胎瘤(成熟和非成熟型)、卵黄囊瘤、胚胎性腺癌、附睾横纹肌肉瘤等,主要表现为缓慢生长、硬实的无痛性阴囊肿块。丁高峰和张盛敏对睾丸肿块进行RTE检查,结果显示,良性肿物的弹性分级以Ⅰ、Ⅱ级为主,恶性肿物的弹性分级以Ⅲ、Ⅴ级为主,超声弹性成像分级≥Ⅲ级为睾丸恶性病变的最佳诊断界值;同时还提示,恶性肿块较大时,内部由于供血不足常发生坏死液化,肿块内部硬度评分减少,而成熟畸胎瘤因内部含有较硬的成分(如骨骼、牙齿等)故弹性分级较高。
Goddi等对88个含结节性病灶的睾丸进行了RTE检查,结果93.7%的良性病灶弹性评分为1分,87.5%的恶性结节呈现出较为坚硬的图像,评分多为4~5分,也提示了超声弹性成像对鉴别睾丸、附睾肿瘤良恶性有一定价值。儿童附睾睾丸炎大部分发生于6~12岁,小部分小于6岁,多为非特异性感染,与全身感染、外伤及先天性解剖异常有关。黄崑等应用动态2D-实时剪切波弹性成像观察发现,急性睾丸炎患者睾丸弹性模量值治疗前、治疗后1、3、6个月分别为(73.70±2.56)kPa、(69.02±1.43)kPa、(34.54±1.87)kPa、(17.75±1.07)kPa,治疗前与治疗后1个月比较,差异无统计学意义,与治疗后3、6个月比较,差异有统计学意义,提示睾丸由硬逐渐变软直至恢复正常,这种变化正是睾丸炎从发生、发展再到治愈的过程,与睾丸炎早期炎性细胞浸润、渗出积液较多以及中后期炎性细胞及渗出积液消失、纤维结缔组织增生一致。
而邱少东等也应用超声弹性成像对接受正规抗感染治疗2周的附睾炎进行了硬度观察,发现睾丸实质与附睾尾包块应变率比值由8.87±2.16逐渐变化为1.24±0.11,且随着病情的好转,附睾也逐渐变软,抗感染治疗后与初诊时弹性应变率差异有统计学意义,有望为临床观察附睾炎治疗效果提供客观的影像学指标。
2.5在儿童血管瘤检查中的应用 小儿血管瘤包括婴儿型血管瘤、先天性血管瘤、血管内皮瘤、簇绒状血管瘤和肉瘤等,婴儿型血管瘤发病率最高,多为先天性病变,出生时就存在,且多呈浸润性生长,瘤体边界欠清晰,手术不易做到边缘切除,切除不净还容易复发。超声弹性成像检查可对不易显示、位置不佳、边缘不清的血管瘤进行定量分析,提高其检出率,协助临床决定是否分期手术或辅以其他治疗方式,在选择麻醉方式和手术切口等方面起重要作用。李硕等将声触诊组织成像及VTQ应用于血管瘤的检查中,发现血管瘤与周围组织的硬度不同,周围组织横向剪切波速度显著大于血管瘤横向剪切波速度[(1.414±0.331)m/s比(1.082±0.183)m/s],同时还可明确血管瘤的边界范围,为临床诊断及治疗提供可靠依据。
同期,李弥等提出,应用彩色多普勒超声联合实时剪切波弹性技术可显著提高血管瘤诊断的准确率,对不同病理类型血管瘤进行定量分析,其杨氏模量值、杨氏模量比值亦不同,据此可进行鉴别诊断;同时指出,血管瘤部位深浅、边界范围、瘤内成分以及合并静脉石形成等均可影响弹性值的准确性,超声弹性图像可表现为假阴性或假阳性。
3.小结 弹性成像作为一种新型超声检查方法,对常规超声是一个很好的补充,能更生动地获得病变的硬度信息,在儿童疾病诊治实践中已经显示了有效性和优越性。目前,尽管超声弹性成像仅在少部分病变中得到应用,但值得期待的是由于儿童脂肪组织较成人薄,对弹性波的影响小,一些特殊的儿科探头已经生产并初步尝试应用于儿童,为超声对儿童疾病的诊治、鉴别诊断拓宽了途径,具有潜在的发展前景。
来源:医学综述2017年5月第23卷第9期
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