超聲技術在兒童中的應用前景

解曉瑩(綜述)，裴廣華(審校)

(天津兒童醫院B超室，天津300074)

超聲診斷是現代醫學中使用最為廣泛的診斷手段之一，近年來醫學超聲成像新技術層出不窮，醫學超聲成像系統朝更高層次發展：三維超聲(three-dimensional ultrasound，3DUS)成像具有圖像顯示直觀、可以進行生物器官參數的精確測量、縮短醫師診斷時間、提高診斷的準確性等特點，已成為超聲成像領域的一個長期研究熱點。超聲造影技術是當前醫學影像領域發展最快的技術之一，它具有操作簡單方便、實時顯像等優勢,極具發展潛力。隨著超聲造影劑的不斷改進與革新，超聲分子影像學也應運而生，使超聲醫學發展進入一個新的階段。

1 3DUS的應用

1.1三維神經系統聲像圖檢查 1999年Nagdyman等[1]首次利用3DUS探查新生兒顱腦解剖結構，開辟了3DUS在新生兒腦發育中應用的新領域。Addul-Khaliq等[2]應用3DUS對出生2周的新生兒腦結構進行觀察，立體顯示了腦頂枕葉的局部梗死、缺血，腦室周圍的出血，并進行病變部位的體積測量。還有學者對出生8周的腦積水患兒三維重建了擴張的側腦室，并對腦室容積測量從而精確地反映了腦室的大小[3]。因此，3DUS檢查技術從立體形態、體積定量分析為新生兒顱腦的研究開辟了新的發展空間。

對于危重患兒和早產兒，3DUS縮短了掃描時間、降低了負荷、還可實現床旁操作。超大的掃描容積能發現新生兒缺氧缺血性腦病水腫期、早產兒腦室旁白質損傷早期、缺氧后丘腦基底核等病變[4-5]；運用3D表現技術和灰度體積掃描法到3DUS轉化，可以直觀顯示擴張的腦室圖像并自動計算腦室容積，為臨床醫師確定治療方案提供了幫助[6]；運用曲線體積掃描裝置能直觀地顯示大腦表面，可以運用到顱骨損害的判定，彌補了二維超聲的不足。

1.2三維泌尿系統聲像圖檢查 在兒童的泌尿系統，3DUS已經被運用到評估腎和膀胱。在腎臟，3DUS潛在的優勢是對于腎結構容積的判定，能精確計算腎實質的容積，對判定腎積水是有幫助的[7]。它能在全部的腎容積中減去節段擴張集合系統，對于雙側腎臟，能分離腎實質容積然后計算，對于取得的結果已經有了與磁共振成像尿路造影相比較的報道[8]。而腎實質容積的增長率和在分離腎臟實質容積后的變化，是評估腎積水患者腎臟功能的重要因素。3DUS數據傳輸轉換器中包括幅度-編碼彩色多普勒數據，可以獲得腎臟血流灌注情況，這有助于評估炎癥和瘢痕化。

較新的3DUS應用相當于虛擬膀胱鏡檢查。利用計算機3D圖像重建技術和虛擬現實，實現對空腔器官內壁以及器官本身的觀測，得到的圖像類似光學內鏡觀察到的圖像可以對重要部位聚焦觀察，如對膀胱頸和輸尿管口三角區或憩室炎三角區[9]。實時3DUS(四維超聲顯像術)可通過現代技術實現，不僅能顯示解剖結構，而且還能展示功能信息(如膀胱-輸尿管反流期間周期性間斷)。事實證明，實時膀胱鏡檢查是可行的，可減少對于兒童內窺鏡膀胱檢查的需求，通常不需活組織檢查。目前三維和四維超聲顯像術的空間分辨率足夠顯影嬰兒和年齡1歲兒童膀胱的主要結構。

2 超聲造影的運用

2.1膀胱輸尿管反流 用靜脈超聲導管使超聲造影劑滴入膀胱內已成為檢測兒童膀胱輸尿管反流(vesicoureteric reflux,VUR)常用的方法,目前很多歐洲國家已認可并使用超聲造影劑[10]。

大多數調查者將排泄性膀胱尿道超聲造影檢查(contrast-enhanced voiding urosonography，VUS)與排泄性膀胱尿道造影(voiding cystoure thrography，VCUG)照片相結合，并作為參考標準。Piscitelli等[11]采用VUS對118例計233條輸尿管進行VUR診斷，結果顯示靈敏度度和特異度分別為96%和95%。Darge[12]以VCUG作為參考，VUS診斷VUR的靈敏度為57%～100%，特異度為85%～100%，陽性和陰性預測值分別為58%～100%、87%～100%，診斷的精確度為78%～96%。伏雯等[13]研究認為，VUS診斷VUR的靈敏度為91.1%，特異度為88.9%，陽性預測值為85.4%，陰性預測值為93.3%。上述研究提示，VUS較VCUG檢測VUR更靈敏，增加了VCUG漏檢回流中的檢測率。其原因可能為：回流是斷斷續續的，間歇性X線透視檢查可能漏檢，然而VUS從膀胱充盈到排空整個過程持續作用，因此更容易發現間歇性回流。與小量的回流碘化造影劑(該物質很難被X線透視檢測到)相比，超聲能敏感地檢測到小量回流微氣泡。

2.2血管內皮瘤與肝母細胞瘤 在幼兒中，肝臟損害的鑒別診斷包括血管內皮瘤和肝母細胞瘤。Feng等[14]在一項針對7例患有血管瘤嬰兒的研究中通過CT與磁共振成像增強掃描比較發現，這些病變表現的增強模式與成人描述為海綿狀血管瘤相似。在動脈期中，所有直徑<1 cm的病變表現為同步增強，而較大的病變表現為多種增強模式。在門靜脈期，所有腫瘤都表現為漸進性增強。在延遲期，盡管較大的病變缺乏完整增強，但大量病變表現為同步增強，可能源于中心壞死或纖維化。

目前沒有關于兒童肝母細胞瘤超聲造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)的報道，僅有成人肝細胞癌CEUS診斷的報道。McCarville[15]認為，對于兒童肝臟腫物采用CEUS也是合乎情理的。特別是在辨別血管內皮瘤和肝母細胞瘤中，CEUS證明可能是有用的。因為這些病變的臨床特征和成像特征相互重疊，并且CEUS還可避免患兒暴露于放射線的損害。

2.3早產兒腦損傷 早產兒基底神經節有脆弱、未成熟的毛細血管；大腦的血液流動紊亂；特別是由于增加的腦血量和腦血流量繼發的過度灌注，或靜脈壓升高可能導致腦室周或腦室內出血。相反地，由于腦血流量減少繼發血流灌注不足，導致含氧量低-局部缺血損傷和腦室周圍白質軟化。現在還沒有可靠的、無創性方法可連續監測腦血量和腦血流量。多普勒超聲局限于單個的、巨大的大腦動脈，無法提供有關大腦微循環的信息[16]。

經顱CEUS在成人疑似腦卒中的應用取得了極大地進步，用于評估大腦微量灌注。Maciak等[17]研究了患有急性大腦中動脈梗死的24例成人患者，采用經顱CEUS研究，在同一天發病的12 h內(基線)，與采用無對比增強頭部CT掃描比較,經顱CEUS與正常大腦相比，在質量上顯示了血流灌注不足區域，79%的患者隨訪頭部CT掃描，可以顯示該區域。通過分析大腦興趣區和時間強度曲線，顯示這種方法對梗死集中區域有86%的靈敏度和96%的特異度[18]。

盡管磁共振成像可以評估腦灌注，但對于重癥嬰兒患者，到放射科進行時間冗長的影像檢查很不現實。相反，經顱CEUS易在床旁進行；嬰兒期開放的囪門為經顱超聲檢查提供了極佳的聲窗。這些特點使CEUS在嬰兒中應用比成人更適合。基于成人經顱CEUS對大腦脈管損傷檢測的成功，McCarville[15]認為對于疑似缺氧缺血性腦病的嬰兒，使用腦部增強造影劑能辨別正常大腦的血流、腦部血流灌注過多、腦部血流灌注不足的位置。

3 超聲分子影像

近年來，國內外已開展大量靶向超聲造影劑分子顯像的研究，主要是通過在超聲微泡的表面攜帶能夠與靶分子特異性相結合的抗體或配體，形成靶向超聲微泡造影劑[19-20]。

3.1在介入期間使用靶向超聲造影劑 介入使用靶向超聲造影劑主要是為了在超聲引導活組織檢查期間使受損部分顯示清晰。這樣可以使損害部位更長久有效地成像，便于活檢穿刺針確定位置。此外，生成血管(高侵襲性)的腫瘤區域能被更好地顯示，經過選擇確定活組織檢查區域[21]。

3.2預測反應和監測(抗生成血管)腫瘤治療效果 顯示評估腫瘤血管流量的成像模式包括灌注CT、動態對比增強磁共振成像和定量CEUS。McCarville[15]已經證明，CEUS是一種可靠的方法，而超聲造影劑作為一種血池顯像劑，使腫瘤實質內微血管得以顯示。一項以小鼠神經細胞瘤為模型的研究顯示，治療組和對照組相比，測量從基線到高峰(ΔSI)瘤內信號強度雖然在24 h和3 d大量增加，但是在第7日，對于經過治療組而言ΔSI趨于穩定[22]。這些發現已經被活體顯微鏡檢查和免疫組織化學所證實，表明在第7日治療組腫瘤血管數量開始減少，此研究為臨床如何常規化療優化瘤內給藥提供了幫助[22]。

3.3診斷和監測關節炎 類風濕關節炎早期，血管被激活，白細胞累積。由于這種表現出現早于骨組織破壞，分子超聲成像有助于早期發現關節炎，在關節受到不可逆破壞之前顯示治療期炎癥復發。

3.4監測器官移植手術是否成功 對于有遺傳病腎疾病的兒童必須進行移植手術，之后必須使用防止器官排斥的藥物，使用劑量應該是最低的。通常藥物治療必須針對個人情況，以保護移植體。由于移植物排斥是炎癥性過程，包括脈管系統激活和白細胞累積，這兩者都可作為分子超聲的靶子。因此，分子超聲有助于識別移植物排斥，使治療最優，并有針對性。

3.5辨別腦缺血后損害 腦超聲檢查可用于檢測新生兒缺血和缺氧，分子超聲有益于更好地描繪半影，這些顯示腦部組織復原。在這些區域，就像生成血管的標記分子能被分子超聲成像一樣，受缺血損害的上皮細胞正調節整聯蛋白和其他炎癥標記。

3.6作為藥物治療載體 由于微氣泡可隨治療藥物裝載，它們也可作為攜帶者。通過這種方法，治療性藥物的不良反應可以很明顯地降到最低。因此，超生微氣泡可作為診斷和治療工具。然而，微氣泡臨床運用仍處于實驗期，在進行人體試驗之前可能還需要時間[20]。

4 小 結

盡管3DUS新技術發展迅速，超聲造影劑在基礎研究中取得了可觀的成績，超聲分子影像學研究前景令人鼓舞，但目前對于兒童的應用仍存在許多尚需解決的問題。3DUS成像當前面臨的主要問題是幀率低和分辨率差，現僅用于兒童腦和泌尿系統疾病診斷。超聲造影劑可能引起組織出血、血管內溶血和含氣組織和器官的損傷，這一系列不良反應則導致兒童應用受限，因此有必要研制更適合于兒童應用的超聲造影劑，進而結合靶向分子偶聯技術，使超聲分子影像學在兒科疾病的診斷和治療中發揮重要作用。

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