剪切波彈性成像技術臨床應用進展*

支 欣錢林學* 耿慧英△ 胡向東

剪切波彈性成像技術臨床應用進展*

支 欣①錢林學①*耿慧英①△胡向東①

生物組織的彈性信息對于疾病判斷具有重要價值，剪切波彈性成像(SWE)是一種全新的超聲彈性成像技術，可以定量測量生物組織(病變)的硬度，獲得彈性模量的絕對值，即楊氏模量。楊氏模量值越大表明剪切波速度越快，生物組織的硬度越大。由于SWE技術具有實時、動態、無創性及重復性好等優點，且剪切波在不同生物組織中的傳播速度各不相同，因此被廣泛應用于乳腺、甲狀腺、肝臟、腎臟、前列腺及血管等疾病的評估及診斷，為此對SWE這一新技術運用于臨床的現狀及發展趨勢做進一步闡述。

超聲；剪切波；彈性成像；楊氏模量

[First-author’s address]Department of Ultrasound, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, Beijing 100050, China.

超聲彈性成像最初由Ophir等[1]于1991年提出，通過獲得生物組織的彈性系數，評估組織的硬度。剪切波彈性成像(shear wave elastrography，SWE)最初由Sarvazyan等[2]于1998年提出，通過技術的不斷改進，是目前應用最新的彈性成像技術，可以定量測量生物組織的楊氏模量。楊氏模量是彈性模量的一種，楊氏模量值越大表明物體越硬。剪切波傳播速度在不同生物組織中的傳播不同，因此可以測量不同生物組織的彈性。為此分別闡述SWE在不同器官中的應用。

1 SWE對甲狀腺的彈性測量

雷國龍等[3]應用SWE技術對465名正常成人甲狀腺進行彈性測量的結果顯示，甲狀腺的楊氏模量值與年齡成負相關性，與性別無明確相關性，左右葉的楊氏模量值無統計學差異。Kim等[4]應用SWE比較22例彌漫性甲狀腺疾病(diffuse thyroid disease，DTD)患者和35名健康志愿者的甲狀腺腺體楊氏模量，DTD組楊氏模量較正常對照組稍增高，差異無統計學意義，有待進一步研究。張茜茜等[5]應用SWE技術對41例DTD患者進行彈性測量，并與30名健康志愿者的甲狀腺腺體彈性進行對比，其中41例患者中毒性彌漫性甲狀腺腫(Graves)16例，橋本甲狀腺炎16例、亞急性甲狀腺炎9例，其結果顯示，Graves病組及橋本甲狀腺炎組楊氏模量值較健康志愿者增高，差異有統計學意義。亞急性甲狀腺炎組楊氏模量值較正常組減低，此結果與Ruchala等[6]研究結果SAT組楊氏模量值較正常組增高有所不同，可能與SAT不同進展期有關，急性期內甲狀腺腺體局部炎性細胞浸潤，上皮細胞變性、壞死，使得病灶硬度增加，楊氏模量增加，而隨著病情進展，炎性反應逐漸消退，病灶硬度逐漸下降，楊氏模量降低。Hekimoglu等[7]和Fukuhara等[8]研究表明，橋本甲狀腺炎患者的楊氏模量較正常組增高，差異有統計學意義，故SWE測量橋本甲狀腺炎具有較高的敏感性和特異性。橋本甲狀腺炎患者甲狀腺腺體內纖維組織增生及淋巴細胞、漿細胞大量浸潤，使得甲狀腺腺體組織硬度增加，楊氏模量增加。

付超等[9]應用SWE對113個甲狀腺結節進行彈性測量，其中良性結節69個，惡性結節44個，結果所示，甲狀腺惡性結節楊氏模量值為(43.73±19.82)kPa，顯著高于甲狀腺良性結節楊氏模量值(23.57±9.35) kPa。甲狀腺惡性結節內含豐富血流和微鈣化等，使得其硬度高于良性結節。此結果良性組、惡性組的楊氏模量平均值低于國外相關報道[10-11]。李建如等[12]在應用SWE評估甲狀腺的微小癌中也發現此問題，可能與臨近正常組織重疊、中西方人群組織構成差異有關，還有待進一步研究。Zhang等[13]研究證實，SWE在評估甲狀腺良惡性結節方面的敏感性、特異性高達84%和90%。在二維超聲的基礎上，聯合應用SWE技術對甲狀腺結節進行彈性評估，可提高甲狀腺結節良性的檢測率，減少不必要的手術[14]。

2 SWE對乳腺的彈性測量

李俊來等[15]應用SWE對女性正常乳腺組織及乳腺良惡性病變進行組織定性研究，發現乳腺腺體不同組織及不同性質的病變組織其楊氏模量不同，從大到小依次為浸潤性導管癌＞腺病＞腺病伴纖維腺瘤形成或導管內乳頭狀瘤＞纖維腺瘤＞腺體＞脂肪。此后，姚萌等[16]將276例女志愿者按年齡分為青年組與中年組，青年組分為無哺乳史組及有哺乳史組，對其進行乳腺SWE檢查，獲得皮下脂肪、腺體及胸肌的彈性模量，結果與李俊來等[15]研究結果基本一致，并發現乳腺腺體的楊氏模量值受哺乳及年齡影響，與年齡呈正相關性。隨著年齡增加，腺體組織萎縮、脂肪組織減少以及間質纖維化等使得乳腺腺體硬度增加。妊娠期及哺乳期乳腺腺體處于高分泌狀態，其彈性呈動態變化。劉學等[17]對接受乳腺手術或乳腺腫物活檢的63例女性患者的71個病灶進行SWE檢查，經病理證實其中惡性病灶23例，良性48例，結果顯示，惡性病灶的楊氏模量最大值、平均值及最小值均大于良性病灶，差異有明顯統計學意義，SWE為評估乳腺良惡性病變提供了更客觀的依據[18]。Kim等[19]對171例患者的177個病灶進行SWE檢測，其中22個惡性病灶，155個良性病灶，惡性病灶的楊氏模量值明顯高于良性病灶，SWE聯合二維超聲診斷乳腺病灶，對于降低BIRADS 4a級的假陽性率及減少不必要的穿刺有重要價值，與相關文獻報道結果較為一致[20-21]。史憲全等[22]探討了病變大小對SWE彈性最大值(Emax)評價乳腺病變良惡性診斷效能的影響。

韓秀梅等[23]對78例男性乳腺發育患者的97個良性病灶進行彈性測量，根據二維超聲的不同表現將其分為結節型組、類女性乳腺型組及樹根型組，結節型組的楊氏模量最大值為(22.3±8.1)kPa，類女性乳腺型組的楊氏模量最大值為(15.4±5.4)kPa，樹根型組的楊氏模量最大值為(19.4±6.5)kPa，三組數據差異有統計學意義(F=17.996，P＜0.001)。SWE技術聯合二維超聲有助于提高男性乳腺發育癥的診斷準確率，為評估不同發育類型男性乳腺提供了一定的依據，有待與男性乳腺癌、假性男性乳腺增生癥進一步鑒別。

3 SWE對肝臟的彈性測量

黃澤萍等[24]對329名健康志愿者進行SWE檢測，獲得正常肝臟組織的楊氏模量平均值為(5.023±0.966)kPa，其與性別(t=1.218，P=0.271)及年齡(F=1.447，P=0.218)無明顯相關性。楊道玲等[25]此后做了相關研究，發現年齡增加，肝臟的楊氏模量增加，此結果與黃澤萍等[24]所得結果有異，尚有待進一步研究。楊道玲等分別對肝臟的S3、S4、S5以及S6斷進行彈性測量，發現S5和S6段取樣成功率最高，可能與其位置受大血管搏動較少、深度適宜有關系。

曾婕等[26]應用SWE對176例經病理確診具有慢性肝病患者的肝臟進行彈性測量，研究肝臟彈性與肝纖維化病理分期的相關性，結果發現二者具有正相關性，肝臟楊氏模量隨著肝臟纖維化病理分期增高而增加，不同肝纖維化病理分期的肝臟楊氏模量值差異有統計學意義(F=61.816，P＜0.001)。Kim等[27]應用SWE對304例已行肝穿刺活檢的慢性肝病患者肝臟進行彈性測量，結果顯示其靈敏度為84.39%，特異度為97.92%，準確率為87.33%。鄭劍等[28]應用SWE對慢性肝病肝纖維化進行評估，并與實時組織彈性成像評估效果進行對比分析，結果發現SWE技術診斷肝纖維化效能優于實時組織彈性成像，故SWE有望成為評估肝臟纖維化病理分期的有效及無創的新技術。

Grgurevi?等[29]研究發現，失代償期肝硬化患者的肝臟楊氏模量為35.3 kPa高于代償期肝硬化患者的18.3 kPa，肝硬化患者楊氏模量值每增加1 kPa，發生食管靜脈曲張的概率增加13%。王金環等[30]應用SWE對256例慢性乙型肝炎重度及肝硬化患者進行彈性測量，根據胃鏡下食管靜脈曲張的不同程度將其分為輕度、中度及重度3組，分析食管靜脈曲張程度與肝臟硬度、門靜脈內徑及脾靜脈內徑的相關性，結果顯示三組所得楊氏模量值分別為(9.64±3.63)kPa、(12.96±5.22)kPa和(24.14±8.48)kPa，差異有統計學意義(F=137.96，F=44.770，F=73.880；P＜0.05)，表明SWE對評估食管靜脈曲張程度有重要價值，而對于不同類型肝臟疾病所導致的食管靜脈曲張有待進一步研究。

4 SWE對腎臟的彈性測量

慢性腎臟疾病是一慢性進展的過程，腎臟組織發生纖維化且逐漸變硬[31]。Samir等[32]應用SWE對25例慢性腎病患者和20名健康志愿者進行腎臟彈性測量，結果顯示，慢性腎病患者腎臟楊氏模量平均值為9.40 kPa，高于健康志愿者腎臟楊氏模量平均值(4.40 kPa)。郭海燕等[33]應用SWE對58例慢性腎病患者雙腎中部腎皮質、腎髓質和腎竇部位進行彈性測量，并與58名健康志愿者進行對比分析，發現正常對照組中，雙腎中部腎皮質、腎髓質及腎竇的楊氏模量值分別為(3.92±0.56)kPa、(3.70±0.59)kPa和(2.67±0.54) kPa，腎皮質與腎髓質楊氏模量無明顯統計學差異，而腎竇楊氏模量明顯低于腎皮質及腎髓質，具有明顯統計學差異，這可能與腎臟皮質、髓質及腎竇的組織構成不同有關[34]；慢性腎病組雙腎中部腎皮質、腎髓質及腎竇部位的楊氏模量值分別為(9.92±2.35)kPa、(6.96±2.27)kPa和(3.14±2.05)kPa，均明顯高于正常對照組，此結果與徐建紅等[35]研究結果相一致。隨著腎臟損害程度加重，腎臟纖維化程度加深，楊氏模量值增加。SWE可對腎臟彈性進行定量測量，對腎臟疾病的診斷提供更多的診斷信息。

5 SWE對前列腺的彈性測量

付帥等[36]應用經直腸SWE技術對221例前列腺增生患者進行前列腺組織移行區和周圍區彈性測量，探討其與年齡及前列腺增生程度的相關性。結果顯示，隨著年齡增加，前列腺組織移行區和周圍區彈性模量增大，硬度增加。前列腺組織移行區與年齡和前列腺增生程度具有更顯著的相關性，此結果與Correas等[37]報道結果相一致。

張明博等[38]應用經直腸SWE技術對34例良性前列腺增生患者進行彈性測量，評估不同程度膀胱出口梗阻的良性前列腺增生彈性是否有差異。經證實9例無梗阻，12例為輕中度梗阻，13例為重度梗阻，結果顯示，三組楊氏模量值分別為(27.3±5.0)、(30.7±2.8)和(34.7±2.4)Kpa，差異有統計學意義(F=11.345，P＜0.05)。SWE為良性前列腺增生患者膀胱出口梗阻程度的評估提供了又一無創診斷方法。

張吉臻等[39]應用SWE技術對10例患者(包括正常前列腺、慢性前列腺炎以及前列腺癌等疾病)進行彈性測量，結果顯示，前列腺周緣區組織彈性模量為正常前列腺＜慢性前列腺炎＜前列腺癌，此結果與Krouskop等[40]報道的結果相一致。

張墨等[41]應用SWE及經直腸超聲(transrectal ultrasound，TRUS)兩種超聲成像技術并結合穿刺對489例前列腺疾病患者進行評估，其中病理確診前列腺癌221例，良性病變268例，所得前列腺癌腫病灶平均楊氏模量值為(40.1±9.5)kPa，良性病灶平均楊氏模量值為(21.6±8.3)kPa，兩者差異具有統計學意義。SWE技術為前列腺疾病的診斷提供了一種新的診斷方法，與TRUS相比具有更好的敏感性及特異性。

6 SWE對血管疾病的彈性測量

6.1 頸動脈斑塊

王艷紅等[42]應用SWE對116例頸動脈粥樣硬化患者的174個硬化斑塊進行彈性測量，根據斑塊二維超聲表現將其分為軟斑塊、混合回聲斑塊及鈣化斑塊，在彈性模式下，軟斑塊圖像為藍色，楊氏模量較小，混合斑塊圖像為紅藍相間，斑塊內楊氏模量值相差較大，鈣化斑塊圖像為紅色，楊氏模量值較大。統計結果顯示，鈣化斑塊組楊氏模量的平均值、最小值及最大值＞混合性斑塊組＞軟斑塊組；將三組斑塊的平均值、最大值及最小楊氏模量值進行組間兩兩比較，鈣化斑塊組的平均值、最小值和最大楊氏模量高于混合性斑塊組，差異均有統計學意義(t=31.27，t=24.54，t=26.12；P＜0.01)；鈣化斑塊組的平均值、最小值和最大楊氏模量高于軟斑塊組，差異均有統計學意義(t=43.74，t=36.81，t=39.18；P＜0.01)；混合性斑塊組的平均值、最小值和最大楊氏模量高于軟斑塊組，差異均有統計學意義(t=18.36，t=22.25，t=20.13；P＜0.05)。此結果與敬雷等[43]和高振洋等[44-45]研究結果相一致。斑塊的硬度取決于其組成成分，有研究報道，低回聲斑塊富含脂質、易內出血，為不穩定斑塊，強回聲鈣化斑塊內含大量的纖維組織和鈣化，為較穩定斑塊，混合回聲斑塊處于兩者之間[46]。評估斑塊的硬度可以間接反映斑塊的穩定性，SWE可以定量測量斑塊的硬度，有望成為評估斑塊穩定性的新方法。

6.2 深靜脈血栓

張艷等[47]應用SWE對具有明確發病時間的86例下肢深靜脈血栓患者的101條患肢進行彈性測量，根據病程長短將患者分為4組，結果顯示，血栓的楊氏模量隨病程增加而增加。血栓形成后，隨著時間進展，血栓的組成成分不斷發生機化，且逐漸變硬[48]。故SWE有望成為評估血栓時程的一種新的診斷技術，目前SWE對深靜脈血栓的研究較少，尚有待進一步深入研究。

7 展望

臨床上常用的觸診具有一定的主觀性及限制性，X射線、X線計算機斷層成像(X-ray computed tomography，CT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)及二維超聲無法對生物組織彈性進行測量，SWE作為一種評估生物組織彈性參數的新技術，操作簡便，具有較高的敏感性和特異性，且準確率高，可重復性好，可對組織彈性的測量實現由最初的定性測量發展到定量測量。目前SWE已廣泛應用于臨床疾病的評估，為疾病的診斷提供更多有效信息，并有望成為協助臨床診斷新的有效方法。

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Clinical application and progress of shear wave elastography technology/

ZHI Xin,QIAN Lin-xue, GENG Hui-ying, et al// China Medical Equipment,2016,13(12):66-70.

Shear wave elastography as a kind of brand-new ultrasound elastography technique can quantitatively measure the hardiness of the organization (lesions), to obtain the absolute value of modulus of elasticity, namely Young’s modulus. The greater the Young’s modulus value is, the greater the hardness is. Shear wave elastography technology has advantages of real time, dynamic, noninvasion and good repeatability. Nowadays this technique has been widely applied in the evaluation and diagnosis of mammary gland, thyroid gland, liver disease and other diseases. This paper reviews the progress of shear wave elastography in the clinical application.

Ultrasound; Shear wave; Elastography; Young’s modulus

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.12.019

1672-8270(2016)12-0066-05

R445.1

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2016-10-25

北京市衛生系統高層次衛生技術人才培養項目(Z201503101210120051)“脾臟超聲彈性成像的應用價值”

△共同第一作者：耿慧英

①首都醫科大學附屬北京友誼醫院超聲科 北京 100050

*通訊作者：qianlinxue2002@163.com

支欣，女，(1992- )，碩士研究生，醫師。首都醫科大學附屬北京友誼醫院超聲科，從事超聲診斷工作。