實時剪切波彈性成像在肝癌熱消融應用中的初步體會

董 婧，程 文，王秋程，張 磊，孫一欣哈爾濱醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院超聲科，黑龍江 哈爾濱 150081

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實時剪切波彈性成像在肝癌熱消融應用中的初步體會

董 婧，程 文，王秋程，張 磊，孫一欣
哈爾濱醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院超聲科，黑龍江 哈爾濱 150081

［摘要］背景與目的：熱消融［射頻消融（radiofrequency ablation，RFA）和微波消融（microwave ablation，MWA）］是治療肝癌最常用的微創(chuàng)技術，實時剪切波彈性成像（real-time shear wave elastography，SWE）是一種新型的超聲彈性成像技術。本研究將SWE應用于肝癌熱消融中，旨在研究肝癌熱消融前后病灶及其周圍肝實質(zhì)的硬度變化，初步探討SWE在肝癌熱消融療效評價中的應用價值。方法：2014年10月—2015年4月因肝癌于哈爾濱醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院行超聲引導下RFA或MWA且達到完全消融的36例患者（共39個病灶）?；颊哂谙谇昂蠓謩e行SWE檢查，分別記錄病灶及其周圍肝實質(zhì)的楊氏模量平均值（SWE-mean）、最小值（SWE-min）、最大值（SWE-max）、標準差（SWE-SD）。經(jīng)統(tǒng)計學分析，比較消融前后病灶及其周圍肝實質(zhì)的硬度變化及兩種消融方式下消融灶的硬度差異。結果：① 消融前后，病灶的SWE-mean為（30.09±11.67）kPa vs （52.11±17.56）kPa，SWE-min為（10.46±8.22）kPa vs （20.57±11.42）kPa，SWE-max為（51.50±20.84）kPa vs （88.54±27.75）kPa，SWE-SD為（10.63±4.30）kPa vs （16.89±7.72）kPa，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；② 消融前后，病灶周圍肝實質(zhì)的SWE-mean為（8.84±2.82）kPa vs （8.91±2.78）kPa，SWE-min為（4.77±1.95）kPa vs （4.69±1.90）kPa，SWE-max為（13.82±3.79）kPa vs （14.34±3.97）kPa，SWE-SD為（3.24±1.32）kPa vs（3.37±1.29）kPa，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；③ 消融后，RFA及MWA的SWE-mean為（45.55±10.91）kPa vs （60.59±20.99）kPa，SWE-min為（18.95±8.86）kPa vs （25.93±10.93）kPa，SWE-max為（76.58±15.51）kPa vs （104.01±32.59）kPa，SWE-SD為（13.82±3.52）kPa vs （20.85±9.77）kPa，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。結論：SWE可以定量評價病灶的硬度，消融后病灶硬度大于消融前，MWA后消融灶硬度大于RFA后，兩種消融方式對病灶周圍肝實質(zhì)的硬度影響不明顯。SWE在肝癌熱消融中的應用前景可期。

［關鍵詞］實時剪切波彈性成像；肝癌；射頻消融；微波消融

Correspondence to: CHENG Wen E-mail: chengwen69@yahoo.com

1 資料和方法

1.1 研究對象

2014年10月—2015年4月因肝癌于哈爾濱醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院行超聲引導下RFA或MWA且達到完全消融（患者消融術后1個月復查超聲造影、增強CT或增強MRI，消融灶3期均無增強視為達到完全消融）的36例患者（共39個病灶）。其中男性27例，女性9例。年齡34～75歲，平均年齡（54.06±9.62）歲。所有病灶均經(jīng)過超聲引導下穿刺活檢病理證實為原發(fā)性肝細胞癌。遵循患者及家屬意愿選擇消融方式，其中20例（共22個病灶）行RFA，16例（共17個病灶）行MWA。所有研究對象均符合肝癌熱消融的適應證，病灶深度距離探頭10 cm之內(nèi)，且遠離心臟及大血管。該研究中的操作均征得患者知情同意，并經(jīng)過本院倫理委員會批準。

1.2 儀器

剪切波彈性成像儀器為法國Supersonic Imagine Aixplorer型，凸陣探頭頻率為1.0～6.0 MHz。超聲引導儀器為德國Siemens Sequoia 512型，凸陣探頭頻率為3.5～5.0 MHz。射頻消融儀器為美國Valleylab Cool-Tip射頻治療系統(tǒng)，根據(jù)病灶具體情況選擇應用Cool-Tip轉(zhuǎn)換器。微波消融儀器為南京康友醫(yī)療科技有限公司Ky-2000型微波儀，工作頻率2 450.0 MHz，輸出功率為l～100 W。

1.3 方法

1.3.1 剪切波彈性成像方法

患者于消融術前行剪切波彈性成像，患者仰臥位，右臂上抬至頭部，充分暴露腹部，常規(guī)超聲掃查肝臟，清晰顯示病灶最大切面時，囑患者屏氣，切換儀器至SWE模式，不對探頭施壓，取樣框應包括全部病灶（若病灶過大時則取部分病灶）及周圍肝實質(zhì)。待彈性圖像穩(wěn)定3～4幀時，凍結圖像，彈性取樣框內(nèi)基本或大部分充滿顏色且無明顯噪聲時認為取樣成功，啟動Q-BOX及Q-BOX Ratio，第一感興趣區(qū)為病灶中心區(qū)域，第二感興趣區(qū)為病灶周圍（距病灶邊緣1～2 cm）肝實質(zhì)區(qū)域，存儲圖像，分別記錄病灶及其周圍肝實質(zhì)的楊氏模量平均值（SWE-mean）、最小值（SWE-min）、最大值（SWE-max）以及標準差（SWE-SD）。此過程重復5次，分別記錄以上測量值，并取5次結果的平均值。

患者于消融術后48 h再次行剪切波彈性成像檢查，方法同上。

近年來，隨著社會轉(zhuǎn)型的不斷推進，改革進入深水期，與此同時社會矛盾糾紛也呈現(xiàn)多發(fā)高發(fā)態(tài)勢。社會矛盾糾紛的多元化解機制建設呼之欲出，在實踐過程中，調(diào)解、仲裁、行政裁決、行政復議、訴訟等多項糾紛解決制度發(fā)揮著各自的作用，為多元矛盾糾紛化解機制建構打下堅實基礎。

1.3.2 RFA方法

選擇合適的體位，連接好電極和主機之間的射頻線和電極板，術前預先將電極貼膜貼至患者雙側(cè)大腿無毛發(fā)部位。行全身麻醉，局部皮膚進行常規(guī)消毒，鋪無菌洞巾。在超聲引導下將射頻針置入病灶，根據(jù)病灶具體情況選擇射頻用針及消融時間，按儀器操作進行RFA治療。在消融過程中，應監(jiān)測生命體征。消融完成后，拔針時進行針道消融，防止術后出血和腫瘤沿針道種植。

1.3.3 MWA方法

選擇合適的體位，術前預先通電測試儀器，確保微波儀器正常工作。在超聲引導下將微波針置入病灶，根據(jù)病灶大小選擇微波用針、消融時間及功率。消毒、麻醉、消融過程監(jiān)測生命體征和拔針時針道消融等方法同射頻消融。

1.4 統(tǒng)計學處理

2 結 果

2.1 消融前后病灶楊氏模量值之間的比較

病灶消融后的SWE-mean、SWE-min、SWE-max、SWE-SD均大于消融前，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05，表1，圖1、2）。

2.2 消融前后病灶周圍肝實質(zhì)楊氏模量值之間的比較

消融后病灶周圍肝實質(zhì)的SWE-mean、SWE-min、SWE-max、SWE-SD與消融前相比，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05，表2）。

表1　消融前、后病灶的楊氏模量值Tab.1 SWE values of lesions before and after thermal ablation　(kPa,±s)

表1　消融前、后病灶的楊氏模量值Tab.1 SWE values of lesions before and after thermal ablation　(kPa,±s)

Item　Number of lesions　 SWE-mean　SWE-min　SWE-max　SWE-SD Before ablation　39　30.09±11.67　10.46±8.22　51.50±20.84　10.63±4.30 After ablation　39　52.11±17.56　20.57±11.42　88.54±27.75　16.89±7.72 t value　-8.510　-7.161　-9.491　-5.001 P value　0.000　0.000　0.000　0.000

圖1　RFA前后SWE圖Fig.1 SWE figure before and after RFA

圖2　MWA前后SWE圖Fig.2 SWE figure before and after MWA

表2　消融前、后病灶周圍肝實質(zhì)的楊氏模量值Tab.2 SWE values of liver parenchyma around the lesions before and after thermal ablation　(kPa,±s)

表2　消融前、后病灶周圍肝實質(zhì)的楊氏模量值Tab.2 SWE values of liver parenchyma around the lesions before and after thermal ablation　(kPa,±s)

Item　Number of lesions　 SWE-mean　SWE-min　SWE-max　SWE-SD Before ablation　39　8.84±2.82　4.77±1.95　13.82±3.79　3.24±1.32 After ablation　39　8.91±2.78　4.69±1.90　14.34±3.97　3.37±1.29 t value　-0.385　0.331　-1.593　-0.846 P value　0.702　0.743　0.119　0.403

2.3 MWA后與RFA后消融灶楊氏模量值之間的比較

MWA后的SWE-mean、SWE-min、SWE-max、SWE-SD均大于RFA后，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05，表3）。

表3　MWA后及RFA后消融灶的楊氏模量值Tab.3 SWE values of lesions after MWA and RFA　(kPa,±s)

表3　MWA后及RFA后消融灶的楊氏模量值Tab.3 SWE values of lesions after MWA and RFA　(kPa,±s)

Item　Number of lesions　 SWE-mean　SWE-min　SWE-max　SWE-SD After MWA　17　60.59±20.99　25.93±10.93　13.82±3.79　3.24±1.32 After RFA　22　45.55±10.91　18.95±8.86　14.34±3.97　3.37±1.29 t value　2.687　2.204　3.202　2.828 P value　0.013　0.034　0.004　0.011

3 討 論

肝癌是最常見的惡性腫瘤之一，手術切除為首選治療方法。然而，由于肝功能差等諸多因素限制，只有少部分患者能夠進行外科手術治療［3］。超聲引導下RFA和MWA因其創(chuàng)傷小、操作簡便和安全有效的優(yōu)點被廣泛應用于臨床。但肝癌消融術后的復發(fā)率較高，腫瘤殘留是消融術后腫瘤短期復發(fā)的主要因素之一［4］，因此通過便捷有效快速的影像學方法來評價腫瘤消融療效對患者的預后及后續(xù)治療意義重大。

組織的彈性是人體的重要物理性質(zhì)之一，當組織發(fā)生病變時其彈性也會發(fā)生變化。近年來，各種彈性成像技術已被逐漸應用于肝癌熱消融中。SWE具有客觀定量檢測、感興趣區(qū)域大、快速、高效、易操作、可重復性強和受消融所產(chǎn)生氣體影響小等優(yōu)點［5］，能夠客觀反映組織的彈性，可更好地應用于肝癌的熱消融中。

本研究將SWE應用于RFA及MWA中，主要從消融前后病灶的硬度變化方面加以探討。結果表明，無論是RFA還是MWA后消融灶的硬度均大于消融前，與國內(nèi)外相關的體外及體內(nèi)研究一致［6］。RFA及MWA消融區(qū)中心在光鏡下表現(xiàn)為細胞完全破壞、崩解，呈無結構均質(zhì)深藍染狀，二者都是使組織蛋白質(zhì)變性、脫水和固縮以達到凝固性壞死，這是病灶消融后變硬的主要原因之一，也就是說病灶凝固性壞死的硬度要比癌組織硬度大。Kwon等［7］評估了38例行肝細胞癌消融術的患者，發(fā)現(xiàn)其中8例復發(fā)，復發(fā)灶均較消融灶軟。因此有望從消融灶硬度變化上判斷消融療效，即其是否達到了完全凝固性壞死。如果一個消融灶部分區(qū)域較軟，那么是否可以考慮這部分消融灶消融不完全或沒有達到完全凝固性壞死。若此觀點進一步得到證實，SWE以其無創(chuàng)、便捷、受消融產(chǎn)生的氣體影響小、可較清晰顯示消融范圍及硬度的優(yōu)勢，可在消融過程中及時發(fā)現(xiàn)消融灶較軟的區(qū)域并給予補充治療，盡可能避免患者短期內(nèi)原位二次消融治療，可減少患者創(chuàng)傷，減輕經(jīng)濟負擔，對患者預后意義重大。

本研究還關注了病灶消融前后其周圍肝實質(zhì)的硬度變化，因消融范圍要超過病灶的大小，故選取距病灶邊緣1～2 cm且避開大血管的肝實質(zhì)為感興趣區(qū)。結果表明，無論是RFA后還是MWA后消融灶周圍肝實質(zhì)的硬度與消融前相比均無顯著變化，說明兩種消融方式均不會對消融灶周圍肝實質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響。MWA及RFA是治療肝臟腫瘤安全、有效的方式，臨床應用廣泛［8-9］。

本研究還將RFA后消融灶的楊氏模量值與MWA后消融灶的楊氏模量值進行比較，發(fā)現(xiàn)MWA后消融灶的各項楊氏模量值均大于RFA后，分析其原因可能與二者的消融原理不同有關。RFA的原理是體內(nèi)組織離子在高頻電流的作用下隨電流變化的方向振動，使電極附近的組織離子因電流的作用相互摩擦產(chǎn)熱，最終導致組織凝固性壞死。MWA的原理是通過微波使組織吸收大量的微波能，作用于組織內(nèi)部而迅速產(chǎn)生大量熱量，使腫瘤瞬時熱凝固壞死。MWA在體內(nèi)組織內(nèi)主要是通過蛋白質(zhì)、水等極性分子的旋轉(zhuǎn)摩擦產(chǎn)熱來進行熱消融的。據(jù)文獻［10-11］報道，MWA具有消融頻率高、升溫快、穿透力強和受血流灌注影響小等特點，故MWA的熱效率、瘤內(nèi)溫度較RFA更高，MWA使組織碳化較RFA更明顯。這可能是MWA后消融灶硬度大于RFA后的原因之一。章建全等［12］體外豬肝實驗探討了消融灶的硬化程度與其壞死程度間的關系，并認為可以從硬化的程度推斷其凝固壞死的程度。結合本研究結果，RFA 和MWA的消融灶硬度存在差異，是否可以推測兩種消融方式的凝固壞死程度存在差異，而這種差異對患者預后及消融效果遠期評價是否存在某種影響，有待長期隨訪后進一步研究和討論。

本研究尚存在很多不足。首先，病例數(shù)較少，可能存在測量誤差，需擴大樣本量進一步研究以得到更加客觀可靠的研究結果。其次，尚未完成長期隨訪，未完成復發(fā)灶與殘留灶楊氏模量信息方面的研究。本研究中存在的很多推測，需在長期隨訪研究中進一步得到驗證。最后，SWE技術尚存在局限，對位置較深、臨近心臟大血管等位置的病灶圖像填充效果不理想，不能一起入組研究討論。

SWE在肝癌熱消融中的應用尚處于初步研究階段，有學者還將其應用于腫瘤消融監(jiān)測［13］及消融范圍評估［14］上，而本研究主要從消融灶硬度方面加以探討，均取得一定的研究結果。綜上所述，SWE在肝癌熱消融中的應用前景可期。

［參 考 文 獻］

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Preliminary experience with real-time shear wave elastography monitoring of thermal ablation of liver cancer

DONG Jing， CHENG Wen， WANG Qiucheng， ZHANG Lei， SUN Yixin （Department of Ultrasound， Harbin Medical University Cancer Hospital， Harbin 150081， Heilongjiang Province， China）

［Key words］Real-time shear wave elastography； Liver cancer； Radiofrequency ablation； Microwave ablation

［Abstract］Background and purpose: Thermal ablation （radiofrequency ablation， RFA/microwave ablation，MWA） is the most commonly used minimally invasive technique for the treatment of liver cancer.Real-time shear wave elastography （SWE） is a new type of ultrasonic imaging technology， which was used in our study to monitor thermal ablation of liver cancer.This study aimed to investigate the stiffness change of liver cancer and that of surrounding liver parenchyma before and after thermal ablation， and to evaluate the application of SWE for monitoring thermal ablation for liver cancer.Methods: From Oct.2014 to Apr.2015， a total number of 36 patients， with 39 lesions， were treated with RFA or MWA and got complete response.SWE examination was performed before and after ablation.The SWE-mean， SWE-min， SWE-max， SWE-SD of lesions and the surrounding liver parenchyma were measured.Statistical analysis was made to compare the stiffness changes of liver cancer with those of the surrounding liver parenchyma before and after thermal ablation， and to determine whether there were differences between two different ablation modes.Results: Before and after ablation， the SWE-mean of lesions was （30.09±11.67） kPa vs （52.11±17.56） kPa，SWE-min was （10.46±8.22） kPa vs （20.57±11.42） kPa， SWE-max was （51.50±20.84） kPa vs （88.54±27.75） kPa， SWESD was （10.63±4.30） kPa vs （16.89±7.72） kPa； There were statistically significant differences （P＜0.05）.Before and after ablation， the SWE-mean of surrounding liver parenchyma was （8.84±2.82） kPa vs （8.91±2.78） kPa， SWE-min was （4.77±1.95） kPa vs （4.69±1.90） kPa， SWE-max was （13.82±3.79） kPa vs （14.34±3.97） kPa， SWE-SD was （3.24±1.32）kPa vs （3.37±1.29） kPa； There were no statistically significant differences （P＞0.05）.After ablation， the SWE-mean of RFA and MWA was （45.55±10.91） kPa vs （60.59±20.99） kPa， SWE-min was （18.95±8.86） kPa vs （25.93±10.93） kPa，SWE-max was （76.58±15.51） kPa vs （104.01±32.59） kPa， SWE-SD was （13.82±3.52） kPa vs （20.85±9.77） kPa； There were statistically significant differences （P＜0.05).Conclusion: SWE can quantitively analyze the stiffness of lesions.The ablation zone became stiffer after RFA or MWA， and the ablation zone of MWA was stiffer than that of RFA.Two kinds of ablation methods did not significantly affect the stiffness of liver parenchyma around the lesion.SWE could potentially be used to monitor thermal ablation of liver cancer.

DOI:10.3969/j.issn.1007-3969.2016.02.005

中圖分類號：R735.7

文獻標志碼：A

文章編號：1007-3639(2016)02-0145-06

通信作者：程文 E-mail：chengwen69@yahoo.com

收稿日期：（2015-08-28 修回日期：2015-11-22）