超聲彈性成像評價肝占位性病變的研究進展

楊金芳+黎引麗+禹岳華

【摘要】 目前肝活體組織檢查是肝占位性病變臨床診斷的金標準，但肝活體組織檢查作為侵入性操作具有局限性，不僅會增加患者診斷痛苦，而且會增加患者并發癥，從而限制其臨床適用范圍，而常規性超聲診斷成像效果差，診斷靈敏性及特異性較低，從而影響診斷準確性。超聲彈性成像作為近年新發展的無創檢測手段，在定量診斷及評估肝占位性病變中起到重要的診斷作用。本研究將探討超聲彈性成像在肝占位性病變中成像原理、診斷價值、臨床應用優缺點及其應用在肝占位性病變中的發展趨勢。

【關鍵詞】 超聲彈性成像； 肝占位性病變； 診斷； 臨床應用價值

【Abstract】 Liver biopsy is currently the gold standard for clinical diagnosis of liver lesions，but the liver biopsy as invasive operation has limitations，will not only increase the suffering of patients diagnosis，and will increase patient complications，thereby limiting its clinical scope，whereas the conventional ultrasound diagnostic imaging is poor，poor diagnostic sensitivity and specificity，thus affecting the diagnostic accuracy.Ultrasound elastography as a noninvasive means of new development in recent years，has played an important role in the diagnosis and assessment of quantitative diagnosis of liver lesions.This study will explore the principles of ultrasound elastography imaging diagnostic value，clinical application and its advantages and disadvantages in liver lesions in trends in liver lesions.

【Key words】 Ultrasound elastography； Liver lesions； Diagnosis； Clinical value

First-authors address：NO.303 Hospital of Chinese Peoples Liberation Army，Nanning 530021，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.36.040

肝占位性病變是肝臟病變早期類型，患者表現為肝功能正常，但在B超或CT下出現異常回音[1]。導致異常回音的原因可能是該肝臟區域發生了良性或惡性病變，如原發性肝癌早期、肝血管瘤、肝腺瘤、肝硬化再生結節等良性病變患者均可出現超聲下異常回音，但生化指標功能正常的現象[2-3]。準確判斷肝占位性病變性質對臨床診斷、治療時機的選擇及患者預后具有重要的意義。超聲彈性成像技術是近年發展起來的新技術，其原理是基于不同生物組織結構硬度或彈性存在差異，這種差異可通過彈性系數反映，從而能客觀評價生物組織結構是否發生病變[4]。超聲彈性技術在淺表性器官病變診斷中已經非常成熟，如在乳腺病變、甲狀腺結節診斷中的價值已獲得肯定，但由于肝臟占位性病變生理解剖位置較為特殊，彈性超聲在肝臟占位病變中的診斷價值還需要進一步探討[5]。該文復習了近二十年的國內外文獻，旨在闡述超聲彈性成像評價肝占位性病變的臨床應用研究進展。

1 超聲彈性成像技術的原理及其評價肝占位性病變的可行性

超聲彈性成像通過對組織施加外在或內在、靜態或動態的作用力，并在生物力學或彈性力學規律下在組織內部發生應變、位移等一系列物理學改變[6]。將超聲彈性成像技術與數字圖像處理技術及數字信號相結合，可對組織內部情況進行清晰的評估，從而直接或間接了解組織內部差異。由于不同組織生物學結構不同，因此彈性系數也存在差異，在施加外在作用力后組織將發生明顯的形態學改變。超聲彈性成像系統通過收集各組織信號，并將信號轉化為彩色編碼并以此鑒別正常組織與病變組織。對于彈性系數小的組織受力后位移變大，圖像顯示為紅色；對于彈性系數大的組織在受力后位移變小，圖像顯示為藍色[7]。國外學者Khalil等[5]認為不同病因所致的肝占位性病變由于組織硬度不一樣，因此在超聲彈性成像系統中的表現也不相同，從而能有效鑒別肝臟占位性病變類型，有利于臨床早期診斷及治療。如對于肝管細胞癌平均硬度為75 kPa，原發性肝癌平均硬度為55 kPa，轉移性肝癌平均硬度為66.5 kPa，由于硬度不一樣，導致超聲彈性成像系統圖像存在差異，因此能鑒別肝臟占位性病變類型。

超聲彈性成像技術根據成像原理可分為：壓迫性成像、瞬時成像及振動性彈性成[8]，超聲系統通過收集組織壓縮前后的回波信號，計算組織內部的位移變化及應變程度，再進行灰階或彩色編碼成像。實時組織彈性成像（RTE）技術具有以下優點：（1）二維實時灰階圖像；（2）感興趣區面積可任意調整，所得到的組織變化的信息量較豐富；（3）輸出結果可得到特征參數，也可通過比較周圍背景組織與病灶的應變，得到應變率比值來反映病灶的相對硬度。

超聲技術在肝臟良惡性病變鑒別中具有重要的價值。目前臨床上對肝臟良惡性病變診斷技術主要為常規二維超聲和彩色多普勒超聲。常規二維超聲對肝臟良惡性病變的診斷主要依據腫瘤形態、邊緣及超聲分布特征；彩色多普勒超聲對肝臟良惡性診斷主要依靠病灶彩色血流顯示、阻力指數、搏動指數、峰值速度、血流分布及形態，但兩種診斷技術在肝臟占位性病變診斷中的臨床應用價值并不高，靈敏性及特異性較低。常規二維超聲圖像識別效果較差，診斷準確性較低；而彩色多普勒超聲價格昂貴，對于浸入深度大于10 cm的病灶無法顯示，從而限制其在肝臟占位性病變中的應用。因此積極尋找一種靈敏性、特異性較高，能清晰顯示病灶圖像，能準確鑒別良惡性病灶的診斷技術對提高肝占位性病變患者臨床檢出率具有重要的意義。超聲彈性成像技術作為新型的輔助診斷技術，與既往二維超聲或彩色多普超聲成像原理截然不同，超聲彈性成像可根據組織彈性系數及硬度差異而獲取組織信息，并根據組織成像差異而起到鑒別良惡性病變的作用。近年隨著超聲彈性成像系統的不斷更新及發展，超聲彈性成像對病變組織的診斷準確性、靈敏性及特異性不斷提高，使得其在臨床上應用越快越廣泛。endprint

2 超聲彈性成像在肝占位性病變中的應用

2.1 超聲彈性成像硬度分級 組織生物硬度并不是不變的，當組織發生病變時，隨著病情進展，病變組織硬度較正常組織硬度會增加，通過利于這種特性，能有效鑒別良惡性病變[9]。超聲彈性成像系統通過對病灶區不同染色情況來反映組織軟硬度，臨床上不少研究根據超聲彈性系統渲染顏色對組織軟硬度進行分級，目前常用的分級方法為Ueno分級法，即根據組織軟硬度分為5級[10]，Ⅰ級：病灶組織與正常組織彈性圖像下為綠色；Ⅱ級：病變組織部分為藍色；Ⅲ級為病灶染為藍綠色，超聲彈性成像為藍綠色相間；Ⅳ級為病灶區基本為藍色；V級為病灶區完全為藍色渲染，且病變周圍少部分組織也為藍色渲染，級別越高表示組織硬度越大，患者病變程度越嚴重。

2.2 SR（彈性應變率比值）在良惡性腫瘤鑒別診斷中的應用 SR是一定量指標，它可以將周圍組織及病灶彈性圖像色彩分布數值化，能客觀有效地反映病變組織硬度信息。SR測量是基于CAM技術實時檢測組織彈性應變率，通過分析彈性圖彩色的不同分布，比較兩個區域的比值。Pallwein等[11]研究發現，SR與病灶及其周圍組織彈性比呈正相關，能有效反映病灶相對硬度。Masuzaki等[12]研究指出，SR在良惡性占位性病變中，差異有統計學意義，可將硬度3.08 kPa作為判斷肝占位性病變良惡性診斷標準。de Korte等[13]對64例患者二維超聲檢出的91個甲狀腺結節行超聲彈性成像檢查及SR測量應變率值最佳臨界點，經ROC曲線分析可知，以SR<5.525為最佳診斷界點，其在甲狀腺惡性結節中的診斷敏感性為81.5%，特異性為96.8%。應用SR指標評價肝臟良惡性病變時，應保持這兩個感興趣區域的劃定范圍同大小、同形狀、同深度。Lupsor等[14]對乳腺超聲彈性圖像分析發現：在進行乳腺 SR測量時可知，SR值能反應病灶的相對硬度，可作為肝硬化病變的診斷指標。

2.3 超聲彈性成像在肝占位性病變診斷中應用 由于肝臟特殊生理解剖結構，常規影像下觀察肝臟容易出現視圖模糊；對于病灶體積較大者則由于興趣區被完全包繞，彈性圖像效果模糊，因此應用SR能更好地顯示肝臟病變特征；SR這一定量指標的引入，可以彌補這一缺陷，在評價腫瘤性質上，更為客觀和準確。日本學者Khalil等[5]用瞬時彈性技術（fibroscan）分析研究了不同病理類型肝臟腫瘤的硬度，顯示ICC的平均硬度約為75 kPa，轉移性肝癌的平均硬度約為66.5 kPa，而HCC的平均硬度約為55 kPa，ICC的硬度高于轉移性肝癌及HCC。董敬東等[15]研究證實，肝內腫瘤的硬度：ICC>HCC>肝血管瘤。Franco等[16]研究指出，肝血管瘤在超聲彈性成像系統中分級多為Ⅰ～Ⅱ級，肝細胞癌主要為Ⅲ級，肝轉移癌主要為Ⅳ級，肝內膽管癌主要為Ⅴ級，肝組織硬度從軟至硬依次為肝血管瘤<肝細胞癌<肝轉移癌<肝血管瘤<肝細胞癌<肝內膽管細胞癌。崔彥等[17]研究也發現，肝轉移癌主要為Ⅳ級，由此可知肝占位病變彈性分級越高，肝組織硬度越硬，組織惡性可能性越大。方玲等[18]對20例肝占位性病變患者應用超聲彈性成像進行鑒別，結果表明與常規性超聲診斷相比，超聲彈性成像靈敏性及特異性均大于80%。Andersen等[19]60例可疑性肝占位性病變患者分別應用常規性超聲及超聲彈性成像系統進行診斷，并與組織活檢進行對比，結果顯示常規性超聲診斷真陽性率（51.1%）顯著低于超聲彈性成像（78.5%）。

2.4 超聲彈性成像在肝占位良惡性病變鑒別中的應用 根據超聲彈性成像硬度分級，對于病灶被評估為Ⅲ級或以上的患者其臨床惡性可能性較大。de Korte等[13]研究發現肝臟良惡性腫瘤的SR各不相同，差異有統計學意義（P<0.05），反映了在一定外力作用下，良惡性腫瘤的形變程度不同，良性腫瘤質軟形變大，惡性腫瘤質硬而形變小；冀建峰等[20]研究認為SR作為肝臟良惡性腫瘤的診斷標準具有較高的準確性，他們對157例肝占位病變患者（其中良性組53例，惡性組104例），通過ROC曲線確定的SR最佳診斷界點為4.0，以SR<4.0為最佳診斷界點，SR在肝臟良性占位性病變中診斷準確率為88.5%，在肝臟惡性占位性病變中的診斷準確率為86.5%。de Korte等[13]認為超聲彈性成像系統中Ⅲ～Ⅴ級可作為惡性病變診斷標準，在肝占位性良惡性病變診斷中的敏感性、特異性及準確性分別為93.2%、87.0%、91.2%。Schaar等[21]研究也認為，以Ⅲ～Ⅴ級作為肝占位性病變良惡性診斷標準具有較高的靈敏性、特異性。由此可見，超聲彈性成像在鑒別肝占位性良惡性病變中具有較高的診斷價值。Geier等[22]應用超聲彈性成像技術分析了不同病理類型的肝臟腫瘤硬度，結果顯示轉移性肝癌患者平均硬度為66.5 kPa，肝管細胞癌平均硬度為75 kPa，肝細胞癌平均硬度為55 kPa。羅建文等[23]通過大樣本病理研究發現，通過切開腫瘤后，能發現肝管細胞癌內部稀松及致密的病理結構，這是由于肝管細胞癌富含血供，腫瘤細胞間充滿血竇，腫瘤細胞內部分布較均勻有關。肝管細胞癌則由于血供減少，在腫瘤邊緣以腫瘤細胞為主，腫瘤細胞纖維組織增加而血管分布減少，且病灶多被包埋在間質纖維中，腫瘤內部含有眾多纖維組織成分。肝血管瘤體體質地柔軟，切面為蜂窩狀，具有較大的壓縮性，形狀如海綿，在顯微鏡下表現為血液擴張性血竇。但在臨床實踐中發現，超聲彈性成像系統在肝占位性病變診斷中存在一定的交叉重疊，如一些良性病灶分級較高，一些惡性病灶分級較低，這病變周圍組織硬度及病灶組成成分有密切的關系，如動脈血管成分或肝血管瘤內纖維成分較多時則組織表現較硬，彈性分級較高。當肝腫瘤體積較大，則腫瘤內部液化壞死時硬度會明顯降低，彈性分級也顯著降低。因此，對肝占位性病變患者應用實施彈性成像進行診斷需要多方面、多切面進行綜合性評價。

2.5 超聲彈性成像對肝占位病變病情及預后的評價 在惡性肝占位性病變患者中，隨著腫瘤的生長、增殖、侵襲、浸潤及轉移等一系列生理病理學的改變，肝組織纖維化的程度明顯加重，使得肝臟硬度及剪切波速度顯著增加。Varghese等[24]對54例行肝穿刺活檢的肝占位性患者應用超聲彈性成像系統進行檢查，并于健康志愿者進行比較，結果顯示，肝占位性病變患者肝纖維化程度顯著大于對照組，且肝臟硬度明顯大于對照組，且隨著患者病情的進展，肝臟組織硬度顯著增加。惡性占位性病變患者剪切波速度中位數為1.130 m/s顯著大于健康對照組。Soliman等[25]研究指出，剪切波速度在肝纖維化診斷中的敏感性及特異性分別為92.5%、72.8%。在一項研究中指出，超聲彈性成像技術在區分肝臟纖維化方面具有較高的應用價值，在超聲彈性成像技術下可組織學纖維化分級與肝臟硬度呈正相關。對于惡性肝占位病變患者隨著病情發展，患者預后效果越差，因此盡早對該類患者進行明確的診斷將有助于改善患者預后。Manickam等[26]研究指出，超聲彈性成像技術不僅能有效評價肝臟占位性病變發生及進展情況，而且能有效評價肝臟惡性占位病變并發癥情況，其通過應用超聲彈性成像技術測定肝臟占位性病變靜脈壓力梯度及肝臟硬度，結果顯示，肝臟硬度臨界值為17.6 kPa，肝靜脈壓力梯度為12 mm Hg，臨床診斷敏感性為94%。endprint

近年隨著超聲彈性成像技術在良惡性腫瘤鑒別中的應用，肝臟占位性病變的診斷準確性、靈敏性及特異性越來越高。彈性應變率作為超聲彈性成像技術中的重要指標能客觀反映肝組織病變情況，是一種能準確評價肝占位性病變的新型技術。它彌補了二維超聲及彩色多普勒超聲存在的不足，擴大了超聲診斷應用范圍，提高了肝臟占位病變臨床診斷準確性。超聲彈性成像技術使現代超聲技術更為完善，在臨床實踐中逐漸顯現出的獨特的應用價值，有著廣闊的應用前景。盡管起步伊始，超聲彈性成像提供了與傳統影像學不同的、有助于臨床診斷的新信息。相信隨著彈性成像設備的不斷完善及臨床應用技能的不斷成熟，超聲彈性成像將在臨床工作中發揮更加重要的作用。

參考文獻

[1] Jemal A，Siegel R，Ward E，et al.Cancer statistics，2008[J].CA Cancer J Clin，2008，58（2）：71-96.

[2] Sherman M.Hepatocellular carcinoma：epidemiology，risk factors and screening[J].Semin Liver Dis，2005，25（2）：143-154.

[3] Ophir J，Cespedes I，Ponnekanti H，et al.Elastography：a quantitative method for imaging the elasticityof biologic tissues[J].Ultrasonic Imaging，1991，13（4）：111-134.

[4] Garra B S.Imaging and estimation of tissue elasticity by ultrasound[J].Ultrasound Quarterly，2007，23（4）：255-268.

[5] Khalil A S，Chan R C，Chau A H，et al.Tissue elasticity estimation with optical coherence elastography：toward mechanical characterization of in vivo soft tissue[J].Ann Biomed Eng，2005，33（11）：1631-1639.

[6]羅葆明，曾婕，智慧，等.乳腺超聲彈性檢查壓力與壓放頻率對診斷結果影響[J].中國醫學影像技術，2007，23（8）：1152-1154.

[7] Frates M C，Benson C B，Dolbilet P M，et al.Prevalence and distribution of carcinoma in patients with solitary and multiple thyroid nodules on sonography[J].J Clin Endocrinol Metab，2006，91（9）：3411-3417.

[8] Taylor L S，Porter B C，Rubens D J，et al.Three dimensional sonoelastography：principles and practices[J].Phys Med Biol，2000，45（6）：1477-1494.

[9] Ziol M，Handra-Luca A，Kettaneh A，et al.Noninvasive assessment of liver fibrosis by measurement of stiffness in patients with chronic hepatitis C[J].Hepatology，2005，41（1）：48-54.

[10] Hashimoto H.Evaluation of breast Tumors with real-time tissue elastography in differential diagnosis[J].Medix，2004，41：11-14.

[11] Pallwein L，Friedrich A，Pallwein E，et al.Comparison of sonoelastography guided biopsy with systematic biopsy：impacton prostate cancer diction[J].Eur Radiol，2007，17（9）：2278-2285.

[12] Masuzaki R，Tateishi R，Yoshida H，et al.Assessing liver tumor stiffness by transient elastography[J].Hepatol Int，2007，1（3）：394-397.

[13] de Korte C L，Ignacio Cespedes E L，van der Steen A F，et al.Intravaseular elasticity imaging using ultrasound： feasibility studies in phantoms[J].Ultrasound Med Biol，1997，23（5）：735-746.

[14] Lupsor M，Badea R，Stefanescu H，et al.Analysis of histopathological changes that influence liver stiffness in chronic hepatitis C.Results from a cohort of 324 patients[J].J Gastrointestin Liver Dis，2008，17（2）：155-163.endprint

[15]董敬東，王利芬.原發性肝癌影像學特征與病理學關系的研究進展[J].大連醫科大學學報，2005，27（6）：474-476.

[16] Franco D，Usatoff V.Surgery for cholangiocarcinoma[J].Hepatogastroenterology，2001，48（37）：53-55.

[17]崔彥，董家鴻.肝血管瘤的病理和臨床特點及微創治療[J].中國微創外科雜志，2006，6（5）：338-340.

[18]方玲，周曉東，孟欣，等.實時組織彈性成像在評價肝臟腫瘤中的應用價值[J].中華超聲影像學雜志，2010，19（6）：492-494.

[19] Andersen E S，Christensen P B，Weis N.Transient elastography for liver fibrosis diagnosis[J].Eur JIntern Med，2009，20（4）：339-342.

[20]冀建峰，周巍，郭佳，等.超聲彈性成像鑒別肝臟良惡性腫瘤的價值評估[J].中國超聲醫學雜志，2011，27（3）：243-245.

[21] Schaar J A，van der Steen A F，Mastik F，et al.Intravascular palpography for vulnerable plaque assessment[J].J Am Coll Cardiol，2006，47（8 Suppl）：86-91.

[22] Geier B，Barbera L，Muth-Werthmann D，et al.Ultrasound elastography for the age determination ofvenous thrombi.Evaluation in an animal model of venous thrombosis[J].Thromb Haemost，2005，93（2）：368-374.

[23]羅建文，丁楚雄，白凈，等.超聲彈性成像用于高強度聚焦超聲損傷的檢測[J].北京生物醫學工程，2006，25（3）：235-239.

[24] Varghese T，Zagzebski J A，Lee F T，et al.Elastographic imaging of thermal lesions in the liver in vivofollowing radiofrequency ablation： preliminary results[J].Ultrasound Med Biol，2002，28（11-12）：1467-1473.

[25] Soliman A A，Wojcinski S，Degenhardt F.Ultrasonographic examination of the endometrium and myometrium using acoustic radiation force impulse （ARFI） imaging technology： An initial experience with a new method[J].Clin Hemorheol Microcirc，2015，59（3）：235-243.

[26] Manickam K，Machireddy R R，Seshadri S.Study of ultrasound stiffness imaging methods using tissue mimicking phantoms[J].Ultrasonics，2014，54（2）：621-631.

（收稿日期：2016-07-28） （本文編輯：程旭然）endprint