超聲技術用于乳腺癌相關淋巴水腫研究進展

黃穎敏，廖劍藝，陳智毅

(廣州醫科大學附屬第三醫院超聲醫學科，廣東 廣州 510150)

乳腺癌相關淋巴水腫(breast cancer-related lymphedema，BCRL)是乳腺癌術后或放射治療后的淋巴液引流功能障礙性疾病，富含蛋白質的淋巴液異常聚集于組織間隙，易誘發皮膚、肌肉及筋膜層的形態與結構發生漸進性病理改變。BCRL早期病理改變以水腫為主，隨著疾病進展，常出現炎癥浸潤、組織纖維化及脂肪沉積等改變；多表現為患側乳房、軀干或上肢異常腫脹，多伴有上臂緊繃、沉重、疼痛或肢體功能障礙等癥狀；患側上肢周長大于健側2 cm以上即可診斷BCRL。國際淋巴學會按嚴重程度將淋巴水腫分為4期：水腫不明顯、因癥狀和細微組織變化而可被識別為0期，又稱亞臨床可逆期；水腫呈凹陷性為Ⅰ期，肢體抬高后水腫可消退；肢體抬高后水腫消退不顯著為Ⅱ期，早期仍呈凹陷性水腫，后期水腫隨皮下脂肪沉積與纖維硬化改變而呈非凹陷性；病變軟組織異常增生肥大，受累肢體呈象皮腫樣改變，出現棘皮病、皮膚增厚角化、色素沉著或疣狀增生等皮膚病變時為Ⅲ期[1]。如何精準診斷BCRL和標準化評估水腫程度是亟待解決的臨床問題。超聲具有高效、無創及操作簡便等優勢，逐漸用于臨床診斷BCRL[2]。本文對超聲技術針對BCRL的應用進展進行綜述。

1 高頻超聲

高頻超聲是觀察BCRL的有效影像學方法之一。根據穿透力，高頻超聲可分為常規高頻超聲(6～12 MHz)與超高頻超聲(ultra-high-frequency ultrasound，UHF-US)(>20 MHz)[3]。高頻超聲可用于診斷、分期及動態監測BCRL變化，能清晰顯示皮膚、筋膜與肌肉等層次結構。正常真皮-表皮復合體超聲聲像圖表現為兩條平行的纖細強回聲帶，中間夾以較寬的低回聲帶；正常皮下組織表現為不均勻低/中等回聲，內部可見方向各異、厚薄不均的強回聲纖維條索分隔脂肪小葉，纖維條索平行于相互連接的肌肉筋膜[4]。皮下回聲改變可描述BCRL引起的皮下組織炎癥浸潤。有學者[4]根據皮下組織回聲是否彌漫均勻增強、高回聲纖維條索是否清晰可辨等對淋巴水腫嚴重程度進行超聲分級。當液體呈裂隙狀積聚于淺筋膜間隙時，也可根據皮下是否存在無回聲區、僅存在水平方向無回聲區及無回聲區分布呈縱橫交錯等而對淋巴水腫嚴重程度進行分級。既往研究[5]證實，皮下回聲分級、皮下間隙無回聲分布分級與國際淋巴學會淋巴水腫分期存在梯度正相關，但前二者可否作為BCRL分期的金標準仍待深入研究加以證實。

1.1 常規高頻超聲 常規高頻超聲已廣泛用于診斷與評估淺表組織病變，而評估BCRL仍處于發展階段；可根據常規聲像圖特征判斷BCRL病因，如組織增厚及回聲特性改變、淋巴管擴張、區域淋巴結反應性增大及髓質回聲增強等。IKER等[6]發現，相比脂肪水腫，淋巴水腫處皮膚增厚、回聲減低。因此，與測量體積或周長等常規方法相比，常規高頻超聲可能實現病因診斷，有效區分體液積聚或病理組織增生，有助于早期診斷BCRL。MANDER等[7]研究表明，常規高頻超聲可用于描述BCRL累及上肢所致軟組織液化和纖維硬化變性，液化多呈低/無回聲，而纖維硬化多呈高回聲。當真皮-表皮復合體發生硬化時，聲像圖表現為均勻增厚的高回聲，但皮膚各解剖層次分界清晰；硬化累及皮下組織時，皮膚各層分界不清，提示病程已處于不可逆的晚期階段。利用超聲回聲改變描述淋巴水腫組織病理生理變化分布區域可提示BCRL進展情況，有效指導臨床精準評估治療BCRL效果。已有研究[4]證實，觀察者內及觀察者間以常規高頻超聲評估皮下回聲分級與皮下間隙無回聲分布分級的一致性均較高，二者均可用于半定量分析BCRL所致非特異性皮下組織炎癥與積液。YANG等[8]的研究結果同樣支持以皮下回聲分級評估BCRL，其曲線下面積(area under the curve，AUC)為0.829～0.966，且皮下回聲分級與手臂容積具有較好的相關性。但實際操作中，組織厚度測值可能受操作者經驗影響[9]并影響分級結果。

1.2 UHF-US 淋巴管靜脈吻合術(lymphaticovenular anastomosis，LVA)是治療淋巴水腫的有效微創療法，通過將淤積的淋巴液引流至靜脈系統內而達到治療效果。UHF-US具有圖像分辨率高等優勢，可觀察更加細微的組織結構，如皮膚真皮層的乳頭層及網狀層等，并可在LVA治療BCRL時輔助實時、精準辨認淋巴管、細微血管及評價吻合口通暢與否，已被視為LVA術前規劃的金標準[10]。淋巴管退行性變可能對有效實施LVA造成一定影響；UHF-US可通過定性、定量評估淋巴管退行性變而準確識別淋巴管閉塞程度。一項以LVA治療BCRL的研究[11]結果顯示，借助UHF-US實時監測病灶、術前確定手術切口位置，克服相關手術障礙，可通過吻合口成功將硬化淋巴管內的淋巴液引流至靜脈內。

2 彈性成像技術

2.1 應變彈性成像(strain elastography，SE) SE通過施加組織形變或位移的作用力而獲得組織應變率(strain ratio，SR)硬度信息等半定量參數。YANG等[12]采用SE診斷BCRL，并以壓力傳感器控制所施壓力，發現 BCRL累及手臂皮下1 cm處平均SR較正常手臂高出1.5倍。HASHEMI等[13]將凝膠墊置于探頭下方以改善SE的圖像質量，發現BCRL累及皮膚、皮下脂肪和肌肉的SR均降低，以皮膚SR最低，提示組織順應性因BCRL而變化，但趨向性并不完全一致。SR差異雖可描述受BCRL累及組織的機械特性，但結果易受檢測工具、操作技術、受檢部位、疾病進展程度、病變深度或肥胖等因素影響。SE分析結果具有操作者依賴性，且SE僅能提供組織硬度的半定量彈性信息，蛋殼效應(病變邊緣較硬致組織形變受限)可能影響病變內部應變率測值。應在控制各種可變因素的同時采用客觀的檢測工具和標準化測量方法正確評估BCRL，選擇高信噪比ROI并建立規范化SE成像標準有助于克服SE的應用限制。

2.2 剪切波彈性成像(shear wave elastography，SWE) SWE是由探頭發出聲輻射力使組織產生剪切波的超聲技術，通過剪切波獲得組織的定量硬度信息，并以剪切波速度(shear wave velocity，SWV)描述。POLAT等[14]發現采用SWE可于前臂皮下軟組織處檢出臨床前期BCRL。ERDOGAN IYIGUN等[15]認為Ⅱ期BCRL患者前臂SWV與正常人存在顯著差異，而Ⅰ期患者前臂SWV與正常人的差異并不明顯，可能限制SWE早期診斷BCRL；通過SWE識別BCRLⅡ期將有助于觀察疾病進展。此外，有研究[16]證實，受累淋巴管梗阻時，真皮-表皮復合體與皮下組織的SWV顯著高于健側，二者截斷值分別取2.10 m/s和1.43 m/s時，SWE診斷淋巴水腫的AUC分別為0.91和0.83，敏感度分別為83.1%和80.3%，特異度分別為86.0%和70.2%；隨著淋巴引流障礙漸進性加重，真皮-表皮復合體與皮下組織SWV也出現梯度增高趨勢，提示SWE可通過捕獲淋巴管阻塞程度等細微變化信息定量評估受淋巴水腫累及的皮膚結構，這對于早期精準診斷BCRL具有一定臨床意義。SWE重復性高且無需對受檢組織施加壓力，有望成為客觀評估BCRL的有效方法。但YANG等[17]認為SWE分析結果易受ROI所在深度的影響，SWV可能隨掃描深度增加而減小；超聲蘭姆波非線性效應也將影響SWV的精準評估能力，雖然非線性蘭姆波具有檢測速度快及非線性超聲診斷敏感度高的優點，但逐漸腫脹的受累肢體塑性形變將促使蘭姆波非線性增大，其診斷SWE的敏感度將隨受累肢體形態恢復而降低。欲將SWE更廣泛地用于臨床診斷BCRL，除建立臨床操作標準外，尚需重點克服影響SWV診斷效能的不利因素。

3 超聲組織定征技術

超聲組織定征(ultrasonic tissue characterization，UTC)技術可于超聲背向散射信號中挖掘頻率、相位和統計等信息，并用于對細微結構進行組織定征，其主要觀察的物理量包括超聲衰減系數、背向散射系數及包絡統計等。UTC技術通過設置參數得出組織屬性的估計值，從而獲取感興趣組織的微觀結構信息，并用于病因診斷[18]。已有研究[19]證明，基于包絡統計的UTC可用于表征淋巴水腫，其中的超聲背向散射信號主要包括Nakagami分布和熵，二者均以概率分布模式定量描述散射體，Nakagami分布為數學模型，而熵是代表概率密度的函數；雖然熵信號不明確，但其診斷淋巴水腫的效能優于復雜度低的Nakagami分布。JOHNSON等[20]指出，與正常組織相比，BCRL累及組織的熵更低。OMURA等[21]研究表明，真皮層衰減系數和背向散射系數的差異也可用于診斷BCRL；考慮到超聲波在傳播過程中的能量衰減，采用不同頻率(9～47 MHz)超聲換能器測量上述物理量，發現診斷效能不存在頻率依賴性，即使<20 MHz的背向散射信號也可穿透深部組織而識別淋巴水腫。UTC不受肢體形態、大小或厚度等因素影響，有望成為客觀定性、定量檢測BCRL的影像學方法；但其診斷BCRL的效能可能受聲束聚焦性能、時間增益補償及衍射等系統參數設置與校正體模設定結果的影響[18]，需加以改進和完善。

4 小結與展望

早期準確診斷和評估是有效管理BCRL的關鍵。目前國內外應用超聲診斷BCRL仍處于探索階段，且缺乏相關標準或規范。在提高超聲儀器診斷效能的同時，應充分考慮操作者主觀因素帶來的可變性，并進一步明確超聲評估、診斷BCRL和分期的閾值以及監測時機與監測部位等關鍵信息。