超声弹性成像的临床应用

徐瑞，胡元平

（温州医学院附属第一医院 超声科，浙江 温州 325000）

目前，超声弹性成像能够获得组织内部的弹性分布的定量信息，得到了临床医师的广泛关注并迅猛发展，已成为医学超声成像的一个研究热点。现就超声弹性成像在临床中的应用作一综述。

1 超声弹性成像的原理

超声弹性成像（elastosonography）是一种体外测定组织机械特性的超声检查方法， 通过其可获得常规成像模态所无法获取的组织信息。其基本原理为：根据不同靶组织（正常及病变）的弹性系数不同，在加外力或交变振动后其应变（主要为形态改变）的不同，收集靶组织在某时间段内各个片段的信号，通过主机处理，再以黑白、伪彩或者彩色编码的方式显示出来。在相同外力作用下，弹性系数大，引起的应变小；反之，弹性系数小，相应的应变大。也就是说在同等压力条件下柔软的正常组织变形超过坚硬的肿瘤组织。施加一个外力后，比较加压（用超声探头紧压病变）前后靶组织弹性信息的超声图像、前后病变的应变来说明靶组织的硬度[1]。

近年发展的实时组织弹性成像（real-time tissue elastograph，RTE）则将受压前后回声信号移动幅度的变化转化为实时彩色图像，弹性系数小的组织受压后位移变化大，显示为红色；弹性系数大的组织受压后位移变化小，显示为蓝色；弹性系数中等的组织显示为绿色；以色彩对不同组织的弹性编码，借其反映组织硬度[2]。

2 超声弹性成像在临床中的应用

超声弹性成像目前的研究主要集中于乳腺、前列腺、甲状腺、血管壁等部位的病变以及高强度聚焦超声所引起损害的检测。其在乳腺占位性病变的鉴别诊断中已显示出良好的应用前景，在其他领域中正进行有益探索，有望成为一种实用的普遍的临床监测与诊断工具。

2.1 在乳腺肿瘤诊断中的应用 乳腺内不同组织的弹性系数各不相同，各种组织硬度从大到小的顺序为浸润性导管癌组织、非浸润性导管癌组织、乳腺纤维化组织、乳腺组织、脂肪组织[3]。组织弹性系数越大，表示该组织的硬度越大，故可将超声弹性成像应用于乳腺肿瘤的诊断。

目前超声弹性成像在乳腺肿瘤诊断方面已经获得很大的成就。王怡等[4]对175名患者的184个乳腺肿块进行良恶性的鉴别诊断，并与术后的病理结果进行对照。发现超声弹性成像技术对乳腺肿块良恶性鉴别诊断准确性、灵敏度和特异度分别为79%、76%和80%。结果表明超声弹性成像技术为超声鉴别诊断良恶性乳腺肿块提供了一个新的手段。富丽娜等[5]研究发现联合应用常规超声成像和弹性成像，在鉴别乳腺良恶性病变的灵敏度提高至93%，比常规超声显著提高（P<0.01），结论进一步肯定了超声弹性成像对乳腺恶性病变较敏感，能帮助诊断常规超声较难鉴别的良恶性病变，两者联合应用可进一步提高超声技术的鉴别诊断能力。在Zhi等[6]的研究中，应用筑波大学植野教授提出的弹性成像评分5分法作为标准，比较了超声弹性成像、普通超声检查及钼靶检查对232个病人共296个乳腺实性肿瘤诊断的价值，结果表明：在这三种检查方法中，超声弹性成像的特异度最高（为95.7%），假阳性率最低（为4.3%），而把弹性成像与普通超声检查相结合，则灵敏度（为89.7%）及准确性（为93.9%）最高。

虽然超声弹性成像在乳腺中的应用日益完善，但也存在着诸多影响因素。首先由于先前的5分评分标准中缺乏对一些图像表现的描述分类，给检查医师在评分过程中带来困惑。针对这种情况，国内学者提出了多个新的评分标准。罗葆明等[7]提出了改良5分法评分标准。应用该法（评分4分及以上为恶性，3分及以下为良性）对672个乳腺病灶进行弹性成像诊断，并与先前的5分法进行比较，改良的5分法诊断的准确性更高（92.7% vs 89.0%），具有统计学意义，且更为简便、准确。其次，乳腺病灶的大小对诊断结果存在影响。欧冰等[8]比较了经手术病理证实的直径≤10 mm的142个乳腺病灶（I组）和直径>10 mm的421个乳腺病灶（II组）的超声弹性成像检查结果， 发现I组超声弹性成像诊断乳腺恶性病变的灵敏度、特异度和准确性分别为90.19%、99.12%和98.16%；II组分别为82.15%、97.16%和93.11%，两组相比差异有显著性。另外，肿瘤病理物理性质也会有影响。部分肿瘤由于本身质地较软，如乳腺黏液性癌，或由于肿瘤内部出现坏死液化，使肿瘤的硬度发生改变，从而使弹性成像评分偏低而导致误诊或漏诊。而良性病变内并发的钙化、纤维化、玻璃样变和丰富的间质细胞也是造成弹性成像假阳性的主要原因。

为提高超声弹性成像对乳腺病变诊断的准确性，罗葆明等[9]提出有必要做到一下几点：①正确认识超声弹性成像原理及正确掌握超声弹性成像检查方法，避免或减少主观因素造成误诊；②进一步研究超声弹性成像表现的相应病理基础；③现行的超声弹性成像评分标准5分法并不完善，导致部分乳腺肿块超声弹性成像检查无法根据现有的5分评分标准进行判别，因此，有必要对超声弹性成像评分标准进行完善；④对于包括弹性成像在内的超声检查不典型的乳腺病灶仍有必要行穿刺活检以明确诊断。

2.2 在甲状腺结节诊断中的应用 超声弹性成像能反映被测组织的弹性（即:硬度）方面的信息，而组织的硬度与其内部病理结构密切相关。甲状腺恶性肿瘤的硬度大于良性肿瘤，这与其相应的病理学基础有关。病理学上甲状腺腺瘤大体切面示瘤组织富于胶质。镜下显示瘤细胞可形成大小不一的腺泡，腔内含有多少不等之胶质，因此其硬度较小。而甲状腺乳头状癌镜下显示肿瘤呈乳头状生长，乳头分支多，间质有较多纤维和血管。同时，肿瘤间质内常可见钙化砂粒体。这些钙化在常规声像图上不一定能看到，但它增加了肿瘤的硬度，使其弹性分级数相应增高。

目前，我们一般采用彩色编码的超声弹性图像，操作方法和注意事项同乳腺。甲状腺弹性图像评分基本上也和乳腺检查相同，采用5分法评定。根据病灶区显的不同颜色，将弹性图像表现分为5级：0级，病灶区以囊性成分为主，表现为红蓝相间或蓝绿红相间；I级，病灶与周围组织呈均匀的绿色；II级，病灶区以绿色为主，周边呈蓝色；I II级，病灶区呈杂乱的蓝绿相间分布；IV级，病灶区完全为蓝色覆盖。Rago等[10]以5分法评定甲状腺肿瘤时认为，在肿块的弹性系数大于4分时，其恶性的可能性非常大（P<0.001），特异度为96%，灵敏度为82%。国内俞清等[11]对40例患者的初步研究认为，若以3分及以上作为判断恶性的标准，则灵敏度为100%，特异度为77.1%，准确性81.8%。Aster ia等[12]在对67个甲状腺结节的病人进行超声弹性成像检查，与病理结果进行对照，发现超声弹性成像在甲状腺结节良恶性的鉴别诊断中，灵敏度为94.1%，特异度为81%，准确性为83.7%，但是发现超声弹性成像对滤泡性甲状腺癌缺乏敏感性，其具体原因还有待于进一步研究。国内任新平等[13]对弹性图和常规超声之间纵切面和横切面之间的比较，结果表明：纵切面弹性图和横切面弹性图的诊断准确度之间的差异无显著性；横切面及纵切面弹性图诊断准确度和灰阶超声诊断准确度之间的差异均有显著性。另一个最新研究发现，可以把颈动脉搏动作为甲状腺结节的压力[14]。这项研究运用新的压力指标，即把颈动脉附近的高硬度区域和甲状腺结节之间的硬度进行比较，但这项研究仅处于起始阶段，需要进一步的研究证明，还需要制定初步的评定标准。

总之，超声弹性成像在甲状腺结节的鉴别诊断中已经发挥着重要作用，但是当良性肿块发生纤维化或钙化、恶性肿块发生坏死液化时，就会影响弹性的分级，出现假阳性或是假阴性结果。因此，在鉴别甲状腺结节的性质时，要结合二维图像、血流图像及弹性图像进行综合判断。

2.3 在前列腺癌诊断中的应用 目前，影像学对前列腺癌的诊断，尤其早期癌的诊断仍不尽人意，穿刺活检仍是确诊的主要手段。由于肿瘤的组织密度大于周围的正常前列腺组织，因此可以应用超声弹性成像检测出硬度更大的前列腺癌，使得前列腺穿刺活检的靶向性更强，可以提高活检的阳性率，减少穿刺点，减轻病人的痛苦。

Cochlin等[15]把实时超声弹性成像用在检查前列腺癌中，以病理结果为诊断标准。发现弹性成像在个体中检查前列腺癌的灵敏度为51%，特异度为83%，在前列腺组织中检测活检前区域的灵敏度为31%，特异度为82%。在随后的几年，国外很多学者做了类似的研究。Konig等[16]对404 例经直肠指检及PSA实验室检查可疑前列腺癌的患者实施经直肠超声探查，同时检查者通过手动的加压-减压操作完成实时组织弹性成像检查。弹性图中以不同的颜色标记不同弹性的组织：硬度最大的组织标记以黑色；中等硬度的组织则为红色；最软的组织为蓝色；介于中等硬度与最软组织之间则为黄色。全部病例均经组织学检查明确诊断。在151例（占37.4%）病理确诊为前列腺癌的患者当中，127例（占84.1%）实时弹性成像表现为阳性，即局部组织硬度较周围组织大。2006年，Sumura等[17]第一次把实时超声弹性成像、常规灰阶超声、多普勒超声以及磁共振在检测前列腺癌中的价值进行了比较，研究表明：超声弹性成像与其他检查方法相比，在前列腺癌中的检出率最高；研究还发现，超声弹性成像在前列腺前叶中的肿瘤和高分化肿瘤的检出率较高。

国外将超声弹性成像应用于前列腺癌的诊断较早，但国内鲜有此类临床报道。因此，我们应全面推进超声弹性成像在前列腺癌诊断方面的应用并深入探讨其诊断标准、影响因素等，以期提高我国的前列腺癌早期诊断率，改善我国前列腺癌病人的生存质量。

2.4 在肝纤维化诊断中的应用 肝组织发生纤维化时，其硬度增加，弹性也随之发生变化，这就为超声弹性成像提供了基础弹性模量。肝纤维化的超声弹性成像方法有很多种，包括FibroScan瞬时弹性成像系统、静态/准静态压缩的超声弹性成像、声弹性成像等。目前研究发现，瞬时弹性成像得到肝脏的弹性模量结果与纤维化阶段的相关性较好，且技术比较成熟。其原理是利用测定超声剪切波在肝内的运行速度，得到弹性压力值，进而判断肝脏纤维化、肝硬化的分级。肝组织质地越硬，超声剪切波在肝内运行的速度越快，得出的弹性压力值越高。Talwalkar等[18]最早证明超声瞬时弹性测定是检测肝硬化的有效方法。Ziol[19]通过超声瞬时弹性测定，为327例丙型肝炎病人进行肝纤维化评估。表明以14.6 kPa和9.6 kPa为分界值是诊断肝硬化和重度纤维化的可靠的非创伤性指标。Harada等[20]将超声瞬时弹性成像用在肝移植后病人复发性丙型肝炎肝纤维化的监测。对56名肝移植后复发性丙型肝炎的病人，同时进行肝穿刺和超声瞬时弹性成像，肝穿刺得出的纤维化的评分与超声瞬时弹性成像得出的硬度进行比较，结果表明超声瞬时弹性成像是一种简单无创、可靠的方法来监测肝移植后复发性丙型肝炎病人的肝纤维化。

总之，目前，大多数国外临床资料均认为超声弹性成像是一种无创的新型肝纤维化评价手段，但是国外临床资料多针对丙型肝炎病人，对乙型肝炎或其他肝脏疾病的研究有待进一步充实，国内这方面的研究还较少。和局灶性病变不同，主要观察结节和周围组织的弹性对比，在弥散性疾病，组织硬度的测量还需要一个确定的标准。超声弹性成像在肝纤维化中的应用价值，仍需大宗的多中心临床研究进一步验证。

2.5 在子宫方面的初步应用 妇科方面的超声弹性成像，最近两年刚刚发展起来，子宫的弹性模量已经完成[21]，有望在子宫内膜癌和内膜增生的鉴别，以及宫颈癌的诊断中发挥作用。超声弹性成像的另一个感兴趣区是子宫和宫颈在怀孕时的硬度变化，以及这些变化在晚期妊娠和分娩处理中的作用[22]。为了测定子宫的硬度，需要定量和半定量法的迅速发展。

2.6 在肾脏方面的初步应用 肾脏的很多弥散性疾病可以应用超声弹性成像，像肾盂肾炎、间质性肾炎、肾小球肾炎、药物造成的肾脏损伤以及急性肾小管坏死。Kallel等[23]最早将超声弹性成像应用在羊的肾脏上。目前最新的一项研究尝试将超声弹性成像用在肾移植后的病人，用来监测肾移植后发生的慢性排斥反应，研究发现发生慢性排斥反应的肾脏的弹性是正常的三分之一[24]。

2.7 在其他方面的应用 高强度聚焦超声的热损害形成过程中，组织的弹性模量也将改变。如果能够利用超声弹性成像对组织的弹性模量监测和空间变化定量估计，则可以对高强度聚焦超声的治疗过程进行监测，弥补目前高强度聚焦超声应用的不足。

另外，超声弹性成像在深静脉血栓成像、针刺疗法中的组织位移估计、深静脉血栓及动脉斑块的评估、心肌缺血的诊断、皮肤或肌肉的弹性模量估计甚至脑肿瘤的检测等应用领域都陆续开展了活体实验，取得了一些初步的临床结果。

超声弹性成像作为一种超声成像的新技术，能为我们提供更多的信息，将对我们的诊断工作起到更大的帮助。目前，其在结节性疾病中的应用比较成熟，但是在弥漫性疾病中的应用还比较少，需要我们进行更多的研究，以促进其成熟发展。

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