超声技术在儿童中的应用前景

解晓莹(综述)，裴广华(审校)

(天津儿童医院B超室，天津300074)

超声诊断是现代医学中使用最为广泛的诊断手段之一，近年来医学超声成像新技术层出不穷，医学超声成像系统朝更高层次发展：三维超声(three-dimensional ultrasound，3DUS)成像具有图像显示直观、可以进行生物器官参数的精确测量、缩短医师诊断时间、提高诊断的准确性等特点，已成为超声成像领域的一个长期研究热点。超声造影技术是当前医学影像领域发展最快的技术之一，它具有操作简单方便、实时显像等优势,极具发展潜力。随着超声造影剂的不断改进与革新，超声分子影像学也应运而生，使超声医学发展进入一个新的阶段。

1 3DUS的应用

1.1三维神经系统声像图检查 1999年Nagdyman等[1]首次利用3DUS探查新生儿颅脑解剖结构，开辟了3DUS在新生儿脑发育中应用的新领域。Addul-Khaliq等[2]应用3DUS对出生2周的新生儿脑结构进行观察，立体显示了脑顶枕叶的局部梗死、缺血，脑室周围的出血，并进行病变部位的体积测量。还有学者对出生8周的脑积水患儿三维重建了扩张的侧脑室，并对脑室容积测量从而精确地反映了脑室的大小[3]。因此，3DUS检查技术从立体形态、体积定量分析为新生儿颅脑的研究开辟了新的发展空间。

对于危重患儿和早产儿，3DUS缩短了扫描时间、降低了负荷、还可实现床旁操作。超大的扫描容积能发现新生儿缺氧缺血性脑病水肿期、早产儿脑室旁白质损伤早期、缺氧后丘脑基底核等病变[4-5]；运用3D表现技术和灰度体积扫描法到3DUS转化，可以直观显示扩张的脑室图像并自动计算脑室容积，为临床医师确定治疗方案提供了帮助[6]；运用曲线体积扫描装置能直观地显示大脑表面，可以运用到颅骨损害的判定，弥补了二维超声的不足。

1.2三维泌尿系统声像图检查 在儿童的泌尿系统，3DUS已经被运用到评估肾和膀胱。在肾脏，3DUS潜在的优势是对于肾结构容积的判定，能精确计算肾实质的容积，对判定肾积水是有帮助的[7]。它能在全部的肾容积中减去节段扩张集合系统，对于双侧肾脏，能分离肾实质容积然后计算，对于取得的结果已经有了与磁共振成像尿路造影相比较的报道[8]。而肾实质容积的增长率和在分离肾脏实质容积后的变化，是评估肾积水患者肾脏功能的重要因素。3DUS数据传输转换器中包括幅度-编码彩色多普勒数据，可以获得肾脏血流灌注情况，这有助于评估炎症和瘢痕化。

较新的3DUS应用相当于虚拟膀胱镜检查。利用计算机3D图像重建技术和虚拟现实，实现对空腔器官内壁以及器官本身的观测，得到的图像类似光学内镜观察到的图像可以对重要部位聚焦观察，如对膀胱颈和输尿管口三角区或憩室炎三角区[9]。实时3DUS(四维超声显像术)可通过现代技术实现，不仅能显示解剖结构，而且还能展示功能信息(如膀胱-输尿管反流期间周期性间断)。事实证明，实时膀胱镜检查是可行的，可减少对于儿童内窥镜膀胱检查的需求，通常不需活组织检查。目前三维和四维超声显像术的空间分辨率足够显影婴儿和年龄1岁儿童膀胱的主要结构。

2 超声造影的运用

2.1膀胱输尿管反流 用静脉超声导管使超声造影剂滴入膀胱内已成为检测儿童膀胱输尿管反流(vesicoureteric reflux,VUR)常用的方法,目前很多欧洲国家已认可并使用超声造影剂[10]。

大多数调查者将排泄性膀胱尿道超声造影检查(contrast-enhanced voiding urosonography，VUS)与排泄性膀胱尿道造影(voiding cystoure thrography，VCUG)照片相结合，并作为参考标准。Piscitelli等[11]采用VUS对118例计233条输尿管进行VUR诊断，结果显示灵敏度度和特异度分别为96%和95%。Darge[12]以VCUG作为参考，VUS诊断VUR的灵敏度为57%～100%，特异度为85%～100%，阳性和阴性预测值分别为58%～100%、87%～100%，诊断的精确度为78%～96%。伏雯等[13]研究认为，VUS诊断VUR的灵敏度为91.1%，特异度为88.9%，阳性预测值为85.4%，阴性预测值为93.3%。上述研究提示，VUS较VCUG检测VUR更灵敏，增加了VCUG漏检回流中的检测率。其原因可能为：回流是断断续续的，间歇性X线透视检查可能漏检，然而VUS从膀胱充盈到排空整个过程持续作用，因此更容易发现间歇性回流。与小量的回流碘化造影剂(该物质很难被X线透视检测到)相比，超声能敏感地检测到小量回流微气泡。

2.2血管内皮瘤与肝母细胞瘤 在幼儿中，肝脏损害的鉴别诊断包括血管内皮瘤和肝母细胞瘤。Feng等[14]在一项针对7例患有血管瘤婴儿的研究中通过CT与磁共振成像增强扫描比较发现，这些病变表现的增强模式与成人描述为海绵状血管瘤相似。在动脉期中，所有直径<1 cm的病变表现为同步增强，而较大的病变表现为多种增强模式。在门静脉期，所有肿瘤都表现为渐进性增强。在延迟期，尽管较大的病变缺乏完整增强，但大量病变表现为同步增强，可能源于中心坏死或纤维化。

目前没有关于儿童肝母细胞瘤超声造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)的报道，仅有成人肝细胞癌CEUS诊断的报道。McCarville[15]认为，对于儿童肝脏肿物采用CEUS也是合乎情理的。特别是在辨别血管内皮瘤和肝母细胞瘤中，CEUS证明可能是有用的。因为这些病变的临床特征和成像特征相互重叠，并且CEUS还可避免患儿暴露于放射线的损害。

2.3早产儿脑损伤 早产儿基底神经节有脆弱、未成熟的毛细血管；大脑的血液流动紊乱；特别是由于增加的脑血量和脑血流量继发的过度灌注，或静脉压升高可能导致脑室周或脑室内出血。相反地，由于脑血流量减少继发血流灌注不足，导致含氧量低-局部缺血损伤和脑室周围白质软化。现在还没有可靠的、无创性方法可连续监测脑血量和脑血流量。多普勒超声局限于单个的、巨大的大脑动脉，无法提供有关大脑微循环的信息[16]。

经颅CEUS在成人疑似脑卒中的应用取得了极大地进步，用于评估大脑微量灌注。Maciak等[17]研究了患有急性大脑中动脉梗死的24例成人患者，采用经颅CEUS研究，在同一天发病的12 h内(基线)，与采用无对比增强头部CT扫描比较,经颅CEUS与正常大脑相比，在质量上显示了血流灌注不足区域，79%的患者随访头部CT扫描，可以显示该区域。通过分析大脑兴趣区和时间强度曲线，显示这种方法对梗死集中区域有86%的灵敏度和96%的特异度[18]。

尽管磁共振成像可以评估脑灌注，但对于重症婴儿患者，到放射科进行时间冗长的影像检查很不现实。相反，经颅CEUS易在床旁进行；婴儿期开放的囱门为经颅超声检查提供了极佳的声窗。这些特点使CEUS在婴儿中应用比成人更适合。基于成人经颅CEUS对大脑脉管损伤检测的成功，McCarville[15]认为对于疑似缺氧缺血性脑病的婴儿，使用脑部增强造影剂能辨别正常大脑的血流、脑部血流灌注过多、脑部血流灌注不足的位置。

3 超声分子影像

近年来，国内外已开展大量靶向超声造影剂分子显像的研究，主要是通过在超声微泡的表面携带能够与靶分子特异性相结合的抗体或配体，形成靶向超声微泡造影剂[19-20]。

3.1在介入期间使用靶向超声造影剂 介入使用靶向超声造影剂主要是为了在超声引导活组织检查期间使受损部分显示清晰。这样可以使损害部位更长久有效地成像，便于活检穿刺针确定位置。此外，生成血管(高侵袭性)的肿瘤区域能被更好地显示，经过选择确定活组织检查区域[21]。

3.2预测反应和监测(抗生成血管)肿瘤治疗效果 显示评估肿瘤血管流量的成像模式包括灌注CT、动态对比增强磁共振成像和定量CEUS。McCarville[15]已经证明，CEUS是一种可靠的方法，而超声造影剂作为一种血池显像剂，使肿瘤实质内微血管得以显示。一项以小鼠神经细胞瘤为模型的研究显示，治疗组和对照组相比，测量从基线到高峰(ΔSI)瘤内信号强度虽然在24 h和3 d大量增加，但是在第7日，对于经过治疗组而言ΔSI趋于稳定[22]。这些发现已经被活体显微镜检查和免疫组织化学所证实，表明在第7日治疗组肿瘤血管数量开始减少，此研究为临床如何常规化疗优化瘤内给药提供了帮助[22]。

3.3诊断和监测关节炎 类风湿关节炎早期，血管被激活，白细胞累积。由于这种表现出现早于骨组织破坏，分子超声成像有助于早期发现关节炎，在关节受到不可逆破坏之前显示治疗期炎症复发。

3.4监测器官移植手术是否成功 对于有遗传病肾疾病的儿童必须进行移植手术，之后必须使用防止器官排斥的药物，使用剂量应该是最低的。通常药物治疗必须针对个人情况，以保护移植体。由于移植物排斥是炎症性过程，包括脉管系统激活和白细胞累积，这两者都可作为分子超声的靶子。因此，分子超声有助于识别移植物排斥，使治疗最优，并有针对性。

3.5辨别脑缺血后损害 脑超声检查可用于检测新生儿缺血和缺氧，分子超声有益于更好地描绘半影，这些显示脑部组织复原。在这些区域，就像生成血管的标记分子能被分子超声成像一样，受缺血损害的上皮细胞正调节整联蛋白和其他炎症标记。

3.6作为药物治疗载体 由于微气泡可随治疗药物装载，它们也可作为携带者。通过这种方法，治疗性药物的不良反应可以很明显地降到最低。因此，超生微气泡可作为诊断和治疗工具。然而，微气泡临床运用仍处于实验期，在进行人体试验之前可能还需要时间[20]。

4 小 结

尽管3DUS新技术发展迅速，超声造影剂在基础研究中取得了可观的成绩，超声分子影像学研究前景令人鼓舞，但目前对于儿童的应用仍存在许多尚需解决的问题。3DUS成像当前面临的主要问题是帧率低和分辨率差，现仅用于儿童脑和泌尿系统疾病诊断。超声造影剂可能引起组织出血、血管内溶血和含气组织和器官的损伤，这一系列不良反应则导致儿童应用受限，因此有必要研制更适合于儿童应用的超声造影剂，进而结合靶向分子偶联技术，使超声分子影像学在儿科疾病的诊断和治疗中发挥重要作用。

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