超微血管成像技术的临床研究进展

程方圆 刘文莹 张 玫

山东第一医科大学(山东省医学科学院)，山东 泰安 271016

超声诊断是一种无创性、无辐射的诊断技术，已成为临床诊断疾病中必不可少的诊断方法。二维超声很难诊断疾病的良恶性，而病灶中的血管对于疾病的诊断有指导意义，彩色多普勒血流成像技术(color Doppler flow imaging，CDFI)是诊断血管最常用的方法，但是CDFI仅仅能检测到管径>0.2 mm且流速相对较高的血管[1]。对比增强超声造影(contrast-enhanced- ultrasound，CEUS)可以诊断出低速血流，但是CEUS是有创性检查，不能适用于所有患者，且对比剂的副作用和价格相对较高，不能被所有患者所接受。近年来，SMI越来越被广泛用于新生血管的检测中，它能够检测出流速相对较低且管径>0.1 mm的血管[2]，可以协助二维超声联合诊断疾病。在这篇文章中，我们主要介绍了SMI的技术原理及其在乳腺、甲状腺、肝脏、肾脏及颈动脉中的临床应用。

1 超微血管成像技术的原理

SMI是2014年由日本东芝医疗公司提出，不需要对比剂就能显示出肿瘤及病变组织内的新生小血管和低速血流。血流及组织运动均可产生多普勒超声信号，常规多普勒超声技术不能区分运动伪影和实际的血流信号，为了更好地显示血流信号，使用壁滤波器可消除组织运动产生的伪影，但同时导致缓慢血流信号的丢失[3]。SMI基于一种特殊的算法，使用多维过滤器消除杂波产生的运动伪影，并保留低流量血流信号[4]，因此SMI可以显示病灶内的极低流速血流信号。SMI有两种模式，分别为彩色模式(cSMI)和灰度模式(mSMI)。mSMI通过抑制背景信号提高了对血管系统的敏感性，显示图像为灰色，侧重于血流的显示；cSMI可同时显示二维和彩色图像[5]。

2 SMI评价乳腺肿块

近几年，乳腺癌的发病率逐年增加，已经成为女性最常见的恶性肿瘤之一，据报道，大约每8～10名女性中就有1人一生中会患乳腺癌[6]。有研究表明[2]，乳腺恶性肿瘤的血管生成在其生长转移中起重要作用。王希等[7]对82例乳腺肿瘤患者的91个病灶进行二维超声、CDFI及SMI进行检测，结果表明CDFI及SMI模式下鉴别良恶性肿物差异有统计学意义(P<0.05)。Park等[8]对169例病人的191个乳腺肿瘤病灶二维超声、CDFI、PDI及SMI资料进行回顾性研究，首先对191个乳腺病灶进行BI-RADS分类，然后使用三因素评分系统分别对三种血管模式的肿瘤内血管的数量、形态和分布进行评分，将二维超声分别与三种血管模式结合，结果表明，SMI显示血管评分高于CDFI及PDI，二维超声与SMI联合应用的诊断性能均高于二维超声与CDFI、PDI的联合(P<0.001)。Bakdik等[9]采用二维超声、PDI及SMI对53例乳腺导管内病变患者进行检测，结果发现SMI检测导管内乳腺病变的血流比PDI更敏感，差异有统计学意义(P=0.004)，二维超声联合SMI可以提高导管内乳腺病变良恶性的鉴别诊断。

3 SMI在甲状腺疾病中的应用

在临床工作中，二维灰阶征象对鉴别甲状腺结节的良恶性具有重要的意义，例如边界、形态、内部回声、纵横比、钙化。但是有研究表明，结节内血流的分布及形态对鉴别甲状腺结节的良恶性具有一定的意义，Lu等[10]研究发现二维超声分别联合CDFI、SMI、CEUS对甲状腺结节微血管血流预测的准确性分别为67.31%、86.54%、92.31%，表明SMI的准确性与CDFI有显著性差异，但与CEUS无显著性差异，SMI可能是描述甲状腺结节内微血管的一种更经济、方便的方法。Chen等[11]研究发现对于二维超声诊断为TI-RADS 4类的甲状腺结节，TI-RADS联合SMI的诊断效率高于单独使用TI -RADS(P<0.05)，总之，二维超声联合SMI可以提高TI-RADS 4类结节的诊断性能。黄于洁[12]选取97例甲状腺结节患者共123个肿块，分别应用SMI、PDI和CDFI三种技术进行检测结节内的穿支血管，结果发现61个恶性肿块中SMI相比CDFI及PDI检查出的穿支血管数目差异有统计学意义，CDFI与PDI差异无统计学意义，三种技术检查62个良性结节的差异无统计学意义，且123个肿块中甲状腺良恶性肿块的穿支血管数量差异有统计学意义。本研究表明穿支血管对于鉴别甲状腺良恶性肿瘤有重要的意义，SMI相对于其他多普勒技术更有助于检测甲状腺恶性肿瘤中的穿支血管。

然而，Ahn等[13]通过二维超声、二维超声联合SMI、二维超声联合弹性成像检测甲状腺结节，发现二维超声与二维超声联合SMI的检查结果对于鉴别甲状腺良恶性结节无统计学意义。总而言之，SMI对于甲状腺良恶性结节的诊断仍然存在争议，还需要更多的临床研究验证。

4 SMI在肝脏疾病中的应用

肝硬化是一种常见的疾病，长期持续可能会发展为肝癌，评价肝硬化的分期对于确定其治疗方案非常重要。病理是检测肝纤维化程度的金标准，但其是一项侵入性操作，不能更好地被患者接受，有研究表明[14]剪切波弹性成像可以检测出肝硬化，但其受操作者的影响比较大，Balik等[15]发现肝内小血管变钝是预测肝硬化最常见的发现，他们对43名慢性肝炎患者进行多普勒技术检测，发现SMI优于其他多普勒技术，能够较准确诊断小血管变钝及弯曲，从而可以代替肝活检来预测肝纤维化的程度，及时的确定其治疗方案。

Lee等[16]发现肝血管瘤最常见的SMI表现为结节状边缘状血流或斑点状血流信号，而局灶性结节增生表现为轮辐状或放射状血流信号，SMI对于肝局灶性结节增生及肝血管瘤的鉴别有一定价值。Dubinsky等[17]对直径小于2 cm的疑似肝癌患者进行SMI、CDFI和PDI检测，研究发现，与CDFI和PDI相比，SMI在肝脏病变中发现更多的中心和外周血管。王萍等[18]分别对肝硬化增生结节及原发性高分化小肝癌各30例进行SMI及CEUS的对比检查，发现SMI对肝硬化增生结节及原发性高分化小肝癌的内部及边缘血流显示情况存在显著性差异，CEUS对肝硬化增生结节及原发性高分化小肝癌的微血流显示情况更加直观，SMI与CEUS有良好的相关性。

5 SMI在肾脏疾病中的应用

肾脏疾病是腹部常见的疾病，正确描述肾脏内的血流对于评价肾脏的病变有重要的临床意义。Gao等[19]对20名健康成人进行肾脏的SMI、CDFI和PDI检查，结果表明在描述肾脏皮质微血管系统时，SMI要优于CDFI和PDI。

肾脏肿瘤是腹部常见肿瘤之一，有研究表明，病理检查发现肾脏恶性肿瘤比良性肿瘤的血供丰富，且血管数量多、血流分级高[20]。毛怡然等[21]对48例肾脏实性肿物进行SMI及能量多普勒(power Doppler imaging，PDI)的对比分析，病理结果显示38例为恶性肿瘤，10例为良性肿瘤，通过分析实性肿物的血流分级、分布模式、血流形态及周边有无环状血流信号来鉴别肾脏肿瘤的良恶性，结果发现，与CDFI相比，SMI显示的血流分级更高，更能清晰地显示迂曲走行的新生小血管，本研究还发现SMI检查出28例肾脏恶性肿瘤的周边为环状血流，PDI则检查出15例。总而言之，SMI比PDI更能清晰显示肾脏恶性肿瘤的血流分级、分布模式、血流形态及环状血流信号，对于鉴别肾脏良恶性肿瘤提供了可靠的依据。郝敬春等[22]对71例肾脏病变的患者进行SMI、CDFI、PDI和高级动态血流成像(advanced dynamic flow，ADF)的对比研究，发现SMI对肾脏占位性病变的灵敏度、特异度均高于CDFI、PDI及ADF，差异具有统计学意义，且SMI对于肾脏良恶性占位的血流分级、分布模式、血流形态及周边环状血流差异均有统计学意义，进一步说明了SMI相比于其他多普勒血流模式对于诊断肾脏恶性肿瘤更具有优势。

6 SMI在颈动脉疾病中的应用

颈动脉易损斑块是脑血管病发生的最重要的因素，斑块内新生血管的形成是易损斑块的重要特征[23]。Hoshino等[24]通过SMI和CEUS两种方法评价阿伐他汀治疗颈动脉粥样硬化斑块的疗效，将82例颈动脉斑块患者分为治疗组和对照组，治疗前分别用SMI和CEUS检查斑块内新生血管，治疗组服用阿伐他汀，对照组服用安慰剂，6个月后，再次检测颈动脉斑块内新生血管的数量，SMI检查治疗组中颈动脉斑块内新生血管由69.23%下降到48.72%，CEUS检查治疗组中颈动脉斑块内新生血管由76.92%下降到69.23%，对照组颈动脉新生血管中SMI和CEUS的检查结果均没有明显变化。结果表明SMI与CEUS在显示斑块内新生血管方面有良好的一致性，这表明，在不使用造影剂的情况下，SMI作为一项无创、安全、廉价的检查方法可以替代CEUS检测颈动脉斑块内新生血管，从而评价斑块的稳定性。

杨德斌等[25]选取颈动脉硬化斑块患者30例共44个斑块，对其分别进行SMI、CT血管造影(CTA)和CEUS检查。以CTA为金标准，SMI低估狭窄程度3处、高估狭窄程度4处，SMI评价颈动脉狭窄的程度与CTA有良好的一致性；另一方面，SMI评价斑块内新生血管的分级与CEUS有较好的一致性。总之，SMI既可以评价颈动脉狭窄的程度又可以评价斑块内新生血管，相比于CTA和CEUS具有无创、安全、方便、廉价的优点。

颈动脉炎是一种血管炎性病变，发生在动脉的内膜和外膜，表现为内膜细胞增生及滋养血管生成[26]。王立娟等[27]对20例多发性大动脉炎患者进行颈动脉的CEUS和SMI的对比扫查，发现活动期组SMI与CEUS具有良好的一致性，SMI能敏感检测到低速血流，能检测到增厚管壁的新生血管，SMI对于大动脉炎的临床诊断及治疗具有指导意义。

7 结语

传统的超声多普勒技术对于显示病灶的血流有局限性，SMI是一种新型检测血管的技术，目前已被广泛应用于临床，它可以在没有对比剂的情况下更好地显示低速血流，对于疾病的良恶性诊断、评价疾病分级及检测治疗方面有重要意义。

但SMI仍然存在一些局限性，例如没有具体的诊断标准，对有些肿瘤良恶性的鉴别诊断仍存在较多的争议。因此，需要更多的临床研究对SMI进行量化以确定诊断标准。未来也可以研究SMI与病理分型之间的相关性。相信未来SMI会在临床疾病诊断中发挥更重要的作用。