超聲技術(shù)在兒童中的應(yīng)用前景

解曉瑩(綜述)，裴廣華(審校)

(天津兒童醫(yī)院B超室，天津300074)

超聲診斷是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中使用最為廣泛的診斷手段之一，近年來醫(yī)學(xué)超聲成像新技術(shù)層出不窮，醫(yī)學(xué)超聲成像系統(tǒng)朝更高層次發(fā)展：三維超聲(three-dimensional ultrasound，3DUS)成像具有圖像顯示直觀、可以進(jìn)行生物器官參數(shù)的精確測量、縮短醫(yī)師診斷時間、提高診斷的準(zhǔn)確性等特點，已成為超聲成像領(lǐng)域的一個長期研究熱點。超聲造影技術(shù)是當(dāng)前醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域發(fā)展最快的技術(shù)之一，它具有操作簡單方便、實時顯像等優(yōu)勢,極具發(fā)展?jié)摿?。隨著超聲造影劑的不斷改進(jìn)與革新，超聲分子影像學(xué)也應(yīng)運而生，使超聲醫(yī)學(xué)發(fā)展進(jìn)入一個新的階段。

1 3DUS的應(yīng)用

1.1三維神經(jīng)系統(tǒng)聲像圖檢查 1999年Nagdyman等[1]首次利用3DUS探查新生兒顱腦解剖結(jié)構(gòu)，開辟了3DUS在新生兒腦發(fā)育中應(yīng)用的新領(lǐng)域。Addul-Khaliq等[2]應(yīng)用3DUS對出生2周的新生兒腦結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，立體顯示了腦頂枕葉的局部梗死、缺血，腦室周圍的出血，并進(jìn)行病變部位的體積測量。還有學(xué)者對出生8周的腦積水患兒三維重建了擴(kuò)張的側(cè)腦室，并對腦室容積測量從而精確地反映了腦室的大小[3]。因此，3DUS檢查技術(shù)從立體形態(tài)、體積定量分析為新生兒顱腦的研究開辟了新的發(fā)展空間。

對于危重患兒和早產(chǎn)兒，3DUS縮短了掃描時間、降低了負(fù)荷、還可實現(xiàn)床旁操作。超大的掃描容積能發(fā)現(xiàn)新生兒缺氧缺血性腦病水腫期、早產(chǎn)兒腦室旁白質(zhì)損傷早期、缺氧后丘腦基底核等病變[4-5]；運用3D表現(xiàn)技術(shù)和灰度體積掃描法到3DUS轉(zhuǎn)化，可以直觀顯示擴(kuò)張的腦室圖像并自動計算腦室容積，為臨床醫(yī)師確定治療方案提供了幫助[6]；運用曲線體積掃描裝置能直觀地顯示大腦表面，可以運用到顱骨損害的判定，彌補了二維超聲的不足。

1.2三維泌尿系統(tǒng)聲像圖檢查 在兒童的泌尿系統(tǒng)，3DUS已經(jīng)被運用到評估腎和膀胱。在腎臟，3DUS潛在的優(yōu)勢是對于腎結(jié)構(gòu)容積的判定，能精確計算腎實質(zhì)的容積，對判定腎積水是有幫助的[7]。它能在全部的腎容積中減去節(jié)段擴(kuò)張集合系統(tǒng)，對于雙側(cè)腎臟，能分離腎實質(zhì)容積然后計算，對于取得的結(jié)果已經(jīng)有了與磁共振成像尿路造影相比較的報道[8]。而腎實質(zhì)容積的增長率和在分離腎臟實質(zhì)容積后的變化，是評估腎積水患者腎臟功能的重要因素。3DUS數(shù)據(jù)傳輸轉(zhuǎn)換器中包括幅度-編碼彩色多普勒數(shù)據(jù)，可以獲得腎臟血流灌注情況，這有助于評估炎癥和瘢痕化。

較新的3DUS應(yīng)用相當(dāng)于虛擬膀胱鏡檢查。利用計算機(jī)3D圖像重建技術(shù)和虛擬現(xiàn)實，實現(xiàn)對空腔器官內(nèi)壁以及器官本身的觀測，得到的圖像類似光學(xué)內(nèi)鏡觀察到的圖像可以對重要部位聚焦觀察，如對膀胱頸和輸尿管口三角區(qū)或憩室炎三角區(qū)[9]。實時3DUS(四維超聲顯像術(shù))可通過現(xiàn)代技術(shù)實現(xiàn)，不僅能顯示解剖結(jié)構(gòu)，而且還能展示功能信息(如膀胱-輸尿管反流期間周期性間斷)。事實證明，實時膀胱鏡檢查是可行的，可減少對于兒童內(nèi)窺鏡膀胱檢查的需求，通常不需活組織檢查。目前三維和四維超聲顯像術(shù)的空間分辨率足夠顯影嬰兒和年齡1歲兒童膀胱的主要結(jié)構(gòu)。

2 超聲造影的運用

2.1膀胱輸尿管反流 用靜脈超聲導(dǎo)管使超聲造影劑滴入膀胱內(nèi)已成為檢測兒童膀胱輸尿管反流(vesicoureteric reflux,VUR)常用的方法,目前很多歐洲國家已認(rèn)可并使用超聲造影劑[10]。

大多數(shù)調(diào)查者將排泄性膀胱尿道超聲造影檢查(contrast-enhanced voiding urosonography，VUS)與排泄性膀胱尿道造影(voiding cystoure thrography，VCUG)照片相結(jié)合，并作為參考標(biāo)準(zhǔn)。Piscitelli等[11]采用VUS對118例計233條輸尿管進(jìn)行VUR診斷，結(jié)果顯示靈敏度度和特異度分別為96%和95%。Darge[12]以VCUG作為參考，VUS診斷VUR的靈敏度為57%～100%，特異度為85%～100%，陽性和陰性預(yù)測值分別為58%～100%、87%～100%，診斷的精確度為78%～96%。伏雯等[13]研究認(rèn)為，VUS診斷VUR的靈敏度為91.1%，特異度為88.9%，陽性預(yù)測值為85.4%，陰性預(yù)測值為93.3%。上述研究提示，VUS較VCUG檢測VUR更靈敏，增加了VCUG漏檢回流中的檢測率。其原因可能為：回流是斷斷續(xù)續(xù)的，間歇性X線透視檢查可能漏檢，然而VUS從膀胱充盈到排空整個過程持續(xù)作用，因此更容易發(fā)現(xiàn)間歇性回流。與小量的回流碘化造影劑(該物質(zhì)很難被X線透視檢測到)相比，超聲能敏感地檢測到小量回流微氣泡。

2.2血管內(nèi)皮瘤與肝母細(xì)胞瘤 在幼兒中，肝臟損害的鑒別診斷包括血管內(nèi)皮瘤和肝母細(xì)胞瘤。Feng等[14]在一項針對7例患有血管瘤嬰兒的研究中通過CT與磁共振成像增強(qiáng)掃描比較發(fā)現(xiàn)，這些病變表現(xiàn)的增強(qiáng)模式與成人描述為海綿狀血管瘤相似。在動脈期中，所有直徑<1 cm的病變表現(xiàn)為同步增強(qiáng)，而較大的病變表現(xiàn)為多種增強(qiáng)模式。在門靜脈期，所有腫瘤都表現(xiàn)為漸進(jìn)性增強(qiáng)。在延遲期，盡管較大的病變?nèi)狈ν暾鰪?qiáng)，但大量病變表現(xiàn)為同步增強(qiáng)，可能源于中心壞死或纖維化。

目前沒有關(guān)于兒童肝母細(xì)胞瘤超聲造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)的報道，僅有成人肝細(xì)胞癌CEUS診斷的報道。McCarville[15]認(rèn)為，對于兒童肝臟腫物采用CEUS也是合乎情理的。特別是在辨別血管內(nèi)皮瘤和肝母細(xì)胞瘤中，CEUS證明可能是有用的。因為這些病變的臨床特征和成像特征相互重疊，并且CEUS還可避免患兒暴露于放射線的損害。

2.3早產(chǎn)兒腦損傷 早產(chǎn)兒基底神經(jīng)節(jié)有脆弱、未成熟的毛細(xì)血管；大腦的血液流動紊亂；特別是由于增加的腦血量和腦血流量繼發(fā)的過度灌注，或靜脈壓升高可能導(dǎo)致腦室周或腦室內(nèi)出血。相反地，由于腦血流量減少繼發(fā)血流灌注不足，導(dǎo)致含氧量低-局部缺血損傷和腦室周圍白質(zhì)軟化?，F(xiàn)在還沒有可靠的、無創(chuàng)性方法可連續(xù)監(jiān)測腦血量和腦血流量。多普勒超聲局限于單個的、巨大的大腦動脈，無法提供有關(guān)大腦微循環(huán)的信息[16]。

經(jīng)顱CEUS在成人疑似腦卒中的應(yīng)用取得了極大地進(jìn)步，用于評估大腦微量灌注。Maciak等[17]研究了患有急性大腦中動脈梗死的24例成人患者，采用經(jīng)顱CEUS研究，在同一天發(fā)病的12 h內(nèi)(基線)，與采用無對比增強(qiáng)頭部CT掃描比較,經(jīng)顱CEUS與正常大腦相比，在質(zhì)量上顯示了血流灌注不足區(qū)域，79%的患者隨訪頭部CT掃描，可以顯示該區(qū)域。通過分析大腦興趣區(qū)和時間強(qiáng)度曲線，顯示這種方法對梗死集中區(qū)域有86%的靈敏度和96%的特異度[18]。

盡管磁共振成像可以評估腦灌注，但對于重癥嬰兒患者，到放射科進(jìn)行時間冗長的影像檢查很不現(xiàn)實。相反，經(jīng)顱CEUS易在床旁進(jìn)行；嬰兒期開放的囪門為經(jīng)顱超聲檢查提供了極佳的聲窗。這些特點使CEUS在嬰兒中應(yīng)用比成人更適合?；诔扇私?jīng)顱CEUS對大腦脈管損傷檢測的成功，McCarville[15]認(rèn)為對于疑似缺氧缺血性腦病的嬰兒，使用腦部增強(qiáng)造影劑能辨別正常大腦的血流、腦部血流灌注過多、腦部血流灌注不足的位置。

3 超聲分子影像

近年來，國內(nèi)外已開展大量靶向超聲造影劑分子顯像的研究，主要是通過在超聲微泡的表面攜帶能夠與靶分子特異性相結(jié)合的抗體或配體，形成靶向超聲微泡造影劑[19-20]。

3.1在介入期間使用靶向超聲造影劑 介入使用靶向超聲造影劑主要是為了在超聲引導(dǎo)活組織檢查期間使受損部分顯示清晰。這樣可以使損害部位更長久有效地成像，便于活檢穿刺針確定位置。此外，生成血管(高侵襲性)的腫瘤區(qū)域能被更好地顯示，經(jīng)過選擇確定活組織檢查區(qū)域[21]。

3.2預(yù)測反應(yīng)和監(jiān)測(抗生成血管)腫瘤治療效果 顯示評估腫瘤血管流量的成像模式包括灌注CT、動態(tài)對比增強(qiáng)磁共振成像和定量CEUS。McCarville[15]已經(jīng)證明，CEUS是一種可靠的方法，而超聲造影劑作為一種血池顯像劑，使腫瘤實質(zhì)內(nèi)微血管得以顯示。一項以小鼠神經(jīng)細(xì)胞瘤為模型的研究顯示，治療組和對照組相比，測量從基線到高峰(ΔSI)瘤內(nèi)信號強(qiáng)度雖然在24 h和3 d大量增加，但是在第7日，對于經(jīng)過治療組而言ΔSI趨于穩(wěn)定[22]。這些發(fā)現(xiàn)已經(jīng)被活體顯微鏡檢查和免疫組織化學(xué)所證實，表明在第7日治療組腫瘤血管數(shù)量開始減少，此研究為臨床如何常規(guī)化療優(yōu)化瘤內(nèi)給藥提供了幫助[22]。

3.3診斷和監(jiān)測關(guān)節(jié)炎 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎早期，血管被激活，白細(xì)胞累積。由于這種表現(xiàn)出現(xiàn)早于骨組織破壞，分子超聲成像有助于早期發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)炎，在關(guān)節(jié)受到不可逆破壞之前顯示治療期炎癥復(fù)發(fā)。

3.4監(jiān)測器官移植手術(shù)是否成功 對于有遺傳病腎疾病的兒童必須進(jìn)行移植手術(shù)，之后必須使用防止器官排斥的藥物，使用劑量應(yīng)該是最低的。通常藥物治療必須針對個人情況，以保護(hù)移植體。由于移植物排斥是炎癥性過程，包括脈管系統(tǒng)激活和白細(xì)胞累積，這兩者都可作為分子超聲的靶子。因此，分子超聲有助于識別移植物排斥，使治療最優(yōu)，并有針對性。

3.5辨別腦缺血后損害 腦超聲檢查可用于檢測新生兒缺血和缺氧，分子超聲有益于更好地描繪半影，這些顯示腦部組織復(fù)原。在這些區(qū)域，就像生成血管的標(biāo)記分子能被分子超聲成像一樣，受缺血損害的上皮細(xì)胞正調(diào)節(jié)整聯(lián)蛋白和其他炎癥標(biāo)記。

3.6作為藥物治療載體 由于微氣泡可隨治療藥物裝載，它們也可作為攜帶者。通過這種方法，治療性藥物的不良反應(yīng)可以很明顯地降到最低。因此，超生微氣泡可作為診斷和治療工具。然而，微氣泡臨床運用仍處于實驗期，在進(jìn)行人體試驗之前可能還需要時間[20]。

4 小 結(jié)

盡管3DUS新技術(shù)發(fā)展迅速，超聲造影劑在基礎(chǔ)研究中取得了可觀的成績，超聲分子影像學(xué)研究前景令人鼓舞，但目前對于兒童的應(yīng)用仍存在許多尚需解決的問題。3DUS成像當(dāng)前面臨的主要問題是幀率低和分辨率差，現(xiàn)僅用于兒童腦和泌尿系統(tǒng)疾病診斷。超聲造影劑可能引起組織出血、血管內(nèi)溶血和含氣組織和器官的損傷，這一系列不良反應(yīng)則導(dǎo)致兒童應(yīng)用受限，因此有必要研制更適合于兒童應(yīng)用的超聲造影劑，進(jìn)而結(jié)合靶向分子偶聯(lián)技術(shù)，使超聲分子影像學(xué)在兒科疾病的診斷和治療中發(fā)揮重要作用。

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