超聲內(nèi)鏡彈性成像在消化系統(tǒng)疾病診斷中的研究進(jìn)展

崔艾琳，李倩倩，丁新華，童明輝

(蘭州大學(xué)第二醫(yī)院超聲三科，甘肅 蘭州 730030)

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超聲內(nèi)鏡彈性成像在消化系統(tǒng)疾病診斷中的研究進(jìn)展

崔艾琳，李倩倩，丁新華，童明輝*

(蘭州大學(xué)第二醫(yī)院超聲三科，甘肅 蘭州 730030)

超聲內(nèi)鏡成像技術(shù)以的胃腸道氣體干擾小、探查距離短以及組織分辨率高等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)在許多消化系統(tǒng)疾病診斷中發(fā)揮重要的作用。隨著彈性成像技術(shù)的日趨成熟，超聲內(nèi)鏡實(shí)時(shí)組織彈性成像技術(shù)作為一種可對(duì)組織彈性量化及可視化分析的新技術(shù)，在明確消化系統(tǒng)病變性質(zhì)和鑒別良惡性病變等方面有望成為重要的輔助檢查方法。本文對(duì)超聲內(nèi)鏡成像實(shí)時(shí)組織彈性成像的技術(shù)原理和臨床應(yīng)用進(jìn)行綜述。

消化系統(tǒng)；內(nèi)鏡超聲引導(dǎo)下細(xì)針穿刺；彈性成像技術(shù)

傳統(tǒng)的經(jīng)腹二維超聲成像對(duì)位置較深的消化系統(tǒng)器官(如胰腺)及消化道黏膜下病灶的診斷存在很大的局限性，而超聲內(nèi)鏡成像(endoscopic ultrasonograpy, EUS)技術(shù)因其探頭緊貼消化道內(nèi)壁，與檢查目標(biāo)接近，不僅可有效地避開(kāi)胃腸道氣體干擾還明顯縮短了探測(cè)距離，打破了超聲在消化系統(tǒng)某些疾病診斷中的局限性。EUS不但可清晰顯示上消化道微小腫瘤，而且對(duì)胸腹腔淋巴結(jié)、縱隔、胰腺占位、黏膜下病變的病灶大小及局部浸潤(rùn)范圍有更精準(zhǔn)的判斷[1]，但超聲內(nèi)鏡二維灰階成像在區(qū)分良、惡性病變的特異性方面仍存在一定的局限性。因EUS引導(dǎo)下細(xì)針穿刺抽吸(fine needle aspiration biopsy, FNA)可獲取病變組織細(xì)胞學(xué)結(jié)果達(dá)到明確診斷的目的，已逐漸被臨床開(kāi)展應(yīng)用。但EUS-FNA為有創(chuàng)性檢查，且存在出血及惡性腫瘤細(xì)胞種植播散的風(fēng)險(xiǎn)，受病灶清晰度的影響陽(yáng)性率較低[2-4]。而EUS實(shí)時(shí)組織彈性成像(EUS-real time elastograph imaging, EUS-RTEI)技術(shù)作為一種非侵入性輔助檢查手段，可對(duì)組織硬度進(jìn)行量化和可視化分析，有助于明確病變性質(zhì)和鑒別病灶的良惡性，甚至可通過(guò)針對(duì)性的選擇最佳可疑病變區(qū)提高EUS-FNA的穿刺準(zhǔn)確率[1]。目前國(guó)內(nèi)超聲內(nèi)鏡彈性成像尚處于起步階段，本文對(duì)EUS-RTEI的技術(shù)原理和初步臨床應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 技術(shù)原理

EUS-RTEI的原理是利用超聲探頭沿探查方向給組織施加微小的應(yīng)變力(包括借助呼吸運(yùn)動(dòng)、胸腹腔大血管搏動(dòng)及探頭的壓迫作用)，根據(jù)各組織的彈性系數(shù)不同，采用相關(guān)軟件對(duì)擠壓前后反射的回波信號(hào)進(jìn)行分析，估測(cè)不同組織的位移，從而計(jì)算形變程度，以灰階或彩色編碼的形式成像。彈性成像是基于組織的不同病理過(guò)程而導(dǎo)致組織硬度的改變，包括炎癥、纖維化和良惡性腫瘤[5-7]。兩種主要的彈性成像技術(shù)為壓迫式彈性成像(strain elastography, SE)和剪切波彈性成像(shear wave elasticity, SWE)，目前在部分組織器官已作為重要的輔助檢查手段。目前，只有SE被用于超聲內(nèi)鏡檢查，SWE已應(yīng)用于具備經(jīng)直腸陰道探頭超聲的彈性成像(Aixplorer)[8-9]。

當(dāng)前擁有EUS-RTEI技術(shù)的設(shè)備包括Hitachi 8500超聲系統(tǒng)、Pentax EG 3830縱軸超聲內(nèi)鏡或EG 3630環(huán)掃超聲內(nèi)鏡等[10]。Hitachi 8500超聲內(nèi)鏡采用導(dǎo)管式迷你探頭，具有外徑尺寸小(最大3 mm)，頻率高 (12～30 MHz)等優(yōu)點(diǎn)，可觀察胃黏膜、胰腺、膽管壺腹部、尿道、食管等細(xì)微結(jié)構(gòu)及器官；而Pentax EG 3630環(huán)掃式超聲內(nèi)鏡以內(nèi)鏡前端為圓心，在垂直于鏡身的方向做360°環(huán)行掃描，掃描頻率3.0～7.5 MHz，可清晰顯示消化道管壁的各層結(jié)構(gòu)及深部病變，適用于掃查范圍較大的檢查；EG 3830縱軸超聲內(nèi)鏡掃描平面與鏡身平行，產(chǎn)生沿內(nèi)鏡長(zhǎng)軸方向一致的圖像，其掃描范圍有限(90°～120°)，主要用于超聲內(nèi)鏡引導(dǎo)下的FNA技術(shù)，以及腫瘤注射治療、胰腺囊腫穿刺引流手術(shù)等。

EUS-RTEI包括定性和半定量?jī)煞N方法。定性診斷：依賴于量化EUS，二維圖像壓縮靶組織引起其結(jié)構(gòu)形變的程度作為評(píng)價(jià)組織硬度的指標(biāo)。彈性成像的ROI因包含病變及周圍正常軟組織區(qū)，為使組織彈性程度可視化，彈性級(jí)別被顯示為不同顏色，多數(shù)系統(tǒng)采用紅、綠、藍(lán)顏色區(qū)分組織的軟硬度，其中藍(lán)色代表堅(jiān)硬的組織，紅色表示柔軟的組織，綠色和黃色介于兩者之間。半定量診斷：為盡量減少硬度評(píng)價(jià)中的人為因素，提高彈性結(jié)果的準(zhǔn)確率和可重復(fù)性，在EUS的基礎(chǔ)上有兩種定量彈性成像，即色度直方圖(strain hue histogram， SH)和彈性應(yīng)變率(strain ratio, SR)。SH是通過(guò)色度直方圖來(lái)表示選定圖像的顏色分布，直方圖x軸的0～255代表組織從柔軟到堅(jiān)硬，y軸表示每一個(gè)ROI的像素?cái)?shù)，直方圖的平均值即為組織的整體硬度；而SR則是計(jì)算兩個(gè)不同區(qū)域(病變區(qū)域和周邊正常組織區(qū)域)之間的比值，結(jié)果以相對(duì)比呈現(xiàn)，通常病變區(qū)域以A表示，同時(shí)選取同水平周圍組織(如胰腺占位可選取周邊正常胰腺組織)作為對(duì)照，標(biāo)記為B，B/A的結(jié)果即為SR[11]。

2 臨床應(yīng)用

目前，EUS-RTEI主要應(yīng)用于對(duì)胰腺病變、胃腸道黏膜下腫瘤、異常淋巴結(jié)、肝臟、膽道及左腎上腺病變等疾病的診斷。

2.1 胰腺疾病

2.1.1 定性彈性成像 EUS-RTEI定性5分彈性評(píng)分法最早由Giovannini等[12]提出：1分為均勻的軟組織(即綠色)，代表正常組織；2分為綠色、黃色和紅色均可能存在，表示存在纖維化和炎癥；3分為兼有軟硬組織的混合色彈性圖像，表示不確定的可疑惡性病變；4分為中央分布有綠色軟組織而周邊是藍(lán)色硬組織，代表惡性腫瘤和富血管病變；5分為明顯占優(yōu)勢(shì)的堅(jiān)硬藍(lán)色組織周邊散在分布紅綠色區(qū)域。正常胰腺組織在內(nèi)鏡彈性成像中多顯示為均勻的綠色柔軟組織。有Meta分析[13-15]顯示，EUS-RTEI在定性診斷胰腺占位性病變中的敏感度和特異度分別達(dá)到95%～97%、67%～76%。但腫瘤的堅(jiān)硬程度與腫瘤分級(jí)的相關(guān)性還需探討。Giovannini等[16]通過(guò)對(duì)121例胰腺占位性病變的患者行EUS-RTEI，以評(píng)分1～2分和3～5分作為良、惡性病變的彈性診斷標(biāo)準(zhǔn)，得出EUS-RTEI診斷胰腺惡性占位性病變的敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值及陰性預(yù)測(cè)值分別為92.3%、80.0%、93.3%和77.4%，準(zhǔn)確率達(dá)89.2%。但Hirche等[17]采用定性EUS-RTEI鑒別胰腺良惡性腫瘤的敏感度、特異度及準(zhǔn)確率僅為41%、53%和45%。Janssen等[18]研究表明基于慢性胰腺炎與胰腺惡性占位具有相似的纖維化結(jié)構(gòu)，提出可能內(nèi)鏡彈性成像不能很好地鑒別兩者。所以因存在分析者對(duì)彈性圖像的主觀解讀差異等因素，可導(dǎo)致研究結(jié)果存在一定的可變性。

2.1.2 半定量彈性成像 Iglesias-Garcia等[19]首先對(duì)86例胰腺占位患者采用SR半定量EUS-RTEI，發(fā)現(xiàn)SR與定性彈性成像相比有更高的準(zhǔn)確率(97.7%)和特異度(92.9%)，且半定量EUS-RTEI在鑒別胰腺癌與炎性病變及胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌瘤的敏感度和特異度分別達(dá)100%、96%和100%、88%。另外，Itokawa等[20]對(duì)109例胰腺占位患者先采用定性彈性成像檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)胰腺炎性病變多表現(xiàn)為混合顏色(綠色、黃色和淡藍(lán)色)，根據(jù)5分彈性評(píng)分法表示為不確定的可疑惡性病變，而采用半定量彈性成像，發(fā)現(xiàn)胰腺癌與炎性病變的SR平均值分別為39.08±20.54和23.66±12.65，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。研究[21]表明SR與SH在診斷良惡性胰腺病變的準(zhǔn)確率中差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。近年來(lái)，EUS-RTEI在診斷慢性胰腺炎和胰腺纖維化分級(jí)中同樣有重要作用。半定量EUS-RTEI通過(guò)測(cè)量胰頭、體及尾的SR平均值進(jìn)行分析，其中B選取胰腺周圍正常腸壁組織(顯示為紅色)，結(jié)果表明SR診斷慢性胰腺炎的準(zhǔn)確率為91.1%(SR的截點(diǎn)值為2.25)[22]。

2.2 淋巴結(jié) 鑒別診斷良、惡性淋巴結(jié)對(duì)早期發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤和選擇合理的治療方案至關(guān)重要，多數(shù)消化系統(tǒng)惡性腫瘤轉(zhuǎn)移的前哨淋巴結(jié)位于腸壁周圍，使EUS在診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移性病變方面與其他傳統(tǒng)影像學(xué)檢查相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。但傳統(tǒng)二維EUS的一些征象(如回聲、形態(tài)、邊緣和直徑等)雖然在鑒別良惡性淋巴結(jié)中有一定的價(jià)值，但早期惡性淋巴結(jié)有時(shí)并不具備上述典型的征象。因此，EUS-RTEI作為一種無(wú)創(chuàng)的檢查技術(shù)可能提高良惡性淋巴結(jié)的鑒別診斷準(zhǔn)確率，并有助于EUS更有針對(duì)性地抽吸取樣。有研究[23]采用定性EUS-RTEI觀察后縱隔淋巴結(jié)的特征，發(fā)現(xiàn)良性淋巴結(jié)為以黃色或綠色占優(yōu)勢(shì)，而惡性淋巴結(jié)以藍(lán)色為主，對(duì)良、惡性淋巴結(jié)的診斷準(zhǔn)確率分別為81.8%～87.9%和84.6%～86.4%。Xu等[24]通過(guò)Meta分析對(duì)7個(gè)研究、368例患者、431個(gè)淋巴結(jié)病變的定性EUS-RTEI研究，發(fā)現(xiàn)EUS-RTEI對(duì)惡性淋巴結(jié)的診斷敏感度和特異度分別為88.0%和85.0%。S?ftoiu等[25]通過(guò)對(duì)頸、縱隔及腹部淋巴結(jié)的半定量SH分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)SH的平均截點(diǎn)值為166時(shí)，EUS-RTEI診斷惡性淋巴結(jié)的敏感度、特異度和準(zhǔn)確率分別為85.4%、91.9%及88.5%。

2.3 消化道黏膜下腫瘤 消化道黏膜下腫瘤通常包括胃腸道間質(zhì)瘤、脂肪瘤、平滑肌瘤、脂肪肉瘤和神經(jīng)鞘瘤，其中良性腫瘤為脂肪瘤、神經(jīng)鞘瘤、平滑肌瘤和低度危險(xiǎn)性胃腸道間質(zhì)瘤，惡性腫瘤為脂肪肉瘤及中、高度危險(xiǎn)性胃腸道間質(zhì)瘤。目前對(duì)消化道黏膜下腫瘤的鑒別診斷仍存在諸多困難，傳統(tǒng)胃鏡取材少且表淺，常達(dá)不到診斷要求。B型超聲內(nèi)鏡良性黏膜下腫瘤表現(xiàn)為回聲均勻、邊緣光滑、直徑<3 cm、無(wú)周圍浸潤(rùn)等特征，但特異度不高。Gheorghe等[26]報(bào)道稱EUS-RTEI有助于消化道黏膜下腫瘤的良惡性鑒別診斷，但對(duì)平滑肌瘤和間質(zhì)瘤的鑒別存在困難。鄒傳鑫等[27]對(duì)34例消化系黏膜下腫瘤患者采用EUS-RTEI 5分評(píng)分法，得出診斷惡性病灶的敏感度、特異度和準(zhǔn)確率分別約92.86%、95.00%和94.12%，且平滑肌瘤和低度危險(xiǎn)性間質(zhì)瘤的彈性成像無(wú)明顯差異。

2.4 EUS-FNA 近年來(lái)，EUS引導(dǎo)下細(xì)針穿刺技術(shù)的開(kāi)展已成為國(guó)內(nèi)外術(shù)前診斷消化系統(tǒng)病變的金標(biāo)準(zhǔn)，但其操作難度大，有出血及惡性細(xì)胞種植播散的風(fēng)險(xiǎn)，受病灶清晰度的影響陽(yáng)性率較低等缺點(diǎn)，而EUS-RTEI可識(shí)別二維超聲無(wú)法發(fā)現(xiàn)的微小淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶以及二維圖像顯示模糊或與周圍正常組織分界不清的病灶。因此，彈性成像可針對(duì)性地選擇最可疑病變區(qū)，從而提高穿刺的診斷準(zhǔn)確率。當(dāng)內(nèi)鏡穿刺結(jié)果為陰性或未定性時(shí)，EUS-RTEI還可指導(dǎo)進(jìn)一步的臨床干預(yù)措施[28]。但EUS-RTEI仍僅作為一種輔助檢查手段，不能完全取代穿刺技術(shù)；當(dāng)患者不能耐受EUS-FNA時(shí)，彈性成像不失為一種重要的補(bǔ)充檢查方法。

3 展望與不足

目前基于傳統(tǒng)二維超聲內(nèi)鏡成像的可視范圍較小，彈性成像還將應(yīng)用于肝左、右葉、尾葉、膽道腫物、左腎上腺腺瘤與轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷以及協(xié)助穿刺活檢病理學(xué)檢查[29]，壺腹部周圍良惡性病變，如十二指腸乳頭癌、乳頭瘤及膽管乳頭狀瘤病等的鑒別及腫瘤的分期等[30]。另外，EUS-RTEI組織彈性三維重建與傳統(tǒng)二維模式相比，具有更高的精確度，可發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)二維超聲不能發(fā)現(xiàn)的病變；且超聲內(nèi)鏡SWE同時(shí)也有望被開(kāi)展，通過(guò)定量彈性成像使胰腺及淋巴結(jié)等病變的診斷更加精準(zhǔn)。

盡管EUS-RTEI具有廣泛的應(yīng)用前景，但尚存在一定的局限性，如由于探頭進(jìn)入管腔內(nèi)無(wú)法直視其對(duì)組織的壓迫程度，當(dāng)加壓較重時(shí)，可能導(dǎo)致誤診；另外由于超聲內(nèi)鏡采用高頻換能器，只能探查消化道鄰近的病變，對(duì)較遠(yuǎn)的組織可能無(wú)法成像，此外，還無(wú)法避免運(yùn)動(dòng)偽影等局限[1]。

綜上所述，目前超聲內(nèi)鏡彈性成像還缺少統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)操作者的技術(shù)水平要求較高，加之操作者本身的主觀性。因此，EUS RTEI還需大量深入的研究及更精良的新技術(shù)支持。

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Progresses and clinical application of endobronchial ultrasound in pulmonary diseases

ZHANGLei1,2,YUWanjun2*

(1.MedicineSchoolofNingboUniversity,Ningbo315211,China； 2.DepartmentofRespiratoryMedicine,YinzhouHospitalAffiliatedtoMedicineSchoolofNingboUniversity,Ningbo315040,China)

Endobronchial ultrasound (EBUS) is an important diagnostic tool in various pulmonary diseases. EBUS provides a guidance system for transbronchial bispsy (TBB) of peripheral lesions as well as for transbronchial needle aspiration (TBNA) of hilar and mediastinal lymph nodes or masses. EBUS-guided TBB and EBUS-guided TBNA contribute significantly to the diagnosis of benign and malignant lung diseases. As EBUS-TBNA is a minimally invasive procedure, it is recommended as the first step in the mediastinal staging in lung cancer patients. Furthermore, EBUS enables the evaluation of tumor invasion of the tracheobronchial wall. The new advances and clinical application of EBUS in pulmonary diseases were reviewed in this article.

Endobronchial ultrasound; Bronchoscope; Endobronchial ultrasond transbronchial needle aspirations; Transbronchial lung biopsy; Lymph nodes

R57; R445.1

A

1672-8475(2016)11-0701-04

寧波市自然科學(xué)基金項(xiàng)目(201301A6110022)、寧波市醫(yī)學(xué)科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014A34)。

張磊(1983—)，男，安徽阜陽(yáng)人，在讀碩士，主治醫(yī)師。研究方向：呼吸和危重癥病學(xué)，超聲影像學(xué)。E-mail: miraclelei@126.com.

俞萬(wàn)鈞，寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鄞州醫(yī)院呼吸科，315040。

E-mail: nbywj2008@aliyun.com

2016-07-20

2016-09-14

10.13929/j.1672-8475.2016.11.014