實(shí)時(shí)超聲彈性成像診斷前列腺癌的研究進(jìn)展

李娜，李晟

(中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬海口醫(yī)院超聲科，海南 ?？?570208)

實(shí)時(shí)超聲彈性成像診斷前列腺癌的研究進(jìn)展

李娜，李晟

(中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院附屬海口醫(yī)院超聲科，海南 海口 570208)

實(shí)時(shí)組織彈性成像技術(shù)是在傳統(tǒng)超聲成像基礎(chǔ)上進(jìn)一步獲取感興區(qū)組織彈性信息的一種新型成像技術(shù)，通過組織彈性模量值的測量反映組織的軟硬程度，從而推斷病變性質(zhì)。實(shí)時(shí)超聲彈性成像能夠更加客觀、清晰、準(zhǔn)確的定位病灶并鑒別其良惡性性質(zhì)，現(xiàn)臨床上已廣泛應(yīng)用于乳腺、甲狀腺等淺表臟器診斷與鑒別診斷。由于前列腺與體表間存在一定距離，導(dǎo)致臨床上實(shí)時(shí)超聲彈性成像技術(shù)診斷前列腺癌研究報(bào)道尚不多。本文概述了前列腺癌診斷方法，超聲彈性成像技術(shù)原理、發(fā)展及其在前列腺癌診斷中的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展，并對超聲彈性成像診斷價(jià)值進(jìn)行總結(jié)。

超聲；實(shí)時(shí)彈性成像；前列腺癌；診斷

在男性惡性腫瘤中前列腺癌(Prostate cancer，PCa)較為常見，常見于50歲以上的人群，近年來由于我國逐步進(jìn)入老齡社會(huì)和生活條件改善，前列腺癌呈逐年上升均勢[1]。前列腺癌發(fā)病早期較為隱匿、瘤體小、有多灶性特點(diǎn)且缺乏特異性臨床改變，患者自覺性較差，易導(dǎo)致患者錯(cuò)過最佳的早期診治時(shí)間，引起腫瘤病灶廣泛轉(zhuǎn)移，患者致死率較高[2]。前列腺癌早期篩查能夠早期發(fā)現(xiàn)早診斷，大大改善患者預(yù)后[3]。目前醫(yī)學(xué)對于早期前列腺的治療效果肯定，且大多數(shù)可治愈[4]。

中國泌尿外科疾病診斷治療指南(2014版)推薦對PCa的診斷主要依靠直腸指診(DRE)、血清前列腺特異性抗原(PSA)檢查、經(jīng)直腸超聲(TRUS)檢查、超聲引導(dǎo)下前列腺穿刺活檢、X線計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)和核磁共振成像(MRI)等[5]。上述推薦的診斷方法均存在一定的局限性，診斷敏感度及特異度都不高。因此尋求更為敏感且有效的影像學(xué)診斷技術(shù)是提高對前列腺良惡性病變診斷水平的關(guān)鍵。

1 超聲實(shí)時(shí)組織彈性成像原理及應(yīng)用

1.1 實(shí)時(shí)超聲彈性成像(RTE)的應(yīng)用原理 RTE技術(shù)是由Srinivasan等[6]于1991提出并由Pesavento于2000年開發(fā)完成應(yīng)用于臨床。實(shí)時(shí)超聲彈性成像應(yīng)用原理是基于常規(guī)超聲的阻抗回波信號(hào)，通過其對可疑區(qū)病變組織施加壓力觀察其彈性應(yīng)變程度從而推斷病變的性質(zhì)。臨床病理學(xué)研究表明：人體內(nèi)脂肪、纖維化組織、乳腺、非浸潤性癌變與浸潤性癌變組織間彈性系數(shù)(硬度)存在明顯差異，早期癌變組織在其解剖結(jié)構(gòu)發(fā)生改變之前其組織彈性(硬度)已有變化[7]。因此準(zhǔn)確鑒別可疑區(qū)域彈性系數(shù)的變化對疾病的早期診治、提高患者生存率具有重要意義。RTE技術(shù)正是利用探頭對被檢測組織施加以壓力后提高超聲對組織彈性(硬度)響應(yīng)檢測的敏感性，在生物力學(xué)、彈性力學(xué)等物理學(xué)規(guī)律作用基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析可疑區(qū)域的彈性系數(shù)變化，提取、轉(zhuǎn)換及彩色編碼射頻信號(hào)，從而形成彩色彈性應(yīng)變分布圖，以彩色彈性圖上不同的顏色來區(qū)別炎性病變組織、腫瘤病變組織、正常組織的彈性(硬度)大小，利用彈性圖顏色的變化來直觀的反映組織內(nèi)部彈性大小的變化情況，從而推斷病變性質(zhì)。目前臨床超聲彈性成像技術(shù)在乳腺、肝臟、甲狀腺、淋巴組織等方面進(jìn)行大量臨床研究，已取得突破性進(jìn)展[8-9]。目前經(jīng)直腸實(shí)時(shí)超聲彈性成像(TRTE)技術(shù)在臨床上對前列腺疾患的診斷應(yīng)用較少，該項(xiàng)檢查技術(shù)在國內(nèi)尚未推廣應(yīng)用。

1.2 RTE的應(yīng)用現(xiàn)狀 在臨床上RTE技術(shù)最初應(yīng)用于乳腺和甲狀腺疾病的診斷，主要用于乳腺結(jié)節(jié)與甲狀腺結(jié)節(jié)的性質(zhì)界定。隨著多年的發(fā)展，RTE診斷及鑒別甲狀腺、乳腺病變的技術(shù)已日趨成熟。并且被進(jìn)一步應(yīng)用于非體表實(shí)質(zhì)性器官疾病的診斷與性質(zhì)鑒定(如肝臟、子宮及前列腺等)。RTE技術(shù)對淋巴結(jié)疾病、肝臟纖維化程度的診斷及鑒別診斷更較傳統(tǒng)超聲有著顯著優(yōu)勢。血管內(nèi)超聲彈性成像(Intravascular ultrasonic elastography，IVUSE)技術(shù)可以準(zhǔn)確區(qū)分鑒別血管內(nèi)壁斑塊的性質(zhì)，還能根據(jù)血管內(nèi)血栓的彈性程度進(jìn)一步判斷靜脈血栓的發(fā)生時(shí)間及發(fā)展趨勢[10]。彈性成像經(jīng)過幾十年研究發(fā)展，根據(jù)其對組織激勵(lì)方式不同，從最初應(yīng)用的壓迫性彈性成像、到一維瞬時(shí)性超聲彈性成像(FS)、用聲輻射脈沖的二維瞬時(shí)彈性成像(ARFI)、剪切波彈性成像(SWEI)和目前新開發(fā)的超高速剪切波彈性成像(SSI)，彈性成像技術(shù)得到了飛快的發(fā)展和不斷的完善。

2 RTE技術(shù)在前列腺癌中的應(yīng)用

2.1 前列腺癌診斷及鑒別診斷中TRTE技術(shù)的應(yīng)用情況 臨床病理學(xué)研究證明：腫瘤組織的硬度大于周圍正常組織，故前列腺癌灶的硬度與正常組織有著顯著的差異[11]。Sperandeo等[12]于2003年首次采用RTE技術(shù)對前列腺疾患進(jìn)行檢查，利用探頭手動(dòng)施壓的方法發(fā)現(xiàn)可通過被施壓前列腺可疑病變區(qū)的組織形變差異來鑒別前列腺占位病變的良惡性，其證實(shí)RTE技術(shù)是一種簡單、準(zhǔn)確、快速和可靠的檢查方式，特別是對處于早期的隱匿性前列腺癌其具有較高的陽性檢出率及良惡性鑒別能力。近年來TRTE技術(shù)的不斷研究、完善、發(fā)展進(jìn)一步提高了前列腺腫瘤的檢出率及鑒別診斷能力[13-14]。

2.2 TRTE技術(shù)在前列腺癌診斷評(píng)估方法的相關(guān)研究

2.2.1 前列腺彈性圖5分級(jí)法 RTE是采用組織彈性圖分級(jí)法來評(píng)估可疑病變區(qū)的組織硬度(彈性)信息，并對照組織彈性(硬度)進(jìn)行相關(guān)診斷與鑒別診斷。其己經(jīng)在甲狀腺、乳腺等相關(guān)疾患診斷中應(yīng)用，而在前列腺疾病的診斷中目前無統(tǒng)尚一的標(biāo)準(zhǔn)。有人通過對比乳腺結(jié)節(jié)的超聲彈性成像結(jié)果，于2008年首次提出前列腺的彈性應(yīng)變分布圖像的分級(jí)規(guī)則，通過對比前列腺穿刺活檢病理診斷結(jié)果證實(shí)TRTE檢查的敏感度和特異度分別已達(dá)88.50%、70.80%，由此可得出TRTE技術(shù)及其彈性應(yīng)變圖5分級(jí)法可明顯提高對前列腺疾患的診斷及鑒別診斷能力[15-16]。有人通過TRTE引導(dǎo)進(jìn)行前列腺穿刺活檢，其發(fā)現(xiàn)穿刺活檢陽性率最高處(94%)位于前列腺前部。2013年，Correas等[15]研究結(jié)果表明TRTE診斷的特異度要高于核磁共振成像。桂琦等[17]于2013年進(jìn)行前瞻性研究結(jié)果表明TRTE診斷的特異度與MRI、DRE、PSA和TRUS檢查比較有顯著差異；而TRTE敏感度、特異度、準(zhǔn)確性、陽性和陰性預(yù)測值均要明顯優(yōu)于DRE、PSA和TRUS檢查。

2.2.2 組織彈性應(yīng)變率比值(Strain ratio，SR) SR是一種半定量參數(shù)指標(biāo)，其計(jì)算公式：SR=A(病灶)區(qū)應(yīng)變/B(對照)區(qū)應(yīng)變，其在乳腺占位的良、惡性診斷及鑒別診斷中研究較多。Lyshchik等[18]研究認(rèn)為彈性應(yīng)變比率值(SR)方法計(jì)算過程較為復(fù)雜，操作繁瑣，臨床實(shí)用價(jià)值不大。目前使用TRTE技術(shù)對前列腺進(jìn)行SR的研究較少，且對SR的診斷切點(diǎn)值尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。張旭等[19]研究發(fā)現(xiàn)以SR 3.6作為診斷切點(diǎn)值時(shí)，對前列腺癌診斷的敏感度和特異度分別可達(dá)85.7%和67.7%。彈性SR客觀、定量的參數(shù)分析方法能夠更加精確的研究分析病變組織的病變程度及病變的發(fā)展趨勢，其在臨床上對于部分診斷未明確的患者具有重要的應(yīng)用價(jià)值[20-21]。

2.2.3 組織彈性應(yīng)變指數(shù)(Strain index，SI) SI是另一種通過病灶與周圍組織應(yīng)變率值的比較反映組織硬度的定量參數(shù)分析方法，是一種客觀診斷指標(biāo)。其有兩種評(píng)估方法：(1)病灶整體應(yīng)變指數(shù)(ASI)，病灶整體組織SRA與鄰近正常組織SRB的比值(ASI=SRB/ SRA)，用于評(píng)估病灶整體的硬度；(2)病灶局部應(yīng)變指數(shù)(PSI)，在病灶內(nèi)不同部位測量SR值，選取最高值與鄰近正常組織SR的比值，用于評(píng)估病灶局部的硬度。目前組織彈性定量評(píng)價(jià)主要在乳腺和甲狀腺等方面應(yīng)用較多[22]，在前列腺方面研究較少，Zhang等[23]對前列腺癌好發(fā)周圍區(qū)行TRTE定量分析病灶的ASI和PSI，研究表明當(dāng)最佳PSI為17.44時(shí)，診斷前列腺良惡性病變的敏感度和特異度分別是74.5%與83.3%。綜上所述，TRTE是能夠無創(chuàng)獲取并量化組織彈性的獨(dú)特成像技術(shù)，在對PCa診斷中具有獨(dú)特價(jià)值且能指導(dǎo)其臨床分期。

2.2.4 SWEI 探頭采用多波段平臺(tái)技術(shù)，其發(fā)射出不同模式聲波在不同深度組織中的連續(xù)聚焦，導(dǎo)致粒子高效振動(dòng)即產(chǎn)生剪切波，追蹤并獲取剪切波的傳播速度的變化而進(jìn)行成像的新型彈性成像技術(shù)；目前臨床上應(yīng)用為最新的SSI技術(shù)[24]；其無需探頭外力施壓，克服了操作者的人為誤差；其能直接測定組織楊氏模量最大值、最小值及平均值，為定量測量技術(shù)。剪切波彈性成像在對肝臟、甲狀腺、乳腺等病變應(yīng)用中已取得初步成功，并證實(shí)其診斷的準(zhǔn)確性與檢查的安全性[25]，目前在前列腺方面的尚正處在初步應(yīng)用階段。Fillon等[26]和Li等[27]通過研究結(jié)果表明，SWEI技術(shù)在前列腺腫瘤病灶的彈性模量(楊氏模量)變化檢測中敏感度要更高，因此在早期前列腺癌檢測時(shí)，腫瘤病灶與周圍正常的前列腺組織楊氏模量差異并不明顯時(shí)，SWEI技術(shù)具有更高的敏感度與臨床應(yīng)用價(jià)值。

2.3 在PCa診斷中經(jīng)直腸實(shí)時(shí)組織彈性成像技術(shù)的局限性 雖然有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道TRTE技術(shù)在PCa的檢出率及良惡性鑒別確診率已高達(dá)80%以上，但通過TRTE篩查及定性PCa仍有諸多局限性，在一定程度上降低了TRTE技術(shù)的檢驗(yàn)效能，此局限性近年來在臨床上已獲得廣泛關(guān)注[28]。通過相關(guān)分析總結(jié)可知，TRTE技術(shù)在前列腺疾患檢查的局限性主要是由于其在臨床上的實(shí)踐應(yīng)用及發(fā)展時(shí)間較短，大部分相關(guān)技術(shù)需要逐步完善及提高。經(jīng)直腸實(shí)時(shí)超聲彈性成像技術(shù)在檢查過程中極易受到操作者主觀因素的影響，主要受探頭的壓迫力度及其壓迫頻率的掌握控制，而前列腺癌灶具有多部位生長特點(diǎn)，癌灶位置可能位于于腺體內(nèi)的任意深度的位置，對于深部癌灶的壓迫力度與彈性系數(shù)同位于表淺位置的腫瘤存在明顯的差異，從而影響到前列腺疾患的檢出率及鑒別診斷準(zhǔn)確性[29-30]；并且手動(dòng)控制探頭壓迫力度不易掌握且易發(fā)生抖動(dòng)，難獲得穩(wěn)定清晰的圖像，從而影響檢查結(jié)果。國內(nèi)外對RTE技術(shù)的研究結(jié)果提示前列腺內(nèi)結(jié)石病變會(huì)導(dǎo)致結(jié)石周圍組織的楊氏模量值升高，在測量時(shí)應(yīng)注意避開結(jié)石區(qū)以免造成假陽性而誤診[31]。發(fā)生在前列腺良性病變內(nèi)的慢性前列腺炎伴鈣化、上皮內(nèi)瘤、炎性肉芽組織等病灶也會(huì)導(dǎo)致局部組織硬度的提高，這也是導(dǎo)致超聲彈性成像假陽性而誤診的主要原因[32]。Dudea等[16]研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)前列腺腫瘤位置的深淺也是影響超聲彈性成像診斷準(zhǔn)確率的因素之一；臨床分期為T2C-4的前列腺癌組織由于生長過快，引起瘤體內(nèi)壞死液化，導(dǎo)致其彈性降低而出現(xiàn)假陰性；位于前列腺內(nèi)腺直徑小于5 mm的腫瘤，因其對局部組織彈性的改變影響不大造成假陰性而漏診。因此TRTE技術(shù)有待于今后的進(jìn)一步完善與研究。

3 展 望

綜上所述，RTE技術(shù)作為一種無創(chuàng)性、簡單、方便的檢查方式，其較高的PCa檢出率及病情評(píng)估能力可在一定程度上代替前列腺癌的穿刺活檢診斷，可彌補(bǔ)傳統(tǒng)經(jīng)直腸超聲成像、X線計(jì)算機(jī)斷層掃描、核磁共振成像等影像檢查無法獲取組織彈性的缺陷，RTE能客觀、定性、定量的提供病變處組織的病理改變及診斷趨向，對于PCa早期篩查、診斷及良惡性質(zhì)的鑒別診斷中具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。而新一代SSI技術(shù)可提供客觀的診斷信息，簡便易行、可重復(fù)性好且安全，為前列腺良惡性質(zhì)診斷及鑒別診斷提供了新的研究方向。

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Research progress on real-time ultrasound elastography in the diagnosis of prostate cancer.

LI Na,LI Sheng. Department of Ultrasound,Haikou Municipal Hospital Affiliated to Xiangya School of Medicine,Central South University, Haikou 570208,Hainan,CHINA

Real-time ultrasound elastography(RTE)is a new type of imaging technology that can obtain the elasticity information of ROI(region of interest)tissue on the basis of the traditional ultrasonic imaging.RTE can reflect the hardness of the organization and infer the pathological nature by acquiring the elastic modulus difference within the tissue directly or indirectly.Compared to other imaging technology,RTE can not only locate lesions more objectively, clearly and accurately,but also identify the benign and malignant nature.Therefore,RTE has been widely used in clinical diagnosis and differential diagnosis of mammary glands,thyroid glands and other superficial organs.Otherwise,on account of the certain distances between the prostate and body surface,there are few clinical reports about diagnosing of prostate cancer by RTE.This article aims to summarize the diagnosis methods of the prostate cancer,the principle and development of RTE technology,the research status and progress in the diagnosis of prostate cancer,and to summarize the diagnostic value of RTE technology.

Ultrasound;Real-time ultrasound elastography;Prostate cancer;Diagnosis

R737.25

A

1003—6350（2016）11—1840—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.11.038

2015-09-10)

2014年海南省?？谑兄攸c(diǎn)科技計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：2014-067）

李娜。E-mail：1262474322@qq.com