超聲應(yīng)變彈性成像在直腸癌診斷及分期中的應(yīng)用進(jìn)展

付 靜，趙 懷，蔣耀煌，扈 進(jìn)，李 芳，羅小平

(重慶市腫瘤研究所超聲醫(yī)學(xué)科，重慶 400030)

超聲應(yīng)變彈性成像在直腸癌診斷及分期中的應(yīng)用進(jìn)展

付 靜，趙 懷，蔣耀煌，扈 進(jìn)，李 芳，羅小平*

(重慶市腫瘤研究所超聲醫(yī)學(xué)科，重慶 400030)

經(jīng)直腸超聲在直腸癌診斷的應(yīng)用越來越廣泛，通過超聲彈性成像技術(shù)評估腫瘤硬度，在常規(guī)經(jīng)直腸超聲基礎(chǔ)上進(jìn)一步檢測腫瘤特征表現(xiàn)，有利于為直腸癌的鑒別診斷、術(shù)前分期及放化療療效評估提供更多參考信息。本文對經(jīng)直腸超聲應(yīng)變彈性成像在直腸癌診斷中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

超聲檢查；彈性成像技術(shù)；直腸腫瘤；診斷顯像

直腸癌是臨床常見的發(fā)病率高、預(yù)后差的惡性腫瘤之一，近年來發(fā)病有年輕化趨勢[1]，由于早期臨床癥狀不明顯，多數(shù)患者就診時已屬中晚期。早期發(fā)現(xiàn)直腸腫瘤，鑒別其良惡性并評估其浸潤深度對直腸癌的治療和預(yù)后尤為重要。目前直腸腫瘤的臨床檢查主要包括直腸指檢、腫瘤標(biāo)記物檢查、MRI、超聲及腸鏡檢查等。經(jīng)直腸超聲檢查因其準(zhǔn)確、安全、方便及經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點，被廣泛地應(yīng)用于直腸腫瘤的診斷[2]，經(jīng)直腸高頻探頭有利于清晰顯示直腸腫瘤，并可評估其與腸壁的關(guān)系、腸周淋巴結(jié)，從而使直腸腫瘤的超聲診斷更精準(zhǔn)。腫瘤的硬度信息也受到越來越多研究者的關(guān)注[3-4]。超聲彈性成像技術(shù)突破傳統(tǒng)影像僅對組織形態(tài)學(xué)及血供情況的檢測，實現(xiàn)了對組織彈性硬度信息的呈現(xiàn)，被形象地稱為“電子觸診”[5]。根據(jù)應(yīng)力施加方式不同，可分為靜態(tài)彈性成像及動態(tài)彈性成像。靜態(tài)彈性成像主要是應(yīng)變彈性成像(strain elastograghy， SE)，而動態(tài)彈性成像則包括瞬時彈性成像(transitelastography， TE)、聲輻射力脈沖成像(acousitic radiationforce impulse imaging， ARFI)和剪切波彈性成像(shearwave elasticity imaging， SWE)。

目前應(yīng)用于經(jīng)腔道直腸疾病診斷的超聲彈性成像技術(shù)主要是應(yīng)變彈性成像，其原理是借助呼吸等生理運(yùn)動或外力對目標(biāo)組織施加一個較穩(wěn)定、有規(guī)律的壓力，使目標(biāo)組織由于內(nèi)部彈性硬度不同對該壓力產(chǎn)生不同的應(yīng)變，從而收集、分析加壓前后組織反射的回波信號差異，并通過彩色編碼呈現(xiàn)出組織彈性成像的彩色聲像圖[6]。通過對彈性成像聲像圖不同硬度呈現(xiàn)出的不同顏色進(jìn)行硬度評分，及對ROI組織與周邊正常組織的彈性應(yīng)變率(strain ratio， SR)的檢測呈現(xiàn)組織硬度的信息。目前，直腸疾病實時組織彈性成像多采用Itoh等[7]提出的5分法及羅葆明等[8]提出的改良5分法，根據(jù)彩色聲像圖紅—綠—藍(lán)分布情況，由軟至硬分為1～5分。

1 超聲應(yīng)變彈性成像在直腸腫瘤良惡性鑒別診斷中的應(yīng)用

正常直腸腸壁組織較薄、層次結(jié)構(gòu)清晰、柔軟、彈性好，多在經(jīng)直腸應(yīng)變彈性成像圖中呈現(xiàn)紅綠相間或綠色為主的顏色[9]。而發(fā)生直腸腫瘤時，腫瘤細(xì)胞成分、腫瘤內(nèi)部結(jié)構(gòu)及對腸壁組織破壞浸潤程度的變化導(dǎo)致其生物力學(xué)也發(fā)生相應(yīng)改變，腫瘤組織硬度也隨之變化。此時，應(yīng)用超聲應(yīng)變彈性成像對腫瘤進(jìn)行硬度評分、評估其與周圍正常組織的硬度差異(即彈性應(yīng)變率)，可在常規(guī)經(jīng)直腸超聲診斷的基礎(chǔ)上獲得更多腫瘤硬度信息，從而提高對直腸腫瘤的診斷及鑒別診斷能力。

Waage等[10-11]對直腸腺瘤和直腸癌患者進(jìn)行超聲應(yīng)變彈性成像研究，發(fā)現(xiàn)以SR=1.25為臨界值，診斷惡性直腸腫瘤的敏感度、特異度、準(zhǔn)確率為96%、94%、93%，明顯高于常規(guī)經(jīng)直腸超聲(P均<0.05)。仲光熙等[12]對60例直腸腫瘤的超聲應(yīng)變彈性研究表明，以硬度評分法3分及SR=1.24為診斷直腸癌最佳臨界值時，其敏感度、特異度、準(zhǔn)確率分別為85%、70%、80%及82%、75%、80%。王云忠等[13]對100例直腸腫瘤行超聲應(yīng)變彈性成像，發(fā)現(xiàn)以彈性評分3分及SR=2.23為鑒別診斷直腸癌的最佳臨界值時，其診斷敏感度、特異度、準(zhǔn)確率分別為85%、73%、82%及91.4%、83.3%、89.0%。唐雪梅等[14]對36例直腸腫瘤患者進(jìn)行應(yīng)變彈性成像研究，認(rèn)為局部SR與整體、最大及最小SR相比，對直腸腫瘤鑒別診斷意義更大，局部SR=0.808時，診斷敏感度和特異度為89.7%和 70.9%。上述研究均提示，直腸癌硬度比良性腫瘤更大，在超聲彈性聲像圖中直腸癌病灶多以藍(lán)色為主，彈性硬度評分更高，且SR平均值也更高。根據(jù)直腸腺癌組織學(xué)類型、分化程度、浸潤深度不同，腫瘤內(nèi)明顯異型的腫瘤細(xì)胞、腺樣結(jié)構(gòu)、癌巢、間質(zhì)成分及腫瘤周邊組織反應(yīng)也不同；而直腸腺瘤主要由呈現(xiàn)上皮內(nèi)瘤變的管狀和/或絨毛狀腺體結(jié)構(gòu)構(gòu)成。二者細(xì)胞及組織構(gòu)成的不同造成了組織硬度的差異，通過彈性成像可根據(jù)這些差異進(jìn)行鑒別診斷，提高直腸腫瘤診斷及鑒別診斷的敏感度、特異度及準(zhǔn)確率。

2 超聲應(yīng)變彈性成像在直腸癌術(shù)前分期中的應(yīng)用

對直腸癌術(shù)前準(zhǔn)確分期，能夠指導(dǎo)其治療方案的選擇，對直腸癌的預(yù)后具有十分重要的意義。經(jīng)直腸超聲檢查能清晰顯示腸壁層次及直腸癌浸潤程度，根據(jù)直腸癌TNM分期標(biāo)準(zhǔn)，通過經(jīng)直腸超聲可采用UT分期將直腸癌相應(yīng)分為4期[15-16]。張春爽等[17]對45例術(shù)前經(jīng)直腸超聲評估為UT3及UT4期直腸癌進(jìn)行超聲應(yīng)變彈性成像輔助分期，發(fā)現(xiàn)直腸癌累及鄰近器官時其腫瘤表面包繞的紅色帶狀回聲連續(xù)性中斷，據(jù)此超聲彈性成像診斷T4期直腸癌的敏感度、特異度、準(zhǔn)確率分別為78.57%、90.32%、86.67%，均高于常規(guī)經(jīng)直腸超聲(P均<0.05)。Waage等[18]研究報道，腺瘤、T1及T2期直腸癌的SR差異有統(tǒng)計學(xué)意義，經(jīng)直腸超聲聯(lián)合應(yīng)變彈性成像有助于T1、T2期直腸癌分期，并指導(dǎo)早期直腸癌手術(shù)。楊思揚(yáng)等[19]對43例直腸癌患者進(jìn)行經(jīng)直腸超聲應(yīng)變彈性成像，發(fā)現(xiàn)T2～T4期直腸癌彈性硬度評分及SR高于T1期，且前者彈性面積比值大于后者，認(rèn)為超聲彈性有助于直腸癌術(shù)前分期。

在經(jīng)直腸超聲檢查直腸癌分期基礎(chǔ)上，應(yīng)變彈性成像可通過對直腸癌硬度的評估、硬度區(qū)域面積的比較及局部邊界硬度的變化分析等多方面提取硬度信息，但直腸癌病理分期的主要依據(jù)為腫瘤浸潤深度，因此通過經(jīng)直腸超聲灰階圖像對腫瘤浸潤腸壁層次的觀察及判斷仍是直腸癌術(shù)前超聲分期的最重要基礎(chǔ)。但由于直腸癌病灶形態(tài)不規(guī)則、邊界模糊、基底范圍大、腸管狹窄等因素的影響，僅依據(jù)灰階圖像難以做出準(zhǔn)確的分期診斷，因此，在灰階超聲的基礎(chǔ)上聯(lián)合應(yīng)用彈性成像技術(shù)有利于進(jìn)一步提高直腸癌超聲分期的準(zhǔn)確率，尤其可為早期直腸癌(T1期)的診斷和治療提供更多依據(jù)。

3 超聲應(yīng)變彈性成像在直腸癌放化療后分期中的應(yīng)用

直腸癌術(shù)前放化療可有效控制腫瘤進(jìn)展、縮小腫瘤范圍、提高腫瘤切除率及降低局部復(fù)發(fā)率，經(jīng)直腸超聲可用于評估化療效果及再次分期，對后續(xù)治療方案的制定有指導(dǎo)作用。放化療可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞變性壞死、炎細(xì)胞浸潤及纖維組織增生，致使腫瘤組織彈性硬度發(fā)生改變。仲光熙等[20]對62例T3期直腸癌放化療后的患者進(jìn)行超聲彈性成像，發(fā)現(xiàn)94%的直腸癌病灶SR明顯下降，以SR降幅≥33.80為臨界值，判斷放化療后T分期降級的準(zhǔn)確率為69%，而經(jīng)直腸超聲的準(zhǔn)確率為45%，認(rèn)為SR降幅有助于直腸癌放化療后分期降期評估，以評估放化療療效及預(yù)后。Rafaelsen等[21]研究認(rèn)為，直腸癌放化療后其硬度減低，T1、T2期直腸癌術(shù)前硬度高于T3、T4期，且經(jīng)過放化療后二者的硬度均減低。

雖然目前超聲彈性成像技術(shù)應(yīng)用于直腸癌放化療后分期及療效評估的研究較少，但幾乎所有的研究均提示直腸癌放化療后硬度發(fā)生變化，超聲應(yīng)變彈性成像對經(jīng)直腸超聲診斷的直腸癌放化療后分期具有輔助作用，可為直腸癌放化療的療效評估提供更多有效信息。

4 超聲應(yīng)變彈性成像在直腸癌檢查中的局限性

經(jīng)直腸超聲應(yīng)變彈性成像除存在其常規(guī)缺點，如受操作者經(jīng)驗及主觀判斷的影響大、組織內(nèi)部應(yīng)力難以均勻分布、無法獲得量化的彈性模量值等外，還有直腸生理結(jié)構(gòu)特殊性造成的探頭外力加壓操作不便、掃查角度有限，探頭與腫瘤表面貼合不良等不足[10-14,22]。但隨著彈性成像技術(shù)的發(fā)展和操作經(jīng)驗的逐漸積累，這些問題終將得以解決。近年來SWE技術(shù)相關(guān)研究逐漸增多，該技術(shù)可通過檢測射頻脈沖激勵組織內(nèi)部產(chǎn)生的瞬時剪切波傳播速度及應(yīng)變來反映組織硬度，具有操作依賴性低、可重復(fù)性好、能提供組織彈性模量定量信息等優(yōu)勢，其在乳腺、甲狀腺等器官的應(yīng)用價值較高，但在直腸癌方面的應(yīng)用鮮見報道。

綜上所述，近年來超聲彈性成像技術(shù)在乳腺、肝臟及前列腺等器官的應(yīng)用日趨成熟，在直腸癌的應(yīng)用也受到更多關(guān)注。經(jīng)直腸超聲結(jié)合應(yīng)變彈性成像有利于提高直腸癌超聲診斷的檢出率及術(shù)前分期的準(zhǔn)確性，并在直腸癌放化療療效評估中發(fā)揮一定作用。相信隨著超聲彈性成像技術(shù)的不斷更新和改進(jìn)，未來超聲彈性成像技術(shù)在直腸癌的診斷及治療方面將有更廣闊的應(yīng)用前景。

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Application progresses of strain ultrasound elastography in diagnosis and staging of rectal cancer

FU Jing， ZHAO Huai， JIANG Yaohuang， HU Jin， LI Fang， LUO Xiaoping*

(Department of Ultrasonic Medicine, Chongqing Cancer Institute, Chongqing 400030, China)

Trans-rectal ultrasound is widely used in the diagnosis of rectal cancer. Elastography technique is based on the endorectal conventional ultrasound and can assess tumor stiffness and further detect the characteristics of tumor. It is helpful to provide more information for the differential diagnosis of rectal cancer, preoperative staging and the chemotherapy efficacy evaluation. The applications of strain elastography in the diagnosis of rectal cancer were reviewed in this article.

Ultrasonography； Elasticity imaging techniques； Rectal neoplasms； Diagnostic imaging

付靜(1985—)，女，重慶人，碩士，主治醫(yī)師。研究方向：腫瘤超聲診斷。E-mail: xiangjianyouyang@163.com

羅小平，重慶市腫瘤研究所超聲醫(yī)學(xué)科，400030。

E-mail: luoxiaoping2016@163.com

2016-11-19 [

] 2017-05-01

10.13929/j.1003-3289.201611098

R735.37; R445.1

A

1003-3289(2017)09-1425-03