超聲彈性成像在皮膚疾病評(píng)估中的應(yīng)用進(jìn)展*

唐一植 綜述 邱 邐 審校

(1.三六三醫(yī)院超聲科，四川 成都 610041；2.四川大學(xué)華西醫(yī)院超聲科，四川 成都 610041)

組織的硬度或彈性受多種因素影響，如組織炎癥、纖維化以及腫瘤等[1-2]。因此，組織的彈性或硬度的評(píng)估可能用于對(duì)炎癥及腫瘤的評(píng)估[3]。傳統(tǒng)上，體格檢查時(shí)的觸診是對(duì)組織的硬度等物理特征相關(guān)的信息進(jìn)行評(píng)估，在臨床上一直發(fā)揮著重要作用[4]。但是該方法受臨床醫(yī)師主觀經(jīng)驗(yàn)影響較大，缺乏客觀性，可重復(fù)性不佳。彈性成像是一種利用超聲波檢測(cè)組織彈性變化的技術(shù)[5]；自20世紀(jì)后期，彈性成像已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)系統(tǒng)疾病，包括乳腺、甲狀腺、肝臟、前列腺、淋巴結(jié)等。壓迫式彈性成像對(duì)于極表淺的皮膚組織評(píng)估影響因素較多，隨著剪切波彈性成像的出現(xiàn)，使得超聲彈性成像量化評(píng)估極淺表組織，如皮膚和附屬器成為可能，但皮膚病變彈性成像研究較少[6-7]。本文就彈性成像的基本物理概念和該項(xiàng)技術(shù)在皮膚和附屬器疾病評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值做一綜述。

1 彈性成像的基本概念

組織受壓時(shí)會(huì)發(fā)生變形并趨于恢復(fù)其初始形狀，這一特性稱為彈性。組織抵抗變形的能力稱為硬度[8]。壓力這一術(shù)語則是指在受到壓力后某一結(jié)構(gòu)相對(duì)于周圍組織相對(duì)長度的變化[9]。除了上述物理現(xiàn)象，組織中還會(huì)產(chǎn)生垂直于壓力波的位移方向的一系列波，稱為剪切波[10]；其可以通過檢測(cè)剪切波的速度進(jìn)而間接對(duì)組織的硬度進(jìn)行定量判斷。

根據(jù)歐洲醫(yī)學(xué)和生物學(xué)超聲協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)(European Federation of Societies for Ultra-sound in Medicine and Biology，EFSUMB)發(fā)布的彈性成像臨床指南[11]，目前有兩種基本的彈性成像類型：評(píng)估組織變形的壓力彈性成像(strain elastography，SE)和評(píng)估剪切波特征的剪切波彈性成像(shear wave elastography，SWE)。彈性成像的類型也可以根據(jù)產(chǎn)生組織變形的物理力來歸類。該物理力可以是機(jī)械產(chǎn)生(手動(dòng)或自動(dòng)的)，也可以通過稱為聲輻射力脈沖(acoustic radiation force impulse，ARFI)的超聲波脈沖產(chǎn)生。這些彈性成像方法均能提供相關(guān)組織硬度的定性或定量信息。半定量測(cè)量通常將1～5的5個(gè)數(shù)字與結(jié)構(gòu)的硬度相對(duì)應(yīng)，其中1為最軟，5為最硬[11]。對(duì)某一結(jié)構(gòu)的硬度進(jìn)行定量的另一種方式使用其相對(duì)于周圍實(shí)質(zhì)的比值來表示，這個(gè)比值被稱為應(yīng)變率比值[12]。剪切波彈性成像則是通過剪切波位移速度來進(jìn)行定量，以kPa或m/s表示[13]。

彈性成像的局限性在于不同類型的彈性成像的變異很大，因而有關(guān)這項(xiàng)技術(shù)的各個(gè)研究相對(duì)獨(dú)立并且目前也缺乏適用于所有彈性成像設(shè)備的統(tǒng)一規(guī)定[11]。觀察者之間和觀察者自身的變異在壓力彈性成像(特別是手動(dòng)施壓的變異)中比剪切波彈性成像中更大[11]。由于要使用超聲波，彈性成像與常規(guī)超聲一樣都可產(chǎn)生偽影。在具有聲影的區(qū)域或囊性結(jié)構(gòu)中，彈性成像提供的關(guān)于組織特性的信息可能與實(shí)際不符，但這些偽影本身也提供了受檢結(jié)構(gòu)的某些信息[14]。

2 超聲彈性成像的技術(shù)和特性

根據(jù)EFSUMB彈性成像臨床指南[11]，當(dāng)對(duì)任何器官進(jìn)行彈性成像時(shí)，應(yīng)參考以下建議：①該結(jié)構(gòu)應(yīng)該靠近換能器(<4cm)；②該結(jié)構(gòu)應(yīng)接近均質(zhì)；③當(dāng)對(duì)該結(jié)構(gòu)施加壓力使其進(jìn)入較深的平面時(shí)的不應(yīng)有滑移；④施加壓力的表面應(yīng)大于受檢結(jié)構(gòu)；⑤不應(yīng)存在阻礙壓縮的結(jié)構(gòu)，如大血管；⑥受檢結(jié)構(gòu)應(yīng)完全包括在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)；⑦壓縮力的方向應(yīng)該是明確的；⑧受檢結(jié)構(gòu)的數(shù)量應(yīng)當(dāng)是有限的。需要注意的是當(dāng)在皮膚上使用彈性成像時(shí)，應(yīng)使用高頻線陣探頭[11,15]。

3 超聲彈性成像的在皮膚疾病中的應(yīng)用

3.1 正常皮膚和附屬器 健康皮膚的硬度因皮層不同而存在差異。真皮比皮下脂肪組織硬度更高[16]。在皮下脂肪組織中，隔膜比脂肪小葉硬度更高。在健康的指甲中，甲板比指甲床更硬[17]。

3.2 皮膚腫瘤 超聲彈性成像在皮膚腫瘤中應(yīng)用最廣泛的是用于區(qū)分良性和惡性[18]。在腫瘤中，組織的機(jī)械性質(zhì)發(fā)生改變能夠與相鄰健康組織進(jìn)行區(qū)分[19-20]。雖然良性皮下腫瘤具備某些B型超聲可識(shí)別的特征[21]，對(duì)于模棱兩可的病例可借助彈性成像進(jìn)行鑒別診斷。Bhatia等[22]的一項(xiàng)研究中，使用超聲彈性成像對(duì)52個(gè)頸部腫塊進(jìn)行評(píng)估，以病理結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，以0～3的評(píng)分對(duì)病變進(jìn)行半定量評(píng)估，其中0代表最軟，3代表最硬。進(jìn)一步的研究使用剪切波彈性成像鑒別頸部腫瘤的良惡性。惡性腫瘤(226.4kPa)的平均硬度高于良性病變(28.3kPa)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。當(dāng)臨界值設(shè)為174.4kPa時(shí)，使用剪切波彈性成像對(duì)良性和惡性病變進(jìn)行鑒別，靈敏度為83.3%，特異度為97.5%。該技術(shù)可以幫助經(jīng)驗(yàn)不足者診斷頸部病變。另外，Park等[24]使用彈性成像來區(qū)分發(fā)炎和未破裂的表皮囊腫，發(fā)現(xiàn)后者比前者更硬。

超聲彈性成像顯示皮膚惡性腫瘤比周圍組織更硬[18]。Dasgeb等[25]研究了55例患者共67例皮膚上皮腫瘤的患者，其中29例為惡性(17例基底細(xì)胞癌和12例鱗狀細(xì)胞癌)，19例為良性。在這項(xiàng)研究中，所有惡性皮膚腫瘤中的應(yīng)變率比值均大于3.9，而所有良性皮膚腫瘤均小于3。應(yīng)變率比值設(shè)置在3.00～3.9時(shí)，診斷惡性病變的靈敏度和特異度均為100%。此外，彈性成像已經(jīng)用于研究黑色素瘤。在BotarJid等[26]人的一項(xiàng)初步研究中，使用壓力彈性成像和彩色多普勒超聲分別評(píng)估39名患者中的42例黑色素瘤的血管形成。結(jié)果顯示黑色素瘤血供豐富，有多個(gè)血管蒂，且壓力彈性成像發(fā)現(xiàn)病變比鄰近的皮膚更硬，血供最豐富的病變處硬度最高。此前，黑色素瘤新生血管形成和預(yù)后之間的相關(guān)性已在多篇文獻(xiàn)中有報(bào)道[27-28]。因此，黑素瘤病變硬度可能是影響疾病預(yù)后的因素[29]。

3.3 皮膚惡性腫瘤轉(zhuǎn)移淋巴結(jié) 超聲評(píng)估淋巴結(jié)的目的是對(duì)臨床可疑病變的淋巴結(jié)的良惡性進(jìn)行無創(chuàng)性診斷[30]。淋巴結(jié)皮質(zhì)區(qū)傾向于比包膜和淋巴結(jié)門更軟，可用壓力彈性成像評(píng)估淋巴結(jié)的硬度，根據(jù)變硬區(qū)域的所占比例分為4或5個(gè)級(jí)別[31]。良性的腫大的淋巴結(jié)通常趨于柔軟，而惡性淋巴結(jié)傾向于僵硬[32]。然而，淋巴瘤不及轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)僵硬，前者的硬度與淋巴結(jié)炎相似。因此，良性淋巴結(jié)腫大和淋巴瘤不能通過彈性成像進(jìn)行區(qū)分[33]。此外，Hinz等[34]研究發(fā)現(xiàn)，除了常規(guī)的B型超聲波檢查結(jié)合彩色多普勒超聲檢查之外，彈性成像將臨床上可疑腫大淋巴結(jié)中檢測(cè)出黑色素瘤轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的靈敏度從80.9%提高到95.2%，但特異性增加(76.2%)。類似的結(jié)果在后來的研究中亦得到證實(shí)，如Ogata等[35]的研究。

3.4 炎癥性皮膚病 皮膚及附屬器的炎癥不僅會(huì)引起B(yǎng)型超聲和多普勒超聲可檢測(cè)到的聲像結(jié)構(gòu)的改變[36]，也影響結(jié)構(gòu)的硬度[7]。Gaspari等[37]進(jìn)行的一項(xiàng)研究納入了50例在急診科進(jìn)行膿腫引流的患者，使用B型超聲和壓力彈性成像分別進(jìn)行檢查。其中，彈性成像可以觀察到B超不可見的膿腫周圍的僵硬區(qū)域。Cuco等[38]通過測(cè)量16例銀屑病斑塊表皮和真皮厚度和彈性來檢測(cè)局部皮質(zhì)類固醇治療效果。研究發(fā)現(xiàn)表皮厚度有所減小，而真皮厚度輕微增加，斑塊彈性無變化。盡管這項(xiàng)研究樣本量少，但上述結(jié)果似乎表明壓力彈性成像對(duì)于銀屑病斑塊的治療效果的檢測(cè)的敏感性較低。彈性成像在皮膚或全身性的纖維化和硬化病變中(硬斑病/系統(tǒng)性硬化)也得到了應(yīng)用[39]。Iagnocco等[39]對(duì)系統(tǒng)性硬化癥患者進(jìn)行壓力彈性成像的初步研究，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性硬化癥患者的皮膚硬度大于對(duì)照組。然而該技術(shù)在其他部位(如手指)的重復(fù)性不高，或許是由于接近指骨表面造成的。Di Geso等[40]重復(fù)了上述研究。結(jié)果顯示，彈性成像在評(píng)估系統(tǒng)性硬化癥患者手指皮膚硬度時(shí)，其結(jié)果在觀察者之間和觀察者內(nèi)部的變異性都較B型超聲測(cè)量皮膚厚度更小。此外，系統(tǒng)性硬化癥常累及患者的口周部位[41]。在一項(xiàng)試驗(yàn)性研究中，Cannaò等[41]人描述了口周部位的彈性成像測(cè)量值的結(jié)果顯示，系統(tǒng)性硬化病患者的口周硬度大于健康對(duì)照組。另外，彈性成像也已經(jīng)應(yīng)用于其他纖維化過程，例如放射性皮炎。Liu等[42]使用剪切波彈性成像測(cè)量頸部的皮膚和皮下脂肪組織的硬度，發(fā)現(xiàn)接受放射治療的患者和年齡匹配的健康對(duì)照組之間硬度存在差異。作者發(fā)現(xiàn)上述變化與頸部肌肉的萎縮程度以及頸部皮下脂肪組織的厚度減少存在關(guān)聯(lián)。

3.5 超聲彈性成像在其他皮膚病癥中的應(yīng)用 Suehiro等[43]一項(xiàng)壓力彈性成像研究發(fā)現(xiàn)，與淋巴水腫患者相比，皮膚脂肪硬化癥患者的應(yīng)變率比值較低。此外，彈性成像也已被用于評(píng)估壓力性潰瘍。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，表面皮膚的硬度在施加了持續(xù)的壓力之后會(huì)快速增加，這可能成為檢測(cè)潰瘍高風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域的早期標(biāo)志[44]。

4 小結(jié)

皮膚病學(xué)中的超聲彈性成像是一種新興的技術(shù)，其在檢測(cè)皮膚和附屬物的組織物理表征中具有巨大的潛力。超聲彈性成像技術(shù)在皮膚組織病變的評(píng)估中提供了重要的信息，對(duì)皮膚科醫(yī)師具有重要參考價(jià)值。

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