超微血管成像技術(shù)的臨床研究進(jìn)展

程方圓 劉文瑩 張 玫

山東第一醫(yī)科大學(xué)(山東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院)，山東 泰安 271016

超聲診斷是一種無(wú)創(chuàng)性、無(wú)輻射的診斷技術(shù)，已成為臨床診斷疾病中必不可少的診斷方法。二維超聲很難診斷疾病的良惡性，而病灶中的血管對(duì)于疾病的診斷有指導(dǎo)意義，彩色多普勒血流成像技術(shù)(color Doppler flow imaging，CDFI)是診斷血管最常用的方法，但是CDFI僅僅能檢測(cè)到管徑>0.2 mm且流速相對(duì)較高的血管[1]。對(duì)比增強(qiáng)超聲造影(contrast-enhanced- ultrasound，CEUS)可以診斷出低速血流，但是CEUS是有創(chuàng)性檢查，不能適用于所有患者，且對(duì)比劑的副作用和價(jià)格相對(duì)較高，不能被所有患者所接受。近年來(lái)，SMI越來(lái)越被廣泛用于新生血管的檢測(cè)中，它能夠檢測(cè)出流速相對(duì)較低且管徑>0.1 mm的血管[2]，可以協(xié)助二維超聲聯(lián)合診斷疾病。在這篇文章中，我們主要介紹了SMI的技術(shù)原理及其在乳腺、甲狀腺、肝臟、腎臟及頸動(dòng)脈中的臨床應(yīng)用。

1 超微血管成像技術(shù)的原理

SMI是2014年由日本東芝醫(yī)療公司提出，不需要對(duì)比劑就能顯示出腫瘤及病變組織內(nèi)的新生小血管和低速血流。血流及組織運(yùn)動(dòng)均可產(chǎn)生多普勒超聲信號(hào)，常規(guī)多普勒超聲技術(shù)不能區(qū)分運(yùn)動(dòng)偽影和實(shí)際的血流信號(hào)，為了更好地顯示血流信號(hào)，使用壁濾波器可消除組織運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影，但同時(shí)導(dǎo)致緩慢血流信號(hào)的丟失[3]。SMI基于一種特殊的算法，使用多維過(guò)濾器消除雜波產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影，并保留低流量血流信號(hào)[4]，因此SMI可以顯示病灶內(nèi)的極低流速血流信號(hào)。SMI有兩種模式，分別為彩色模式(cSMI)和灰度模式(mSMI)。mSMI通過(guò)抑制背景信號(hào)提高了對(duì)血管系統(tǒng)的敏感性，顯示圖像為灰色，側(cè)重于血流的顯示；cSMI可同時(shí)顯示二維和彩色圖像[5]。

2 SMI評(píng)價(jià)乳腺腫塊

近幾年，乳腺癌的發(fā)病率逐年增加，已經(jīng)成為女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，據(jù)報(bào)道，大約每8～10名女性中就有1人一生中會(huì)患乳腺癌[6]。有研究表明[2]，乳腺惡性腫瘤的血管生成在其生長(zhǎng)轉(zhuǎn)移中起重要作用。王希等[7]對(duì)82例乳腺腫瘤患者的91個(gè)病灶進(jìn)行二維超聲、CDFI及SMI進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明CDFI及SMI模式下鑒別良惡性腫物差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。Park等[8]對(duì)169例病人的191個(gè)乳腺腫瘤病灶二維超聲、CDFI、PDI及SMI資料進(jìn)行回顧性研究，首先對(duì)191個(gè)乳腺病灶進(jìn)行BI-RADS分類，然后使用三因素評(píng)分系統(tǒng)分別對(duì)三種血管模式的腫瘤內(nèi)血管的數(shù)量、形態(tài)和分布進(jìn)行評(píng)分，將二維超聲分別與三種血管模式結(jié)合，結(jié)果表明，SMI顯示血管評(píng)分高于CDFI及PDI，二維超聲與SMI聯(lián)合應(yīng)用的診斷性能均高于二維超聲與CDFI、PDI的聯(lián)合(P<0.001)。Bakdik等[9]采用二維超聲、PDI及SMI對(duì)53例乳腺導(dǎo)管內(nèi)病變患者進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)SMI檢測(cè)導(dǎo)管內(nèi)乳腺病變的血流比PDI更敏感，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.004)，二維超聲聯(lián)合SMI可以提高導(dǎo)管內(nèi)乳腺病變良惡性的鑒別診斷。

3 SMI在甲狀腺疾病中的應(yīng)用

在臨床工作中，二維灰階征象對(duì)鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性具有重要的意義，例如邊界、形態(tài)、內(nèi)部回聲、縱橫比、鈣化。但是有研究表明，結(jié)節(jié)內(nèi)血流的分布及形態(tài)對(duì)鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性具有一定的意義，Lu等[10]研究發(fā)現(xiàn)二維超聲分別聯(lián)合CDFI、SMI、CEUS對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)微血管血流預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性分別為67.31%、86.54%、92.31%，表明SMI的準(zhǔn)確性與CDFI有顯著性差異，但與CEUS無(wú)顯著性差異，SMI可能是描述甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)微血管的一種更經(jīng)濟(jì)、方便的方法。Chen等[11]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于二維超聲診斷為T(mén)I-RADS 4類的甲狀腺結(jié)節(jié)，TI-RADS聯(lián)合SMI的診斷效率高于單獨(dú)使用TI -RADS(P<0.05)，總之，二維超聲聯(lián)合SMI可以提高TI-RADS 4類結(jié)節(jié)的診斷性能。黃于潔[12]選取97例甲狀腺結(jié)節(jié)患者共123個(gè)腫塊，分別應(yīng)用SMI、PDI和CDFI三種技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)結(jié)節(jié)內(nèi)的穿支血管，結(jié)果發(fā)現(xiàn)61個(gè)惡性腫塊中SMI相比CDFI及PDI檢查出的穿支血管數(shù)目差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，CDFI與PDI差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，三種技術(shù)檢查62個(gè)良性結(jié)節(jié)的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且123個(gè)腫塊中甲狀腺良惡性腫塊的穿支血管數(shù)量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究表明穿支血管對(duì)于鑒別甲狀腺良惡性腫瘤有重要的意義，SMI相對(duì)于其他多普勒技術(shù)更有助于檢測(cè)甲狀腺惡性腫瘤中的穿支血管。

然而，Ahn等[13]通過(guò)二維超聲、二維超聲聯(lián)合SMI、二維超聲聯(lián)合彈性成像檢測(cè)甲狀腺結(jié)節(jié)，發(fā)現(xiàn)二維超聲與二維超聲聯(lián)合SMI的檢查結(jié)果對(duì)于鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?？偠灾?，SMI對(duì)于甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的診斷仍然存在爭(zhēng)議，還需要更多的臨床研究驗(yàn)證。

4 SMI在肝臟疾病中的應(yīng)用

肝硬化是一種常見(jiàn)的疾病，長(zhǎng)期持續(xù)可能會(huì)發(fā)展為肝癌，評(píng)價(jià)肝硬化的分期對(duì)于確定其治療方案非常重要。病理是檢測(cè)肝纖維化程度的金標(biāo)準(zhǔn)，但其是一項(xiàng)侵入性操作，不能更好地被患者接受，有研究表明[14]剪切波彈性成像可以檢測(cè)出肝硬化，但其受操作者的影響比較大，Balik等[15]發(fā)現(xiàn)肝內(nèi)小血管變鈍是預(yù)測(cè)肝硬化最常見(jiàn)的發(fā)現(xiàn)，他們對(duì)43名慢性肝炎患者進(jìn)行多普勒技術(shù)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)SMI優(yōu)于其他多普勒技術(shù)，能夠較準(zhǔn)確診斷小血管變鈍及彎曲，從而可以代替肝活檢來(lái)預(yù)測(cè)肝纖維化的程度，及時(shí)的確定其治療方案。

Lee等[16]發(fā)現(xiàn)肝血管瘤最常見(jiàn)的SMI表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀邊緣狀血流或斑點(diǎn)狀血流信號(hào)，而局灶性結(jié)節(jié)增生表現(xiàn)為輪輻狀或放射狀血流信號(hào)，SMI對(duì)于肝局灶性結(jié)節(jié)增生及肝血管瘤的鑒別有一定價(jià)值。Dubinsky等[17]對(duì)直徑小于2 cm的疑似肝癌患者進(jìn)行SMI、CDFI和PDI檢測(cè)，研究發(fā)現(xiàn)，與CDFI和PDI相比，SMI在肝臟病變中發(fā)現(xiàn)更多的中心和外周血管。王萍等[18]分別對(duì)肝硬化增生結(jié)節(jié)及原發(fā)性高分化小肝癌各30例進(jìn)行SMI及CEUS的對(duì)比檢查，發(fā)現(xiàn)SMI對(duì)肝硬化增生結(jié)節(jié)及原發(fā)性高分化小肝癌的內(nèi)部及邊緣血流顯示情況存在顯著性差異，CEUS對(duì)肝硬化增生結(jié)節(jié)及原發(fā)性高分化小肝癌的微血流顯示情況更加直觀，SMI與CEUS有良好的相關(guān)性。

5 SMI在腎臟疾病中的應(yīng)用

腎臟疾病是腹部常見(jiàn)的疾病，正確描述腎臟內(nèi)的血流對(duì)于評(píng)價(jià)腎臟的病變有重要的臨床意義。Gao等[19]對(duì)20名健康成人進(jìn)行腎臟的SMI、CDFI和PDI檢查，結(jié)果表明在描述腎臟皮質(zhì)微血管系統(tǒng)時(shí)，SMI要優(yōu)于CDFI和PDI。

腎臟腫瘤是腹部常見(jiàn)腫瘤之一，有研究表明，病理檢查發(fā)現(xiàn)腎臟惡性腫瘤比良性腫瘤的血供豐富，且血管數(shù)量多、血流分級(jí)高[20]。毛怡然等[21]對(duì)48例腎臟實(shí)性腫物進(jìn)行SMI及能量多普勒(power Doppler imaging，PDI)的對(duì)比分析，病理結(jié)果顯示38例為惡性腫瘤，10例為良性腫瘤，通過(guò)分析實(shí)性腫物的血流分級(jí)、分布模式、血流形態(tài)及周邊有無(wú)環(huán)狀血流信號(hào)來(lái)鑒別腎臟腫瘤的良惡性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與CDFI相比，SMI顯示的血流分級(jí)更高，更能清晰地顯示迂曲走行的新生小血管，本研究還發(fā)現(xiàn)SMI檢查出28例腎臟惡性腫瘤的周邊為環(huán)狀血流，PDI則檢查出15例。總而言之，SMI比PDI更能清晰顯示腎臟惡性腫瘤的血流分級(jí)、分布模式、血流形態(tài)及環(huán)狀血流信號(hào)，對(duì)于鑒別腎臟良惡性腫瘤提供了可靠的依據(jù)。郝敬春等[22]對(duì)71例腎臟病變的患者進(jìn)行SMI、CDFI、PDI和高級(jí)動(dòng)態(tài)血流成像(advanced dynamic flow，ADF)的對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)SMI對(duì)腎臟占位性病變的靈敏度、特異度均高于CDFI、PDI及ADF，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且SMI對(duì)于腎臟良惡性占位的血流分級(jí)、分布模式、血流形態(tài)及周邊環(huán)狀血流差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，進(jìn)一步說(shuō)明了SMI相比于其他多普勒血流模式對(duì)于診斷腎臟惡性腫瘤更具有優(yōu)勢(shì)。

6 SMI在頸動(dòng)脈疾病中的應(yīng)用

頸動(dòng)脈易損斑塊是腦血管病發(fā)生的最重要的因素，斑塊內(nèi)新生血管的形成是易損斑塊的重要特征[23]。Hoshino等[24]通過(guò)SMI和CEUS兩種方法評(píng)價(jià)阿伐他汀治療頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的療效，將82例頸動(dòng)脈斑塊患者分為治療組和對(duì)照組，治療前分別用SMI和CEUS檢查斑塊內(nèi)新生血管，治療組服用阿伐他汀，對(duì)照組服用安慰劑，6個(gè)月后，再次檢測(cè)頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管的數(shù)量，SMI檢查治療組中頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管由69.23%下降到48.72%，CEUS檢查治療組中頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管由76.92%下降到69.23%，對(duì)照組頸動(dòng)脈新生血管中SMI和CEUS的檢查結(jié)果均沒(méi)有明顯變化。結(jié)果表明SMI與CEUS在顯示斑塊內(nèi)新生血管方面有良好的一致性，這表明，在不使用造影劑的情況下，SMI作為一項(xiàng)無(wú)創(chuàng)、安全、廉價(jià)的檢查方法可以替代CEUS檢測(cè)頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)新生血管，從而評(píng)價(jià)斑塊的穩(wěn)定性。

楊德斌等[25]選取頸動(dòng)脈硬化斑塊患者30例共44個(gè)斑塊，對(duì)其分別進(jìn)行SMI、CT血管造影(CTA)和CEUS檢查。以CTA為金標(biāo)準(zhǔn)，SMI低估狹窄程度3處、高估狹窄程度4處，SMI評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈狹窄的程度與CTA有良好的一致性；另一方面，SMI評(píng)價(jià)斑塊內(nèi)新生血管的分級(jí)與CEUS有較好的一致性?？傊琒MI既可以評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈狹窄的程度又可以評(píng)價(jià)斑塊內(nèi)新生血管，相比于CTA和CEUS具有無(wú)創(chuàng)、安全、方便、廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)。

頸動(dòng)脈炎是一種血管炎性病變，發(fā)生在動(dòng)脈的內(nèi)膜和外膜，表現(xiàn)為內(nèi)膜細(xì)胞增生及滋養(yǎng)血管生成[26]。王立娟等[27]對(duì)20例多發(fā)性大動(dòng)脈炎患者進(jìn)行頸動(dòng)脈的CEUS和SMI的對(duì)比掃查，發(fā)現(xiàn)活動(dòng)期組SMI與CEUS具有良好的一致性，SMI能敏感檢測(cè)到低速血流，能檢測(cè)到增厚管壁的新生血管，SMI對(duì)于大動(dòng)脈炎的臨床診斷及治療具有指導(dǎo)意義。

7 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的超聲多普勒技術(shù)對(duì)于顯示病灶的血流有局限性，SMI是一種新型檢測(cè)血管的技術(shù)，目前已被廣泛應(yīng)用于臨床，它可以在沒(méi)有對(duì)比劑的情況下更好地顯示低速血流，對(duì)于疾病的良惡性診斷、評(píng)價(jià)疾病分級(jí)及檢測(cè)治療方面有重要意義。

但SMI仍然存在一些局限性，例如沒(méi)有具體的診斷標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)有些腫瘤良惡性的鑒別診斷仍存在較多的爭(zhēng)議。因此，需要更多的臨床研究對(duì)SMI進(jìn)行量化以確定診斷標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)也可以研究SMI與病理分型之間的相關(guān)性。相信未來(lái)SMI會(huì)在臨床疾病診斷中發(fā)揮更重要的作用。