超聲診斷技術(shù)評(píng)估熱消融范圍的研究進(jìn)展

林娜，張英霞，鄧偉

（內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院超聲診斷科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050）

0 引言

熱消融技術(shù)在臨床逐漸興起，針對(duì)不同器官病變，可選擇不同消融方式，應(yīng)用較廣泛的包括激光消融（LA）、射頻消融（RFA）、微波消融（MWA）和高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)，其具有損傷小、高效、治療效果顯著等多種優(yōu)勢[1-2]。術(shù)中及術(shù)后正確有效評(píng)估消融范圍既可以保證組織消融完全、減少復(fù)發(fā)，同時(shí)還可有效避免過度消融，損傷消融病灶周圍器官和正常組織結(jié)構(gòu)。

隨著熱消融技術(shù)臨床療效的不斷提升，影像學(xué)方法在評(píng)價(jià)和隨訪熱消融治療中扮演著重要角色。目前評(píng)價(jià)熱消融范圍的方法較多，各種影像學(xué)手段例如超聲、增強(qiáng)CT或磁共振成像（MRI）等發(fā)揮著各自獨(dú)特的作用[3]。現(xiàn)有研究多以增強(qiáng)CT或MRI顯示消融病變增強(qiáng)為判定消融完全的金標(biāo)準(zhǔn)，但其無法實(shí)現(xiàn)同步監(jiān)測與評(píng)估消融過程。由于超聲具有實(shí)時(shí)性、便利性、可再現(xiàn)性和低成本等多種優(yōu)勢，成為監(jiān)測和評(píng)估熱消融療效的首選方法[4]。

1 灰階超聲

熱消融治療后，由于加熱作用，局部消融組織中出現(xiàn)微氣泡，表現(xiàn)為回聲增強(qiáng)的汽化區(qū)，與周圍正常組織回聲不同，灰階超聲能夠?qū)崟r(shí)顯示強(qiáng)回聲區(qū)的范圍，是判斷治療范圍最直觀的方法。早期有學(xué)者對(duì)肝癌消融灶進(jìn)行研究[5-6]，認(rèn)為消融后強(qiáng)回聲氣化區(qū)可初步預(yù)判燒灼范圍。該結(jié)果與實(shí)際工作中灰階超聲的應(yīng)用相一致，在超聲引導(dǎo)下消融術(shù)中，使用高回聲實(shí)時(shí)監(jiān)測仍然是判斷消融程度的首選超聲成像方法[7]。當(dāng)灰階超聲顯示強(qiáng)回聲覆蓋病灶邊緣且彩色多普勒成像無血流信號(hào)時(shí)，再應(yīng)用超聲造影進(jìn)一步判斷消融完全情況。但當(dāng)病灶位于肝臟隔頂部或較大血管旁時(shí)，強(qiáng)回聲范圍的評(píng)估將受到一定的影響，因此該方法雖較為簡便，卻不適用于所有病灶，只可近似大致評(píng)估消融范圍。

Shi J W等[8]對(duì)豬肌、豬肝和兔肝組織分別施以相同時(shí)間的微波消融和射頻消融，結(jié)果顯示只有當(dāng)豬肌和豬肝消融功率為45W時(shí)，兩種組織消融區(qū)與高回聲區(qū)大小無顯著性差異，而其他組無論微波消融還是射頻消融，消融區(qū)均明顯大于高回聲區(qū)。這說明在多數(shù)情況下高回聲區(qū)低估了消融區(qū)的范圍。該研究還觀察到不同組織由于密度、含水量不同，高回聲顯示范圍也不同，總體上MWA的判斷準(zhǔn)確性較高，提示我們要綜合考慮組織的致密程度，合理選擇消融方式，更好地預(yù)測壞死區(qū)范圍。

黃磊等[9]研究了43個(gè)活體豬肝消融病灶，結(jié)果灰階超聲顯示壞死區(qū)橫徑、長徑與面積均小于大體標(biāo)本，認(rèn)為灰階超聲對(duì)消融范圍的實(shí)時(shí)測量會(huì)引起偏差。這與Correa-Grego等[10]以大體標(biāo)本和組織病理學(xué)的所測數(shù)值為對(duì)照，評(píng)估豬肝微波消融治療后損傷范圍的研究結(jié)果一致。且灰階超聲所測消融灶范圍有隨時(shí)間推移呈現(xiàn)縮小的趨勢，因此無法準(zhǔn)確地評(píng)估實(shí)際消融面積大小。

2 彩色多普勒血流成像

彩色多普勒血流成像（CDFI）可以觀察消融組織內(nèi)血流分布變化情況，消融術(shù)后，若腫瘤內(nèi)部仍可見血流信號(hào)或血流信號(hào)較治療前減少不明顯，即為消融不夠完全，可即刻對(duì)遺留腫瘤組織進(jìn)行二次消融。Wengang Liu等[11]認(rèn)為消融后即刻的熱效應(yīng)和組織氣化可能會(huì)產(chǎn)生較明顯的偽影，導(dǎo)致CDFI無法精確描述結(jié)節(jié)內(nèi)部的血流信息，且CDFI利用壁濾器去除噪聲和運(yùn)動(dòng)偽影，易使低速血流的靈敏度降低。由此可見，彩色多普勒成像雖對(duì)消融治療有很好的指導(dǎo)意義，卻在反映消融灶范圍方面價(jià)值有限，其對(duì)微血管的顯示欠佳，彩色增益及量程調(diào)節(jié)均對(duì)成像也有一定影響，如對(duì)腫瘤組織是否消融徹底難以顯示清晰，將給后續(xù)治療過程帶來困難[12]。目前，使用彩色多普勒血流成像可以提供術(shù)后消融病灶血流信息，但無法準(zhǔn)確評(píng)估消融療效，尚未見相關(guān)報(bào)道證明其有效性。

3 超聲造影

超聲造影（CEUS），又稱對(duì)比增強(qiáng)超聲顯像技術(shù)，通過造影劑微泡的動(dòng)態(tài)顯像，反應(yīng)病灶的微循環(huán)血流灌注特點(diǎn)，可明確凝固范圍和壞死情況，有效彌補(bǔ)了常規(guī)超聲對(duì)消融病灶顯示不清晰的不足。病灶完全消融后，內(nèi)部無造影劑充填，呈無回聲區(qū)或低回聲區(qū)。研究表明超聲造影可直觀反映治療前后病灶內(nèi)部血流動(dòng)力學(xué)改變, 清晰劃定消融區(qū)域，進(jìn)而評(píng)估消融療效[13]。

目前，超聲造影在各個(gè)腫瘤的診斷與治療中發(fā)揮著重要作用，是超聲判斷組織消融灶范圍及消融即刻效果的主要方式[14-16]。據(jù)報(bào)道，在超聲引導(dǎo)下進(jìn)行肝細(xì)胞癌灶RFA手術(shù)，與增強(qiáng)核磁比較，術(shù)后CEUS確定完全消融的準(zhǔn)確性可達(dá)到97.22%[17]。Liu Jiangwei等[18]報(bào)道了10頭幼豬活體肝臟射頻消融產(chǎn)生的43個(gè)消融病灶行常規(guī)超聲和超聲造影檢查的情況，對(duì)比大體標(biāo)本，超聲造影測量病灶的兩個(gè)徑線值和消融面積與大體標(biāo)本無明顯不同。該研究對(duì)活體動(dòng)物消融實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了有效補(bǔ)充，證明了超聲造影測值可達(dá)到與組織病理學(xué)相近的標(biāo)準(zhǔn)。在消融術(shù)后1、3、6個(gè)月，需要對(duì)消融部位復(fù)查評(píng)估消融療效，Jia Li等[19]對(duì)10只雄性犬的前列腺進(jìn)行RFA，研究發(fā)現(xiàn)超聲造影可清晰顯示灌注缺陷區(qū)域的邊界，消融后即刻、1周、1個(gè)月超聲造影測量的病灶體積均與病理標(biāo)本無顯著性差異(P＞0.05)。由此說明CEUS能夠較好地評(píng)估各階段消融病灶的范圍和血液分布，進(jìn)而評(píng)估消融治療效果。在不同觀察者之間和同一觀察者測量消融區(qū)域的的重復(fù)性方面，超聲造影也比常規(guī)超聲具有更高的一致性[20]。

CEUS有助于劃分消融區(qū)域，減少治療后的測量變化，在描述消融范圍時(shí)分別測量病灶三個(gè)徑線和體積，可有效防止不同觀察者出現(xiàn)較大測量誤差，獲得更高的重復(fù)性，這對(duì)消融范圍的評(píng)估等具有重要意義。然而，近年來，隨著超聲造影的普及，其使用也受到一定的限制性，難以觀測較大病灶的整體結(jié)構(gòu)，且由于超聲造影劑進(jìn)入體內(nèi)僅可以保持?jǐn)?shù)分鐘，不能實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)測消融過程。

4 超聲溫度成像

熱消融治療成功有賴于精準(zhǔn)監(jiān)測消融病灶的溫度變化，以掌握適中的熱劑量。熱消融過程中，當(dāng)局部消融區(qū)溫度達(dá)到60℃～100℃時(shí)，病灶會(huì)發(fā)生凝固性變性壞死；大于100℃時(shí)，消融病灶發(fā)生氣化或者因溫度過高出現(xiàn)碳化。其中，回波信號(hào)時(shí)間偏移法是超聲溫度成像研究熱點(diǎn)領(lǐng)域之一，受到該領(lǐng)域?qū)W者們的廣泛關(guān)注。其原理是消融病灶溫度逐漸增高，使組織受熱膨脹，聲速傳播發(fā)生變化，引起超聲波回波信號(hào)時(shí)間變化，故按照信號(hào)偏移情況能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測消融病灶的溫度變化，實(shí)時(shí)反映組織壞死范圍[21]。目前，國內(nèi)外己進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)研究，證明了超聲無創(chuàng)測溫技術(shù)具有有效性。據(jù)報(bào)道，基于回波信號(hào)時(shí)間偏移方法測量消融區(qū)域面積準(zhǔn)確率較高，但必須提前了解在消融組織中超聲波傳播的相關(guān)系數(shù)；基于散射子逆散射能量變化的方法可以在短時(shí)間內(nèi)得到較好的溫度成像，但對(duì)消融區(qū)域不均勻的溫度分布面積成像不滿意[22]。由此說明，兩種超聲溫度分布影像均具有可行性，使用卻受到一定限制條件，尚有待進(jìn)一步研究證實(shí)其在評(píng)價(jià)消融灶范圍方面的價(jià)值。此外，回波信號(hào)時(shí)間偏移法僅限于在低功率的RFA下才能精確評(píng)估消融范圍，當(dāng)溫度大于50℃時(shí)，消融范圍與實(shí)際面積不符合，無法實(shí)現(xiàn)消融區(qū)域的精準(zhǔn)判斷[23]。然而，為了在臨床上實(shí)現(xiàn)完全的凝固和壞死，大多數(shù)病灶的消融功率要求很高，當(dāng)溫度升高時(shí)，聲速不會(huì)明顯改變，所以在高功率下熱消融過程中的溫度改變，超聲溫度成像無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確監(jiān)測。目前，這種無創(chuàng)測量溫度的方法在活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床實(shí)驗(yàn)上尚不成熟，近年來有報(bào)道的研究較少，有望成為未來監(jiān)控消融的有利工具。

5 超聲彈性成像

1991年，Ophir首次提出“彈性成像”的概念[24]。超聲彈性成像可顯示組織的硬度信息，是一種新興的超聲成像技術(shù)，在肝纖維化、甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)、乳腺腫物、前列腺病變等的診斷效能已得到廣泛認(rèn)可，成為超聲領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其基本原理是將來自內(nèi)部或外在的應(yīng)變作用于不同組織，在各種力學(xué)的作用下，具有不同彈性系數(shù)的組織將形成一個(gè)有差異的響應(yīng)，諸如位移變化等，將彈性信息疊加在實(shí)時(shí)灰階超聲圖像上以獲得灰階或顏色編碼的圖像[25]。超聲彈性成像可分為靜態(tài)/準(zhǔn)靜態(tài)彈性成像和動(dòng)態(tài)彈性成像兩種，前者最常用的有應(yīng)變彈性成像和應(yīng)變率成像，后者包括瞬時(shí)彈性成像（TE）、聲輻射力脈沖彈性成像（ARFI）和實(shí)時(shí)剪切波彈性成像（SWE）[26]。

熱消融后，消融壞死組織硬度增高，其彈性模量值與周邊未進(jìn)行消融的組織有明顯不同，因此可利用組織的硬度差異來評(píng)價(jià)熱消融的范圍。Fahey等[27]運(yùn)用彈性成像技術(shù)檢測動(dòng)物肝臟熱消融術(shù)，結(jié)果可顯示消融區(qū)與周圍正常組織彈性的實(shí)時(shí)變化情況，驗(yàn)證了彈性成像評(píng)估的消融區(qū)范圍與病理結(jié)果有較好的的一致性。Bo X W等[28]等報(bào)道SWE能夠定性和定量區(qū)分消融區(qū)的不同區(qū)域，以及消融區(qū)與未消融組織的分界線，測量整個(gè)消融區(qū)和壞死區(qū)的體積與大體病理標(biāo)本體積有良好的相關(guān)性。田文碩等[29]等報(bào)道應(yīng)用SWE和ARFI可清晰顯示消融灶范圍，且測量值與大體標(biāo)本一致性良好。以上結(jié)果提示彈性成像方法能夠精確評(píng)估組織熱消融的范圍。已發(fā)現(xiàn)圍消融期SWE圖像中所顯示的消融變化區(qū)域與大體病理所估計(jì)最終消融范圍的相關(guān)程度與消融溫度存在對(duì)應(yīng)關(guān)系[30]。當(dāng)消融部位的組織溫度在70°C-100°C之間變化時(shí)，其相關(guān)系數(shù)r=0.8，表明圍消融期SWE技術(shù)在評(píng)估RFA范圍方面可能具有最適溫度，尚需要多中心研究及大樣本量的臨床實(shí)驗(yàn)，以得到更多學(xué)者的認(rèn)可。SWE作為超聲彈性成像中最先進(jìn)的技術(shù)，不僅可以評(píng)估熱消融范圍，還可以定量反映組織的彈性，即組織的硬度，用于消融過程的監(jiān)測，近年來應(yīng)用前景廣闊。將SWE圖像用于監(jiān)測RFA全部過程，能實(shí)時(shí)顯示消融區(qū)域的絕對(duì)硬度值，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)射頻消融灶硬度變化。

6 超聲融合成像

超聲雖然可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像，但由于各種原因，部分病灶難以顯示清晰，而CT/MRI 對(duì)病灶的檢出能力更高，卻存在放射性損傷及對(duì)比劑過敏等問題。隨著熱消融技術(shù)的進(jìn)步，CT/MRI 超聲融合技術(shù)目前已被引入臨床實(shí)踐。CT/MRI 超聲融合技術(shù)可根據(jù)換能器的角度實(shí)時(shí)同步顯示與超聲聲像圖相對(duì)應(yīng)的CT或MRI圖像，了解病灶內(nèi)部、周圍血管與腫瘤之間的三維關(guān)系，并能發(fā)現(xiàn)清晰度較差的小病灶。這種實(shí)時(shí)多模態(tài)成像具備的兼容性、流暢性、同步性，滿足了術(shù)中實(shí)時(shí)監(jiān)測和不具有放射性損傷等多重條件，可提高腫瘤完全消融率[31]。

羅麗萍等[32]對(duì)76例原發(fā)性肝癌患者的78個(gè)3-5cm病灶進(jìn)行熱消融治療，術(shù)中采用超聲融合成像即時(shí)評(píng)估消融范圍，根據(jù)結(jié)果對(duì)壞死灶即刻進(jìn)行二次補(bǔ)充熱消融，術(shù)后1個(gè)月復(fù)查時(shí)增強(qiáng)CT/MRI證實(shí)78個(gè)病灶全部消融完全，表明超聲融合成像技術(shù)能夠有效反映較大腫瘤的消融范圍，監(jiān)測并指導(dǎo)術(shù)中二次消融。Nicola Camisassi等[33]報(bào)道了一例應(yīng)用US/CT融合成像指導(dǎo)腎癌局部復(fù)發(fā)射頻消融的案例，使患者避免了腎功能喪失及終生透析的后續(xù)治療，提示對(duì)于某些超聲無法檢測到的病灶，應(yīng)用融合成像能夠使病灶顯示清晰，監(jiān)測并指導(dǎo)術(shù)中消融。Choi Moon Hyung等[34]將70名肝臟腫瘤患者隨機(jī)分配，接受手動(dòng)登記或自動(dòng)登記，比較兩種圖像融合系統(tǒng)在射頻消融中的準(zhǔn)確性和臨床結(jié)果，研究結(jié)果顯示自動(dòng)組技術(shù)成功率和有效率均為97.1%(34/35)，人工組達(dá)到100%。提示無論是哪種登記方式，CT/MRI 超聲融合成像均可以準(zhǔn)確測量熱消融邊界，引導(dǎo)監(jiān)測術(shù)中消融，做到不遺留腫瘤組織。

7 小結(jié)及展望

評(píng)價(jià)熱消融療效，實(shí)時(shí)評(píng)估術(shù)中壞死區(qū)范圍以及術(shù)后隨訪至關(guān)重要。目前臨床上多采用灰階超聲、彩色多普勒成像與超聲造影相結(jié)合，對(duì)熱消融術(shù)進(jìn)行監(jiān)測與評(píng)估?；译A超聲顯示消融病變區(qū)域呈高回聲，并伴有聲學(xué)衰減，彩色多普勒在病灶內(nèi)未檢測到明顯血流信號(hào)，可測量高回聲區(qū)范圍近似評(píng)估消融范圍，而后進(jìn)行超聲造影消融區(qū)未見造影劑進(jìn)入，顯示為邊界清晰的灌注缺陷區(qū)，測量其大小及體積評(píng)價(jià)是否消融完全。超聲溫度影像、彈性成像和融合成像已被證實(shí)可用于評(píng)價(jià)熱消融范圍，但尚需大樣本臨床實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步研究。近年來有學(xué)者[11]利用超微血管成像(SMI）與CEUS對(duì)比評(píng)估熱消融療效，完全消融的結(jié)節(jié)內(nèi)無微血管灌注，其檢測不完全消融結(jié)節(jié)準(zhǔn)確率可達(dá)到100%，可能為評(píng)估消融范圍提供一種新思路，有望成為未來重點(diǎn)研究方向。