鐘志方 崔建華

肝臟局灶性病變(focal liver lesion, FLL)是臨床上常見的肝臟疾病，對FLL良惡性的鑒別診斷一直是影像和臨床工作者的研究熱點(diǎn)。常規(guī)超聲具有經(jīng)濟(jì)，便捷，可重復(fù)，無輻射等優(yōu)點(diǎn)，基本能反應(yīng)FLL的異常圖像特征，可以應(yīng)用于普查[1]。但由于常規(guī)超聲技術(shù)本身的局限，對病灶定性能力較弱。聲脈沖輻射力成像（acoustic radiation force impulse, ARFI）技術(shù)是在超聲彈性成像基礎(chǔ)上建立的一項(xiàng)新興成像技術(shù)，是一種無創(chuàng)性測得靶組織硬度信息的新方法，目前，國內(nèi)外已有臨床資料報道聲觸診技術(shù)用于無創(chuàng)評價肝纖維化具有重要意義[2-3]。

1 ARFI基本原理及生物學(xué)基礎(chǔ)

1.1 ARFI技術(shù)的基本原理 Ophir等于1991年最早提出超聲組織彈性成像[4]，其利用生物組織的力學(xué)特性差異，通過區(qū)分外力作用下不同生物組織的應(yīng)變而進(jìn)行成像。Taylor等將超聲彈性成像技術(shù)分為3種[5]：壓迫性彈性成像、瞬時彈性成像及振動性彈性成像。ARFI技術(shù)屬振動性彈性成像，其基本原理為利用短時程(＜1s)、高能量聚焦聲脈沖作用于組織感興趣區(qū)（Region of interest,ROI），使其產(chǎn)生瞬時、微米級(1～10μm)縱向和橫向的位移,同時發(fā)射聲脈沖序列探測組織位移，利用這二個方向的位移形變波衍生出聲觸診組織成像（virtual touch tissue imaging,VTI）及聲觸診組織量化（virtual touch tissue quantification,VTQ）兩種技術(shù)。VTI先確定需要探測組織彈性的感興趣區(qū)，然后向感興趣區(qū)發(fā)射推進(jìn)脈沖，同時發(fā)出序列的超聲脈沖波束，產(chǎn)生縱向剪切波，利用相關(guān)法運(yùn)算，得出一灰階圖像，以黑白表示組織相對硬度。灰階的明暗反映組織硬度，屬定性診斷。VTQ是感興趣區(qū)組織受到推進(jìn)脈沖波作用后，組織會產(chǎn)生伴有橫向傳遞運(yùn)動的剪切波，序列探測脈沖波將收集到細(xì)微變化，系統(tǒng)會記錄并演算出剪切波傳播的速度。并以剪切波速（Shear wave velocity,SWV）代表組織硬度，SWV以m/s為單位，屬定量診斷。組織越硬，彈性系數(shù)越大，提示組織彈性位移越小，VTI圖像灰度越大，剪切波速越高。ARFI在成像的技術(shù)方法上克服了靜態(tài)/準(zhǔn)靜態(tài)彈性成像對深部組織無法有效施壓的局限性，使得彈性成像的應(yīng)用領(lǐng)域從淺表器官擴(kuò)展到較深的人體器官，對于腹部檢查具有重要意義[6]。

1.2 彈性成像的生物學(xué)基礎(chǔ) 彈性是生物組織的重要特性，不同組織結(jié)構(gòu)及相同組織結(jié)構(gòu)在不同病理狀態(tài)下彈性不同，細(xì)胞成分及排列不同導(dǎo)致生物體組織具有不同的彈性指數(shù)，并以硬度的形式表現(xiàn)，硬度反映的是組織與組織間的阻抗、血管改變以及腫瘤擴(kuò)張導(dǎo)致的實(shí)體壓力[7]。生物組織的彈性(或硬度)與其生物學(xué)特性緊密相關(guān)，與組織的分子構(gòu)成及分子所構(gòu)成組織的形式關(guān)聯(lián)密切，并且受周圍相鄰組織硬度的影響[8]。組織的硬度可以隨著腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、惡變而不同,利用這一特性, 超聲彈性成像就可對良惡性腫瘤進(jìn)行鑒別診斷[9]。

2 ARFI技術(shù)在肝臟局灶性病變中的應(yīng)用

Fahey等[10]于2008年將ARFI應(yīng)于腹部腫瘤，對7例肝臟腫瘤進(jìn)行ARFI成像。他們研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，二維超聲圖像顯示肝細(xì)胞性肝癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）平均對比度為2.9dB，VTI圖像平均對比度為7.5dB；轉(zhuǎn)移性肝癌二維超聲圖像平均對比度為3.1dB，VTI圖像平均對比度為9.3dB，提示VTI圖像的對比度優(yōu)于普通二維超聲，但AFRI技術(shù)對腫塊的鑒別診斷有待進(jìn)一步研究。Cho等[11]應(yīng)用ARFI對轉(zhuǎn)移性肝癌及膽管細(xì)胞癌、HCC、血管瘤病灶進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)SWV平均值分別為2.18m/s、2.45m/s、1.51m/s，SWV在HCC和肝血管瘤組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，以SWV≥2.0m/s診斷肝臟惡性腫瘤的敏感度和特異度分別為89%和81%。與B超圖像相比，VTI圖像對68% 病灶能顯示同等程度或更清晰的邊界,說明ARFI在鑒別肝臟腫瘤良惡性中有潛在的應(yīng)用價值。Shuang-ming T等[12]對128個肝臟局灶性病灶進(jìn)行ARFI研究，結(jié)果表明，惡性病灶SWV平均值為3.14m/s高于良性病灶SWV平均值1.35m/s，并提出SWV為2.22m/s界值鑒別診斷肝臟局灶性病變良惡性的敏感度、特異度、準(zhǔn)確度分別為89.7%、95.0%、92.2%。也有相反的研究結(jié)果，Heide R等[13]應(yīng)用VTQ對62個局灶性肝臟病變及周邊肝實(shí)質(zhì)進(jìn)行VTQ測定，結(jié)果顯示局灶性病變的SWV高于肝臟實(shí)質(zhì)SWV，但肝臟良性病灶和惡性病灶的SWV差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義。該研究認(rèn)為不同病理類型病灶VTQ測值不同，但是VTQ不能鑒別肝臟局灶性病變的良惡性。國內(nèi)類婷婷等[14]對76個肝局造性病灶行ARFI檢測，結(jié)果VTI聲像圖中，77.50%惡性病灶呈灰黑色；36個良性病灶中，36.11%呈灰黑色，38.89%與周圍組織等亮度，25.00%呈灰白色，肝臟良惡性病灶VTI聲像圖差異有統(tǒng)計學(xué)意義。VTQ結(jié)果顯示，良性病灶SWV明顯低于惡性病灶，但肝細(xì)胞癌、膽管細(xì)胞癌及轉(zhuǎn)移性肝細(xì)胞癌三者之間SWV無明顯差異。以SWV＝2.04m/s為臨界點(diǎn)鑒別肝臟局灶性病變的良惡性，其敏感度、特異度和準(zhǔn)確率分別是82.5%、80.60%和81.58%。而吳剛等對53個肝局灶性病灶行VTQ檢測，并對30例健康志愿者肝剪切波速度進(jìn)行測量對比，結(jié)果顯示惡性腫瘤的硬度明顯大于血管瘤和正常肝組織，肝細(xì)胞性肝癌和膽管細(xì)胞癌硬度大于肝轉(zhuǎn)移癌[15]。

以上研究認(rèn)為ARFI技術(shù)有望成為一種新的鑒別肝良性病變與惡性腫瘤組織參數(shù)特征的無創(chuàng)性檢查方法，但對于原發(fā)性肝癌與轉(zhuǎn)移性肝癌之間硬度差異有無統(tǒng)計學(xué)意義尚存在爭論，且對VTQ鑒別臨界點(diǎn)的確定還沒能得到統(tǒng)一結(jié)果，有待臨床進(jìn)一步研究。

魏凌琳等[16]對96個肝臟局灶性病變研究，病灶不同檢查者不同體位的VTI聲像圖硬度特征的Kappa均大于0.61，病灶及周圍肝實(shí)質(zhì)不同檢查者不同體位的SWV值的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）均大于0.71，說明ARFI檢查的穩(wěn)定性與重復(fù)性良好。

3 ARFI技術(shù)在引導(dǎo)肝局灶性病變介入治療中的應(yīng)用

3.1 ARFI與肝局灶性病灶穿刺活檢 超聲引導(dǎo)下穿刺，尤其是中心靜脈置管、組織穿刺活檢等已經(jīng)在臨床上廣泛應(yīng)用，然而穿刺針的角度及穿刺針與空間偏移成像平面之間的組織成像問題往往是普通二維超聲引導(dǎo)穿刺時需要克服的困難。Rotemberg V等[17]報道，ARFI技術(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)的可視化診斷掃描儀創(chuàng)建彈性位移圖像，能夠增加穿刺針的可視性，ARFI能成功定位偏離層面軸線1.5mm甚至2mm的針尖，此外，穿刺針可視化運(yùn)算法則能在0°～35°之間很好的應(yīng)用，同時ARFI能顯示病灶及其與周圍組織的硬度。ARFI技術(shù)有望在肝臟局灶性病變的穿刺活檢中發(fā)揮其重要作用。

3.2 ARFI在肝癌射頻消融中的作用 動物肝臟射頻消融實(shí)驗(yàn)表明[18-19]，與常規(guī)超聲相比，ARFI技術(shù)能更清晰地顯示病灶周圍組織結(jié)構(gòu)和腫塊動態(tài)變化，并在體外實(shí)驗(yàn)得到證實(shí)。Kwon HJ等[20]對38例HCC患者，包括8例HCC射頻消融后復(fù)發(fā)的患者行ARFI檢測，研究認(rèn)為肝癌射頻消融后，VTI聲像圖多表現(xiàn)為黑色，顯示病灶的邊界較二維超聲更加清晰，SWV值多為X.XXm/s ，而復(fù)發(fā)灶的VTI圖像多表現(xiàn)為較淺的灰度，即亮色，ARFI技術(shù)有助于區(qū)分復(fù)發(fā)病灶與射頻治療后的病灶，并能夠指導(dǎo)病灶的后續(xù)治療。

4 RFI技術(shù)的安全性及影響因素

AFRI對組織硬度進(jìn)行檢測時，對人體的影響包括熱力學(xué)作用及空化效應(yīng)。Fahey等[21]評價了ARFI在腹部應(yīng)用時的熱力學(xué)作用特點(diǎn)：聲脈沖時間短，產(chǎn)生能量少，組織升溫幅度＜0.7℃，在安全范圍內(nèi)(1.0℃)；空化效應(yīng)常見于低頻、高機(jī)械指數(shù)(MI＞1.9)超聲波的應(yīng)用過程,而ARFI為高頻聚焦脈沖，機(jī)械指數(shù)＜1.9，產(chǎn)生空化效應(yīng)的可能性較低[22]。

聲衰減使ARFI技術(shù)受到限制,VTI不能檢測到深度＞10cm的組織位移變化,VTQ技術(shù)只能準(zhǔn)確測量深度＜8cm的組織。病灶的順應(yīng)性也是ARFI技術(shù)的限制因素,檢查時須要求患者屏氣或盡量使所測組織保持靜止?fàn)顟B(tài)[23]；對于年齡大、肥胖、術(shù)后早期或身體條件差者,成像質(zhì)量及所測值的準(zhǔn)確度較差。

綜上所述，ARFI技術(shù)可以較好的應(yīng)用于肝臟局灶性病變，有望成為今后無創(chuàng)性鑒別肝臟局灶性病變良惡性的重要檢查方法，并可指導(dǎo)局灶性病變的介入治療，具有良好的臨床應(yīng)用前景。部分學(xué)者對于肝臟惡性腫瘤的VTQ研究結(jié)果略有不同，可能是由于選取病灶大小不同等原因?qū)е?，對于體積較大的肝臟惡性腫瘤，內(nèi)部新生血管較多，并可伴有局部液化、壞死，這些改變均會影響病灶的生物學(xué)硬度從而影響SWV測值。目前對肝局灶性病變良惡性鑒別的VTQ臨界點(diǎn)的確定尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有待臨床大樣本、大小病灶分類研究，以待得出更加準(zhǔn)確、統(tǒng)一的診斷結(jié)果。

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