張斯棋，盧 漫,2△

(1.川北醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)院，四川 南充 637000 ;2.四川省腫瘤醫(yī)院·研究所，四川省癌癥防治中心，電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院超聲醫(yī)學(xué)中心，四川 成都 610041)

傳統(tǒng)的多普勒成像采用壁濾波器去除雜波和運(yùn)動(dòng)偽影，導(dǎo)致低速分量的損失，通常無(wú)法評(píng)估低速流量(3～5 cm/s)小血管(<1 mm)的血流信號(hào)[1～3]。超聲造影提高了血流的敏感度和分辨率，但超聲造影檢查需要靜脈注射造影劑[4,5]，為有創(chuàng)檢查，且造影劑價(jià)格昂貴，加重患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。超微血流成像技術(shù)(superb microvascular imaging, SMI)是一種新型的超聲成像技術(shù)，該技術(shù)分析了雜波運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，采用自適應(yīng)算法識(shí)別和去除組織運(yùn)動(dòng)[6]，消除雜波偽影，同時(shí)保持對(duì)低血流速度的敏感性。與超聲造影相比，SMI具有更高的分辨率和幀頻，可以在不使用造影劑的情況下顯示更低的血流速度和更小的血管，能對(duì)與血管生成密切相關(guān)的疾病進(jìn)行早期診斷，在疾病活動(dòng)分級(jí)和監(jiān)測(cè)治療反應(yīng)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，特別是依賴(lài)于血管生成的癌性腫塊的轉(zhuǎn)移可用SMI來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的隨訪和監(jiān)測(cè)。本文綜述SMI原理及其在臨床應(yīng)用研究現(xiàn)狀，以及該領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。

1 SMI發(fā)展概況及原理

SMI是近幾年開(kāi)發(fā)的一種多普勒超聲技術(shù)系統(tǒng)，自2014年7月以來(lái)已經(jīng)作為常規(guī)超聲檢查。SMI是一種新的超聲圖像處理技術(shù)，它采用一種獨(dú)特的算法，通過(guò)消除基于組織運(yùn)動(dòng)分析的信號(hào)來(lái)最小化運(yùn)動(dòng)偽影[7,8]。它使用先進(jìn)的雜波抑制技術(shù)從血管中提取流量信號(hào)，采用血管增強(qiáng)算法來(lái)增強(qiáng)血管結(jié)構(gòu)顯示，有先進(jìn)的混合顯示模式，使血流與組織更平滑自然的疊加顯示，能夠更好的偵測(cè)小血管(如微動(dòng)脈)的低速血流，顯示細(xì)微血流信號(hào)。

SMI為非侵入性，且對(duì)微血管的描述能力優(yōu)于傳統(tǒng)超聲多普勒技術(shù)。SMI為高級(jí)微血管成像，具有兩種工作模式：cSMI為彩色SMI，mSMI為單色SMI。前者用彩色編碼的多普勒信號(hào)同時(shí)顯示傳統(tǒng)的灰度超聲，可獲得更好的圖像。而單色SMI是一種通過(guò)排除其背景信息來(lái)提高血管系統(tǒng)靈敏度的單色模式信息的方式，只關(guān)注血管系統(tǒng)，輸出結(jié)果為灰度圖像[9,10]。

2 SMI的臨床應(yīng)用

2.1 乳腺腫瘤良惡性評(píng)估乳腺腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的血管生成因子直接刺激新血管的生長(zhǎng)，導(dǎo)致腫瘤血管增生[11]。因此，腫瘤血管的臨床評(píng)估有助于乳腺癌的診斷、治療方案的選擇和預(yù)后的預(yù)測(cè)。評(píng)價(jià)腫瘤血管生成的金標(biāo)準(zhǔn)是微血管密度的免疫組化。微血管密度在乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管原位癌中最高，并與更高的轉(zhuǎn)移可能性相關(guān)[12]。提示惡性腫瘤的超聲多普勒征象，如血管增生、中心血管增生、穿透性或分支性血管，有助于鑒別乳腺腫瘤良惡性[13～15]。Xiao等[16]指出，穿透性、針狀或放射狀排列的血管更有可能在乳腺惡性病變中被發(fā)現(xiàn)。采用了血流分布模式分析乳腺腫瘤良惡性，將乳腺腫瘤微血管構(gòu)成分為5種類(lèi)型：無(wú)血管型、線狀型、樹(shù)狀型、根毛樣型和蟹爪樣型。根據(jù)他們的研究，前三種類(lèi)型最常見(jiàn)于良性病變，而后兩種類(lèi)型最常見(jiàn)于惡性病變。以根毛樣和蟹爪樣形態(tài)作為惡性腫瘤的診斷標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，SMI和超聲造影具有相似的診斷能力。SMI對(duì)微血管具有較高的敏感性，可以更詳細(xì)地評(píng)價(jià)微血管分布，提高乳腺腫瘤的診斷水平[17]。

2.2 甲狀腺結(jié)節(jié)評(píng)價(jià)超聲是目前臨床診斷甲狀腺結(jié)節(jié)的首選診斷工具，高分辨率超聲檢查能發(fā)現(xiàn)人群中甲狀腺結(jié)節(jié)患病率20%～76%，其中甲狀腺結(jié)節(jié)中甲狀腺癌的患病率為5%～15%[18～21]。甲狀腺實(shí)性結(jié)節(jié)是甲狀腺癌的危險(xiǎn)因素[22]，低回聲、邊緣不規(guī)則、縱橫比大于1和微鈣化等特征有助于將甲狀腺病變歸類(lèi)為惡性結(jié)節(jié)[23～25]。研究表明，甲狀腺結(jié)節(jié)中血流增多與惡性相關(guān)[23]，與彩色多普勒和能量多普勒超聲相比，SMI可以更詳細(xì)地顯示結(jié)節(jié)內(nèi)血流，從而提高甲狀腺癌的檢出率[24]。在惡性結(jié)節(jié)中，SMI顯示了結(jié)節(jié)周?chē)苎髦袛嗪徒Y(jié)節(jié)內(nèi)部微細(xì)血管的紊亂，良性結(jié)節(jié)顯示出結(jié)節(jié)周?chē)苎魍暾?，呈環(huán)狀體征，以及結(jié)節(jié)內(nèi)部微細(xì)血管分支走形清晰。SMI為區(qū)分良性和惡性甲狀腺結(jié)節(jié)提供了一種安全，低成本的替代方案[26]。

2.3 甲狀腺結(jié)節(jié)消融腫瘤血管生成是腫瘤生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)[27]。評(píng)估腫瘤消融區(qū)是否消融徹底，常見(jiàn)影像學(xué)評(píng)估方法有常規(guī)超聲、超聲造影、CT、MRI 等。超聲評(píng)估通常是檢測(cè)腫瘤消融區(qū)域是否有血供。腫瘤微波消融后，二維超聲顯示消融區(qū)域通常為低回聲區(qū)，邊界模糊，評(píng)估消融區(qū)域范圍困難。Yan等[28]根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)確定甲狀腺未完全消融的結(jié)節(jié)：彩色多普勒超聲顯示結(jié)節(jié)邊緣有血流信號(hào)；超聲造影顯示結(jié)節(jié)邊緣有少量造影劑灌注的不規(guī)則殘余組織；SMI顯示結(jié)節(jié)邊緣有微血管灌注的殘余組織。以超聲造影結(jié)果作為判斷結(jié)節(jié)是否完全消融的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，用SMI評(píng)價(jià)結(jié)節(jié)完全消融的準(zhǔn)確性、敏感性和特異性分別為100%、90.2%和98.2%。彩色多普勒超聲對(duì)消融后結(jié)節(jié)內(nèi)血流的顯示并不準(zhǔn)確，因?yàn)橄诤蟮募訜嵝?yīng)和組織氣化可能會(huì)產(chǎn)生顯著的偽影。雖然超聲造影是評(píng)估消融效果的首選方法，但其為有創(chuàng)且需經(jīng)靜脈注入造影劑。與傳統(tǒng)多普勒超聲相比，SMI技術(shù)提高了信噪比，可以檢測(cè)到>0.1 mm/s的微血管血流信號(hào)[7]。更重要的是，SMI在臨床環(huán)境下監(jiān)測(cè)消融病灶更方便、無(wú)創(chuàng)，無(wú)需使用造影劑。上述研究結(jié)果均表明，SMI可以作為評(píng)估消融病灶體積變化和消融范圍的重要工具[28]。

2.4 肝纖維化評(píng)估肝纖維化在預(yù)測(cè)肝細(xì)胞癌的發(fā)展中起重要作用，因此準(zhǔn)確評(píng)估肝纖維化至關(guān)重要[29]。肝活檢是目前肝纖維化分級(jí)的參考標(biāo)準(zhǔn)，但這種方法是有創(chuàng)的，可能引起并發(fā)癥[30]。 Kuroda等[31]研究表明SMI顯示了詳細(xì)的肝臟血管結(jié)構(gòu)圖，在纖維化階段，肝臟血管的分布存在顯著差異。晚期肝纖維化患者的肝血管樹(shù)數(shù)量明顯高于其他階段。此外，肝血管樹(shù)數(shù)量早期預(yù)測(cè)晚期肝纖維化的ROC曲線下的面積為0.911，表明其準(zhǔn)確性很高。同樣，Balik等[32]也發(fā)現(xiàn)SMI比其他多普勒成像技術(shù)能更好地顯示肝血管樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，尤其是單色SMI可以通過(guò)區(qū)分小血管的鈍性程度來(lái)區(qū)分輕、重度纖維化。雖然超聲造影也可動(dòng)態(tài)觀察肝血管樹(shù)狀結(jié)構(gòu)[33]，但屬有創(chuàng)檢查且價(jià)格昂貴。SMI技術(shù)的出現(xiàn)，能夠減少不必要的肝活檢和造影劑的使用。

2.5 頸動(dòng)脈斑塊新生血管評(píng)價(jià)不穩(wěn)定斑塊破裂導(dǎo)致血栓形成是引起心肌梗死、中風(fēng)等臨床并發(fā)癥的主要原因，不穩(wěn)定斑塊與斑塊內(nèi)新生血管的發(fā)生密切相關(guān)[34～36]。研究表明，斑塊內(nèi)新生血管可進(jìn)一步促進(jìn)斑塊生長(zhǎng)[34]。斑塊內(nèi)新生血管生長(zhǎng)發(fā)生在頸動(dòng)脈斑塊形成之前的脂肪條紋形成期間，對(duì)斑塊形成、發(fā)展起關(guān)鍵作用，最終會(huì)促進(jìn)斑塊的生長(zhǎng)和不穩(wěn)定性。因此，通過(guò)超聲成像技術(shù)準(zhǔn)確觀察新生血管，可以更好地評(píng)估頸動(dòng)脈斑塊的穩(wěn)定性。SMI是一種新的非超聲造影成像方法，能有效地評(píng)價(jià)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的新生血管形成，可作為臨床預(yù)測(cè)腦卒中危險(xiǎn)性的一種新方法[7]。

2.6 肌肉骨骼疾病診斷Chen等[37]研究顯示，在腕管綜合征患者中SMI的血流顯示率(即有血流信號(hào)的患者數(shù)/總患者數(shù))顯著高于能量多普勒超聲和彩色多普勒超聲。與傳統(tǒng)多普勒成像相比，SMI顯示神經(jīng)內(nèi)血管的敏感性更高。另外，Lim等[38]研究了19例類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者、27例骨關(guān)節(jié)炎患者、16例炎性關(guān)節(jié)炎患者、9例銀屑病性關(guān)節(jié)炎患者和12例沒(méi)有明確診斷的患者，分別使用能量多普勒及SMI對(duì)關(guān)節(jié)內(nèi)血管進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估。研究表明，SMI在評(píng)估關(guān)節(jié)血管方面優(yōu)于能量多普勒超聲，SMI是可用于不同肌肉骨骼疾病診斷和治療計(jì)劃制定的有效工具。但是這些研究的樣本量較小，報(bào)告的研究成果相對(duì)有限，未來(lái)需進(jìn)一步深入探索。

2.7 新生兒睪丸評(píng)估傳統(tǒng)彩色多普勒超聲在檢測(cè)兒童年齡組睪丸血流存在一定的困難，因?yàn)閮和G丸內(nèi)的血管管徑細(xì)小，可能導(dǎo)致假陽(yáng)性診斷[39]。SMI具有比其他多普勒技術(shù)更高的幀速率(>50幀/秒)，以減少與運(yùn)動(dòng)和噪聲相關(guān)的偽影。由于SMI沒(méi)有過(guò)濾器來(lái)區(qū)分流動(dòng)信號(hào)和運(yùn)動(dòng)，可捕捉到微流動(dòng)，特別是單色SMI，在檢測(cè)新生兒睪丸血管方面更具優(yōu)勢(shì)[8]。Keeli等[40]研究表明，單色SMI在檢測(cè)新生兒正常睪丸的動(dòng)脈血流尤其是隱睪檢查，相比于其他多普勒檢查方法更為精確。

2.8 產(chǎn)科應(yīng)用SMI在胎盤(pán)評(píng)價(jià)中的臨床應(yīng)用價(jià)值和前景已被證實(shí)[41]。Hasegawa等[6]研究表明， SMI能清晰顯示胎盤(pán)小血管的低速血流。SMI可顯示胎盤(pán)中來(lái)自臍動(dòng)脈至外周毛細(xì)血管的分支呈絨毛樹(shù)狀，若SMI未能在胎盤(pán)中檢測(cè)出絨毛樹(shù)狀血管結(jié)構(gòu)，則考慮胎盤(pán)梗死。此外，SMI能顯示妊娠14周時(shí)胎兒大腦中的小血管，不僅能顯示W(wǎng)illis動(dòng)脈環(huán)，而且腦實(shí)質(zhì)表面的外周血管都能被精確地顯示出來(lái)。SMI可用于監(jiān)測(cè)胎盤(pán)血流和胎兒某些組織和器官結(jié)構(gòu)中血流的異常，特別是胎盤(pán)附著異常血流的檢測(cè)，這使得SMI在產(chǎn)科領(lǐng)域有特別的價(jià)值。

3 總結(jié)

SMI是一種新型多普勒超聲成像方式，相比傳統(tǒng)超聲多普勒可更靈敏地檢測(cè)到血管，特別是微血管，在一定程度上可以減少超聲造影劑的使用，減輕患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，并在患者有超聲造影的禁忌癥時(shí)，發(fā)揮診斷作用。但迄今為止還沒(méi)有明確評(píng)估微血管定量方法的臨床標(biāo)準(zhǔn)，只能以半定量分?jǐn)?shù)的形式。相信隨著研究的不斷進(jìn)展，SMI可在一定程度上替代超聲造影等有創(chuàng)檢查，應(yīng)用前景廣闊。