三维超声造影增强显像在消化系统肿瘤诊断中的应用

 　　施红　余秀华　张宏　钱斌　卫张蕊　汪贤臣　孔梓祥　徐建平　郭心璋　李黎 作者单位：310013　杭州，解放军第117医院超声科(施红、余秀华、张宏、钱斌、卫张蕊、汪贤臣、孔梓祥、徐建平、李黎);浙江遂昌人民医院超声科(郭心璋)

　　【摘要】 目的　探讨三维超声造影增强显像(3D CEUS)技术在消化系统肿瘤诊断中的应用价值。方法　经手术病理或CT印证的消化系统肿瘤81例，分成良性病灶组和恶性病灶组。静脉注射超声造影剂SonoVue，应用低机械指数造影方法，在二维超声造影增强显像(2D CEUS)的基础上进行3D CEUS。描记二维造影的时间-强度曲线，将三维造影显像特征进行评分，计算3D CEUS对恶性病灶诊断的敏感性、特异性和预期准确性。结果　3D CEUS可显示病灶整体的立体影像、结构层次和血管空间分布，较2D CEUS更为形象，并可从不同角度观察恶性肿瘤的血管特征。应用3D CEUS特征评分，得出对本组消化系统恶性病灶诊断的敏感性、特异性和预期准确性分别为97.7%、94.7%和95.5%。结论　3D CEUS使超声图像的显像质量得到新的提高，为消化系统肿瘤的临床诊断提供了更多的补充信息。

　　【关键词】 消化系统肿瘤;　造影剂;　成像，三维;　超声检查

　　【Abstract】　Objective　To investigate the value of three-dimensional contrast-enhanced ultrasonography (3D CEUS) in the diagnosis of digestive system tumors.Methods　81 digestive system tumor patients，which were verified by pathology or CT，were divided into benign and malignant groups.Ultrasound contrast agent SonoVue was delivered by intravenous injection and the low mechanic index was used.3D CEUS was practiced on the basis of two-dimensional(2D) CEUS.Time-Intensity curves of 2D CEUS was traced and 3D CEUS imaging characteristic was scored，then the sensitivity，specificity and expected accuracy of 3D CEUS to malignant tumor was calculated.Results　3D CEUS could display the integrated stereoscopic image，structure order and angio-spatial distribution of tumor，which was more visualized than 2D CEUS，and could view the angio-characteristic of malignant tumor from hetero-views.The sensitivity，specificity and expected accuracy of 3D CEUS to digestive system malignant tumors were 97.7%,94.7% and 95.5%，respectively.Conclusions　3D CEUS may improve the imaging quality and provide more supplementary information for the clinical diagnosis of digestive system tumors.

　　【Key words】　Digestive system neoplasms;　Contrast media;　Imaging，three-dimensional;　Ultrasonography

　　常规的超声图像已不能满足日益发展的临床诊疗工作的需要。经静脉注射造影剂的CT、MRI等造影增强技术已普遍应用，而经静脉超声造影增强技术正在兴起，尚未在临床上广泛应用。近年来有关经静脉超声造影增强显像技术的研究多为二维显像方法，解放军第117医院在开展腹部消化系统二维超声造影增强显像(two-dimensional contrast-enhanced ultrasonography,2D CEUS)的同时，进行三维超声造影增强显像(three-dimensional contrast-enhanced ultrasonography,3D CEUS)新技术的研究，旨在探讨3D CEUS的临床应用价值，进一步提高超声图像的质量，为消化系统肿瘤提供更为完整的诊断信息。

　　资料与方法

　　1. 一般资料：2007年5月至2010年5月在门诊或住院发现各种消化系统病灶者81例，男53例，女28例，年龄27～83岁，平均(53.30±13.76)岁。将全部病例分成良性病灶组和恶性病灶组。其中良性病灶组38例，包括肝脏血管瘤29例，胃间质瘤5例，胃息肉4例。恶性病灶组43例，包括肝癌31例(肝细胞性肝癌26例和胆管细胞性肝癌5例)，胰腺癌2例，胃癌10例。肝血管瘤29例未行手术，经CT检查作为印证，并予以观察和随访。其余病例均经手术或穿刺活检取得病理学结果。

　　2. 仪器和方法：仪器为Philips IU-22彩色多普勒超声诊断仪，具有超声造影功能。2D CEUS应用C5-2探头。3D CEUS应用C6-2容积探头，探头内具有自动机械装置，驱使晶片做等距离扇形扫查。超声造影剂应用意大利Bracco公司生产的SonoVue，每瓶69 mg，用5 ml生理盐水稀释，每次静脉团注1.0～2.4 ml，随后快速注入生理盐水5 ml，无需过敏试验。机械指数0.06～0.11。每一病例均先行二维超声造影图像的显示，至少连续记录60 s，观察5 min以上，并描记时间-强度曲线。记录造影剂开始增强时间(AT)、达峰时间(TTP)、基础强度(BI)、峰值强度(PI)和增强强度(EI，EI=PI-BI)。在二维造影的基础上，更换容积探头，框定感兴趣区域，再次用相同方法和剂量注射造影剂，从动脉期开始进行三维图像的采集和存储，最后应用Q-lab软件处理和分析图像。胃部病灶采用双重造影的方法，即先用口服造影增强方法使胃腔充盈，衬托出病灶图像，再予以经静脉造影方法显示病灶和胃壁的血流灌注状况。口服造影剂为植物型，含谷类成分，由杭州胡庆余堂医药科技有限公司生产。

　　3. 统计学处理：(1)应用SPSS 13.0软件分析，计量资料以均数±标准差(x-±s)表示，两组病灶组织时间-强度曲线中各参数分别与周围正常组织之间比较采用两样本t检验，P<0.05为差异有统计学意义。(2)3D CEUS特征评分：病灶外形规则为0分，内部血管分布均匀为1分，供血血管平直规律为2分;病灶外形不规则为3分，内部血管密集杂乱为4分，供血血管扭曲无序为5分。对两组每一病灶的3D CEUS特征进行评分，以9分为截点，<9分判断为良性，≥9分判断为恶性，计算3D CEUS特征对恶性病灶诊断的敏感性、特异性和预期准确性。

　　结　　果

　　所有病例在2D CEUS的基础上均完成三维造影图像的采集、处理和显示过程。在2D CEUS图中表示造影剂灌注情况的时间-强度曲线各参数，两组病例病灶组织和周围正常组织对照见表1和表2,2D CEUS和3D CEUS的特点比较见表3。表1　良性病灶组2D CEUS时间-强度曲线各参数比较表2　恶性病灶组2D CEUS时间-强度曲线各参数比较表3　3D CEUS和2D CEUS特点比较

　　3D CEUS显示病灶的动脉期立体图像，通过旋转方法可从不同角度观察病灶的整体形态和血管分布。良恶性病灶的特征如下。

　　1. 良性病灶特征：大多外观呈圆形或椭圆形，形态较规则，有较清晰的边界。内部血管分布细少或与周围组织相近，分布较均匀。较大的病灶内部血管分布有不均匀表现。可显示病灶周边血管和供血血管以及它们的空间关系，多显示为一条主要的供血血管，较为平直规则。肝血管瘤呈周边结节状和环状增强的表现(图1)。胃间质瘤部分可见周围环状增强的血管影像，部分病灶环状增强不明显，与内部同步整体增强。胃息肉显示与胃壁同时等增强的锥状(图2)和豆芽状突起。

　　2. 恶性病灶特征：肿瘤形态显示较二维图形更为完整，多表现为外形不规则，无明显的边界。肝癌显示内部密集杂乱的血管分布，较大的病灶内部见不规则无血供区。周边可见无序的滋养血管，多显示数条，粗细不均，有的蜿蜒扭曲，有的似杂草丛生(图3,4)， 类似X线血管造影的肿瘤血管特征，且可从不同方位显示它们的空间关系(动态图1,2)。胆管细胞性肝癌可无明显团块影像。胰腺癌1例显示内部较密集杂乱的血管分布，并见一支来自于肠系膜上动脉的较粗大供血血管;另1例内部血管较稀少。胃癌可见菜花状血管分布，向腔内凸起，同时显示向壁外侵犯的表现。溃疡型的胃癌显示火山口样表现;弥漫型的胃癌显示广泛增厚隆起的胃壁，以及狭小的胃腔。

　　根据3D CEUS特征评分，以9分为截点，≥9分判断为恶性病灶44例，<9分判断为良性病灶37例，其中假阳性2例，假阴性1例。对恶性病灶诊断的敏感性为97.7%，特异性为94.7%，预期准确性为95.5%。

　　讨　　论

　　常规二维超声图像是根据回声的强弱差异对不同的组织和病变做出判断。而许多病变组织与正常组织之间回声强弱无明显差异，同时患者腹壁厚，腹腔气体干扰，仪器分辨率等多因素的存在，使常规超声对各种肿瘤，尤其是消化系统肿瘤的检出受到一定限制。近年来许多学者开展了超声造影的研究，展示了良好的前景[1-2]，以期能与其他影像学的造影增强方法互相取长补短。超声造影剂为非碘油制剂，由直径与红细胞相近的微泡构成，短时间内通过呼吸排泄[3]，对肝肾功能无明显毒副作用，较为安全。

　　3D CEUS自上世纪末开始有实验和临床研究的报道[4]，亦有较多学者应用彩色多普勒能量图三维重建方式对肝脏肿瘤等进行研究[5]。彩色多普勒能量图三维重建方式存在多普勒伪像和角度依赖性，对较小病灶的血流和病灶内部微小动脉的显示均有不足。近年来随着新型超声造影剂的问世和仪器的不断改进，超声造影技术发展较快。本研究应用低机械指数超声造影方法，在动脉期进行三维造影图像的采集，较满意获得了消化系统各种病灶血流灌注和血管分布的影像。3D CEUS对于肿瘤病灶的外形显示，供血血管及其数目、走行和空间关系，内部血管的分布等方面优于2D CEUS。良性肿瘤多表现为圆形和椭圆形，外形较为规则，供血血管较为平直规律，内部血管的分布亦较为均匀规则，较大的病灶可有内部不均匀分布。恶性病灶多表现为不规则的外形，内部血管密集无序，分布不均，尤其滋养血管蜿蜒扭曲，粗细不匀，颇具特征性，与文献报道一致[6-7]。3D CEUS显示的这种恶性肿瘤血管特征，以肝脏肿瘤最为典型，与X线血管造影的肿瘤血管特点相类似[8]，并可从多方位进行观察显示它们的空间分布。在2D CEUS表现不典型，时间-强度曲线无明显特征变化的病例，通过3D CEUS可表现出良恶性病灶的不同特点。

　　3D CEUS可显示病灶整体的立体影像，结构层次和血管空间分布较2D CEUS更为形象逼真，使超声图像的显像质量得到新的提高，为消化系统肿瘤的临床诊断提供更多的补充信息。由于超声造影相对简便无创，造影剂无明显毒副作用，可重复使用，因此在各种良恶性肿瘤的筛选，各种肿瘤的术前诊断、术中监测和术后疗效评价中均可广泛应用[9-10]。

　　呼吸等因素引起图像的移动，可影响造影图像的显示和分析。3D CEUS虽为立体图像，可测量体积，但不能描记时间-强度曲线进行各种造影参数的定量分析;3D CEUS仍依赖基础的二维超声图像，采集图像以后需进行后处理，成像的速度和图像分辨率也有待进一步提高。

　　【参考文献】

　　[1]　Chen MH，Dai Y，Yan K，et al.The role of contrast-enhanced ultrasound on the diagnosis of small hepatocellular carcinoma (

　　[2]　Isozaki T， Numata K， Kiba T，et al.Differential diagnosis of hepatic tumors by using contrast enhancement patterns at US.Radiology,2003,229(3)：798-805.

　　[3]　刘吉斌，王金锐.超声造影显像.北京：科学技术文献出版社，2010：23-24.

　　[4]　郑荣琴，黄冬梅，工藤正俊，等.肝脏肿瘤谐波造影三维超声与造影二维超声的比较.中国超声医学杂志，2004,20(6)：464-467.

　　[5]　孙彦，林礼务，薛恩生，等.三维超声及彩色多普勒成像对肝脏良恶性肿瘤的鉴别诊断[J/CD].中华医学超声杂志：电子版，2005,2(6)：363-365.

　　[6]　Ohto M，Kato H，Tsujii H，et al.Vascular flow patterns of hepatic tumors in contrast-enhanced 3-dimensional fusion ultrasonography using plane shift and opacity control modes.J Ultrasound Med,2005,24(1)：49-57.

　　[7]　Yukisawa S，Ohto M，Masuya Y，et al.Contrast-enhanced three-dimensional fusion sonography of small liver metastases with pathologic correlation.J Clin Ultrasound,2007,35(1)：1-8.

　　[8]　Coakley FV，Schwartz LH.Imaging of hepatocellular carcinoma：a practical approach.Semin Oncol,2001,28(5)：460-473.

　　[9]　罗葆明，钟文景，杨海云，等.容积超声造影对肝肿瘤射频消融效果的评估.中国医学影像技术，2008,24(1)：95-97.

　　[10]　施红，余秀华，张宏，等.三维超声造影在腹部肿瘤血管显示中的应用.中国医学影像技术，2008,24(8)：1227-1230.