- 中華影像醫學·肝膽胰脾卷(第3版)
- 宋彬 嚴福華主編
- 17字
- 2020-09-24 15:41:00
第二章 影像檢查方法與圖像后處理技術
第一節 超聲
肝臟作為人體重要的實質性臟器,非常適合應用超聲檢查技術進行肝臟疾病的診斷和篩查。超聲檢查是目前無創性判斷肝內占位性病變及彌漫性病變最簡單易行的影像學診斷方法之一,常用包括二維實時灰階成像(real time two-dimensional gray scale ultrasound imaging,2D-US)、彩色多普勒成像(color Doppler flow imaging,CDFI)、頻譜多普勒成像(spectrum Doppler ultrasonography)、超聲造影(contrast-enhanced ultrasound,CEUS)和超聲彈性成像(elastosonography)等,它們可以從形態學、血流動力學、微循環灌注及組織硬度等角度提供相關診斷信息。目前肝臟超聲檢查仍以常規使用的實時灰階B型超聲為基礎,其探頭多采用弧形凸陣探頭。超聲檢查技術可以對肝臟的實質部分、肝臟相關血管及與肝臟疾病相關的其他臟器等進行掃查。
(一)超聲檢查目的和檢查前準備
目的主要在于:①確定肝內占位性病灶的存在,并提示定位、定性診斷線索;②確定肝臟彌漫性病變的存在,判斷彌漫性肝病所處病理階段;③鑒別細胞性黃疸和阻塞性黃疸等。
檢查前準備:一般無需特殊準備,但由于肝臟毗鄰腸道,餐后的腸腔脹氣可能會導致肝臟的部分葉段顯示不清,因此最好是空腹6~8h,之后進行肝臟的掃查,隔夜空腹狀態是最佳檢查前準備狀態。
(二)常規超聲檢查方法 1.二維實時灰階成像技術
二維實時灰階成像屬于輝度調制顯示法成像,它通過顯示組織器官切面圖的亮度變化,來提供人體解剖和結構學的相關信息。組織切面圖的亮度與組織的聲衰減特性和組織間的聲阻抗差等相關。二維實時灰階成像必須滿足一定的條件,常規包括:實時顯示(幀頻≥8f/s)、高分辨率、高灰階(灰階級≥128)等。
二維灰階超聲檢查可以評估肝臟形態、結構等肝臟背景情況,明確肝內病灶有無,觀察病灶的數目、分布范圍、大小、邊界、內部回聲和形態等。
肝臟背景的評估指標包括:肝臟包膜和邊緣、肝內實質回聲、肝臟大小、肝臟相關血管內徑和走行形態、有無栓子、脾臟大小、脾靜脈寬度、膽囊大小和囊壁及囊內容物等。最常見的疾病是門脈性肝硬化。研究顯示:門靜脈管徑與肝纖維化程度呈正相關,門靜脈血流速度與纖維化程度呈負相關,肝靜脈管徑及多普勒頻譜波形的變化與肝纖維化程度有顯著相關性。肝包膜、實質回聲及膽囊壁厚度是判斷肝纖維化程度的最佳預測指標,其與肝臟纖維化程度有良好的相關性,有研究將以上指標與血清學指標進行了比較,發現超聲評價中度肝纖維化的符合率高于血清學,但二者在判斷肝纖維化的總符合率及輕、重度纖維化的符合率方面差異無統計學意義。常規灰階超聲可以明確肝內有無病灶,常見病灶描述如下:病灶內部回聲為無回聲、低回聲、等回聲、高回聲、強回聲、混合回聲等;均質、不均質等;形態圓形、類圓形、橢圓形、不規則形等;邊界清晰、欠清晰、模糊;有無包膜;后方回聲有無改變等。
2.彩色多普勒和頻譜多普勒成像技術
多普勒成像(Doppler imaging)是一種通過多普勒技術獲取人體組織器官或血管內血流運動速度的分布情況,并以灰階或彩階的方式形成運動速度分布圖的成像技術。彩色多普勒是一種用彩色圖像實時顯示血流的方向和相對速度的技術,方法為在二維灰階聲像圖的基礎上設置一個取樣框,通過計算機的分時處理等方法,在得到二維聲像圖的瞬間獲得取樣框內的多普勒信號,經過計算機的信息處理后,將二者疊加形成實時彩色圖像。在此基礎上,又發展了彩色能量圖和方向能量圖及彩色多普勒組織成像法等:能量型彩色多普勒對高速血流的顯示不產生彩色混迭,不能顯示血流方向、速度和性質等;彩色多普勒組織成像法一般應用于觀察心肌組織運動情況。頻譜多普勒也可以在二維聲像圖(或合并彩色圖像)的基礎上設置一個取樣門,以頻譜圖像顯示,形成雙幅實時圖像:二維實時圖像(或合并彩色圖像)在上半幅、頻譜圖像在下半幅。頻譜多普勒又分為脈沖頻譜多普勒(pulsed wave Doppler,PWDoppler)及連續波多普勒(continuous wave Doppler,CW-Doppler)兩大類。
彩色多普勒和頻譜多普勒超聲成像技術可以協助鑒別管道(血管、膽道或其他管道結構)性質、識別動脈與靜脈、顯示肝臟相關血管包括門靜脈、肝動脈、肝靜脈等的血流走向、流速、測定和評估血流動力學參數。常用血流信號描述如下:血流信號出現部位如周邊、中央,血流信號形態如點狀、條狀、條形等;血流信號總體描述為少許或較豐富等,動態呈動脈樣、靜脈樣等。肝臟常用頻譜多普勒為脈沖波多普勒成像,可測量所顯示血流的血流動力學參數,為臨床提供相關診斷和鑒別診斷信息。常用血流動力學參數主要包括:收縮期血流速度(PSV),舒張期血流速度(EDV),平均速度(Vm),搏動指數(PI),阻力指數(RI)等。
(三)超聲造影
超聲造影即造影劑增強超聲(contrast enhanced ultrasound),利用超聲造影劑在聲場中的非線性效應和所產生的背向散射來獲得對比增強圖像。超聲造影具有較高的時間分辨率,可以對病灶微循環灌注進行實時動態觀察,安全性高,可以在較短間隔內重復注射造影劑進行檢查。經過多年發展,造影劑增強超聲已經成為臨床上常用的診斷技術,這得益于超聲微泡造影劑及配套成像技術的飛速發展。超聲造影劑和低機械指數諧波成像技術的發展,有效彌補了傳統常規超聲和多普勒超聲在肝臟的應用局限性,該技術可以實時動態連續觀察超聲微泡對組織的強化過程,以獲取組織微循環血流灌注等信息,此過程類似于增強CT和增強MRI。常用低機械指數諧波成像技術主要包括:脈沖反向諧波(pulse inversion harmonic,PIH)成像、對比脈沖序列(contrast pulse sequence,CPS)造影成像技術、脈沖編碼諧波(pulsed coded harmonic,PCH)造影技術、造影匹配成像(contrast tuned imaging,CnTI)、純凈造影諧波成像(pure contrast harmonic imaging)等。第一代造影劑包括Albunex、ELevovist等,其由于微泡內含空氣,包膜較厚、彈性差、且包裹的空氣易溶于水等因素,導致第一代造影劑在體內持續時間短且容易破裂。第二代超聲造影劑包括Optison、Sonovue、Sonazoid等,其內包裹高密度惰性氣體(不易溶于水或血液),外膜薄而柔軟、穩定時間長,且振動及回波特性好。目前國內最普遍使用的超聲造影劑Sonovue是純血池造影劑,其微泡在低聲壓下震而不破,能產生較強的非線性諧波信號,從而實現非爆破性實時超聲造影,同時,Sonovue經肺部排泄,無肝腎毒性。也有一些超聲造影劑如Sonozoid等,可滯留在肝臟和脾臟,能獲取延遲或血管后期相,目前即將獲批進入中國市場。現在常用的超聲儀器也是配備低機械指數諧波成像技術的成品機,超聲造影時一般無需另外調節機械指數等參數。
檢查前準備:檢查前告知并簽署知情同意書、詳細詢問病史以明確檢查目的并排除禁忌證、患者檢查前需空腹6~8h、必要的儀器操作和準備等。觀察內容:描述病灶增強開始時間及消退時間、增強程度、增強形態及不同時相的動態變化模式等。適用癥:肝內結節或占位性病灶的定性診斷、需增強影像學檢查但增強CT和MRI檢查有禁忌的患者、CT和MRI檢查未能給出明確診斷的患者、不同影像學檢查診斷肝內病灶結論不同時、肝腫瘤消融介入或手術后定期隨訪、肝移植術后并發癥的評估、肝臟纖維化及肝硬化的評估等。
肝臟超聲造影的時相通常分為動脈相(0~30s)、靜脈相(31~120s)、延遲相(121s~),超聲造影從注射超聲造影劑即刻開始實時動態連續觀察超聲微泡對組織的強化過程,而增強CT和增強MRI一般從動脈早期20s剛開始掃描肝臟,對于在動脈早期20s前即灌注并已消退的病灶則無法捕捉病灶快進快退的灌注信息。同時,超聲造影劑可以作為載體,輔助實現藥物攜帶、基因治療等靶向治療。然而超聲造影往往需要固定在某一個切面進行檢查,因此無法同時全面了解其他部位病變的信息。另外,對于二維灰階超聲顯示困難的部位和病灶,其造影效果通常也不理想。
(四)超聲彈性成像
彈性成像(elastograhpy)的概念首次由美國Ophir教授在1991年提出,它可以對生物組織的硬度進行量化測量和彈性成像。彈性技術主要包括超聲彈性成像(elastosonograhpy)與磁共振彈性成像(MR elastograhpy)技術等,促進了無創評估肝臟纖維化程度的發展。超聲彈性成像因靈敏度和特異度高、操作簡便、價格價廉、無輻射、易重復、患者屏氣時間較短、患者接受度高等獨特優勢,近年來發展迅速,目前已成為無創性評估肝纖維化的可靠方法。
目前,應用于肝纖維化診斷的超聲彈性成像技術主要分為兩類:應變式彈性成像(strain elastography)和剪切波彈性成像(shear wave speed elastography)技術。實時組織彈性成像(real-time elastography,RTE)是應變式彈性成像的代表,以在淺表器官如甲狀腺、乳腺等的應用較有價值。應用于肝臟的超聲彈性技術主要是剪切波超聲彈性技術:包括瞬時彈性成像(transit elastography,TE)、點式剪切波彈性成像(point shear wave elastography,pSWE)、二維/三維剪切波彈性成像(2D/3D shear wave elastography,2D/3D SWE)。其中,瞬時彈性成像以Fibroscan為代表,是最早應用于臨床檢測肝臟彈性楊氏模量的技術,也是多年來被國內外各大臨床指南所推薦的經典檢查方法。其通過體外低頻發射器的震動產生一個瞬時低頻脈沖激勵,使肝組織產生瞬間位移和剪切波,跟蹤并采集剪切波即可測定肝臟硬度。它可以給出組織彈性模量的E值和肝臟受控衰減參數(controlled attenuation parameters,CAP),其中組織彈性模量用來評估肝纖維化程度,剪切波速度越大,肝硬度測值越高,感興趣區(region of interest,ROI)內肝組織越硬。肝臟受控衰減參數CAP值也可以定量反映肝臟脂肪含量。由于瞬時彈性成像沒有實時的圖像引導,因此無法避開非目標區域,對于肥胖、肋間隙過窄、肺氣腫、伴肝內巨大腫塊等患者,常常無法得到正確有效的測量結果,對伴腹腔積液的患者則無法進行肝臟彈性測量。而pSWE及2D-SWE是基于聲輻射力脈沖(acoustic radiation force impulse,ARFI)成像的彈性成像方法,由于成像原理不同且具備了灰階超聲的圖像引導功能,因此其可以有效避開無效測量,適用于伴腹腔積液的患者。pSWE所使用的聲輻射力脈沖在不同深度進行沖激誘發,多條聲束在較大范圍內對組織進行推擠,可形成組織硬度分布圖。pSWE反映的是組織在聲束軸向上的硬度,測得的數據是感興趣區的平均值,常見 pSWE 有 VTQ、STQ、ElastPQ、SWM 等。 2DSWE采用多波成像平臺,探頭發射高速聚焦聲束即聲輻射力脈沖對組織施加激勵,利用“馬赫錐(Mach cone)”原理,可在組織中產生足夠強度的剪切波,并利用超高速成像技術(>5 000幀/s)捕獲、追蹤剪切波,通過測量組織中不同位置剪切波的傳播速度來反映組織硬度,以彩色編碼技術實時顯示出組織彈性分布圖。常見 2D-SWE有 STE、SSI、ElastQ等。2018年世界超聲聯合會發布的最新肝臟超聲彈性指南指出:不同機器的診斷精度相似,在嚴格遵循規范化操作的前提下可以提高SWE的診斷準確性,pSWE及2D-SWE對肝臟硬度的測量成功率高于TE,尤其是對肥胖患者。
檢查前準備:詳細詢問病史以明確檢查目的并排除合并癥,患者檢查前需空腹2~4h,禁咖啡、吸煙、餐飲等,隔夜空腹效果最好。運動后需休息10~20min,囑患者檢查時適當平靜屏氣配合檢查等。
但值得注意的是:雖然肝纖維化程度是影響肝臟彈性硬度測值的最主要因素,但其他因素如炎癥反應和壞死分級、脂肪含量等也可能會影響肝臟彈性測值。在肝臟淤血性損害、急性病毒性肝炎、肝小靜脈閉塞癥、膽汁淤積性疾病等病理情況下,肝臟彈性硬度也可升高。因此,基于復頻剪切波的肝臟黏彈性測量和基于聲波衰減的黏性測量也具有重要意義,但目前尚在萌芽階段。前期仿體和動物實驗表明:黏性與肝臟炎癥壞死及動態病理變化相關。初步臨床實驗顯示急性肝損傷者肝臟具有低彈性測值和高黏性測值,頻散斜率(黏性參數)與壞死分級相關。因此,在日常工作中,醫師需結合臨床的其他診斷指標對肝纖維化程度進行綜合性評估。