超声造影在肝脏疾病诊断和治疗中的应用与进展

秦胜亚

超声造影(contrast enhanced ultrasound,CEUS)是将某种物质引入“靶”器官或病灶，以提高图像信息量的方法，其借助于静脉注射造影剂和超声造影谐波成像技术，能够清楚显示微血管和组织血流灌注，增强图像的对比分辨率，大大提高超声诊断的敏感性和特异性。超声造影从最初的心脏分流性疾病及心瓣膜反流的检测开始，到现在的用于全身实质脏器造影成像来进行疾病的诊断、鉴别诊断和用超声造影技术进行初步的超声分子影像诊断及基因治疗。超声造影成像的出现使超声与其它影像如CT、MRI一样实现了增强显像，被称为超声医学的第三次革命。笔者就超声造影在肝脏疾病诊断和治疗中应用与进展作以综述。

1 超声造影原理

血细胞的散射回声强度比软组织低1 000～10 000倍，在灰阶二维图表现为“无回声”，当经静脉注入超声造影剂后，血管内的微泡作为“散射体”随血流流遍全身。它们既可以在声场中产生谐振，提供丰富的非线性谐波信号，又在血液中产生大量的液-气界面来增强血流的背向散射，从而明显增加了血液的回波信号强度，成为可“看见”的血池示踪剂。

超声造影剂(ultrasound contrast agent，UCA)的主要特点在于使用了气体微泡，增加血液与周围组织的对比，来达到增强图像效果的目的。UCA作为一种类似血球示踪剂随血流分布到全身，反应器官的血流灌注情况，而又不干扰血流动力学，它与快速发展的超声造影新技术相结合，能有效增强诸多器官的二维超声影像和血流多普勒信号，明显改善超声对微循环显像的灵敏性和特异性，从而进一步拓展了临床超声诊断范围和应用潜力。

2 超声造影历史

超声造影技术，自1968年Gramiak和Shah首先应用于临床以来，已有40多年历史。早期主要应用于心血管病变的检查，直到1968年Mastsuda才将其首次应用于肝脏肿瘤研究。近年来随着新型造影剂以及二次谐波、能量多普勒显像等新技术的临床应用，明显改善了肝脏声像图的质量，显著提高了超声检查对肝脏占位性病变的检出率，对良恶性病灶鉴别诊断具有重要价值。同时在肝脏介入治疗中肿瘤定位以及治疗后疗效评价等方面发挥着重要的作用。

3 造影剂的种类

血管造影剂也称微泡造影剂。第一代游离微气泡造影剂，只是混有空气而且持续时间较短。第二代包裹惰性气体的微气泡造影剂，用可溶气体延迟了造影时间，且在微气泡表面由变性蛋白、脂或表面活性剂层形成壳，增加了造影剂的稳定性。第三代新型声学造影剂为高分子氟碳气体，应用聚合体壳包绕，使造影剂稳定性和有效性大大提高，经外周静脉注射后可以使血流产生强辐射，并可以维持较高浓度，使实质性器官显影。主要代表产品有：Levovist、Sonovist、Albunex、SonoVue、Optison等。目前超声造影剂正在向具备靶向诊断(包括分子成像)、靶向载药的第四代功能性声学造影剂方面发展。

4 超声造影成像技术

超声造影成像技术主要有：(1)触发成像术(trigger imaging)，分为心电触发、时间触发和手动触发；(2)二次谐波成像技术(second harmonic imaging)，包括连续和间歇谐波成像2种方式；(3)次谐波成像技术(sub-harmonic imaging)，它选择性接受次谐波信号用于造影成像的技术，因为造影剂微泡与组织器官产生次谐波信号的比值远高于两者产生二次谐波信号比值；(4)1.5次谐波成像技术(1.5 harmonic imaging)，它利用造影剂微泡在1.5次谐波位置上与组织信号相比具有最大成分，通过1.5次谐波成像，可以消除组织谐波的影响，提高造影灌注成像的质量；(5)基波脉冲低消成像技术(subtracting out the fundamental signals)，(6)能量脉冲反向成像技术(power pulse inversion imaging)；(7)实时成像技术(real-time imaging)，也称低机械指数实时成像。

5 超声造影在肝脏疾病诊断中的应用

5.1肝外伤的诊断 超声造影可清晰显示肝内损伤病灶的部位、形态、范围，其显示肝内损伤区的敏感性为100%，显著优于常规超声37.5%。肝内损伤病灶的超声造影特征为在肝动脉期、门静脉期和延迟期均无增强，呈负性显影，损伤区与周围正常肝实质分界清晰。在判断肝损伤的严重程度上，超声造影分级与病理学检查具有较好的一致性。超声造影可显著提高常规超声对肝脏外伤的诊断水平，在肝脏外伤的诊断上具有潜在的应用价值[1]。

5.2肝血管瘤的诊断 肝血管瘤在组织学上分为海绵状血管瘤、硬化性血管瘤、毛细血管瘤和血管内皮瘤。肝血管瘤主要病理为血管囊状扩张，血窦间有纤维组织分隔，其内含血量虽多，但缺乏速度，CEUS过程中病灶血管床微气泡流速慢，总量少，其超声造影的时间-强度曲线(TIC)表现为慢上慢下型。由于血流速度慢造成造影剂消退较慢而出现肝实质持续的特点，肝血管瘤最常见的增强模式为动脉相病灶内无明显增强，门脉相或实质相病灶出现球状或周边增强，呈向心式填充，具有特异性[2]。

5.3肝脏不典型增生结节的诊断 在肝硬化背景下不典型增生(DN)被定义为直径超过1 mm的肝细胞增生所形成的肝内结节，结节内包含有异型性但无明确恶性征象的肝细胞。DN根据细胞和结构的异型性可进一步分为低度不典型增生(LGDN)和高度不典型增生(HGDN)，LGDN具有轻度的细胞异型性而无结构异型性，HGDN具有明显的细胞和结构异型性。LGDN与HGDN超声造影后均表现为增强形态均匀，造影动态变化过程主要为动脉期高增强，延迟期增强持续高或等增强或动脉期开始为低增强，晚期为等增强，并持续至延迟期[3]。

5.4肝硬化程度的定量诊断 在肝纤维化病变进程中，肝的病理改变引发血流动力学变化，导致造影剂在肝内灌注时的变化[4]，主要表现为肝内循环的时间缩短，随着肝纤维化程度的加重，造影剂在肝内渡越时间即肝动-静脉渡越时间(HA-HVTT),门静脉-肝静脉渡越时间(PV-HVTT),肝实质-肝静脉渡越时间(PA-HVTT)逐渐缩短，以上参数与肝硬化程度均存在较好的相关性，根据这些参数可以对肝硬化程度做出定量分析[5]。

5.5肝局灶性结节增生与肝腺瘤的鉴别诊断 肝局灶性结节增生(FNH)与肝腺瘤(HCA)均为发生于肝内的多血管性良性占位性病变，但治疗方法及预后有着显著的不同：FNH并非真性肿瘤，是肝细胞在血管畸形处的反应性增生，没有恶变的可能，常不需要进行外科及介入的治疗；HCA发生率较FNH低，它不同于FNH，是发生于肝内的真性肿瘤，由于其有恶变和出血的潜在性，必须密切监测，最终常需外科手术治疗，因此对其鉴别诊断至关重要。超声造影：FNH动脉期表现为“轮辐状”离心性增强，门静脉期及延迟期消退缓慢，呈等或更为常见的稍高增强，可以观察到特征性低增强的中央瘢痕。HCA动脉期表现为快速向心性增强，门静脉期消退较FNH快，延迟期表现为等或更为常见的低增强，可以全程观察到不增强的出血坏死区[6]。

5.6肝脏恶性肿瘤的诊断 肝脏恶性肿瘤分为原发性肝癌、转移性肝癌、肝内胆管细胞癌。超声造影，就增强方式而言，原发性肝癌动脉相早期呈整体增强；转移性肝癌动脉相增强模式复杂多样，与原发灶病理特点及血供丰富程度有关，转移性肝癌血供主要来源于肝动脉，血供丰富者多呈动脉相迅速整体高增强或等增强，瘤体较大者可见其内扭曲杂乱的血管，乏血供者多呈动脉相周边不规则环状高增强，典型者表现为“面包圈”样增强，门脉期及延迟期病灶呈低增强，呈“黑洞”征；肝内胆管细胞癌呈整体增强[4，7]。增强时间及强度而言，肝恶性肿瘤均表现为快进快出型，但转移性肝癌的廓清时间更快；原发性肝癌增强强度呈高强度，转移性肝癌呈低强度，而肝内胆管细胞癌则呈等强度[8]。

5.7肝脏复杂囊性病变的定性诊断 肝脏复杂囊性病变是指含有较大液性区域肝局灶性病变，包括良性和恶性两类，良性病变如肝脓肿、肝囊肿、肝血肿、肝包虫病、肝海绵状血管瘤、肝囊腺瘤等，恶性病变如肝囊腺癌，原发性和转移性肝癌出现液化坏死或出血感染。常规灰阶超声及彩色多普勒超声对其进行定性诊断较困难，超声造影不仅能克服传统彩色多普勒超声对低速血流敏感性差、影响因素较多的局限性，还能真实地反映肝脏局灶性病变血流灌注特点，从而获得组织或病灶内血流灌注信息，其增强时间与增强模式已成为判断肝脏局灶性病变性质的重要手段。肝脓肿、海绵状血管瘤、单纯性肝囊肿、肝血肿4种良性肝复杂囊性病变的CEUS表现具有特异性：肝脓肿动脉期周边环状增强、病灶内分隔增强和病灶周边肝实质楔形早期高增强有助于将其与HCC及其它恶性病变鉴别；肝海绵状血管瘤动脉期仍为周边结节状增强，肝血肿和单纯性肝囊肿(有或无合并症)CEUS均表现为三期无增强；肝囊腺瘤动脉期可见间隔增强，门脉期及延迟期均呈低增强；肝囊腺癌病灶呈现出典型的“快进快出”表现；肝癌发生液化坏死，病灶实性部分均呈“快进快出”表现，囊性部分3期不增强[9-10]。

5.8脂肪肝内低回声病变定性诊断 脂肪肝发病率逐年增加，近年研究表明，肥胖及其相关脂肪肝所致肝硬化与肝癌的发生和病死可能相关，而脂肪肝合并肝癌的早期诊断和有效防治，能改善患者的远期预后。化疗性脂肪肝的增多，转移灶的早期检出对进一步的治疗至关重要。然而脂肪肝内的病灶，尤其是脂肪肝内低回声改变病灶，常规超声诊断准确性低，难以做出良恶性判断。超声造影能够显示病变特征性血流灌注，对脂肪肝内低回声病灶良恶性鉴别诊断有重要应用价值[11]。

5.9肝移植动脉并发症的诊断 肝移植术后常见并发症有:肝动脉狭窄、肝动脉血栓、肝动脉假性动脉瘤。超声多普勒是目前筛查肝移植并发症的首选方法，但其影响因素较多，肝外动脉高速湍流的测量，易受患者肠气、呼吸影响，而且高速湍流的峰值测量误差较大，对肝动脉狭窄诊断的敏感性、特异性较低[12]。当移植早期肝充血水肿时，超声探测肝内动脉血流困难，肝动脉血流速度缓慢、超声仪器敏感性不够时，也不能显示动脉血流信号，出现假阳性。近年来，国外有文献报道实时超声造影用于肝移植术后肝动脉并发症的诊断。可以提高移植术后肝动脉和门脉的显示度，缩短扫查时间，提高超声诊断肝动脉闭塞的能力，诊断敏感性和特异性可高达100%[13]。超声造影诊断移植肝假性动脉瘤更为直观，表现为造影后移植肝肝门部造影剂快速充填区，可准确观察假性动脉瘤大小和形态[14]。

6 声造影在肝脏疾病治疗中的应用

6.1在肝创伤的治疗中应用 近年来非手术治疗肝脾损伤已成为血流动力学稳定患者的治疗原则，50%～86%的肝损伤在剖腹探查时出血已经停止，国内外肝破裂非手术治疗的临床报道日益增多，肝脾损伤非手术治疗的成功率已经增加到90%以上。超声造影作为一种血池显像技术，能实时、准确地通过微气泡产生实时对比增强图像来显示肝实质损伤病灶和肝活动出血点，利用超声造影对活动性出血的清晰显示，引导微创治疗(如射频、微波、高强度聚焦超声、止血剂局部注射治疗等)实质脏器破裂时，提高了治疗定位的准确性。同时可以利用超声造影观察疗效，如提示存在活动性出血的情况，确定是否需要再一次治疗[15]。

6.2在肝癌射频消融治疗中应用 应用低机械指数实时灰阶谐波超声造影技术(CEUS)辅助肝癌的射频消融(RFA)治疗比其他影像方法具有更重要的临床意义[16]。治疗前CEUS可以判断病灶的边界、大小、和浸润范围，而确定消融范围，保证消融安全的“无瘤边缘”以减少术后复发[17]。在治疗过程中CEUS可以通过识别肝癌病灶的血供来进行准确、实时地定位，引导完成RFA治疗，同时治疗后还可以即刻对病灶区进行疗效评估，对残留病灶在CEUS引导下完成补充治疗，最大限度确保一次治疗达到完全灭活[18]。CEUS在RFA治疗后随访患者，观察病灶是否复发，有方便、快捷、无创、可重复的优点。

6.3在高强度聚焦超声治疗肝癌中应用 高强度聚焦超声(HIFU)是一种非侵入性体外适形治疗肿瘤的新技术，能损伤内径<2 mm的肿瘤滋养血管，造成肿瘤组织破坏而对邻近组织则极少或不产生损伤，通过热效应、空化效应、机械机制等使局部组织产生凝固坏死而消融肿瘤。靶区内组织凝固坏死体积大小取决于：聚焦超声剂量及活体组织生物学特性。单纯提高聚焦超声剂量会带来一系列副作用。超声造影剂全氟显在聚焦超声作用下不仅使病灶回声增强还可改变活体组织生物学特性，从而在不需要提高聚焦超声剂量的条件下增强其治疗作用，同时还可以评价肿瘤治疗后的灭活程度[19]。

6.4治疗性基因载体 分子生物学研究证实，c-myc癌基因系细胞增殖必不可少的早期基因，其高表达在肝癌的形成和发展中起重要作用，通过反义c-myc ASODN可阻断c-myc基因的过表达，抑制肝癌细胞的增殖，是常用的肝癌基因治疗方法之一。超声微泡造影剂作为基因载体，可通过超声介导微泡破裂的方法促进目的基因安全定向的转染，超声能使裸质粒DNA在血管内皮细胞的转染率提高10倍，联合使用造影剂Optison后可使其转染率增加约300倍。大大提高治疗基因在靶细胞中的表达[20]。

6.5肝脏肿瘤治疗后评估 随着超声造影的广泛应用，已经成为肿瘤治疗后不可缺少的重要评估手段。超声造影克服了肿瘤大小及深度对血流显像率的影响，充分地显示了肿瘤内部的血流分布情况，有效地判断肿瘤治疗后内部的灭活程度，准确而客观地判断残存病灶的部位，对下一步治疗起了至关重要的作用。肝脏肿瘤治疗后超声造影对靶区域灭活的诊断标准：(1)完全灭活区观察治疗后注入造影剂动脉相、门脉相及延迟相均未见造影剂充填，完全无增强，呈“黑洞”表现。(2)残存活性观察可分为以下几种情况：①超声造影显示病灶治疗区域动脉相可见不规则高增强表现，增强范围可为片状、树枝状或星点状，增强区域或位于肝脏内部，或位于肝脏边缘，并于门脉相及延迟相消退；②超声造影显示治疗区域较二维超声下小，动脉相增强不明显，但门脉相及延迟相退出范围扩大[21]。

7 存在问题及发展前景

目前，肝脏超声造影已经能够从定性进入到定量研究，并已从诊断扩展到治疗及治疗后的疗效观察，提高了超声对肝内疾病诊断的敏感度和特异度。超声造影检查操作简便，超声造影剂无心毒性、肝毒性和肾毒性等，无放射性损伤，故其对肝脏疾病的诊断和治疗具有实际的临床意义。但超声造影检查有一定局限性，对于小病灶，特别是位于肝脏近膈顶部的小病灶，易受呼吸干扰及操作者的熟练程度影响，造影过程中易发生病灶显示不清，信息丢失。另外，当肿瘤血供较少或动脉期增强短暂，快速即进入实质期时，超声造影可能发生漏诊。此外，对于多发小结节，一次造影很难全面地对全肝做出评价，需要多次注射。随着分子生物学技术的发展与延伸，超声造影不再局限于仅仅获得肝脏血流灌注信息，而且进一步着眼于特异的超声分子成像的研究，而最近纳米级超声造影剂的出现无疑为肝脏肿瘤细胞的超声分子成像带来了希望，而且通过结合特异性抗体或配体，可进一步提高纳米级微泡对肝肿瘤诊断的特异性、敏感性。再者，与目前的微米级微泡相比，纳米级微泡更具有良好的穿透性，因而在肝肿瘤的靶向治疗方面有更大的应用潜力。

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