超声弹性成像在子宫内膜病变中的研究进展

2018-05-18 08:26史铁梅张原溪木其尔
中国医学影像技术 2018年5期
关键词:杨氏模量肌层肌瘤

高 敏,史铁梅,张原溪,木其尔

(中国医科大学附属盛京医院超声科,辽宁 沈阳 110004)

子宫内膜病变是妇科常见疾病,包括黏膜下肌瘤、子宫内膜息肉、子宫内膜增生和子宫内膜癌等,主要表现为不孕、月经不规律、月经量增多、绝经后阴道出血及不规律阴道出血等,早期诊断及治疗可尽早缓解患者症状并改善预后[1-3]。超声因其易操作、非侵入性等优点,已广泛用于妇科疾病的筛查中[4-5]。随着超声技术的发展,一种新型超声技术——超声弹性成像已应用于不同疾病的诊断,并逐步应用于妇科领域,具有广阔发展前景。本文就超声弹性成像在子宫内膜病变中的研究进展进行综述。

1 超声弹性成像的分类及原理

1991年,Ophir等[6]首次提出“弹性成像”概念。根据施压方式的不同,弹性成像可分为静态/准静态弹性成像和声辐射力弹性成像。声辐射力弹性成像采用超声波对组织进行施压,能够克服静态/准静态外部施压的不足,如无法对深部组织进行有效施压及易受外界条件影响等[7]。声辐射力弹性成像技术包括实时组织弹性成像(real-time elastography, RTE)、瞬时弹性成像、声辐射力脉冲弹性成像(acoustic radiation force impulse elastography, ARFI)和剪切波弹性成像(shear wave elastography, SWE)技术等[8]。

1.1 RTE RTE技术利用探头对组织施压,以提高超声对组织弹性响应检测的敏感性,在生物力学、弹性力学等物理学规律的基础上进一步分析组织的弹性系数变化;通过提取、转换及彩色编码射频信号,产生彩色弹性应变分布图,利用弹性图颜色变化直观反映组织的弹性大小,进而推断病变性质。弹性应变程度一般以应变率比值(strain radio, SR)表示,SR小,表示组织受响应后位移大,图像显示为红色,提示组织硬度小;SR中等图像为绿色;SR大的图像显示为蓝色,提示组织硬度大[8]。

1.2 ARFI ARFI由美国杜克大学Nightingale等[9]提出,是以声辐射力成像为基础的技术,包括定性声触诊弹性成像(virtual touch tissue imaging, VTI)、定量声触诊弹性成像(virtual touch tissue quantification, VTQ)及同时可行定性及定量分析的声触诊组织量化成像(virtual touch tissue imaging quantification, VTIQ)。ARFI技术以短时程(<1 s)聚焦声脉冲作用于组织,使其产生瞬时、微米级位移,同时发射声脉冲序列探测组织位移。组织位移大小取决于其弹性。声脉冲辐射力使组织产生纵向压缩及横向振动,纵向位移与组织的弹性相关,以纵向位移为基础的技术为VTI;横向振动以剪切波方式向周边传播,利用剪切波相邻波峰差及波长可计算剪切波速度(shear wave velocity, SWV),其与组织弹性的平方根成正比。VTQ技术可通过SWV对组织弹性进行定量评价,SWV越大,其弹性越小,组织越硬[10]。

1.3 SWE 2004年,Bercoff等[11]首次提出SWE技术。SWE属于振动性弹性成像技术的一种,系统通过声辐射力脉冲在组织的不同深度上连续聚焦,基于“马赫锥”原理,聚焦部位的组织因高效振动而产生横向剪切波,以超高速成像技术探测剪切波,以彩色编码实时显示组织的弹性图,并可获得定量分析组织弹性的杨氏模量值。杨氏模量值的计算公式为E=3ρc2,单位为kPa,其中E为杨氏模量,ρ为组织密度,c为SWV。由此可见,SWV越大,杨氏模量值越大,表明组织硬度越大[12]。

2 超声弹性成像技术在子宫内膜病变中应用

国内陈卓[20]认为阴道超声联合弹性成像可提高诊断宫腔病变的敏感度和特异度,弹性评分与SR诊断宫腔良恶性病变的曲线下面积分别为0.761、0.852,SR的截断值为2.98,与何大馨等[21]研究结果一致。罗音琴[22]观察子宫内膜癌浸润子宫肌层患者,认为采用实时超声弹性成像不仅可观察是否存在子宫肌层浸润,还可准确评价子宫内膜癌浸润肌层的程度:将子宫内膜癌浸润肌层的弹性评分分为0~4分,弹性评分<3分提示未浸润肌层,≥3分提示浸润肌层。

2.2 ARFI在子宫内膜病变中的应用 Soliman等[23]对平均年龄为42岁的无临床症状女性进行ARFI研究,结果表明子宫内膜的SWV为1.04~4.72 m/s,子宫肌层的SWV为0.61~4.90 m/s,两者差异有统计学意义,并提示这种差异是基于二者的结构不同。子宫内膜的SWV不受绝经情况的影响,因为子宫内膜的结构在绝经前后并未发生改变,只是萎缩或变薄。宋琳琳等[24]采用VTQ技术诊断子宫内膜病变,发现子宫内膜病变的SWV为(2.68±0.88)m/s,健康对照组子宫内膜的SWV为(0.96±0.38)m/s,差异有统计学意义;子宫内膜增生、子宫内膜息肉、黏膜下肌瘤与子宫内膜癌的SWV分别为(1.87±0.44)m/s、(2.09±0.38)m/s、(3.11±0.40)m/s和(3.89±0.42)m/s;良性病变的SWV值小于恶性病变但大于健康对照组的子宫内膜SWV,子宫内膜增生和子宫内膜息肉的SWV明显低于子宫黏膜下肌瘤的SWV值,差异均有统计学意义。以上研究结果提示,可以通过ARFI鉴别子宫黏膜下肌瘤与子宫内膜增生和子宫内膜息肉,SWV可用于鉴别子宫内膜良恶性病变。

2.3 SWE在子宫内膜病变中的应用 有学者[25]以SWE技术测量继发性不孕女性的子宫内膜弹性,其中子宫结核和慢性子宫内膜炎患者的杨氏模量分别为(89.7±5.7)kPa和(31.7±4.3)kPa,明显高于健康对照组,提示生殖器结核患者的杨氏模量值显著高于健康女性和慢性子宫内膜炎患者。研究[26]表明,生育年龄健康女性的子宫内膜和子宫肌层的杨氏模量值与月经周期的不同阶段无关,但子宫内膜与子宫肌层的硬度差异有统计学意义。张盛敏[27]发现不同月经周期(增殖期和分泌期)的子宫内膜的弹性模量值差异无统计学意义,提示月经周期不是子宫内膜弹性模量值的影响因素。

3 不足与展望

超声弹性成像具有操作便捷、无创等优点,可提供子宫内膜病变的硬度信息,避免不必要的侵入性手术,有望为诊断妇科良恶性病变提供更有价值的信息。但目前尚缺少多中心大样本对照研究,且弹性分级、SR及杨氏模量值等参数尚无统一的参考范围,其在妇科领域的应用仍处于初步阶段,还需要进一步研究。

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