肾脏肿瘤超声造影研究进展

陈敬一,徐丽伟

(天津市第五中心医院,天津 300450)

肾脏肿瘤中约 85%～90%为恶性,5年生存率约 45%。早期发现、早期治疗是明显提高生存率的关键[1]。二维和彩色多普勒超声是肾肿瘤影像学诊断的首选方法。超声造影技术的迅猛发展,使肾肿瘤的超声造影得以实施,其有助于对不典型囊肿及CT或 MRI发现的可疑肿块进行评价,有助于对肾脏病灶射频消融的疗效进行评价,并有助于肾良、恶性肿瘤的鉴别作用。肾脏肿瘤的超声造影不同于肝肿瘤,由于肾脏的血流的特殊性,其血供丰富,肾内动脉无交通支,无明确的静脉相,因此肾造影的时相划分不能简单参考肝造影结果。对于不同类型的肾脏肿瘤其超声造影结果也是多变,未形成统一的标准。本文重点简述肾肿瘤的超声造影研究进展。

1 超声造影剂

自 1968年Gramiak[1]和 Shak[2]首次报道用生理盐水与靛青绿混合震荡产生微气泡来显示心脏腔室及大血管以后,超声造影剂的发展主要经历了三个阶段：第一代是以CO2自由微气泡为代表的无壳膜造影剂,但由于其性质不稳定,体积大,不能通过肺循环,未能应用于临床;第二代为有壳膜造影剂,以 Albunex、Levovist为代表;第三代为含氟碳类气体的新型微泡造影剂,以 Sonovue、Optison、Echogen等为代表[3,4]。

其中第二代超声造影剂Levovist是由 99.9%半乳糖和0.1%棕榈酸构成。由于形成的微气泡小而均一,经肘静脉注射后,可顺利通过肺循环进入左心及全身各脏器各级血管而增强其显示。然而由于变化的血流动力压、血流速度以及超声波束的作用,空气微泡很容易破坏,其增强效果短暂有限。Tamai等[5]报道 29例实质性肿瘤,用 Levovist超声微泡造影与CT动脉期增强作比较,把肿瘤分为高血流、低血流和无血流三类,并把高血流定为恶性肿瘤,结果显示超声造影和CT增强的阳性预期值分别为 100%和 82.8%,对透明细胞癌的敏感性各为 94.4%和 88.9%,但同时其特异性仅为 45.5%和 72.7%,说明其结果还不够理想。

而第三代超声造影剂 Sonovue主要是由单分子层磷脂包裹六氟化硫微气泡构成,其内惰性气体理化性质更加稳定,能很好抵抗血流动力压、血流速度以及超声波束的破坏作用。当经肘静脉注入血液循环中,可到达并较长时间停留在毛细血管网内,使诸如肝脏、肾脏、心脏等富含毛细血管的实质性脏器得到更好的显示。李钧等[6]对 21例 RCC的超声造影结果显示各类恶性肿瘤的开始增强时间与其正常肾组织无显著差异。76%(16/21)肿瘤的增强持续时间与其正常肾组织无显著差异,10%(2/21)肿瘤的增强持续时间长于正常肾组织,仅 14%(3/21)的肿瘤增强持续时间短于正常肾组织。另有 3例AML的增强时间长于正常肾组织。研究中的肾肿瘤造影剂增强开始与消退时间及增强强度来看不仅良恶性肾肿瘤之间互有交叉,而且结果也有出入,不尽相同。可见要用增强时间和强度鉴别肾肿瘤的良恶性尚无定论。

2 超声造影技术在肾脏病变中的临床应用

2.1 正常肾脏造影：肾脏与肝脏显影不同,没有明显的血管时相分期(因为两者的大血管与微循环不同),首先动脉开始显影,之后肾皮质被完全灌注,肾锥体逐渐填充,30～40s时呈等回声,几乎与周围肾皮质一致,但通常回声会稍弱[7,8]。肾实质微循环中造影剂微泡无明显累积,因此当整体循环中的微泡减少时,超声造影剂效果不明显。

正常肾脏的时间-强度曲线具有以下特点[9,10]快速增强：注射小剂量的造影剂可在 3～8s内迅速增强达到最高峰。对信号增强的高敏感性：静脉声学造影剂可使微小血管的彩色多普勒血流信号增强强烈且较持久,易于检测,优于灰阶增强的时间-强度曲线的描绘。有助于定量分析：时间-强度曲线量化了造影增强的效果;另外,肾为相对静止器官,比心脏增强更易于准确分析,方便快捷：应用随机配置的时间 -强度曲线分析软件可即时分析肾血流灌注情况,对随机软件描绘的时间 -强度曲线的形态观察直观、快速,并可定量检测。

2.2 肾肿瘤的超声造影基础：肾肿瘤的超声造影报道较少,主要是肾脏供血的特殊性;肾脏肿瘤不同于肝脏肿瘤,后者常有肝动脉、门静脉和肝静脉供血,供血丰富,前者肾内动脉无交通支[11,12]。彩色多普勒血流图及彩色多普勒能量图已广泛用于肿瘤的诊断及鉴别诊断,但彩色多普勒超声对肿瘤的小血管、低速血流及部位较深的肿瘤内血管显示仍不满意。肾脏特有的血流分布特征和恶性肿瘤微血管的无限生长特性,是超声造影肾脏和肿瘤微血管血流灌注的理论依据。造影剂微泡产生的二次谐波信号是组织信号 1000倍,非常有助于显示深在实质脏器的低速血流信号并避免呼吸等因素的干扰,尤其可以增加小病灶内低速血流信息的显像及观察微小病灶的血流灌注,而且有利于对病灶的分化程度进一步进行判断[13]。通过造影观察肿瘤内血管使对难以区分良、恶性的复杂肾病变的诊断精确度达到 77%。尤其对于那些直径 ＜3cm、位置比较深、血供比较少的非典型性小肾癌,在与少脂肪或无脂肪的良性错构瘤、高密度性肾囊肿、肾腺瘤、肾柱肥大等的鉴别中,CT影像学上表现的恶性倾向越不明显[14],因此,B超、彩超、CT及增强 CT失去应有的优势。超声造影可以弥补这方面的不足,有助于此类肾细胞癌的诊断。

Puls等[15]报道,Levovist超声造影在肾细胞癌中可见血流信号明显增强,且持续时间相应延长。肾细胞癌增强开始出现时间较错构瘤早,且消退慢。囊性肾细胞癌和复杂感染性囊肿均表现为周边可有灌注,但其囊内几乎无造影剂灌注。万广生等[16]应用Levovist声学造影检测肾肿瘤血流,对Levovist注射的剂量、速度、时间进行定量控制,对注射后血流显像增加的强度作定量分析,得出结论,注射造影剂后,良、恶性肿瘤内血流显示都相应增强,但增强开始时间和持续时间有显著差异,表现为血流显像增强在恶性肿瘤明显比良性肿瘤快速出现,延缓消失。无一例良性肿瘤血流增强开始时间 ＜15s,无一例恶性肿瘤血流增强开始时间 ＞50s,增强持续时间 ＞400s者在恶性组占 83%,良性组仅占 18%。他们认为肿瘤内的血流增强历时变化可能与肾癌动脉血流速度加快,使造影剂很快到达肿瘤部位,同时肿瘤内迂曲的小血管流速减慢,导致造影剂在肿瘤内时间延长有关。Levovist缺点是由于变化的血流动力压、血流速度以及超声波束的作用,空气微泡很容易破坏,其增强效果短暂有限。对 29例肾透明细胞癌和9例肾脏错构瘤做了增强时间和增强程度的观察：29例肾透明细胞癌中肾皮质开始增强时间为 6～20s,肿瘤开始增强时间为 6～20s,其中 6.9%(2/29)的肿瘤增强早于肾皮质,48.3%(14/29)的肿瘤增强与肾皮质相同,44.8%(13/29)的肿瘤增强晚于肾皮质。在 29个RCC中高增强占 6.9%(2/29),等增强 75.9%(22/29),低增强 17.2%(5/29)。有 62.1%(18/29)肿瘤动脉期明显增强,静脉期快速消退,20.7%(6/29)肿瘤动脉期明显增强,静脉期缓慢消退。在 9个肾脏错构瘤当中,55.6%(5/90)增强时间与肾皮质相同,44.4%(4/9)增强时间晚于肾皮质。等增强肿瘤 55.6%(5/9),低增强 44.4%(4/9)。所有 9个肿瘤均为动脉期增强,静脉期缓慢消退。Tranquart等[17]对 18例不同肾脏疾病进行 Sonovue实时超声造影。研究结果表明,Sonovue实时超声造影与基础B超相比,能够显著增强肿瘤外周或内部微小血管的显示,在整体上或动脉相能提高肾脏肿块检出率和减少误诊率,诊断信心由 50%提高到 83%来维持其增生、进展、转移,超声造影能够增强对肿瘤微循环血管区域的显示,从而提高肿瘤的显示。Sonovue超声造影能够增强肾脏肿块特别是局部小肿块的显示,不同的造影增强方式可为肾脏良恶性肿瘤的鉴别诊断提供重要信息。肾细胞癌特别是小肾癌中,约有 80%可有假包膜。假包膜的出现往往提示肿瘤较小或组织学分化程度较高,可以根据情况实施保留肾单位手术如肾肿瘤剜除术、部分切除术。Manno等[18]认为 Sonovue超声造影可以增强显示肾实质大血管、微循环血流灌注,发现肾细胞癌及其假包膜,并以此为依据指导手术方式的选择。共选取 22例经 CT或传统超声已经发现的肾肿块,进行 Sonovue超声造影,其中,肾细胞癌 14例,错构瘤 3例,出血性肾囊肿 5例。在造影前后分别进行基础超声和彩超检查,并把假包膜的增强显示程度可分为三类：完全可见、完全不可见、部分可见。超声造影后共显示 5例有完整假包膜,实行保留肾单位手术;3例部分显示假包膜,实行肾根治性切除术;6例未见假包膜,只有 3例进行外科手术,另 3例因为全身状况不好或已有远处转移进行保守治疗。

本研究中包括 10例肾盂癌病例,注射造影剂后均可见强化。肾动脉显影时间为 10～17s,肿块开始显影时间为 8～20s,肿块显影增强达高峰的时间为 14～25s,肿块显影增强开始减退的时间为 18～30s。肿块显影高峰强度：高于肾实质的 2例,等同于肾实质的 3例,稍低于肾实质的 5例。肿块的血流灌注方式：与肾实质增强和减退速度相比,“快进慢退”2例,“同进慢退”5例,“慢进慢退”3例。 10例肿块中,6例为整体均一性增强,减退时为整体均一性逐渐消退;3例为从周边向中央向心性增强,减退时为整体均一性逐渐消退;1例为整体均一性增强,减退时从中央向周边离心性减退。肾盂癌血流灌注的速度与其高峰显影强度之间似乎存在一定的正比关系,肾盂癌的血流灌注方式似乎并无特征性,但这一判定有待更多病例的证实[19]。在 13例超声造影提示肾恶性肿瘤的患者中,8例表现为造影剂皮质期快速充填,较自身肾皮质提前显影 0.12～0.75s;2例表现为造影剂缓慢充填,显影晚于自身肾皮质 0.5～1.0s,且表现为低增强;1例造影剂缓慢廓清,晚于自身肾皮质 0.75～2.0s,但造影剂强度仍然高于自身肾皮质;2例造影剂快速廓清,早于自身肾皮质 1.5～2.25s。肾恶性肿瘤的强化方式与肿瘤的大小有密切关系,肿瘤直径 ＜15mm的肾恶性肿瘤,全部表现为均匀的快速增强;＞15mm的肾恶性肿瘤,随着肿瘤直径的增大,造影剂充填不均匀程度加大,病灶中央造影剂缺损区扩大。本组超声造影将 1例(4.3%)血管平滑肌脂肪瘤误诊为肾恶性肿瘤,造影特点是肿块比周围肾组织早增强,快增强,造影剂从肿块中央开始廓清,且早于周围肾组织。其病理表现为低倍视野较密集的厚壁血管,缺乏脂肪组织,中央有分布不规则的平滑肌组织,导致 MRI脂肪抑制试验阴性,CT增强阳性,超声造影快速充填。

综上所述,对肾脏肿瘤的超声造影灌注模式、强化方式及病理分型未成统一的判别标准,未见一致的报道,这还需要通过更多的病例还有待于进一步研究。

3 安全性和不足

超声造影剂主要成分为气体微泡、经肺呼出,而不经肾脏排泄。有人报道在动物实验中发现有体表出血点和胃肠道出血等过敏现象,但在临床应用中,还未发现有明显的副作用发生。不足之处：①团注大剂量造影剂后出现“怒放”(blooming)现象,可通过降低彩色增益或采用持续缓慢滴注方式消除;②须经外周静脉注射,与传统超声相比是有创的;③诊断的准确性和可靠性与操作者的经验及仪器的性能密切相关。

4 超声造影技术展望

实时超声造影是目前超声医学最前沿的进展,被称为是继二维超声和彩色血流技术后的“超声的第三次革命”,其临床价值可以和彩色多普勒技术的出现和应用相提并论,随着应用造影软件CnTI技术、低MI谐波能量成像技术、Wash in/Wash out造影剂声学定量时间-强度曲线等先进技术的应用,拓展了超声造影的应用范围,其超声造影模式及时间强度曲线在其病变,尤其肿瘤的定量诊断中发挥重要的意义[20]。超声造影目前还有很多的领域有待于探索,其重要性将随着应用领域的拓展而越来越大,并将整体提高超声成像在医学影像学中的地位。将来的超声造影剂将能帮助无创测定心内压,肿瘤的组织定征成像以及完成造影剂携带治疗药物进行治疗等作用。

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