呼吸时相及探测深度对肝弹性测量值的影响

安力春 AN Lichun

范春芝 FAN Chunzhi

温朝阳 WEN Chaoyang

徐建红 XU Jianhong

罗渝昆 LUO Yukun

唐 杰 TANG Jie

解放军总医院超声科 北京 100853

超声弹性成像是近年来发展的一项新技术[1～3]，近20年来超声弹性成像技术逐渐成熟，弹性成像设备不断完善，使得生物组织弹性模量的测量越来越简便、准确。近期，法国Supersonic Imagine公司推出了世界首台能检测组织弹性模量绝对值的弹性成像超声诊断仪AixPlorer型ShearWave™实时剪切波弹性成像超声诊断仪，运用Supersonic剪切波弹性成像技术（supersonic shear imaging, SSI）可以测得感兴趣区组织的硬度绝对值，然而所测组织弹性值是否受到受试者呼吸时相及测量深度的影响尚未见报道。

本研究即采用AixPlorer型ShearWave™实时剪切波弹性成像超声诊断仪测量志愿者吸气末与呼气末的肝弹性模量值，以及不同测量深度（2～4cm与6～8cm）测量肝组织弹性模量值，分析呼吸时相及探测深度对肝弹性测量值的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2010-08～09北京某部队身体健康的男性战士121例，年龄16～34岁，平均22.00±3.30岁；身高160～188cm，平均172.56±5.52cm；体重51.5～90kg，平均66.76±8.45kg。所有受试者均来自同一部队，自愿参加，肝超声检查均正常，除外存在肝病史、肝功能异常的志愿者。所有志愿者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 法国Supersonic Imagine公司生产的AixPlore全数字化彩色多普勒超声波诊断仪，凸阵探头，探头频率1～6MHz。①要求受检者空腹，检查时采取仰卧位；②首先探头置于受检者右锁骨中线第4～5肋间进行二维超声检查，选择肝右叶进行弹性模量测量；③选择弹性成像模式（SWE）后，嘱受检者吸气并屏住呼吸，根据图像标尺选择2～4cm深度进行弹性测量，然后选择6～8cm深度，测量结束后，受检者恢复正常呼吸；④10s后呼气并屏住呼吸，进行呼气末测量，先选择2～4cm深度，然后选择6～8cm深度。测量时尽量避开血管（图1、2）。每个受试者连续测量3次，并均在5min内完成。3次测量时，感兴趣区（图1、2中的扇形区域）选取同一位置，启动Q-BOX功能测量感兴趣区的弹性值，其测量直径选取20～30mm（Q-BOX是AixPlorer独特的对感兴趣区内组织弹性值进行定量测量的工具，图1、2的扇形感兴趣区内的圆形区域即为弹性值测量区域）。

测量时依据弹性图的显示效果调节弹性量程，当蓝色显示较淡时，需调小量程；当图像偏红色时需调大量程，以感兴趣区填充满均匀一致的蓝色时为准。所有志愿者调节量程均为0～70kPa。测量的结果包括最大值、最小值和平均值，取3次测量的平均弹性值的平均值进行分析。测量的弹性值为杨氏模量值，杨氏模量值越大，说明组织硬度越大。根据不同的测量深度和呼吸状态将肝脏弹性测量值进行分组比较。

图1 肝脏2～4cm深度弹性测量。图像下方为二位灰阶超声成像，图像上方为弹性成像，蓝色区域为感兴趣区，圆形区域为测量区Q-BOX。图2 肝脏6～8cm深度弹性测量。图像下方为二位灰阶超声成像，图像上方为弹性成像，蓝色区域为感兴趣区，圆形区域为测量区Q-BOX

1.3 统计学方法 应用SPSS 11.0软件进行分析，2～4cm深度吸气末与呼气末肝弹性测量值比较采用成组设计t检验；6～8cm深度吸气末与呼气末肝弹性测量值比较、呼气末肝弹性测量值比较、吸气末肝弹性测量值比较采用成组设计t’检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

深度为2～4cm及6～8cm时，呼气末与吸气末肝弹性测量值比较，差异均无统计学意义（均P＞ 0.05，表 1）。

表1 吸气末与呼气末肝弹性测量值比较

3 讨论

弹性成像已被广泛认为是一种有价值的可探测生物体组织硬度特性的技术。近来已有几种弹性成像技术用于探测组织的弹性特征，如一维瞬时性超声弹性成像（ fi broscan, FS）、用声辐射脉冲（acoustic radiation force impulse, ARFI）的二维瞬时弹性成像[4，5]、加压法实时组织弹性成像[6]，上述技术都不能测量组织的绝对硬度值。

AixPlore实时定量剪切波超声弹性成像采用声波辐射脉冲控制技术，在组织不同深度连续聚焦，产生“马赫锥”现象，在组织内产生剪切波，通过超高速成像系统采集剪切波，根据E＝3ρc²（其中E为杨氏模量，c为剪切波传播速度，ρ组织密度），系统自动计算出组织的杨氏模量值（即弹性模量值）[7～9]。

弹性成像图是通过彩色编码表示组织的弹性并叠加在二维灰阶图上，较硬的组织以红色表示，较软的组织以蓝色表示。彩色量程图标显示的单位是千帕（kPa），系统默认量程为0～180kPa，对肝进行扫查时依据弹性图的显示效果调节弹性量程为0～70kPa，当需要测量组织弹性绝对值时，启动其Q-BOX功能，即可测量出组织的杨氏模量值。

研究肝的弹性对于肝弥漫性病变，尤其是肝纤维化意义重大，弹性成像可对肝纤维化进行非侵入分级诊断，可成为对肝纤维化有效的常规辅助检查，并可避免活检对患者带来的不适和严重并发症。本研究探讨影响肝弹性测量值的因素，为进一步评估肝病变做一些基础研究。

日常工作中进行肝超声检查、冻结图像测量时，可能在吸气也可能在呼气状态，为探讨不同呼吸时相对弹性测量值的影响，本研究选择呼吸时相的2个时刻点即呼气末和吸气末进行对比研究。结果表明，无论在2～4cm深度还是6～8cm深度，呼气末和吸气末肝弹性值测量差异无统计学意义（P＞0.05），说明不同的呼吸时相不会造成弹性测量的误差。

由表1可见，无论是呼气末还是吸气末，2～4cm深度杨氏模量的标准差约为1.5，而6～8cm深度标准差约为2.0，说明2～4cm深度肝弹性测量值波动较6～8cm深度波动小，即弹性测量更稳定，具体原因尚不清楚。笔者认为，肋间肝右叶切面6～8cm深度肝组织接近肝门结构，受肝大血管的搏动影响是可能的原因之一。

此外，本研究表明在测定肝弹性值时，6～8cm深度肝右叶杨氏模量值较2～4cm深度杨氏模量值大，可增到12.1%～14.4%[呼气末（6.758/6.026－1）×100%＝12.1%；吸气末（6.976/6.097－1）×100%＝14.4%]，肝密度均匀。而这些志愿者均身体健康、无肝病变，因此，理论上不同深度的肝弹性值相同。剪切波传播速度和组织密度的测量可能受到影响，导致AixPlore实时定量剪切波超声弹性成像所测量的肝杨氏模量值可能不同。但是，组织杨氏模测量值随深度增加而稍有增加，如何解释，尚待进一步研究。

本研究纳入人群主要是青年军人，其他年龄段及不同职业健康人群的呼吸时相及测量深度对肝弹性测量值的影响尚待进一步研究。

综上所述，对于Supersonic的AixPlore弹性超声仪，呼吸时相对肝弹性值测量无明显影响，而探测深度对弹性值有一定影响，随着深度的增加，杨氏模量值有所增大，具体原因需进一步研究。

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