超声造影在眼科的应用研究进展

张红玲，陶 海 综述 姚 毅 审校

超声造影在眼科的应用研究进展

张红玲1，陶 海1综述 姚 毅2审校

超声造影；超声造影剂；眼科；应用

超声造影又称声学造影，是利用造影剂的强回声散射，提高超声图像的对比分辨力、改善探测的敏感性和特异性的增强显像技术[1]。研究表明，超声造影对眼科疾病的诊断，特别是对眼部占位疾病的诊断及鉴别诊断具有重要的价值[2]。

1 超声造影的原理和优势

血液中虽然含有红细胞、白细胞、血小板等有形物质，但其声阻抗差很小，散射很微弱，是软组织的1/10000～1/1000,所以，在普通灰阶图像上，心血管内的血液有形成分通常无法显示。此外，由于组织混响和图像分辨率的限制，组织内的微小血管通常也显示不清。当声波接触到在血液中加入声阻抗值与血液截然不同的介质(即造影剂)时，则会发生强背向散射，这就是超声造影显像的基本原理[3]。

超声造影包括血管外造影和血管内造影，通常所指的超声造影仅指血管内造影[4]。超声造影检查技术不仅可以经静脉注射造影剂以了解脏器及病灶的微循环灌注状态，还可以注入机体自然或病理性管腔，以观察其大小、形态及有无破裂或狭窄等，主要应用于消化系统、泌尿系、输卵管疾病等，但多数研究仍处于起步阶段[5]。

2 超声造影剂研发概况及安全性

2.1 研发概况 超声造影剂的研究和应用可以追溯到1969年。Gramiak首先提出超声对比显影的概念，他发现使用吲哚菁绿染料心内注射后，在超声心动图上发现了云雾状声影[6]。1972年，Ziskin研究认为，出现该现象是由于液体包裹了气体形成微泡所致，并认为造影效果取决于液体的物理化学性质[7]。1984年，美国Feinstein发明了能成功通过肺循环并可使左心显影的人体清蛋白微球，使有关超声造影的研究活跃起来[8]。

超声造影剂由气体和外壳组成微气泡，根据气体和外壳的成分不同超声造影剂可分为三代。第一代超声造影剂内充气体为空气，以德国先灵公司生产的Levovist为代表，谐波能力及稳定性较差，在血液中不稳定，易破裂，需较高机械指数；第二代超声造影剂以意大利博莱科 (Bracco)公司生产的SonoVue为代表，内充气体是膨胀性气体，弥散性和饱和度较低，稳定性高，在血液中可以持续较长时间，可用于低机械指数实时超声造影，是目前应用较多的超声造影剂；第三代超声造影剂，以脂质体为外壳成分，内含抗体、药物或基因，具有靶向诊断和治疗的作用。此外，目前正在研制的纳米级超声造影剂，是指直径小于100 nm的液态氟碳造影剂，其表面可以连接某些特异性抗体，进而达到精确靶向造影和治疗的目的[4]。

2.2 安全性 大量的临床研究证实，Sono Vue是一种安全有效的超声造影剂。Morel等[9]对SonoVue的血流动力学、安全性和机体耐受性进行了研究，通过静脉团注两种剂量(0.03 ml/kg和0.3 ml/kg，相当于最大临床剂量的1倍和10倍)于人体内，发现SonoVue的血流动力学是非剂量依赖性的，进入体内后很快经肺排出。Bokor等[10]对66例健康志愿者及12例慢性阻塞性肺疾病患者注射SonoVue，剂量分别为0.003 ～0.12 ml/kg和4 ml/kg，未观察到严重的不良反应，两组无明显差异。杨琼等[11]对24只新西兰白兔眼部注射SonoVue后行超声造影检查，观察造影前后闪光视网膜电图(flash-electroretinogram, F-ERG)及荧光素眼底血管造影、造影后组织光学显微镜及电子显微镜检查，结果显示，超声造影检查过程中实验动物均未出现明显的全身及眼局部不良反应，造影前后F-ERG各波形振幅前后比较无明显差异，造影前后荧光素眼底血管造影显影无异常改变，透射电镜和光镜检查视网膜结构无明显病理改变。曾有报道六氟化硫微泡致过敏性休克1例，给予对症处理后症状缓解[12]。张秋娟等[13]对2089例患者行超声造影检查，造影后有3例发生轻度不良反应，主要表现为感觉迟钝、头痛、恶心、胸闷、寒战、过敏、皮疹等，发生率为0.14%，无中度或严重不良反应，3例患者对症处理后均恢复良好。总之，至今的研究结果表明，超声造影检查安全性好。

3 眼科的应用

3.1 基础研究进展

3.1.1 应用于脉络膜血流和眼球后血管的评价 Hikokawa等[14]对6只健康、3只眼局部血液循环障碍的新西兰白兔行低机械指数谐波造影，机械指数为0.2，造影剂为Definity。结果显示，除了无血供的玻璃体，其余组织超声信号都有不同程度增强。首先增强的为球后动脉，其次是葡萄膜、眼外肌和视神经。研究者认为，在美国食品和药物管理局(FDA)规定的范围内(即机械指数≤0.24)行眼部低机械指数超声造影是可行的，造影后葡萄膜血流信号明显增强，并且血流障碍眼的超声信号较正常眼低，差异有统计学意义(P<0.05)，因此认为低机械指数谐波造影可以用来观察葡萄膜的血流灌注情况。

Brabrand等[15]对10名健康志愿者注射Levovist后行超声造影检查，观察眼球后血管显影情况。观察内容包括：眼球血管造影前后的收缩期峰值血流速度、舒张末期血流速度、搏动指数和阻力指数。结果显示：造影剂的耐受性良好，所有受试者无任何不良反应或不适；造影前后眼动脉的收缩期峰值血流速度有显著差异(P<0.05)，其他血管血流情况无明显变化；造影前后所有球后动脉搏动指数和阻力指数均无显著性差异。综合造影前后，眼球后血管的检测率升至91%,其中睫状后短动脉检出率提高最大,因此Brabrand等[15]认为，超声造影能增加眼球后血管的显示能力，尤其是造影前多普勒成像不佳者。

3.1.2 超声造影证明了人眼虹膜阀效应的存在 1998年，Pavlin等[16]利用超声微泡造影剂注入健康人眼库的眼前房和后房，当造影剂注入前房时，后房未发现造影剂，而注入后房时很快就可以在前房观察到造影剂,从而证明了人眼虹膜阀效应的存在，即虹膜晶状体面的正常功能犹如一个活瓣，阻止液体从前房反流入后房。

3.1.3 应用于实验动物眼内病变的检查 动物实验证实[17]，通过超声造影检查可以证明视网膜脱离中有持续的血管存在，所以超声造影可以准确地检测和鉴别视网膜脱离和玻璃体膜。Qing Zhang等[18]和Kang等[19]分别对小鼠和新西兰白兔右眼接种人葡萄膜黑色素瘤细胞，对肿瘤生长眼行微泡造影剂高频超声造影检查，在超声图像上可以看到黑色素瘤相对高回声区域。结果表明，脉络膜黑色素瘤模型中活体内超声肿瘤大小和组织学肿瘤大小有正相关关系，高频超声造影与平均血管密度和血容量相关，是一种实时的非侵入性的评价实验眼内黑色素瘤肿瘤面积和相对血容量的可靠方法。

3.1.4 离体眼脉络膜上腔前间隙注射对比造影剂后的影响及其分布 通过显微针进入脉络膜上腔前间隙，可以使药物分布于眼后段的大部分区域和黄斑区。本研究通过从脉络膜上腔注射超声造影辅助药物从而提出了一个新的、靶向的、创伤小的治疗眼后段疾病的方法[20]。但是需要更多的研究来确定特定药物和剂型对视网膜和黄斑区脉络膜血流量的分布及眼压的影响。

3.1.5 超声造影在高强度聚焦超声治疗中的应用 Park[21]的实验表明，聚焦超声微泡可以提供一种无创的和有针对性的方法暂时破坏血-视网膜屏障，该技术提供了一种非侵入性的方法将药物输送至视网膜，有望替代具有侵入性的直接眼球内注射药物的方法。McDannold[22]对29只大鼠使用525 kHz的聚焦换能器以消融位于视束或视交叉附近或中心的颅底组织结构，静脉注射超声造影剂后用低强度超声处理5 min，通过组织学分析和视觉诱发电位测量，不论是立即进行超声处理后，还是在超声处理后4周，视神经和视网膜镜下特征都未发现明显的延迟效应。结果表明微泡增强聚集超声非热消融接近视束而不影响视神经功能。

3.2 临床应用进展 超声造影在视网膜脱离和玻璃体膜的鉴别中起重要作用，同时对评估眼部肿瘤、规划脉络膜黑色素瘤的治疗和评估眼眶肿块引起的新生血管方面有帮助[23]。

3.2.1 鉴别视网膜脱离与玻璃体膜 Han等[24]通过比较Levovist彩色多普勒超声造影和其他传统超声模式在鉴别视网膜脱离与玻璃体膜中的应用，计算诊断准确率分别为B超78%、彩色多普勒81%、功率多普勒59%、彩色多普勒超声造影97%。使用彩色多普勒超声造影后，视网膜脱离的彩色信号的敏感性从57%提高到93%，因此认为，彩色多普勒超声造影是鉴别视网膜脱离与玻璃体膜最准确的超声模式，对检测视网膜脱离患者的血管更显著。

Bertolotto等[25]在探讨超声造影是否能帮助诊断视网膜/脉络膜脱离和鉴别在传统灰阶模式和彩色多普勒模式下特征不清的眼内肿瘤的病例时，选取31例患者，所有患者因传统超声模式和彩色多普勒模式显影不清时，行超声造影检查。结果表明，当常规超声模式不能诊断为视网膜/脉络膜脱离，当眼内肿块在传统模式下不能定性为肿瘤或非肿瘤时，超声造影有助于鉴别诊断。然而，评价增殖性糖尿病视网膜病变患者时，超声造影也可能存在一些不足：有新生血管形成的玻璃体增殖膜易被误认为视网膜脱离，而出现假阳性。

3.2.2 眼部占位病变诊断 近年来，随着超声造影剂和成像技术的不断完善，超声造影技术可以显著地提高眼占位病变诊断的阳性率，它不仅能显著提高眼内病变的检出率, 而且在不同性质的病变中显影各有特点, 因而对占位性病变的诊断及鉴别诊断具有重要意义[3]。

3.2.2.1 脉络膜黑色素瘤诊断 Lemke等[26]认为，Levovist多普勒超声造影可轻度提高眼眶和葡萄膜黑色素瘤小血管的检出率，但不能鉴别正常组织血管和肿瘤组织血管；并且发现多普勒超声造影有助于眼眶实体肿瘤与视网膜下出血或积液的鉴别。Schlottmann等[27]发现SonoVue低机械指数谐波超声造影可行，并且发现有些脉络膜黑色素瘤，放疗后行能量多普勒检查已无异常信号，但使用微泡造影后仍能发现大量灌注影，目前该研究尚无证据表明会发生局部黑色素瘤复发；该研究在检查中及检查后随访未发现眼底出血及其他并发症。Forte等[28]对21例脉络膜恶性黑素瘤、4例脉络膜盘状缺损的患者行SonoVue超声造影检查，能有效地观察瘤体内微循环模式，同时发现瘤体在玻璃体内种植，因此认为脉络膜恶性黑色素瘤的微循环模式可以作为评价肿瘤预后的重要因素，环状或网状模式提示预后不佳，而带状模式预后较好。杨文利[29,30]在研究脉络膜黑色素瘤的超声造影诊断特征及参数特点时，发现超声造影中脉络膜黑色素瘤有以下特点：脉络膜的病变完全被造影剂充盈，典型病例为向心性充盈，即造影剂首先充盈脉络膜周边病变，然后向中心充盈。脉络膜黑色素瘤定量分析结果表明：造影剂的峰值强度显著多于正常对照组织(眼球壁和眼眶内组织)，平均渡越时间明显慢于正常对照组织，差异有统计学意义；达峰时间比正常对照组织慢，上升时间也慢于正常对照组织，达峰时间和上升时间之间的差异无统计学意义。因此认为，病变内造影剂的峰值强度和平均渡越时间可以为脉络膜黑色素瘤的诊断及鉴别诊断提供帮助。

3.2.2.2 眼部其他肿瘤诊断 陈力等[31]认为几种眼眶内肿瘤在超声造影中均有特征性显像，与CT和MRI检查比较，在诊断符合率上存在差异，因此认为超声造影在眼眶肿瘤的术前诊断上更具有优越性。

柏刚等[32]在探讨超声造影在眼眶肿瘤良恶性病变鉴别诊断中的应用价值时发现，良恶性肿瘤的血流灌注特点各不同，时间-强度曲线参数中上升支斜率、半降斜率的绝对值、峰值强度、造影灌注指数、平均渡越时间、半洗出时间、上升时间良恶性间差异有统计学意义(P<0.05)，造影剂达到时间、曲线下面积、达峰时间差异无统计学意义。因此研究者认为，超声造影在鉴别眼眶良恶性肿瘤方面具有一定的临床应用价值，该研究应用SonoLiver分析软件分析造影参数成像及时间-强度曲线，发现超声造影通过观察眼眶肿瘤微血管灌注模式，可以判断肿瘤血供特点，对肿瘤良恶性的判断具有一定的临床诊断价值，对指导临床手术方式的选择及预后的判断有重要意义。

3.2.3 颈动脉造影对眼缺血患者的应用价值 卢峻等[33]选取28例眼缺血患者，行超声造影检查，观察动脉管腔内斑块形成、动态观察血流走向及管腔内血流状态，结果显示28 例颈动脉管壁呈不同程度增厚，并且均有动脉粥样硬化斑块形成，其中包括轻度狭窄 9 例，中-重度狭窄 14 例，颈动脉闭塞3 例，有2例未见明显狭窄。研究表明，颈动脉超声造影可以有效地观察眼缺血患者血流动力学的变化及探查血流狭窄的程度。

3.2.4 对非动脉炎性前部缺血性视神经病变患者睫状后动脉血流速度的研究 28例被确诊为非动脉炎性前部缺血性视神经病变(nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy,NAION)的患者和28例正常对照患者，分别行超声造影检查，结果显示观察组睫状后动脉血流速度为(2.82±0.88)cm/s，正常组睫状后动脉血流速度为(4.90±1.00) cm/s，差异具有统计学意义(P<0.01)。因此超声造影为临床诊断NAION和评价睫状后动脉血流状态提供了一种新技术手段[34]。

4 尚待解决的问题

在一些情况下，如眼部超声，血管的破坏可能带来潜在的安全问题，因此在临床使用超声造影剂前，需要权衡超声造影的使用价值和其潜在的安全问题。因此超声造影应用的安全性问题仍需要继续关注和深入研究的。

虽然超声造影在眼科的应用还处于起步阶段，但由于造影剂独特的显像和结构特点，对眼部肿瘤和血管疾病的诊断具有明显的优势，可以客观地反映正常组织和病变组织的血流灌注特点，且在介导基因转染和靶向药物治疗方面具有重要作用[35,36]，马大卉等[37]综述了其在角膜方面和视网膜神经节细胞及视神经保护方面的研究，以及视网膜母细胞瘤和脉络膜新生血管等方面的研究，并取得可喜的成绩。表明其具有潜在的应用价值，虽然距临床应用还有一段距离，但随着病例的累积和检查技术的改进，其将成为眼部疾病治疗的重要方法之一。

目前，超声造影的临床研究主要涉及眼后段及眼眶周围组织的检查，对眼部血管外的应用,比如泪道的检查等，还未见报道。可以推测，随着超声造影技术研究的深入发展和微泡造影剂的不断完善，超声结合分子生物学、材料学等的不断创新，超声造影检查将在眼科疾病的诊断和治疗中发挥更大作用。

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(2014-02-14收稿 2014-03-20修回)

(责任编辑 梁秋野)

首都医学发展基金项目(编号：2010024)

张红玲，硕士研究生，医师，E-mail：beautifly123@163.com

1.100039北京，武警总医院眼科泪器病中心；2.100853北京，解放军总医院眼科

陶 海， E-mail：taohaiwj@sina.com

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