彩色多普勒超声检测肝脏血流动力学特征的研究进展

王作林，王保和

（1.天津中医药大学，天津 300193；2.天津中医药大学第二附属医院，天津 300150）

彩色多普勒超声在肝脏疾病诊断中的应用日益广泛，有助于评估肝脏病变血流动力学特征及占位性病变性质，为临床提供参考。

1 多普勒超声技术应用原理

多普勒效应是指一定频率的超声波由声源发射并在介质中传播时，如遇到与声源做相对运动的界面，则其反射的超声波频率随界面运动的情况而发生改变［1］。应用多普勒效应得到的物体运动速度在某一平面内的分布以灰度或彩色方式形成的图像称为多普勒成像。目前最常应用的为彩色多普勒超声成像及频谱多普勒成像。

血液在血管腔内可表现为层流、湍流、涡流3种生理及病理形式。在二维超声图的基础上，用彩色图像实时显示血流的方向和相对速度，即为彩色多普勒超声。血流与运动组织相比，流速较高但回声强度低，彩色多普勒超声应用滤波技术，滤去低频高幅的组织运动信号，仅获取高频低幅的血流运动信号［2］。

多普勒频谱分析是对运动物体所产生多普勒信号的频谱进行分析的诊断方法。最广泛应用类型为脉冲超声波多普勒技术，即用一定宽度的调制脉冲获得某一取样容积内运动物体的多普勒信号，经处理后得到物体运动速度和幅度分布等信息的技术［2］。

2 肝脏血液供应解剖概要

肝脏是人体最大的实质性脏器，主要由肝小叶、肝静脉、门静脉、肝动脉和胆道系统组成。肝脏血供丰富，接受肝动脉、门静脉双重血液供应，两者之间有相互协调作用，门静脉血流量减少时，肝动脉血流量增加，反之亦然，称之为“肝动脉缓冲效应”［3］。 正常人门静脉有高度顺应性，顺应性受血管管壁本身和肝脏柔韧性影响，其血流频谱随呼吸和屏气大小出现波浪型改变，利用这一变化测量其流速差值、最大流速及脉冲比率，可间接反映血管、血流、肝脏柔韧性等的变化［4］。

肝静脉由左、中、右3根静脉构成，汇入下腔静脉。正常人肝静脉管壁薄、有一定顺应性，多普勒频谱表现为三相波或四相波。Bolondi等［5］提出将肝静脉频谱波形分为3种：①0型，三相波，即2个负向波1个正向波，出现短暂返流；②Ⅰ型，2个负向波，短暂返流消失，波幅减低；③Ⅱ型，单向流速曲线波形。其中肝脏的顺应性在肝静脉频谱的变化中起至关重要的作用。

3 病理情况下肝脏血流动力学

3.1 脂肪肝 脂肪肝是由于脂肪在肝脏中代谢障碍、在肝细胞中堆积过多，导致肝细胞脂肪变，如得不到科学的预防和控制可进展为肝纤维化和肝硬化。二维超声表现为肝实质光点细腻增强，远场回声衰减，管状结构显示不清。根据病变的程度，可分为轻、中、重度。随着病变的进展，脂质代谢障碍，脂肪大量堆积，从而造成肝细胞肿胀、坏死、胞外纤维结缔组织增生，肝窦受压，肝组织和肝内血管壁弹性减弱，入肝血流受阻，门脉压力增高，门静脉内径逐渐增宽［6］。门静脉血流阻力增高，血流动力学表现为门静脉最大、平均血流速度降低，以及肝动脉RI增高［7］。且脂肪变程度越重，门静脉最大血流、平均速度及肝动脉RI变化幅度越大。

3.2 肝硬化 肝硬化多由慢性肝炎进展而来，慢性肝炎患者汇管区炎症延伸至肝实质，炎性细胞浸润和结缔组织增生，使肝细胞变性坏死、肝内血管间隙缩小、肝脏顺应性减低、肝静脉变细、血流速度减慢，频谱可变为单向流速波形（Ⅱ型）。进一步发展，纤维结缔组织增生使肝纤维化加重，门静脉阻力增加，纤维间隔内血管交通支建立，高压的肝动脉血进入低压的门静脉内，门静脉压力增高，同时，肝窦纤维间隔收缩，胆管周围纤维化及胆汁淤积加重小叶周围的机械压力，也使门静脉阻力增加［8］。正常门静脉频谱表现为随呼吸轻微波动的持续低速血流（24～45 cm/s），或者随心脏运动而具有搏动性，以及有较宽的频带；而门静脉高压患者门静脉频谱表现相对平坦，流速低于正常值，由于其内多有湍流，往往具有更宽的频带。频谱多普勒的应用，使得门静脉血流速度测量及血流方向判断成为可能。随着肝硬化程度的加重或门静脉压力的增高，门静脉血流方向可表现为向肝血流、双向血流（湍流）以及离肝血流3种。Chiu等［9］在129例有食管静脉曲张的肝硬化患者门静脉血流模式研究中发现，门静脉血流方向与肝功能分级有着重要联系，Child-Pugh C级患者非向肝血流发生率（96.0%）明显高于Child-Pugh A级和B级（41.8%，57.6%，P＜ 0.05）。

肝硬化主要是门静脉循环障碍，门静脉血流量减少，肝动脉代偿性扩张和增生，并与门静脉吻合沟通，肝动脉血流量增加［10］。彩色多普勒超声表现为与相应门静脉伴行的肝动脉内径增宽，管径大于并行的胆管，表现为搏动性厚壁管状结构。

3.3 原发性肝癌 有研究［11］认为，肝脏恶性病变主要由肝动脉供血，肝动脉的血流参数较正常肝脏发生变化。原因可能为肿瘤内新生血管管壁缺少平滑肌层，弹力纤维较少，相对薄弱，彩色多普勒超声表现为供癌动脉血管RI及搏动指数（PI）降低，因此肝动脉管径增宽，血流速度加快，呈高动力状态。另有研究［12］认为，肝肿瘤内的动静脉瘘产生肝动脉和静脉分流，导致供癌肝动脉周围血管阻力下降，血流速度增快，PI降低，肝动脉呈高动力状态。Kim等［13］的研究还说明动静脉瘘除表现在肿瘤组织外，还会影响整个肝脏血供，使肝动脉血流量增加，门静脉血流量减少。

TACE目前已作为非手术治疗原发性肝癌的重要方法，在临床上广泛应用。其治疗肝癌的主要机制为闭塞肿瘤血管床及供养动脉，造成治疗局部肿瘤细胞、内皮细胞缺血缺氧，同时栓塞剂中的化疗药物释放，以达到抑制肿瘤生长，促使肿瘤细胞坏死、凋亡的目的；但受到个体差异的影响，其疗效成为临床的突出问题，同时可造成靶血管损伤和微循环障碍，进一步阻塞肝动脉-门静脉供血系统的交通脉络，导致继发高血压，增加上消化道出血的风险。彩色多普勒超声作为一种无创、简便、重复性强的检测手段，在TACE疗效评价中起重要作用。TACE术前近肿块周围可见较多的搏动性血流，显示明亮的较高速血流色彩，如果术后肝固有动脉收缩期峰值流速下降，差异有统计学意义，说明栓塞效果较好。这是因为肝固有动脉血流速度降低与肿瘤内部血流减少或消失相一致，肿瘤内部血流的减少或消失与肿瘤的逐渐缩小相一致，肿瘤血管的存在和血流丰富的区域，往往是肿瘤生长代谢最活跃的区域［14］。彩色血管能量成像可显著提高SNR，有利于低能量、低流速血流信号的显示；相对不受血流角度、方向的影响，可同时显示空间相互成角的血管，使同一切面上显示的血流信息更丰富、血管数目更多、连续性更好，能显示瘤内较完整的血管树或血管网，无混叠现象，使依赖血流量的图像易与放射线血管造影对比［14］。总的来说，彩色多普勒超声成为TACE术前术后观察病变直观、重要的方法，能为临床提供肿瘤大小、血供特点、与周围血管关系等信息，有助于评估TACE疗效，以及定期随访。

3.4 肝脏移植术 肝移植术后血管并发症主要包括血栓、狭窄与假性动脉瘤等，各种并发症可单独发生，也可同时发生，大多发生在术后数月内。因此，早期诊断与检查十分必要，而目前最为简便可靠的检查方法就是彩色多普勒超声。

肝动脉血栓形成是肝移植术后最常见、最严重的并发症，是导致手术失败和患者死亡的重要原因。彩色多普勒诊断肝动脉血栓的标准［15］为：①无肝动脉信号；②肝外缺乏肝动脉信号，而肝动脉血流速度较低；③延迟性的向上信号预示着动脉侧支循环的形成；④肝门处可见动脉侧支循环的形成；⑤肝实质梗死、肝内脓肿、多发性局灶性肝内胆管扩张或结石。肝移植后肝动脉狭窄大多发生在吻合口处，常发生在移植术后3个月，一旦确诊需再行手术重建血管吻合口。此外，也有由于排斥反应造成的肝动脉狭窄。肝动脉狭窄可造成严重的肝功能损害、肝坏死，也可无明显临床症状，表现不一。彩色多普勒超声多表现为狭窄处肝动脉血流速度加快，狭窄近端肝动脉收缩期峰值流速减低，加速时间延长，RI降低。多普勒超声对肝移植术后肝动脉病变检查存在一定的假阳性及假阴性。假阳性原因：急性排斥反应发生时，肝动脉可无信号，有时肝动脉移位而无法找到肝动脉，肝移植早期移植肝水肿，也可暂时性无动脉信号。假阴性原因：侧支循环的建立，侧支可来源于膈下动脉、肠系膜上动脉等侧支循环的建立［15］，肝内可见较低动脉信号。

术中超声（intraoperative ultrasonography，IOUS）引导在活体肝脏移植术切除供体右肝时非常重要，可明确切肝界线，提示较粗大的肝中静脉属支、肝短静脉及副右肝静脉，有利于这些静脉的重建，确保移植物有足够的静脉引流［16］，对指导手术方案制定以及术中病灶定位有重要意义［17］。IOUS选用较高频率的术中专用探头，大大提高了分辨力，且直接在腹腔内扫查，明显减少了气体干扰。在血管吻合完毕后，立即用高频手术专用探头，测量肝动脉及门静脉血流速度，并计算快速充盈时间及RI，及时地为术者提供吻合血管的准确信息，以便了解手术血管的情况、及时处理术中所出现的问题，以确保原位肝脏移植术后移植肝的血流量，减少由于手术造成的血管并发症［18］。 杨扬等［19］对 26 例肝移植受者行 IOUS 检查，以峰值速度（HAV）＞40 cm/s和RI＞0.5作为正常肝动脉的标准，共行27次IOUS检查，其中检查阳性（HAV＜40cm/s或 RI＜0.5）7例次，经 0.5%普鲁卡因浸泡，解除血管痉挛或再次吻合后，仍未能达到上述标准的3例中术后出现肝动脉血栓形成和肝动脉狭窄各1例，其余患者术后均未出现肝动脉并发症。IOUS对动脉并发症诊断的敏感度、特异度、阳性预测价值和阴性预测值分别为 100%（2/2）、96.0%（24/25）、66.7%（2/3）和 100%（24/24）。

肝移植术后脾动脉盗血综合征是肝移植术后发生的粗大的脾动脉和肝动脉“争夺”血流，从而引起肝动脉灌注不良和肝组织缺氧，导致的以肝和胆管缺血性损伤为特征的综合征。其发生率较低，但可导致严重后果，如得不到及时处理，患者会因移植物功能丧失而需再次肝移植［20］。 李娜［21］的研究显示，肝移植术后患者肝动脉流速较慢，RI增高，但仍在正常范围内，门静脉流速较高，后经脾动脉造影证实；在行动脉栓塞治疗后，彩色多普勒超声发现肝动脉流速增高，RI降低，门静脉流速随之降低，与术前相比差异有统计学意义。但是彩色多普勒超声也有一定的局限性：受操作者的主观影响较大；亦受超声束与血流方向的夹角、探测距离以及超声仪器等的影响；每个指标诊断脾动脉盗血综合征的特异度并不是100%，如移植肝动脉狭窄、血栓形成，肝动脉峰值流速会明显降低［22］。

4 小结

综上所述，超声检查特别是彩色多普勒超声凭借其无创、经济、方便的特点成为评价肝脏各种病理变化，了解血管走行、血流变化和血栓形成的首选影像学方法，可为临床治疗及术后监测提供参考。

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