超声弹性成像技术在淋巴结疾病诊断中的研究进展

孙晓东，王霄

1.栖霞市人民医院 影像科，山东 烟台265300；2.哈尔滨医科大学附属第二医院住院处 腹部超声科，黑龙江 哈尔滨 150086

超声弹性成像技术在淋巴结疾病诊断中的研究进展

孙晓东1，王霄2

1.栖霞市人民医院 影像科，山东 烟台265300；2.哈尔滨医科大学附属第二医院住院处 腹部超声科，黑龙江 哈尔滨 150086

本文简述了诊断淋巴结疾病的3种超声弹性成像技术：实时弹性成像、声辐射脉冲力弹性成像、剪切波弹性成像，旨在将3种超声弹性成像技术作比较，总结各类技术的长处及不足，归纳其对淋巴结疾病的诊断价值及应用前景。

淋巴结疾病；超声弹性成像；组织硬度

超声弹性成像是指对组织施加动态或静态的激励，在生物力学或弹性力学的作用下组织产生相应的变化，如位移、应变，通过信息处理，将组织产生的变化以图像或数字的形式表现出来，从而间接或直接的反应组织内部相对或绝对的物理属性。目前被人们所熟知的超声弹性成像主要分为以下3类：压迫性弹性成像，间歇性弹性成像，震动性弹性成像[1]，并已经被超声医生广泛应用于甲状腺[2-3]、肝脏[4]、乳腺[5]、前列腺[6]等器官的研究，部分已经获得肯定，应用于临床。其中应用于淋巴结疾病的弹性成像技术主要有3种：① 实时弹性成像；② 声辐射脉冲力弹性成像；③剪切波弹性成像。本文旨在对以上3种弹性成像技术在淋巴结疾病中的应用情况和已经公布的部分进展进行综述。

1 实时弹性成像技术（Real-time Elastography，RTE）

以日立公司为代表的RTE技术根据弹性系数不同，收集靶组织在某时间段内的各个片段信号，通过主机处理，再以黑白、伪彩或者彩色编码的方式显示，最终通过对弹性图像的判读诊断靶组织良恶性或组织特性[7]。

该时期的弹性成像技术主要应用RTE技术评分法：如史国红[8]应用RTE技术将弹性硬度分为5种分布模式，设定1～3分为良性，4或5分为恶性，将反应性增生淋巴结和转移性淋巴结进行比较，最终得出RTE诊断的敏感性、特异性与准确性分别为83.0%、90.6%、85.9%。但评分法多根据颜色划分界限，难以取得客观评价，临床应用重复性差。部分学者选择应用RTE技术得出确切数值对组织硬度进行评价：王慧芳[9]应用RTE技术评分法结合淋巴结应变率比值（Strain Ratio，SR），将淋巴瘤组与转移组淋巴结进行比较，构建受试者工作特征（Receiver Operator Characteristic，ROC）曲线，计算曲线下面积，得出淋巴瘤组的平均SR值（1.27±0.61）较转移组（2.61±0.68）低，提示淋巴瘤组较转移组淋巴结组织硬度低，并指出SR值诊断临界值为2.12，即SR值＜2.12诊断为淋巴瘤，＞2.12为转移，其鉴别淋巴瘤与转移性淋巴结的敏感性、特异性和准确性分别为96.7%、60.5%和76.5%。有学者也尝试将评分法与SR测量结合应用：谭荣[10]便将SR值与Furukawa[11]的硬度4分法进行结合，诊断恶性淋巴结病变的敏感性、特异性及准确性分别为92.9%、55.2%及75.8%，该研究中不但将评分法和SR结合应用，为了弥补以往研究的不足，还扩大样本量，将淋巴结结核纳入研究对象，进一步证实了RTE的应用价值。

作为弹性技术初步应用于临床研究的早期代表，RTE的重复性和客观性均有待提高，单独使用难以对淋巴结疾病的良恶性做出鉴别。谭荣表示单独使用RTE技术会造成一定数量的假阳性和假阴性，临床应用中建议将弹性成像与传统超声结合起来对疾病进行诊断。谷英士[12]应用RTE技术联合常规超声评价60位患者的84枚腋窝淋巴结，其敏感度和特异度分别为86.0%和73.5%，而相比常规超声的敏感度82.0%和特异度61.8%要更高。

虽然许多学者在进行研究，并得出了很高的准确性，但技术瓶颈和临床病例的复杂多变给研究带来很大困难，李红丹[13]表示RTE应用于淋巴结疾病诊断具有如下局限性：① 检查部位的限制，病变淋巴结所在位置需平坦，否则探头难以均匀施压；② 受周围组织如肌肉、血管搏动影响较多，容易出现伪彩；③ 受病变深度影响，淋巴结位置越深，越不容易产生形变，越难以得到满意的弹性图像；④ 受淋巴结大小的影响，对于＜5 mm的淋巴结，弹性图像不稳定，难以如实反映硬度。Tourasse C等[14]表示当淋巴结深度＞3 cm时，由于信号衰减，使得淋巴结色彩充盈不完全，难以评分。谷英士[12]表示腋窝淋巴结深度＞2 cm时即会出现色彩充盈的不完全，影响评分结果。众多学者表示RTE技术受人为主观因素影响较多，对经验要求较高，检查的重复性差，临床应用的困难较大。

2 声辐射脉冲力弹性成像技术（Acoustic Radiation Force Impulse，ARFI）

面对RTE技术的主观性和重复性较差，弹性技术的研究重心偏向了客观性和重复性。针对这种需求，西门子公司开发了ARFI技术，相比RTE技术更客观。其利用调制的聚焦超声波束作为激励机制，组织受力后产生纵向压缩和横向振动，产生剪切波，利用特定的电子系统采集组织内剪切波信号，以获得感兴趣区内的低频剪切波速度（Shear Wave Velocity，SWV）（单位：m/s）[15]，该技术分为2部分：声触诊组织量（Virtual Tough Tissues Quantification，VTQ）和声触诊组织成像（Virtual Touch Tissue Imaging，VTI）。该技术与以往的弹性成像不同，扫查期间无需手动加压，组织硬度信息可以数字形式呈现，便于统计分析，具有很强的客观性和重复性，可更广泛的应用于临床。

在ARFI技术应用于实质脏器诊断的同时，淋巴结的临床应用也在被学者们所关注，研究方向主要为SWV的统计学分析和VTI的图像特点：甄熙等[16]应用ARFI技术对72位患者的72枚淋巴结进行良恶性评价，得出SWV最佳截断值为2.538 m/s，将其用于淋巴结良恶性诊断时的灵敏度、特异度和准确度分别为80.4%、73.1%和77.8%。同期，李婧[17]将VTQ及VTI结合，对46位患者的68枚淋巴结进行良恶性评价，VTI通过图像色彩直观地显示了淋巴结的质地信息，VTQ技术以定量的方式更为准确的显示了淋巴结疾病的质地变化。与其他研究不同，该研究针对淋巴瘤质地较软的特点将研究对象分为3组：非特异性反应性淋巴结、转移性淋巴结和淋巴瘤性淋巴结，各组SWV平均值分别为（2.0±0.55） m/s、（2.6±0.95） m/s和（1.5±0.60） m/s。研究指出：非特异性反应性淋巴结主要表现为粒细胞浸润、充血水肿或纤维浸润，硬度介于其他2对照组之间，属于中等硬度；转移性淋巴结内的肿瘤细胞浸润，常出现钙化、玻璃样变，且胶原纤维等间质成分较多，造成结内组织较硬；而淋巴瘤内常表现为异常淋巴细胞堆积，一般不出现角化或钙化，肿瘤实质成分较多，造成结内组织较软，弹性硬度较低。该研究从组织病理学方面对淋巴结硬度做出总结，从弹性成像角度分析了各类疾病的鉴别要点，将淋巴结的弹性成像引入新的高度。

ARFI技术在一定程度上弥补了RTE技术的不足，无需施加外力即可判断淋巴结硬度，减少了客观环境和人为主观误差的影响，为淋巴结诊断提供了新的方向。但ARFI技术也有诸多局限性：① VTQ取样框大小固定，取值区域受限，无法避开钙化区及液化区；② SWV取值易受患者呼吸运动及淋巴结周围和内部血管的干扰；③ 声波在不同组织器官中传播速度存在差异，能量在传播过程中可能发生变化，因此声脉冲能量进入探测部位经过组织的成分和厚度不同，导致无测量数据或测值不准确；④ 量程较小：VTQ测值的量程仅为0.00～9.00 m/s，组织过软或过硬均会导致VTQ测量中出现X.XX m/s。虽然Yoon Seok Kim[18]解释其组织异质性造成了其对剪切波能量的异常传播，导致测值出现X.XX m/s，并可以此作为诊断组织恶性程度的指标，但部分淋巴结良性疾病（如淋巴结结核）也同样会出现类似情况，导致了淋巴结疾病良恶性诊断的难度。

3 剪切波弹性成像技术（Shear Wave Elastography，SWE）

随着ARFI应用于各类疾病研究的同时，更多的焦点被关注于剪切波的量程和SWV测值的变异度，法国声科影像（Supersonic Imagine）推出了SWE技术，又称声科剪切波成像（Supersonic Shear Wave Imaging，SSI），其在传统二维成像的基础上实时观察组织弹性值，全面反映1个病灶内不同区域的弹性状态，更准确地辅助临床鉴别诊断，客观间接反映组织不同的病理状态。实时、全幅、全定量、彩色的编码组织弹性图，同时显示和测量细微或宏观组织弹性模量（单位：kPa）。该技术结合了RTE实时显像和ARFI量化的优势，同时弥补了ARFI中VTQ技术取样框无法调整的缺陷，使淋巴结弹性成像的进一步深入研究变得可行。SWE扩大了以往超声弹性成像技术中数字化硬度的量程范围，适用范围更广，可应用于ARFI无法涉足的小病灶病例；在测得感兴趣区域内剪切波均值的同时计算标准差，以反映取样框内组织硬度的离散程度，信息量越发丰富。

Young Jun Choi[19]对15位患者的67枚淋巴结进行回顾性分析，最终测得颈部良性淋巴结硬度为（41.06±36.34） kPa，转移性淋巴结硬度为（14.22±4.19） kPa，将截断值设为19.44 kPa时，转移性淋巴结诊断的准确度、敏感度和特异度分别为94%、91%和97%，相比灰阶图像的91%、88%和94%有显著提高。但其研究对象中，淋巴结恶性疾病主要为甲状腺乳头状癌来源的转移性肿瘤，样本量过小，研究结果难以客观说明SWE在颈部淋巴结疾病诊断中的应用价值。同期，Bhatia KS[20]将截断值设为30.2 kPa，其诊断淋巴结恶性疾病的敏感度为41.9%，特异度为100%；将截断值设为45 kPa时，诊断淋巴结恶性疾病的敏感度为48.4%，特异度为91.8%。但在他的研究中SWE对颈部淋巴结疾病良恶性诊断的准确度只有61.8%，分析原因可能有2点：① 颈部淋巴结恶性疾病种类繁多，无法简单从硬度来判断疾病的性质；② 研究对象的病理结果多来源于细针穿刺活检，抽样误差难以避免。

虽然目前针对SWE进行的淋巴结研究相对较少，但SWE的出现，使淋巴结的评价抛弃了RTE技术评分法的过分主观性，沿用了ARFI的客观性，完善了取样框的设计，使其能够更改大小，使小淋巴结也能够纳入研究当中，逐渐被国内外学者所认可。但淋巴结疾病的复杂性和多样性决定诊断的难度必然很大，并非简单的提供组织硬度信息便可对淋巴结良恶性做出明确鉴别，如淋巴瘤虽为恶性疾病，但质地较软，单从硬度上无法与其他良性淋巴结疾病相鉴别；同时，淋巴结结核虽为良性疾病，但最终的转归通常是质地较硬的钙化。作为新兴技术，超声弹性成像依然无法抛弃其他超声技术如多普勒和造影的协助，只有多角度分析，全面考察，淋巴结疾病才能得到客观的鉴别和诊断。

4 展望

虽经历了多年的演变与进步，超声弹性成像技术已经能够为诊断淋巴结疾病提供诸多的信息，但各类技术仍然处于探索阶段，缺乏统一观点，难以形成规范的弹性诊断标准。只有各类新技术相互弥补，综合判断，统筹分析，超声医生才能够对淋巴结疾病做出客观评价，为临床医生做出正确引导。在总结了传统超声的声像图特征、辅以弹性成像技术，结合患者的病史，必要时进行穿刺活检，多方面的对淋巴结进行评价之后，临床医生才可对淋巴结疾病的性质做出准确判断。

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Research Progress of Elastosonography in the Diagnosis of Lymphatic Node Diseases

SUN Xiao-dong1, WANG Xiao2
1.Department of Imaging, Qixia People’s Hospital, Yantai Shandong 265300, China; 2.Department of Abdominal Ultrasonography, In-Patient Section, the Second Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin Heilongjiang 150086, China

This paper briefly introduced three kinds of elastosonography techniques used for diagnosis of lymphatic node diseases, including real-time elastography, ARFI (Acoustic Radiation Force Impulse) and shear wave elastography, which was aimed to compare the three techniques and summarize relevant technical strengths and weaknesses. Meanwhile, its effectiveness and application prospect in diagnosis of lymphatic node diseases were summarized.

lymphatic nodes disease; elastosonography; tissue hardness

R445.1

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.06.021

1674-1633(2015)06-0082-03

2015-05-07

作者邮箱：a3376061@163．com