肝泡状棘球蚴病影像新进展
2015-02-21依巴努·阿不都热合曼,刘文亚
文献标识码:A
文章编号:1009-5551(2015)10-1220-04
doi:10.3969/j.issn.1009-5551.2015.10.005
基金项目:国家自然科学基金(81260232)
作者简介:依巴努·阿不都热合曼(1983-),女(维吾尔族),硕士,主治医师,讲师,研究方向:包虫病的影像学诊断。
通信作者:刘文亚,女,主任医师,教授,博士生导师,研究方向:腹部疾病及包虫病的多模态影像学诊断,E-mail:dr_lwyykdx@163.com。
肝泡状棘球蚴病(Hepatic Alveolar Echinococcosis,HAE)是由多房棘球绦虫幼虫引起的人畜共患的寄生虫病。超声是筛查本病的首选影像检查技术,CT和MR对于本病的诊断及分期发挥着关键作用。FDG-PET是目前公认的无创评价泡型包虫代谢活性的方法,能为适时终止服药治疗包虫病提供决策依据,然而PET-CT设备尚未普及,加之检查费用昂贵,限制了其在临床的普及应用。超声造影、双能/能谱CT和功能磁共振成像等技术目前已经能够检测病变的血供情况及判断代谢活性,有望用于评价肝泡球蚴生物的活性。
肝泡状棘球蚴病(HAE)是多房棘球绦虫幼虫寄生引起的罕见疾病,此病流行于北半球,而囊型包虫病是由细粒棘球绦虫引起,全球泛发。该病是一种良性疾病,有类肿瘤样浸润性生长的特点,如破坏性生长、侵犯邻近器官及远处转移 [1]。
因泡型包虫病具有类肿瘤样浸润性生长的特点,隐匿起病,缓慢发展,症状无特异性,故诊断主要依靠超声(ultrasound,US)、CT及磁共振检查(magnetic resonance imaging,MRI)等影像技术 [2]。中国西北地区是该病的主要流行区 [3]。目前常规影像学检查技术尚不能有效地评价治疗效果(手术及阿苯达唑治疗)及寄生虫病变的活力,故FDG-PET已用于评价泡型包虫病代谢活性 [4]。超声造影检查(Contrast-Enhanced Ultrasound,CEUS)、双能CT及能谱CT、扩散加权成像(MRDiffusion-Weighted Imaging,DWI)等技术已被应用于HAE的研究,但这些影像图像与病理之间的联系却少有研究。本综述着眼于分析HAE的诊断及随访图像,描述新成像技术的初步应用结果,并阐述影像图像与病理的关系。
1 HAE的病理基础
人类因误食了污染到牧场草地、动物皮毛中的虫卵而感染本病。虫卵在胃液中孵化出壳,六钩蚴在十二指肠内孵化并通过门脉系统移至肝脏,导致肝脏侵入性及破坏性改变,其行为类似于恶性肿瘤的特点,故早期诊断及治疗对降低HAE患病率及死亡率至关重要 [5]。
寄生于肝脏内的绦幼虫像肿瘤一样通过外殖芽生方式向周围产生无数个小囊泡,伴随着小囊泡周围的囊液外漏导致炎症反应与纤维化并继发钙化,最终导致胆道及肝血管受累和梗阻及器官功能紊乱。
HAE大体病理上表现为灰白色浸润性的多发囊泡状结构,由很多形态不规则、大小不一的囊泡组成(直径1~20mm),病变内可见纤维化及钙化。病变与邻近正常肝实质之间没有明确的分界。绦虫幼虫增殖及细胞宿主反应有可能产生直径15~20cm的病变。泡球蚴产生多发囊泡(小囊泡直径1 ~20mm),类似肺泡,因此得名。幼虫以外生增殖方式生长,随着囊泡以生发层为中心向外扩展侵犯宿主组织,每个囊泡被多聚糖角质层所环绕 [6]。从幼虫增殖开始,宿主免疫以巨噬细胞、淋巴细胞、成纤维细胞、纤维母细胞聚集为特征,形成肉芽肿结构 [7]。细胞因子及趋化因子是细胞聚集的主要因素 [8]。纤维化及坏死,限制幼虫的扩展,这是寄生虫周围细胞激活的表现。寄生虫周围细胞浸润通常位于病变周边,即在幼虫的活性增殖区域 [9]。而坏死区域通常位于病变最不活跃的区域,即坏死囊泡及巨细胞如多核巨噬细胞所在之处。这些坏死空洞存在于后绦幼虫的蜕变区域,直径可能达到几十厘米,这与囊型包虫病(cystic echinococcosis,CE)囊肿不同。在此篇综述中,应用“假性囊肿”而不是“囊肿”这个术语,指的就是这些坏死区域。“囊泡”或“囊肿”将被幼虫的生发层及角质层的主要结构所限制。随着病变的转归,病变会发生钙化,多发点状、斑块状及外周钙化和/或单发钙化 [10]。门静脉或其分支梗阻,还有幼虫对正常肝细胞的直接浸润,导致寄生虫未累及的肝段/肝叶的肝再生 [11]。
2 HAE的影像新进展
2.1 HAE超声成像新进展 超声微泡造影技术(contrast-enhanced ultrasonography,CEUS)已被用于AE病变的诊断及评价。CEUS图像的特性及临床价值最初是有临床争议的。Suzuki等 [12]应用增强多普勒超声及Levovist作为造影剂,观察5例AE病人的充盈类型,发现其为不规则边缘“虫蚀样”充盈缺损,并且提出Levovist-CEUS可以作为临床上早期诊断AE的方法。Kratzer等 [13]应用同样的技术进行研究,结果显示尽管Levovist-CEUS可以界定病变及周围组织情况,但其不能观察到血管增加情况。对比增强超声的一项重要改进是应用SonoVue对比剂。在2007年,Ehrhardt等 [14]对确诊AE的患者进行增强超声、三期螺旋CT及FDGPET检查,结果显示,在AE活性方面,比起CT,CEUS与FDG-PET有更高的一致性,并且在鉴定病变活性方面比FDG-PET/CT更加敏感。FDGPET发现7例患者病变代谢活性增加(41.2%),9例(52.9%)患者CEUS发现典型的血管化类型,CT发现4例(23.5%)患者为典型的血管化表现。FDG-PET阳性的病例,CEUS亦为阳性。Tao等 [15]对17例中国病人的19个AE病灶在治疗前应用基础超声检查、彩色多普勒血流成像(color Doppler flow imaging,CDFI)、增强超声检查。基础超声检查示47.4%的AE病灶显示为不规则高回声,52.6%显示为混杂回声,病变中央见不规则无回声区;CDFI显示19个病灶中无血流信号;CEUS检查,19个病灶均显示出类圆形的周边强化区域,但病变中央区域无强化(“黑洞”效应),病变边缘不规则。一般来说,通过CEUS观察到的AE病变的大小比基础超声观察到的范围大。CDFI和CEUS对比增强超声可以用于AE病人的随访,这样可以减少FDG-PET的应用,减少辐射及随访的花费。但是在上述所有的研究中,病变的数量及病变的分类方面,都是相当有限的。由FDG-PET/CT评估出的病变代谢活性消失,作为临床停止治疗的决定性因素,可能与CEUS提供的病变血管化信息不同。此外,应用CEUS成像作为停止治疗的基础尚未被报道过,CEUS与特异性抗体及其他标志物之间的联系亦未见研究报道。
Zeng等 [16]应用CEUS进行了相关实验研究,提供了CEUS图像与病理学基础之间的一些相关信息。该研究应用CEUS对感染泡球蚴的鼠模型进行检查,显示早期病变的强化可以被分为2种不同的类型。病灶大小<3mm的病变在动脉期表现为环状强化,在门脉期无强化。更大的病变显示为动脉期及门脉期环状强化及中央隔膜的强化。从病理上来讲,所有这些病例均为单个囊泡或多个囊泡状结构,周边环绕以炎症反应带包括病变周围小血管的增殖。随着泡球蚴的进一步生长,进展期病变表现为典型的动脉期环状强化,病变中央在动脉期及门脉期无强化。显微镜下显示所有病变均为多发囊泡状结构,并混以纤维组织,周围环绕以炎症反应带,炎症反应带中包括病变周围小血管增殖。因为SonoVue是一种血池造影剂,注射这种对比剂后,炎症反应带中小血管的增殖可以被认为是增强的基础。常规增强显示那些小病灶的主要血液供应是肝动脉。但因为血管梗阻的发生及随后发生的小动脉破坏,门脉也会参与病变供血。有关实验数据表明,对比增强超声可以反映来源于宿主的微血管灌注情况 [16]。
2.2 HAE的CT成像新进展 传统CT仅能显示病变的形态及密度,以往CT灌注成像已被用于观察HAE病变的微循环状况,发现HAE病变周边不同的血流灌注水平,与病变同一区域的血流情况及微血管密度(micro-vessel density,MVD)有很好地相关性 [17]。但是,这种技术的高辐射剂量限制了其临床应用。能量CT(包括双能CT和能谱CT)是区别物质成分的功能成像新方法 [18]。有很多研究应用能量CT发现小病变,进行肿瘤的鉴别诊断、疗效评估及预后评价 [19]。能量CT通过测量碘量化参数(Kev值、衰减曲线及碘浓度)可能可以更安全地显示HAE病变区域的血流供应情况。王静等 [17]纳入24例病人的DECT研究显示,HAE病变边缘带碘浓度与MVD有很好的相关性(r=0.940,P<0.05)。本课题组应用SCT的另一项研究表明理想的HAE单能量成像是在65Kev水平,HAE病变中的不同成分可以用不同能量的能谱曲线所标记:5种不同病人的能谱曲线特点相似,尽管其在CT上实性成分的吸收值不同。此外,融合出的碘图清楚地勾画出了AE病变边缘带强化及高灌注区域,这可能反映出病变邻近肝实质炎症反应区域的神经血管化情况。14例患者能谱CT及PET-CT的结果显示能谱CT的AE强化及高灌注区域与PET-CT表现一致。初步的研究结果表明基于碘的CT能谱曲线在技术上是可行的,并可以定量分析寄生虫病变旁肉芽肿反应的微灌注状态。这些初步的研究数据仍需要补充DECT及SCT前瞻性研究数据,评估其费用、风险及收益值,达到对HAE病变进行功能评价及随访患者的目的。
2.3 HAE的MRI成像新进展 随着梯度技术、多通道线圈、回波平面序列及并行采集技术的发展,DWI已经成为评价肝脏病变特征有前景的技术。DWI可以反映水分子的微观随意运动,并能测量组织中液体的扩散值 [20]。水扩散受限的组织(如恶性病变)显示为高信号区域。DWI上的信号强度可以通过计算ADC值进行定量,ADC是描述局灶性肝脏病变有价值的指标 [21]。在b值<500s/mm 2时,DWI显示典型的HAE病变为低信号,病变区ADC值较肝实质高 [22-23]。
本课题组对HAE进行了DWI应用的初步研究,结果显示DWI可以促进HAE病灶的发现并显示出其特征。本课题组发现DWI比起传统的MR成像有优势,尤其对直径<1cm的病变。59例病人中有51例DWI显示为病变周边连续或断续分布的厚度为2~3mm的环状异常信号区域 [24]。DWI显示的病变周边高信号仅在11例患者的T2WI上可以观察到,在T2WI上仅显示为轻度高信号。基于这些有意义的结果,DWI序列应该作为HAE观察及评价的常规序列应用于临床实践,同时,DWI仍需前瞻性地评价其他患病人群,尤其是在免疫抑制的HAE病例中。
任波等 [25]分析了27例HAE病变不同成分的DWI特点,还研究了ADC值与病理指标包括微血管密度及纤维化百分比(应用Masson染色)的相关性。结果显示HAE病变的不同区域的ADC值有统计学差异,HAE病变边缘带的ADC值与纤维化百分比呈明显的负相关(r=-0.767,P=0.001)。但是,边缘带的ADC值与微血管密度之间无相关性。根据这些结果,得出结论ADC值可能是反映纤维化程度的指标,但对于评估HAE病变边缘带微循环没有价值 [25]。
王静等 [17]评价了DWI上的高信号带能否作为疾病活性的指标,并与同期的PET/CT图像进行比较,发现HAE病变周边高信号区域与PET/CT阳性图像区域相似。因为DWI上的高信号可能也与微囊肿存在有关,有待于收集更多的病例,探讨DWI与在T2WI及T1WI上确立的Kodama分型之间的关系。