剪切波弹性成像引导浅表器官细针穿刺活检的实时性评价

邢晋放，乔晓慧，金宇飚，高 峰，张佳杰

(上海交通大学附属第一人民医院超声影像科1、病理科2，上海 200080)

剪切波弹性成像引导浅表器官细针穿刺活检的实时性评价

邢晋放1，乔晓慧1，金宇飚2，高 峰1，张佳杰1

(上海交通大学附属第一人民医院超声影像科1、病理科2，上海 200080)

目的 评价剪切波弹性成像(SWE)引导浅表器官细针穿刺活检的实时性。方法随机选取浅表器官细针穿刺活检患者41例，其中男性22例，女性19例；年龄26～68岁，中位年龄46岁。选用法国SuperSonic Imagine公司生产的Aixplorer超声诊断仪(配备SWE)，启动SWE成像模式实时引导浅表器官细针穿刺。结果患者均可耐受，在探头扫查切面保持不变的情况下，利用SWE可以成功完成穿刺全程的实时监视引导，可以将穿刺部位精确地定位于病灶内硬度最高区域，穿刺针尖显示清晰。结论应用剪切波弹性成像可以实时引导浅表器官细针穿刺活检，但图像帧频需要进一步提高。

介入超声；剪切波；弹性成像；浅表器官；穿刺活检

目前，超声弹性成像技术是一项可以评价组织硬度的超声成像新技术。初步研究证明，该项技术在鉴别甲状腺、乳腺、浅表淋巴结等浅表器官的病变性质方面具有一定的临床价值[1-13]。法国SuperSonic Imagine公司研发的剪切波弹性成像(Shearwave elastography，SWE)是一种已通过美国FDA认证的全定量剪切波超声弹性成像技术，其热指数(Thermal index，TI)和机械指数(Mechanical index，MI)均明显低于FDA和CE标准，安全且无电离损伤。同时，SWE是目前唯一可以实时显示组织弹性图像的技术，并且不需要人为施压于组织，SWE为实时引导浅表器官细针穿刺活检提供了可能。利用SWE引导进行浅表器官细针穿刺活检时，SWE的实时性是否可以满足临床要求，尚未见相关报道，笔者就此进行了初步研究，现报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料 随机选取2014年8～9月上海交通大学附属第一人民医院超声医学科接诊的浅表器官细针穿刺活检患者41例，其中男性22例，女性19例；年龄26～68岁，中位年龄46岁。其中甲状腺结节66个，甲状腺实质病变6处，浅表结节6个(颈部5个，耳前1个)。

1.2 超声引导穿刺方法 (1)仪器：采用法国SuperSonic Imagine公司生产的Aixplorer超声诊断仪，配备SWE功能，探头型号为宽频线阵L4～15，探头频率为4～15 MHz。(2)穿刺针选用10 ml注射器，针头22G。(3)患者取仰卧位，肩部垫高、头部后仰，颈部及肩部充分暴露；常规二维、多普勒超声检查结束后，启动SWE成像模式，图像深度设置原则为甲状腺组织占图像的2/3。确定穿刺部位后，在SWE成像模式下实时引导细针穿刺。41例患者共实施80次穿刺，每次穿刺时间18～66 s。

1.3 分析指标 采用图像帧频、超声医师主观判断来评价SWE引导穿刺时的图像实时性，采用患者的反应和体征作为安全性评价指标。

2 结果

2.1 超声引导穿刺结果 所有患者的SWE成像，深度为40 mm，图像帧频为12 Hz。超声医师对图像的实时性评价结果为合格率90%(72次合格，8次不合格)。在SWE成像模式下，72次成功完成穿刺全程的实时监视引导。在整个穿刺过程中，探头扫查切面保持不变，穿刺针始终显示于扫查切面中，SWE准确定位穿刺部位(即图像显示硬度最高区域)，二维和SWE图像清晰显示穿刺针尖，见图1。在SWE成像模式下，8次未能成功完成穿刺全程的实时监视引导。其中5次穿刺过程中，由于穿刺针偏离探头扫查切面，需要迅速调整探头位置，但SWE图像频率低于实时监视要求，被迫终止SWE成像模式，重新启动二维成像模式，完成穿刺，穿刺时间43～60 s；3次穿刺，所选择穿刺的病灶很小(范围＜3 mm)，SWE成像未能成功显示病灶组织的硬度差异，放弃采用SWE成像模式下进行实时监视引导。

图1 SWE成像模式下实时引导甲状腺细针穿刺

2.2 病理切片结果 采用SWE成像模式成功完成72次穿刺的全程引导，并利用穿刺抽吸取得的标本制成细胞学切片，均为合格切片，均可以进行病理学判读。

2.3 不良反应 所有患者均可耐受，未出现明显不适和异常反应。

3 讨论

3.1 超声弹性成像 超声弹性成像是近年开始应用于临床的一项新的超声影像技术，其基本原理[14]是依据弹性力学、生物力学等物理规律，当对组织施加一个内部(包括自身的)或外部的动态或者静态/准静态的激励，组织必定产生一个与组织硬度相关的响应(例如组织的位移和应变、剪切波的速度)，将这一响应通过超声成像定性/定量地显示/测量出来，间接或直接反映组织自身的弹性模量等力学特性，从而评价组织的硬度。国内外学者初步研究发现[1-13]，根据超声弹性成像提示的组织硬度有助于甲状腺、乳腺、浅表淋巴结等浅表器官病变性质的鉴别，即弹性成像提示组织硬度越高、病变恶性可能性越大。

3.2 利用超声弹性成像实时引导浅表器官细针穿刺活检的临床意义 依据超声弹性成像显示的组织硬度可以鉴别病变的性质，因此，利用超声弹性成像进行浅表器官细针穿刺活检的实时引导，对于提高穿刺活检的准确率具有临床意义，将穿刺点精确地定位于超声弹性成像显示硬度最高的部位有助于提高活检阳性结果的检出率。目前，超声弹性成像有多种方法，其中法国SuperSonic Imagine公司生产研发的剪切波弹性成像(Shear wave elastography，SWE)是一种不需要人为施加压力于检查组织的弹性成像方法，可以有效避免操作者的个体差异、提高图像的重复性。同时，SWE可以进行实时弹性成像。据此，利用SWE实时引导浅表器官细针穿刺活检，全程监视穿刺针路径，将穿刺点精确地定位于病灶内硬度最高(恶性可能最大)区域，实施抽吸取材，这一方式对于提高细针穿刺的准确性具有显而易见的临床意义。

3.3 利用超声弹性成像实时引导浅表器官细针穿刺活检的临床特点 本研究结果初步显示，利用SWE引导细针穿刺活检具有以下特点：①如果穿刺过程中扫查切面保持不变，同时穿刺针始终不偏离扫查切面，利用SWE可以成功完成穿刺全程的实时监视引导，抽吸取得的标本符合病理切片标准，且患者均可耐受、无明显不适和异常反应；②如果穿刺过程中调整探头切面(例如穿刺针偏离扫查切面需要迅速调整探头扫查切面)，SWE成像的帧频尚不能满足实时监视要求；③当SWE不能成功鉴别病灶的硬度信息(例如病灶过小)时，无需采用SWE进行实时引导穿刺活检。由此可见，剪切波弹性成像已初步可以实现浅表器官细针穿刺活检的实时引导，但图像帧频需要进一步提高。

[1]Rago T,Santni F,Scutari M,et al.Elastography:new developments in ulstrasound for predicting malignancy in thyroid nodules[J].J Clin Endocinol Metab,2007,92(8):2917-2922.

[2]Rubaltelli L,Corrandin S,Dorigo A,et al.Differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules at elastosonography[J].Ultraschall Med,2009,30(2):175-179.

[3]Sebag F,Vaillant-Lombard J,Berbis J,et al.Shear wave elastography:a new ultrasound imaging mode for the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J].J Clin Endocinol Metab,2010,95(12):5281-5288.

[4]Bhatia KS,Cho CC,Tong CS,et al.Shear wave elasticity imaging of cervical lymph nodes[J].Ultrasound in Med&Biol,2012,38 (2):195-201.

[5]Bhatia KS,Cho CC,Tong CS,et al.Shear wave elastography of focal salivary gland lesions:preliminary experience in a routine head and neck US clinic[J].Eur Radiol,2012,22(5):957-965.

[6]Tanter M,Bercoff J,Athanasiou A,et al.Quantitative assessment of breast lesion viscoelasticity:initial clinical results using supersonic shear imaging[J].Ultrasound Med Biol,2008,34(9):1373-1386.

[7]Berg WA,Cosgrove DO,Doré CJ,et al.Shear-wave elastography improves the specificity of breast US:the BE1 multinational study of 939 masses[J].Radiology,2012,262(2):435-449.

[8]Tourasse C,Dénier JF,Awada A,et al.Elastography in the assessment of sentinel lymph nodes prior to dissection[J].Eur J Radiol, 2012,81(11):3154-3159.

[9]Sebag F,Vaillant-Lombard J,Berbis J,et al.Shear wave elastography:a new ultrasound imaging mode for the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J].J Clin Endocrinol Metab,2010,95(12):5281-5288.

[10]Magri F,Chytiris S,Capelli V,et al.Shear wave elastography in the diagnosis of thyroid nodules:feasibility in the case of coexistent chronic autoimmune Hashimoto's thyroiditis[J].Clin Endocrinol, 2012,76(1):137-141.

[11]王 涛,王学梅,张义侠,等.实时剪切波弹性成像鉴别甲状腺结节良恶性的定量分析[J].中国医学影像学杂志,2012,20(9): 684-687.

[12]Kim H,Kim JA,Son EJ,et al.Quantitative assessment of shear-wave ultrasound elastography in thyroid nodules:diagnostic performance for predicting malignancy[J].European Radiology,2013,23(9): 2532-2537.

[13]Park YJ,Kim JA,Son EJ,et al.Quantitative shear wave elastography as a Prognostic implication of papillary thyroid carcinoma (PTC):elasticity index can predict extrathyroidal extension(ETE) [J].Ann Surg Oncol,2013,20(8):2765-2771.

[14]罗建文,白 净.超声弹性成像的研究进展[J].中国医疗器械信息,2005,11(5):23-31.

Evaluation of shear wave elastography for guiding real-time fine-needle aspiration biopsy of superficial organs.

XING Jin-fang1,QIAO Xiao-hui1,JIN Yu-biao2,GAO Feng1,ZHANG Jia-jie1.Department of Medical Ultrasound1,Department of Pathology2,the First People's Hospital Affiliated to Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200080,CHINA

ObjectiveTo probe into the feasibility of using shear wave elastography(SWE)for guiding real-time fine-needle aspiration biopsy of superficial organs.MethodsForty-one patients,including 22 males and 19 females,aged 26～28 years old(46 years old in mean),who need fine-needle aspiration biopsy for their superficial organs,were randomly selected.The special ultrasonic diagnosis system Aixplorer(SuperSonic Imagine Company, France)was applied.SWE imaging model was used for real-time fine-needle aspiration biopsy.ResultsAll patients could tolerate the treatment.With the scanning plane of probe remained unchanged,using SWE could successfully complete the real-time monitoring of the whole guided fine-needle aspiration of superficial organs.The site of fine-needle aspiration could be accurately positioned to the highest hardness region of SWE.The puncture needle displayed clearly.ConclusionUsing shear wave elastography can guide real-time fine-needle aspiration biopsy of superficial organs,but the image frame rate of SWE needs to be further improved.

Interventional ultrasound;Shear wave;Elastography;Superficial organs;Needle biopsy

R446

A

1003—6350（2015）07—0985—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.07.0352

2014-10-12)

上海交通大学医学院科技基金项目（编号：14XJ10075）

邢晋放。E-mail：xingshi7018@163.com