超声造影技术在肺部肿瘤应用中的研究进展

楼军 雷志锴⋆

统计表明，目前我国肺癌发病率每年增长约26.9%，肺癌已成为我国恶性肿瘤死亡原因第一位。以往，肺部肿瘤的影像学诊断主要依赖于X线、CT、纤维支气管镜等检查，由于含气肺组织及肋骨的影响，超声检查主要局限于胸腔积液的诊断，对肺部肿瘤的诊断存在一定的困难，超声造影（CEUS）技术能清晰显示组织和肿瘤内的血管和微血管，动态观察肿瘤组织的微循环灌注状态，目前已经广泛应用于临床，尤其在肝脏占位病变的诊断中，超声造影检查甚至优于增强CT和增强MRI检查［1-2］。本文对超声造影技术在肺部肿瘤的应用作一综述。

1 超声造影成像技术的发展

1.1 二次谐波显像 主要由非线性二次谐波信号构成，非线性效应强，可强于组织上百倍，组织回声中提取的信号，经编程，使仪器只接收这些谐波，提高图像信噪比，以此获得良好的造影效果。

1.2 谐波能量多普勒显像 二次谐波结合多普勒能量成像技术，仅造影剂产生的谐波能量信号可以被接收。加入谐波技术可有效抑制运动伪像，以检测更低速的血流。

1.3 间歇延迟成像 应用高声压下大量微泡的瞬间破裂，产生高强度的散射提高微泡显示。微泡破裂后感兴趣区再次被充填需经过一段时间，在两次高声压超声波的发射中间可设置间歇时间。此技术可检测到细小血管内的低速血流。

1.4 实时超声造影匹配成像技术 实时超声造影匹配成像技术是发射低声压的超声波与造影剂声诺维结合，分别接收来自组织及造影剂微泡的信号，操作者根据需要选择模式，应用对比造影成像技术，可实时动态观察微气泡的灌注过程。

2 肺部肿瘤超声造影基础

与肝脏供血相似，肺具有双重供血，即由肺动脉及支气管动脉供血，组成肺循环的肺动脉和静脉，流出右心室，回至左心房，运载全身静脉性血液在肺内进行气体交换，属肺的功能血管；体循环的支气管动脉和静脉，起自胸主动脉或肋间动脉，源于左心室，回至右心房，运载动脉性血在肺内进行物质交换，是肺的营养血管。由于肺癌的血供主要来源于支气管动脉，偶有肺动脉参与供血，因此肺癌在肺动脉期呈无或轻微增强，而在支气管动脉期呈轻微或明显增强，该特征性表现是超声造影诊断肺癌的重要依据。中央型肺癌伴肺不张的超声造影具有典型的增强模式，即肺组织主要在肺动脉期开始增强，而肿瘤在支气管动脉期出现增强，且增强强度明显低于不张的肺组织。

3 超声造影对周围型肺部占位性病变的鉴别诊断价值

周围型肺部占位性病变主要包括良性肿瘤、原发或转移的恶性肿瘤。肺部肿瘤的定性诊断一直是影像界研究的热点和难点，正确的定性判断是后续制定治疗方案的关键。部分学者研究认为病灶的形态学和血供特征可以为肺部病变的鉴别提供有用的信息［3-4］，但彩色多普勒超声对低速血流的敏感性有限，同时又受到操作者的手法、仪器的分辨力、参数的调节以及取样的角度等因素的限制，故不能全面、细致地反映病灶内部血供情况，无法分辨是否存在坏死病灶。目前文献较多报道是应用超声造影对肺癌的诊断研究［5-6］，认为超声造影增强时相对肺部肿瘤良恶性的鉴别诊断有重要意义。

多数研究结果表明肺癌的增强时相大多始于支气管动脉期，对于判断肿瘤性质和显示隐藏在不张的肺组织中的肿瘤有重要意义。肺动脉期及支气管动脉期的界定在肺占位病变诊断及鉴别中有重要意义。目前，较多学者对CEUS肺动脉期及支气管动脉期的界定进行研究，但尚无公认的标准，Gorg［7］认为注入造影剂后增强＜6s为“肺动脉期”，增强≥6s为“支气管动脉期”，综合国内外文献［8-9］报道，良性病变始增时间（time to enhancement，TE）多在4.8～10.0s，恶性病变TE多在 10～15s。罗志艳等［6］报道28例周围性肺癌，24 例（85.7%）始增时间在6～24s，平均（11.1±3.6）s，表明恶性肿瘤在“肺动脉期”无或少灌注而表现无增强，但在“支气管动脉期”稀疏或明显灌注呈低或高增强，此增强表现是超声造影诊断肺癌的重要依据。Sperandeo等［10］报道78例肺癌，始增时间15～45s，平均25～32.5s，均位于支气管动脉期，晚于正常肺组织始增时间，亦表明肺癌的主要血供是支气管动脉供血。由此可见，肺癌增强开始于支气管动脉期，一般＞10s，而肺脏的炎性病变的增强则开始于肺动脉期，一般＜10s。这是因肺癌的新生血管主要来自支气管动脉，而肺的炎性病变如肺炎和支气管肺炎，主要是肺动脉供血，该特征性表现是超声造影诊断肺癌的重要依据。

4 超声造影在中央型肺癌伴阻塞性肺不张中的应用

当中央型肺癌压迫或阻塞支气管时，可引起远端的肺组织实变，实变的肺组织可作为透声窗，使肺门部肿块在超声图像上显示，但常规超声检查常难以区分其肿瘤部分及不张的肺组织，多数研究结果表明肺癌的增强时相大多始于支气管动脉期，增强强度多低于不张的肺组织，因此超声造影可以较好的区分其肿瘤部分与不张的肺组织。中央型肺癌伴肺不张的超声造影具有典型的增强模式，由于超声造影剂从右心肺动脉首先灌注不张的肺组织，不张的肺在“肺动脉期”开始明显增强，而隐藏在不张肺组织内的肿瘤造影剂灌注时间明显迟于前者，同周围型肺癌相似，主要在“支气管动脉期”出现增强，且增强强度明显低于不张的肺组织。因此，超声造影应用肺存在支气管动脉及肺动脉双血供的特点，易分辨肿瘤与不张肺组织。

5 实时超声造影在肺部肿瘤精准介入中的应用

对于不同病理学类型的肺癌，其治疗方案差异较大，因此对肺部肿瘤进行精准穿刺活检，获得病理学诊断尤为重要，超声引导下经皮肺穿刺活检术可对支气管镜难以到达或难以诊断的肺部胸膜相邻处病变进行取材，且操作全过程均实时动态观测，取材成功率高，已得到临床的广泛认可和应用［11］。但当肺部较大病灶（直径＞5cm），常是坏死、炎症、肺不张及肿瘤组织等多种病变组织并存，二维超声无法区别病灶内坏死区域和活性区域，彩色多普勒超声检查常不能反映出病变真实的血流信号情况，给穿刺操作带来一定的盲目性，易造成穿刺失败，而实时超声造影能实时显示病灶内的血流灌注信息，罗志艳等［6］研究报道超声造影在肺癌中的初步研究，为肺周围型病变的穿刺活检提供了十分有价值的信息。何文等［12］和曹兵生等［13］均在2011年报道对肺周围肿块先行超声造影检查再行穿刺的研究，穿刺成功率分别在100.00%、98.10%。黄伟俊等［14］研究显示38个病灶中不均匀增强达76.3%（29/38），尤其是在较大的病灶达89.3%（25/28），表明CEUS更能体现病灶内不同组织血供情况，实时超声造影引导可以显示肿块的活性区，能避开穿刺路径上的大血管，可以对肺部肿块进行精准穿刺活检，可以明显提高穿刺的阳性率、准确率及安全性。

6 超声造影在肺肿瘤消融术后评估中的应用

对于早期肺癌不能耐受手术或不愿手术治疗或其他局部治疗后复发的周围型肺癌患者，热消融已成为有效替代手段；超声造影具有实时动态、敏感性高的优势，目前大量研究证实 CEUS 对发现消融术后残留或复发具有较高的灵敏度、 特异度和准确性，与增强 CT/MRI 诊断价值相似，已经成为评价射频消融治疗疗效的有效方法［15-16］。

7 展望

超声造影检查操作简便、省时、无辐射、可反复应用，可以显示肿瘤血管形态学及血流动力学情况，对已失去手术机会而采取放化疗治疗的患者，超声造影新技术可以反映放化疗前后病灶微循环的改变，用于评估放化疗疗效，尤其适用于碘过敏、心肝肾功能不全、哮喘、甲状腺功能亢进、各种药物过敏者等高危因素而无法进行增强CT或MRI检查的患者。肿瘤血管生成和抗血管生成治疗可引起组织血流灌注改变，随着超声造影及其成像技术的不断发展和临床研究的不断深入，超声造影定量分析技术在肿瘤血管靶向治疗疗效评估方面有较大发展潜力［17］。Williams等［18］应用超声造影定量分析对多种血管靶向药物进行疗效评估，发现超声造影定量分析可显示肿瘤血流灌注变化，与CT灌注成像［19］、MR灌注成像和PET/CT等［20］其他功能性成像方法比较有优势，其可早期发现肿瘤血流灌注改变，具有预测疗效潜力。

超声造影与CT/MR图像融合导航技术是基于影像融合和定位追踪技术发展的一项崭新的实时虚拟导航技术。其应用超声探头及超声仪器上配置的磁感应传感器产生一个磁场区域，将 CT/MR 的DICOM 图像通过三点对应法映射至实时超声图像上，通过特定的软件对每一帧图像进行对位融合，实现实时对应，使CT/MR图像上显示的病灶也能在超声图像上准确定位。因部分周围型肺肿瘤较小，易受肋骨、肺气体等影响难以显示，通过实时虚拟导航技术，并结合超声检查时可以任意调整体位，可使一部分常规超声不易显示的肺肿瘤能在该技术的引导下及联合超声造影而得以显示，并能引导穿刺针或消融针准确到达病灶，达到肺癌病灶安全消融治疗目的。随着超声仪器和超声技术的进一步发展，超声造影剂的不断改进，超声造影技术在肺部疾病中的应用将展现出更广阔的前景。

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