超声弹性成像在皮肤疾病评估中的应用进展*

唐一植 综述 邱 逦 审校

(1.三六三医院超声科，四川 成都 610041；2.四川大学华西医院超声科，四川 成都 610041)

组织的硬度或弹性受多种因素影响，如组织炎症、纤维化以及肿瘤等[1-2]。因此，组织的弹性或硬度的评估可能用于对炎症及肿瘤的评估[3]。传统上，体格检查时的触诊是对组织的硬度等物理特征相关的信息进行评估，在临床上一直发挥着重要作用[4]。但是该方法受临床医师主观经验影响较大，缺乏客观性，可重复性不佳。弹性成像是一种利用超声波检测组织弹性变化的技术[5]；自20世纪后期，弹性成像已经应用于多个系统疾病，包括乳腺、甲状腺、肝脏、前列腺、淋巴结等。压迫式弹性成像对于极表浅的皮肤组织评估影响因素较多，随着剪切波弹性成像的出现，使得超声弹性成像量化评估极浅表组织，如皮肤和附属器成为可能，但皮肤病变弹性成像研究较少[6-7]。本文就弹性成像的基本物理概念和该项技术在皮肤和附属器疾病评估中的应用价值做一综述。

1 弹性成像的基本概念

组织受压时会发生变形并趋于恢复其初始形状，这一特性称为弹性。组织抵抗变形的能力称为硬度[8]。压力这一术语则是指在受到压力后某一结构相对于周围组织相对长度的变化[9]。除了上述物理现象，组织中还会产生垂直于压力波的位移方向的一系列波，称为剪切波[10]；其可以通过检测剪切波的速度进而间接对组织的硬度进行定量判断。

根据欧洲医学和生物学超声协会联合会(European Federation of Societies for Ultra-sound in Medicine and Biology，EFSUMB)发布的弹性成像临床指南[11]，目前有两种基本的弹性成像类型：评估组织变形的压力弹性成像(strain elastography，SE)和评估剪切波特征的剪切波弹性成像(shear wave elastography，SWE)。弹性成像的类型也可以根据产生组织变形的物理力来归类。该物理力可以是机械产生(手动或自动的)，也可以通过称为声辐射力脉冲(acoustic radiation force impulse，ARFI)的超声波脉冲产生。这些弹性成像方法均能提供相关组织硬度的定性或定量信息。半定量测量通常将1～5的5个数字与结构的硬度相对应，其中1为最软，5为最硬[11]。对某一结构的硬度进行定量的另一种方式使用其相对于周围实质的比值来表示，这个比值被称为应变率比值[12]。剪切波弹性成像则是通过剪切波位移速度来进行定量，以kPa或m/s表示[13]。

弹性成像的局限性在于不同类型的弹性成像的变异很大，因而有关这项技术的各个研究相对独立并且目前也缺乏适用于所有弹性成像设备的统一规定[11]。观察者之间和观察者自身的变异在压力弹性成像(特别是手动施压的变异)中比剪切波弹性成像中更大[11]。由于要使用超声波，弹性成像与常规超声一样都可产生伪影。在具有声影的区域或囊性结构中，弹性成像提供的关于组织特性的信息可能与实际不符，但这些伪影本身也提供了受检结构的某些信息[14]。

2 超声弹性成像的技术和特性

根据EFSUMB弹性成像临床指南[11]，当对任何器官进行弹性成像时，应参考以下建议：①该结构应该靠近换能器(<4cm)；②该结构应接近均质；③当对该结构施加压力使其进入较深的平面时的不应有滑移；④施加压力的表面应大于受检结构；⑤不应存在阻碍压缩的结构，如大血管；⑥受检结构应完全包括在目标区域内；⑦压缩力的方向应该是明确的；⑧受检结构的数量应当是有限的。需要注意的是当在皮肤上使用弹性成像时，应使用高频线阵探头[11,15]。

3 超声弹性成像的在皮肤疾病中的应用

3.1 正常皮肤和附属器 健康皮肤的硬度因皮层不同而存在差异。真皮比皮下脂肪组织硬度更高[16]。在皮下脂肪组织中，隔膜比脂肪小叶硬度更高。在健康的指甲中，甲板比指甲床更硬[17]。

3.2 皮肤肿瘤 超声弹性成像在皮肤肿瘤中应用最广泛的是用于区分良性和恶性[18]。在肿瘤中，组织的机械性质发生改变能够与相邻健康组织进行区分[19-20]。虽然良性皮下肿瘤具备某些B型超声可识别的特征[21]，对于模棱两可的病例可借助弹性成像进行鉴别诊断。Bhatia等[22]的一项研究中，使用超声弹性成像对52个颈部肿块进行评估，以病理结果作为金标准，以0～3的评分对病变进行半定量评估，其中0代表最软，3代表最硬。进一步的研究使用剪切波弹性成像鉴别颈部肿瘤的良恶性。恶性肿瘤(226.4kPa)的平均硬度高于良性病变(28.3kPa)，差异具有统计学意义。当临界值设为174.4kPa时，使用剪切波弹性成像对良性和恶性病变进行鉴别，灵敏度为83.3%，特异度为97.5%。该技术可以帮助经验不足者诊断颈部病变。另外，Park等[24]使用弹性成像来区分发炎和未破裂的表皮囊肿，发现后者比前者更硬。

超声弹性成像显示皮肤恶性肿瘤比周围组织更硬[18]。Dasgeb等[25]研究了55例患者共67例皮肤上皮肿瘤的患者，其中29例为恶性(17例基底细胞癌和12例鳞状细胞癌)，19例为良性。在这项研究中，所有恶性皮肤肿瘤中的应变率比值均大于3.9，而所有良性皮肤肿瘤均小于3。应变率比值设置在3.00～3.9时，诊断恶性病变的灵敏度和特异度均为100%。此外，弹性成像已经用于研究黑色素瘤。在BotarJid等[26]人的一项初步研究中，使用压力弹性成像和彩色多普勒超声分别评估39名患者中的42例黑色素瘤的血管形成。结果显示黑色素瘤血供丰富，有多个血管蒂，且压力弹性成像发现病变比邻近的皮肤更硬，血供最丰富的病变处硬度最高。此前，黑色素瘤新生血管形成和预后之间的相关性已在多篇文献中有报道[27-28]。因此，黑素瘤病变硬度可能是影响疾病预后的因素[29]。

3.3 皮肤恶性肿瘤转移淋巴结 超声评估淋巴结的目的是对临床可疑病变的淋巴结的良恶性进行无创性诊断[30]。淋巴结皮质区倾向于比包膜和淋巴结门更软，可用压力弹性成像评估淋巴结的硬度，根据变硬区域的所占比例分为4或5个级别[31]。良性的肿大的淋巴结通常趋于柔软，而恶性淋巴结倾向于僵硬[32]。然而，淋巴瘤不及转移性淋巴结僵硬，前者的硬度与淋巴结炎相似。因此，良性淋巴结肿大和淋巴瘤不能通过弹性成像进行区分[33]。此外，Hinz等[34]研究发现，除了常规的B型超声波检查结合彩色多普勒超声检查之外，弹性成像将临床上可疑肿大淋巴结中检测出黑色素瘤转移性淋巴结的灵敏度从80.9%提高到95.2%，但特异性增加(76.2%)。类似的结果在后来的研究中亦得到证实，如Ogata等[35]的研究。

3.4 炎症性皮肤病 皮肤及附属器的炎症不仅会引起B型超声和多普勒超声可检测到的声像结构的改变[36]，也影响结构的硬度[7]。Gaspari等[37]进行的一项研究纳入了50例在急诊科进行脓肿引流的患者，使用B型超声和压力弹性成像分别进行检查。其中，弹性成像可以观察到B超不可见的脓肿周围的僵硬区域。Cuco等[38]通过测量16例银屑病斑块表皮和真皮厚度和弹性来检测局部皮质类固醇治疗效果。研究发现表皮厚度有所减小，而真皮厚度轻微增加，斑块弹性无变化。尽管这项研究样本量少，但上述结果似乎表明压力弹性成像对于银屑病斑块的治疗效果的检测的敏感性较低。弹性成像在皮肤或全身性的纤维化和硬化病变中(硬斑病/系统性硬化)也得到了应用[39]。Iagnocco等[39]对系统性硬化症患者进行压力弹性成像的初步研究，发现系统性硬化症患者的皮肤硬度大于对照组。然而该技术在其他部位(如手指)的重复性不高，或许是由于接近指骨表面造成的。Di Geso等[40]重复了上述研究。结果显示，弹性成像在评估系统性硬化症患者手指皮肤硬度时，其结果在观察者之间和观察者内部的变异性都较B型超声测量皮肤厚度更小。此外，系统性硬化症常累及患者的口周部位[41]。在一项试验性研究中，Cannaò等[41]人描述了口周部位的弹性成像测量值的结果显示，系统性硬化病患者的口周硬度大于健康对照组。另外，弹性成像也已经应用于其他纤维化过程，例如放射性皮炎。Liu等[42]使用剪切波弹性成像测量颈部的皮肤和皮下脂肪组织的硬度，发现接受放射治疗的患者和年龄匹配的健康对照组之间硬度存在差异。作者发现上述变化与颈部肌肉的萎缩程度以及颈部皮下脂肪组织的厚度减少存在关联。

3.5 超声弹性成像在其他皮肤病症中的应用 Suehiro等[43]一项压力弹性成像研究发现，与淋巴水肿患者相比，皮肤脂肪硬化症患者的应变率比值较低。此外，弹性成像也已被用于评估压力性溃疡。动物研究发现，表面皮肤的硬度在施加了持续的压力之后会快速增加，这可能成为检测溃疡高风险的区域的早期标志[44]。

4 小结

皮肤病学中的超声弹性成像是一种新兴的技术，其在检测皮肤和附属物的组织物理表征中具有巨大的潜力。超声弹性成像技术在皮肤组织病变的评估中提供了重要的信息，对皮肤科医师具有重要参考价值。

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