声脉冲辐射力成像在胰腺疾病诊断及治疗中的应用*

王 一 张彤迪* 王文刚 杜建文 李凤娟 晋秀丽

声辐射力脉冲成像(acoustic radiation force impulse imaging，ARFI)是一种新型超声诊断技术，其中包括声触诊组织定量(virtual touch tissue quantification，VTQ)技术和声触诊组织成像(virtual touch tissue imaging，VTI)技术[1-2]。声脉冲辐射力，在无需施加外力的作用下，形成脉冲波冲击组织发生纵向位移及横向振动。以纵向压缩为基础进行弹性成像称为VTI，可直观定性反映组织硬度[3-4]。横向振动以剪切波向组织周边发散，通过计算ARFI波长及相邻波峰时间差可得出ARFI剪切波速度(shear wave velocity，SWV)值，该值与组织弹性的平方根成正比，能够间接反映组织硬度[5]。VTQ技术通过SWV对组织硬度进行定量评价，以m/s为单位。组织硬度越大，ARFI的SWV值越大；相反，组织硬度越小，则ARFI的SWV值越小。目前，ARFI被广泛应用于乳腺、甲状腺及前列腺等浅表器官鉴别与诊断方面，具有很好的临床价值[6-9]。ARFI技术在胰腺方面的应用研究相对较少，主要集中在正常胰腺硬度值测量及胰腺炎纤维化方面[10-14]。本研究主要探讨ARFI弹性成像技术无创鉴别胰腺肿瘤、急性胰腺炎及慢性胰腺炎的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2017年3月至2018年6月在河北医科大学第二医院就诊的90例急慢性胰腺炎及胰腺癌患者的临床资料，其中男性48例，女性42例；平均年龄57岁；身体质量指数(body mass index，BMI)27.3 kg/m2。按照患者病情将其分为急性胰腺炎组(30例)、慢性胰腺炎组(30例)及胰腺癌组(30例)。另采用随机数表法选取与3组患者性别和年龄相匹配的30名健康志愿者为健康对照组。急性胰腺炎组中男性16例，女性14例；平均年龄(46.1±21.26)；BMI(28.9±8.39)kg/m2；C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)(113.6±98)＜5 mg/L，脂肪酶(2836.4±487.6)＜60U/L。慢性胰腺炎组中男性19例，女性11例；平均年龄(56.3±11.14)岁；BMI(24.9±5.46)kg/m2；CRP(44.8±57)＜5 mg/L，脂肪酶(814.7±692.3)＜60U/L。胰腺癌组中男性13例，女性17例；平均年龄(69.7±10.09)岁；BMI(27.6±6.21)kg/m2；CRP(42.1±56)＜5 mg/L，脂肪酶(98.3±70.7)＜60 U/L。健康对照组中男性12名，女性11名；平均年龄(48.4±12.52)岁；BMI(26.3±7.42)kg/m2。所有受检者一般资料无差异，具有可比性。本次研究符合赫尔辛基伦理准则，受检者均知情同意。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①受检者可接受空腹检查；②血尿常规检查正常；③肝肾功能、脂肪酶检查正常。

(2)排除标准：①有原发性及继发性胰腺疾病病史；②常规超声检查胰腺形态结构异常者；③患有高血压、心脏病及肝肾疾病。

1.3 仪器与设备

采用Acuson S2000型彩色超声诊断仪(德国西门子公司)进行检测；采用声触诊组织定量技术检测软件测量ARFI剪切波速度，4C1凸阵探头(频率3～4.5 MHz)，获得组织弹性的定量参数。

1.4 检查方法

受检者取仰卧位，采用超声系统定量模式进行上腹部B超检查与ARFI弹性成像。嘱患者放松屏住呼吸，待观察区域图像稳定，患者无明显运动，将10 mm×5 mm取样框置于胰腺感兴趣区域。除健康对照组ARFI检测仅记录腺头数值外，其他组ARFI检测包含腺头、腺体和腺尾的位置。所有检测均由同一名对ARFI弹性成像有丰富经验的医师独立操作传感器4C1凸阵探头对腺头、腺体和腺尾部感兴趣区域先后检测7次，取其平均值。

1.5 诊断标准

(1)胰腺恶性肿瘤表现。B超显示胰腺实质回声高，肾实质、背侧衰减和血管边界模糊，上腹部轴面ARFI弹性成像检测腺头、腺体和腺尾显示恶性肿瘤。

(2)急性胰腺炎诊断。出现典型的胃脘痛症状，并伴随脂肪酶升高(至少为正常上限值的3倍)，ARFI弹性成像。

(3)慢性胰腺炎诊断。根据患者病史、腹部超声扫描或进一步采用影像学技术的超声内窥镜(endoscopic ultra sound，EUS)、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)、经内镜逆行胰胆管造影(endoscopic retrograde cholangiopancreatography，ERCP)的结果显示胰管扩张、胰腺实质出现钙化。

1.6 统计学方法

采用SPSS statistics 19.0统计软件进行数据分析，计量资料均以(x-±s)表示。四分位数范围(interquartile range，IQR)统计度量离散度，表示上四分位数和下四分位数之间的差异；采用Spearman相关系数进行变量与t检验相关性分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组受检者胰腺组织弹性值比较

(1)健康对照组胰腺实质的胰头和胰尾部无明显差异。急性胰腺炎组、慢性胰腺炎组和胰腺癌组胰腺实质平均ARFI值均明显高于健康对照组，差异有统计学意义(t=3.314，t=4.690，t=6.850；P＜0.05)；急性胰腺炎组ARFI的SWV低于慢性胰腺炎组，但差异无统计学意义，且低于胰腺癌组，见表1。

(2)健康对照组ARFI的SWV值与其年龄、检测深度及BMI值相关性差异均无统计学意义。各组ARFI剪切波速与患者年龄、检测深度及BMI值相关性差异亦均无统计学意义。健康对照组男性ARFI的SWV值(1.41±0.32)m/s，略低于女性(1.59±0.12)m/s，但差异无统计学意义。慢性胰腺炎组中19例患者出现胰腺实质钙化，钙化和非钙化慢性胰腺炎患者ARFI的SWV值差异无统计学意义。急性胰腺炎的ARFI的SWV值与脂肪酶水平相关性无统计学意义。

表1 各组受检者胰腺组织弹性值比较(±s)

表1 各组受检者胰腺组织弹性值比较(±s)

注：①表中ARFI为声辐射力脉冲成像；②*为与健康对照组比较。

组别 例数 检测深度(mm) ARFI值(m/s) t值 P值急性胰腺炎组 30 5.6±1.6 1.92±0.21 3.314 0.009*慢性胰腺炎组 30 5.7±1.2 2.36±0.19 4.690 0.007*胰腺癌组 30 4.9±1.0 2.83±0.64 6.850 0.004*健康对照组 30 5.4±1.4 1.53±0.49 - -

表2 胰腺恶性肿瘤ARFI的SWV值与周围薄壁组织比较(±s)

表2 胰腺恶性肿瘤ARFI的SWV值与周围薄壁组织比较(±s)

注：表中SWV为胰腺平均剪切波速；SD为标准差；IQR为四分位间距。

类别 样本数 SD IQR SWV值(m/s)胰腺癌病灶 30 0.81±0.21 1.16±0.34 2.83±0.64周围薄壁组织 30 0.58±0.19 0.71±0.39 1.49±0.51 t值 - - 7.487 P值 - - 0.004

2.2 胰腺恶性肿瘤ARFI的SWV值与周围薄壁组织比较

(1)胰腺癌组中胰腺癌变组织ARFI的SWV值为(2.83±0.64)m/s，显著高于周围薄壁组织的(1.49±0.51)m/s，其差异具有统计学意义(t=7.487，P＜0.05)，见表2。

(2)急性胰腺炎、慢性胰腺炎和胰腺癌的平均测量不成功率分别为8.7%、15.4%和26.8%，急性胰腺炎的ARFI的SWV值与脂肪酶水平无显著相关性。所有患者ARFI的SWV值显示，胰腺病变诊断SWV值为1.92 m/s，灵敏度为91.7%，特异度为62.3%，胰腺恶性肿瘤诊断SWV值为2.83 m/s。

3 讨论

ARFI弹性成像是一种非侵入性、无需接触以及可远程定量检测组织弹性的超声成像技术。正常健康的胰腺包含胰腺腺泡细胞和小导管细胞，同时具有内分泌和外分泌功能。胰腺脂肪瘤中，间质脂肪组织增加。急性胰腺炎导致颗粒淋巴细胞浸润和腺泡细胞散播性坏死；慢性胰腺炎胰腺实质出现不同程度纤维化和钙化；胰腺癌由于上皮细胞增殖破坏正常胰腺组织结构，病灶周围组织不断增生，导致胰腺结缔组织硬化。D'Onofrio等[15]采用EUS高灵敏度半定量弹性成像技术诊断胰腺恶性病变；Kelly等[16]研究表明，MR弹性成像能够显示整个胰腺硬度测量值；Monti等[17]使用3T MRE技术发现健康组的胰腺腺头、腺体和腺尾的硬度值越来越高，7例胰腺癌患者的硬度值为6.09 kPa，为正常测量值的3倍。

本研究通过ARFI弹性成像研究对比急性胰腺炎组、慢性胰腺炎组及胰腺癌组间差异，能够很好的反映胰腺的组织病理学变化。与健康对照组相比，急性胰腺炎、慢性胰腺炎和胰腺癌的ARFI剪切波速显著升高。急性胰腺炎、慢性胰腺炎和胰腺癌的检测不成功次数逐渐增加，而胰腺癌的检测不成功率最高。本研究显示，胰腺体测量值略高于正常范围(健康组值1.25～1.36 m/s)，但无统计学意义。Yoneda等[18]对80例健康胰腺ARFI弹性成像的影响因素进行分析，不同性别、年龄与ARFI剪切波速具有相关性，这与本研究结果相反；另一方面，饮酒或吸烟对胰腺ARFI弹性成像无显著影响；Stumpf等[19]通过研究评估影响ARFI的SWV相关因素，发现年龄增长或长期饮酒会导致ARFI的SWV变快，而弹性成像表现较亮的胰腺脂肪瘤则显示ARFI的SWV较低，ARFI检测不成功率高于胰腺腺体或腺头；Friedrich-Rust等[20]对36例慢性胰腺炎患者和49名健康志愿者进行胰腺ARFI弹性分析，分别在胰腺腺头、腺体和腺尾进行ARFI弹性成像，研究发现，慢性胰腺炎患者腺头、腺体和腺尾的ARFI剪切波速明显高于正常胰腺。慢性胰腺炎组胰腺腺尾检测不成功率达到65%，这可能与慢性胰腺炎实质和腺癌组织不均匀性有关。研究还发现，71%的慢性胰腺炎患者都出现不同程度的胰腺钙化；Kawada等[21]ARFI弹性成像单次检测次数达到10次以上，且测量成功率较高，胰腺癌患者ARFI剪切波速均高于正常胰腺，但差异无统计学意义；Mateen等[22]对健康对照组(48名)、79例急性胰腺炎和43例慢性胰腺炎进行了ARFI弹性定量分析，健康对照组平均ARFI值几乎等于慢性胰腺炎组平均值(1.29 m/s)；急性胰腺炎组ARFI剪切波速显著高于平均水平(3.17 m/s)，且个别患者甚至高于4.86 m/s，因此该研究对急性胰腺炎的诊断具有较高的灵敏度和特异度均高于90%。Goertz等[23]对26例胰腺病变患者进行ARFI弹性成像检测，结果显示，胰腺良性肿瘤(2.5±1.0)m/s和胰腺恶性肿瘤(3.2±1.2)m/s差异无统计学意义，但恶性肿瘤实质与周围软组织的相对硬度显著高于良性肿瘤。该研究表明，恶性胰腺癌的相对硬度为1.6 m/s，高于本研究结果的0.99 m/s。

D'Onofrio等[24]研究发现，正常胰腺组和胰腺癌组之间的ARFI剪切波速差异为1.19 m/s，而D'Onofrio等[15]研究结果为2.78 m/s；Pozzi等[25]通过ARFI弹性成像检测发现，胰腺癌与ARFI值有显著相关性，且多次检测结果都高于4.5 m/s，慢性胰腺炎和恶性肿瘤的ARFI值均高于正常胰腺。值得注意的是采用不同的点横波技术会带来不同的结果提示，同时由于患者稀缺，地域性等因素，入选病例数和每例患者ARFI检测次数较少，结果具有一定的局限性。此外，由于受到检测探头频率、感兴趣区域方向、测量次数等潜在因素影响，需要ARFI弹性成像操作人员对胰腺进行细致检测以获得可重复的结果。

采用ARFI对于诊断辨别胰腺病变具有一定可行性。本研究结果表明，急性胰腺炎、慢性胰腺炎以及胰腺肿瘤的ARFI的SWV呈现增加趋势。由于本研究病例具有一定局限性，将来研究可通过进一步增加随访、扩大地域、增加患者例数等，提高研究结果可靠性，获取更加具有说服力的数据结果，以指导临床应用。