剪切波弹性成像评价胎盘功能研究进展

高 瑾，胡 兵

(三峡大学附属仁和医院超声科，湖北 宜昌 443001)

近年来超声弹性成像技术发展迅速，临床应用广泛，具有无创、快速、可实时观察、重复性好、能反映组织硬度等优点[1]。剪切波弹性成像(shear wave elastography, SWE)是一项能评估组织硬度的新兴超声弹性成像技术，目前广泛用于甲状腺[2]、乳腺[3]、肝脏[4]、肾脏[5]、骨骼肌[6]及淋巴结[7]等，在产科方面也有颇多研究[8]。本文围绕SWE的原理及其评价胎盘功能研究进展进行综述。

1 SWE基本原理及特点

SWE基本原理[9]是以探头发射安全的声辐射脉冲，利用Sonic Touch专利技术，使声束聚焦于不同深度的组织，产生的波源在组织内以高于剪切波产生速度的状态快速移动，产生的剪切波以“马赫圆锥”形态相干增强，再通过超高速成像技术实时准确记录剪切波传播过程，并对其传播速度进行彩色编码且叠加于二维解剖图像上，从而形成活体组织的实时剪切波速度图；通过系统定量分析可直接测量组织的杨氏模量值。杨氏模量值按E=3ρC2计算，其中E为杨氏模量，ρ为组织密度，C为剪切波传播速度；组织越硬，剪切波传播速度越快，杨氏模量值越大，彩色编码表现为红色；相反，则杨氏模量值越小，彩色编码表现为蓝色。

SWE技术特点:①可广泛用于观察弥漫性及局灶性病变；②利用声辐射脉冲产生的剪切波克服了压迫性弹性超声成像技术力度与频率的不稳定性；③通过“马赫锥”原理将声辐射脉冲转换成足够强度的横向剪切波，从而明显提高了剪切波的振幅和传播距离；④超高速成像技术可避免因同一部位聚焦而产生过高的生物效应，故可安全用于孕妇[10]。

2 SWE评价胎盘功能

胎盘是母体与发育中的胎儿之间的联系纽带，胎盘病变可影响胎儿结局，严重时可致胎儿预后不良或胎死宫内。胎儿宫内生长迟缓(intrauterine growth retardation, IUGR)、妊娠高血压综合征(pregnancy-induced hypertension syndrome, PIH)及妊娠糖尿病(gestational diabetes mellitus, GDM)均可致胎盘发生病理改变，临床常用胎盘成熟度、脐动脉及子宫动脉血流参数、胎盘血管化定量分析、胎儿主动脉峡部血流多普勒参数等指标来评价上述疾病中胎盘功能慢性损伤程度[11]。胎盘组织的病理或生理变化可导致其弹性变化[12]。SWE可直接定量测量胎盘硬度，有望成为一种新的补充评价胎盘功能的方法。

2.1 评价正常孕妇的胎盘功能 LI等[13]运用SWE测量30名正常晚孕期孕妇胎盘弹性，认为该技术可为评估胎盘功能提供形态学依据。CIMSIT等[14]认为胎盘中心与边缘部分弹性模量值无明显差异，与国内外其他学者[15-16]的研究结果一致，即可用胎盘中心或边缘任意部位的测量值来表示整个胎盘的硬度，但于胎盘中心部位取样时必须避开脐动脉插入处，因为此处硬度值较周围明显增高。此外，有学者[17]发现，部分胎盘功能不全患者脐动脉血流参数S/D、羊水量等仍维持正常时，其SWE测值已发生改变，提示通过胎盘硬度有可能评价早期胎盘功能减低带来的病理变化，且较其他间接指标更为敏感。

2.2 评价IUGR患者胎盘功能 胎盘功能不全是导致IUGR的主要原因，且多数IUGR胎盘均有显著病理改变。传统B型超声虽可提供胎盘的整体形态和位置信息，但无法评估胎盘功能；多普勒超声评估IUGR胎盘功能虽特异度高，但敏感度低，尤其对于低风险妊娠患者[18]。体外应变弹性成像[19]和声辐射力脉冲弹性成像[20]研究发现IUGR胎盘硬度增高，并与病理结果表现存在相关性，提示以SWE评估活体胎盘的弹性可能具有较高价值。HABIBI等[21]利用SWE在体评估IUGR胎盘弹性，测得各区域中位数弹性值分别为28.0、21.5、22.0及22.5 kPa，对应正常组弹性值分别为6.00、5.35、5.00及5.30 kPa，IUGR组胎盘硬度均明显高于正常对照组，表明SWE可较好地评估胎盘功能，并有望成为诊断IUGR的新技术。胎盘硬度升高的机制暂不清楚，可能与绒毛膜羊膜炎、血管炎及梗死等引起组织纤维化等有关。该研究[21]中SWE值与出生体质量、Apgar评分无明显相关，限制了SWE对于进一步临床结果的预测价值，且未纳入妊娠早期孕妇，而妊娠早期却是观察如何高效诊治IUGR的重要时期。SWE评价IUGR胎盘功能有待深入，并进一步探究胎盘硬度升高与病理生理变化之间的关系。

2.3 评价PIH患者胎盘功能 PIH的基本病理生理改变是全身小血管痉挛，周围血管阻力增高，导致胎盘血流灌注减少、功能受损。子痫是PIH的最严重阶段，不仅有心血管疾病患病高风险和神经系统远期后遗症可能，若抽搐不止，还严重危及母婴生命；早发的子痫前期则与子宫动脉异常、IUGR及母婴不良结局密切相关[22]。因此，早期发现子痫前期高风险患者对于临床监测及防治子痫、改善孕期和围产期母婴结局非常重要。临床常用动脉多普勒测量参数和一些血清生物学标志物(如尿酸、尿激肽和抗心磷脂抗体)等预测子痫前期发展，但其阳性预测值参考价值低。

KARAMAN等[23]通过在体评估胎盘硬度，提出弹性成像是诊断和评估子痫前期的新方法，且推测组织梗死、动脉硬化和绒毛间血栓形成等病变是PIH胎盘硬度增高的原因。CIMSIT等[14]将中孕期孕妇分为子痫前期组和正常组，发现2组剪切波弹性图存在显著差异，提示弹性成像技术不仅可提高预测子痫前期发展的敏感度，还能加强多普勒超声预测子痫前期的效果；但因该研究样本量小，未对子痫前期严重程度与异常弹性值之间的相关性加以分析。KILIC等[24]利用SWE在体定量测量子痫前期胎盘硬度,发现将胎盘胎儿面中心区域杨氏模量平均值设为7.35 kPa时诊断效能最高，其敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确率分别为90%、86%、82%、92%和88%；将该临界值单独用于存在子宫动脉舒张期切迹患者时，其诊断子痫前期的敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为91.3%、92.6%、91.3%和92.6%；SWE既可提示PIH早期胎盘结构病变，又能提高其他指标诊断胎盘功能的敏感度及特异度。袁胜美等[15]采用SWE技术测得晚孕期PIH组和正常组胎盘弹性平均值分别为(12.25±2.02)kPa和(6.42±0.63)kPa，且晚孕期PIH患者脐动脉血流参数尚未发生变化时杨氏模量已升高，表明SWE可更敏感地发现早期胎盘异常；但受临床治疗限制，该研究并未发现胎盘弹性值与脐动脉血流参数及Apgar评分之间的相关性。以上两项研究[15,24]的明显不足是胎盘表现未经病理学证实，且检查时段均未包含早孕期，有待进一步完善，以阐明胎盘病理改变与其弹性值升高之间的关系；同时应开展孕早期孕妇检查，测量时段胎龄越早，越易于清晰观察胎盘弹性变化和子痫发病之间的关系。

2.4 评价其他患者胎盘功能 YUKSEL等[16]应用SWE检测33例GDM孕妇与43名健康孕妇胎盘弹性，GDM组胎盘平均弹性值显著高于健康孕妇，推测SWE或可用于定量评价GDM孕妇胎盘形态病理学改变及其管理。张维维等[17]则采用回顾性研究分析SWE预测胎儿预后不良的价值，结果显示以胎盘弹性平均值26.5 kPa作为诊断界值预测胎儿预后不良的可信度较高，不仅可较早反映胎盘功能状态，还有助于判断胎儿预后不良和危险因素，从而早期预防疾病及进行临床干预；且联合应用胎盘弹性平均值≥26.5 kPa 和S/D>3时诊断更科学，可有效提高检出率。

3 SWE评价胎盘功能的局限

相比其他弹性成像技术，SWE具有良好的稳定性，但受操作者技术影响仍较大。KOT等[25]发现弹性模量不受ROI大小的影响，但与检查时施加的压力有关，压力较大时弹性模量的准确性降低，故SWE测量胎盘弹性时应使用过量的凝胶，以消减探头压力和消除压缩伪影。为避免呼吸和血管及心脏搏动产生的混杂信号干扰SWE测值，检查时可嘱患者放慢呼吸、勿要移动，避开动脉及心脏，胎动时应暂停检查。此外，现有各项SWE研究之间缺乏统一测量标准，如仪器调节标准、取样框深度、取样次数及操作时间等，应尽量加以控制，以消除可能造成的影响。郑剑等[26]将SWE用于肝脏，发现ROI取样框深度较大时，彩色图像出现斑片状或彩色缺失而影响弹性测值，而这正是以上研究均排除了胎盘位于后壁的孕妇的原因，但明显限制了SWE在产科的应用价值，有待进一步研发新技术加以解决。

4 小结与展望

采用SWE评价胎盘功能的研究尚少，上述研究样本量均较小，有待扩大样本量证实SWE评估胎盘功能的有效性。缺乏胎盘组织病理学信息是以上有关SWE研究的重要缺陷，对于正常组织与病理组织弹性特性的比较研究目前正在进行。早孕期对于监测及防治疾病以改善愈后和母婴结局非常重要，将SWE用于早孕期孕妇疾病筛查或病情进展评估可能会取得较满意的研究成果。此外，SWE用于胎盘功能评价还需进一步加强方法学研究，并增加与其他评价指标的横向对比，以充分发挥SWE的优势。