超声技术用于乳腺癌相关淋巴水肿研究进展

黄颖敏，廖剑艺，陈智毅

(广州医科大学附属第三医院超声医学科，广东 广州 510150)

乳腺癌相关淋巴水肿(breast cancer-related lymphedema，BCRL)是乳腺癌术后或放射治疗后的淋巴液引流功能障碍性疾病，富含蛋白质的淋巴液异常聚集于组织间隙，易诱发皮肤、肌肉及筋膜层的形态与结构发生渐进性病理改变。BCRL早期病理改变以水肿为主，随着疾病进展，常出现炎症浸润、组织纤维化及脂肪沉积等改变；多表现为患侧乳房、躯干或上肢异常肿胀，多伴有上臂紧绷、沉重、疼痛或肢体功能障碍等症状；患侧上肢周长大于健侧2 cm以上即可诊断BCRL。国际淋巴学会按严重程度将淋巴水肿分为4期：水肿不明显、因症状和细微组织变化而可被识别为0期，又称亚临床可逆期；水肿呈凹陷性为Ⅰ期，肢体抬高后水肿可消退；肢体抬高后水肿消退不显著为Ⅱ期，早期仍呈凹陷性水肿，后期水肿随皮下脂肪沉积与纤维硬化改变而呈非凹陷性；病变软组织异常增生肥大，受累肢体呈象皮肿样改变，出现棘皮病、皮肤增厚角化、色素沉着或疣状增生等皮肤病变时为Ⅲ期[1]。如何精准诊断BCRL和标准化评估水肿程度是亟待解决的临床问题。超声具有高效、无创及操作简便等优势，逐渐用于临床诊断BCRL[2]。本文对超声技术针对BCRL的应用进展进行综述。

1 高频超声

高频超声是观察BCRL的有效影像学方法之一。根据穿透力，高频超声可分为常规高频超声(6～12 MHz)与超高频超声(ultra-high-frequency ultrasound，UHF-US)(>20 MHz)[3]。高频超声可用于诊断、分期及动态监测BCRL变化，能清晰显示皮肤、筋膜与肌肉等层次结构。正常真皮-表皮复合体超声声像图表现为两条平行的纤细强回声带，中间夹以较宽的低回声带；正常皮下组织表现为不均匀低/中等回声，内部可见方向各异、厚薄不均的强回声纤维条索分隔脂肪小叶，纤维条索平行于相互连接的肌肉筋膜[4]。皮下回声改变可描述BCRL引起的皮下组织炎症浸润。有学者[4]根据皮下组织回声是否弥漫均匀增强、高回声纤维条索是否清晰可辨等对淋巴水肿严重程度进行超声分级。当液体呈裂隙状积聚于浅筋膜间隙时，也可根据皮下是否存在无回声区、仅存在水平方向无回声区及无回声区分布呈纵横交错等而对淋巴水肿严重程度进行分级。既往研究[5]证实，皮下回声分级、皮下间隙无回声分布分级与国际淋巴学会淋巴水肿分期存在梯度正相关，但前二者可否作为BCRL分期的金标准仍待深入研究加以证实。

1.1 常规高频超声 常规高频超声已广泛用于诊断与评估浅表组织病变，而评估BCRL仍处于发展阶段；可根据常规声像图特征判断BCRL病因，如组织增厚及回声特性改变、淋巴管扩张、区域淋巴结反应性增大及髓质回声增强等。IKER等[6]发现，相比脂肪水肿，淋巴水肿处皮肤增厚、回声减低。因此，与测量体积或周长等常规方法相比，常规高频超声可能实现病因诊断，有效区分体液积聚或病理组织增生，有助于早期诊断BCRL。MANDER等[7]研究表明，常规高频超声可用于描述BCRL累及上肢所致软组织液化和纤维硬化变性，液化多呈低/无回声，而纤维硬化多呈高回声。当真皮-表皮复合体发生硬化时，声像图表现为均匀增厚的高回声，但皮肤各解剖层次分界清晰；硬化累及皮下组织时，皮肤各层分界不清，提示病程已处于不可逆的晚期阶段。利用超声回声改变描述淋巴水肿组织病理生理变化分布区域可提示BCRL进展情况，有效指导临床精准评估治疗BCRL效果。已有研究[4]证实，观察者内及观察者间以常规高频超声评估皮下回声分级与皮下间隙无回声分布分级的一致性均较高，二者均可用于半定量分析BCRL所致非特异性皮下组织炎症与积液。YANG等[8]的研究结果同样支持以皮下回声分级评估BCRL，其曲线下面积(area under the curve，AUC)为0.829～0.966，且皮下回声分级与手臂容积具有较好的相关性。但实际操作中，组织厚度测值可能受操作者经验影响[9]并影响分级结果。

1.2 UHF-US 淋巴管静脉吻合术(lymphaticovenular anastomosis，LVA)是治疗淋巴水肿的有效微创疗法，通过将淤积的淋巴液引流至静脉系统内而达到治疗效果。UHF-US具有图像分辨率高等优势，可观察更加细微的组织结构，如皮肤真皮层的乳头层及网状层等，并可在LVA治疗BCRL时辅助实时、精准辨认淋巴管、细微血管及评价吻合口通畅与否，已被视为LVA术前规划的金标准[10]。淋巴管退行性变可能对有效实施LVA造成一定影响；UHF-US可通过定性、定量评估淋巴管退行性变而准确识别淋巴管闭塞程度。一项以LVA治疗BCRL的研究[11]结果显示，借助UHF-US实时监测病灶、术前确定手术切口位置，克服相关手术障碍，可通过吻合口成功将硬化淋巴管内的淋巴液引流至静脉内。

2 弹性成像技术

2.1 应变弹性成像(strain elastography，SE) SE通过施加组织形变或位移的作用力而获得组织应变率(strain ratio，SR)硬度信息等半定量参数。YANG等[12]采用SE诊断BCRL，并以压力传感器控制所施压力，发现 BCRL累及手臂皮下1 cm处平均SR较正常手臂高出1.5倍。HASHEMI等[13]将凝胶垫置于探头下方以改善SE的图像质量，发现BCRL累及皮肤、皮下脂肪和肌肉的SR均降低，以皮肤SR最低，提示组织顺应性因BCRL而变化，但趋向性并不完全一致。SR差异虽可描述受BCRL累及组织的机械特性，但结果易受检测工具、操作技术、受检部位、疾病进展程度、病变深度或肥胖等因素影响。SE分析结果具有操作者依赖性，且SE仅能提供组织硬度的半定量弹性信息，蛋壳效应(病变边缘较硬致组织形变受限)可能影响病变内部应变率测值。应在控制各种可变因素的同时采用客观的检测工具和标准化测量方法正确评估BCRL，选择高信噪比ROI并建立规范化SE成像标准有助于克服SE的应用限制。

2.2 剪切波弹性成像(shear wave elastography，SWE) SWE是由探头发出声辐射力使组织产生剪切波的超声技术，通过剪切波获得组织的定量硬度信息，并以剪切波速度(shear wave velocity，SWV)描述。POLAT等[14]发现采用SWE可于前臂皮下软组织处检出临床前期BCRL。ERDOGAN IYIGUN等[15]认为Ⅱ期BCRL患者前臂SWV与正常人存在显著差异，而Ⅰ期患者前臂SWV与正常人的差异并不明显，可能限制SWE早期诊断BCRL；通过SWE识别BCRLⅡ期将有助于观察疾病进展。此外，有研究[16]证实，受累淋巴管梗阻时，真皮-表皮复合体与皮下组织的SWV显著高于健侧，二者截断值分别取2.10 m/s和1.43 m/s时，SWE诊断淋巴水肿的AUC分别为0.91和0.83，敏感度分别为83.1%和80.3%，特异度分别为86.0%和70.2%；随着淋巴引流障碍渐进性加重，真皮-表皮复合体与皮下组织SWV也出现梯度增高趋势，提示SWE可通过捕获淋巴管阻塞程度等细微变化信息定量评估受淋巴水肿累及的皮肤结构，这对于早期精准诊断BCRL具有一定临床意义。SWE重复性高且无需对受检组织施加压力，有望成为客观评估BCRL的有效方法。但YANG等[17]认为SWE分析结果易受ROI所在深度的影响，SWV可能随扫描深度增加而减小；超声兰姆波非线性效应也将影响SWV的精准评估能力，虽然非线性兰姆波具有检测速度快及非线性超声诊断敏感度高的优点，但逐渐肿胀的受累肢体塑性形变将促使兰姆波非线性增大，其诊断SWE的敏感度将随受累肢体形态恢复而降低。欲将SWE更广泛地用于临床诊断BCRL，除建立临床操作标准外，尚需重点克服影响SWV诊断效能的不利因素。

3 超声组织定征技术

超声组织定征(ultrasonic tissue characterization，UTC)技术可于超声背向散射信号中挖掘频率、相位和统计等信息，并用于对细微结构进行组织定征，其主要观察的物理量包括超声衰减系数、背向散射系数及包络统计等。UTC技术通过设置参数得出组织属性的估计值，从而获取感兴趣组织的微观结构信息，并用于病因诊断[18]。已有研究[19]证明，基于包络统计的UTC可用于表征淋巴水肿，其中的超声背向散射信号主要包括Nakagami分布和熵，二者均以概率分布模式定量描述散射体，Nakagami分布为数学模型，而熵是代表概率密度的函数；虽然熵信号不明确，但其诊断淋巴水肿的效能优于复杂度低的Nakagami分布。JOHNSON等[20]指出，与正常组织相比，BCRL累及组织的熵更低。OMURA等[21]研究表明，真皮层衰减系数和背向散射系数的差异也可用于诊断BCRL；考虑到超声波在传播过程中的能量衰减，采用不同频率(9～47 MHz)超声换能器测量上述物理量，发现诊断效能不存在频率依赖性，即使<20 MHz的背向散射信号也可穿透深部组织而识别淋巴水肿。UTC不受肢体形态、大小或厚度等因素影响，有望成为客观定性、定量检测BCRL的影像学方法；但其诊断BCRL的效能可能受声束聚焦性能、时间增益补偿及衍射等系统参数设置与校正体模设定结果的影响[18]，需加以改进和完善。

4 小结与展望

早期准确诊断和评估是有效管理BCRL的关键。目前国内外应用超声诊断BCRL仍处于探索阶段，且缺乏相关标准或规范。在提高超声仪器诊断效能的同时，应充分考虑操作者主观因素带来的可变性，并进一步明确超声评估、诊断BCRL和分期的阈值以及监测时机与监测部位等关键信息。