超声弹性成像在新生儿颅脑疾病的应用进展

韦琴春，王正平，王运来，楼华妃

（东阳市人民医院 浙江 东阳 322100）

通过评估组织硬度来诊断疾病的方法已经在临床应用了很久[1]。B型超声评价组织的声学特性，多普勒超声评估血流流动。而超声弹性成像提供了这两种方法不能提供的额外临床信息。超声弹性成像是一种新型的超声成像技术，基于组织硬度进行成像[2]。目前超声弹性成像多用于鉴别乳腺、甲状腺和肝等结节及淋巴结的良恶性，应用广泛、具有重要临床价值意义[3-4]，是继A型、B型、D型、M型之后的E型超声模式，对于疾病的诊断有重要的参考价值。超声是新生儿颅脑检查最常用的诊断方式，是首选的影像学方法，但是传统颅脑超声的主要缺点是早期某些病变的低灵敏度和特异度[3]。近年来超声弹性成像在新生儿颅脑疾病的临床研究日益增多，现就其在新生儿颅脑疾病的诊治中的应用进行综述。

1 超声弹性成像的技术分类

虽然超声评估组织弹性的工作可以追溯到20世纪70年代[5]，但弹性成像的研究都是在20世纪90年代初开始的[6]。超声弹性成像的第一次商业使用是在2003年用于应变弹性成像[7]。目前主要是以下几类。

1.1 应变弹性成像（strain elastography, SE）

对人工压缩或心血管/呼吸搏动等准静态方法引起的应变进行估计，并显示在感兴趣区域（region of interest, ROI）内的应变或应变值的分布。是最早发展和应用于临床的弹性成像。质硬组织不发生形变而质软组织反之。该技术无法定量计算组织硬度，故而为定性技术。目前逐步发展出半定量硬度的评估方法。表现为不同色彩或灰阶的弹性图。弹性图分为1～5级，以红绿蓝色表示病变区组织软硬的变化程度，对病变组织进行评分，借其反应组织的相对软硬度。

1.2 瞬态弹性成像

采用可控振动的外部“冲头”产生横波，测量ROI内的平均横波速度，将其转换为杨氏模量。目前，该技术主要用于测量肝组织的硬度，只测量组织的速度，而不形成超声图像。

1.3 声辐射力脉冲（acoustic radiation force impulse,ARFI）成像

声辐射力脉冲是一种低频超声波脉冲，聚焦声辐射力“推动”脉冲用于使组织变形。在指定的ROI内，测量每一次推的焦点区域内的组织位移，并显示位移的分布或其归一化值在ROI内的分布。可以取代患者体内或探头施压产生的应力。通过分析组织位移，可以产生应变弹性的图像或激发出的剪切波速度。属于声力式应变成像，包括声触诊组织成像和声触诊组织量（virtual touch tissue quantification, VTQ），声触诊组织成像以图像形式，VTQ以数字形式（速度）表现，评估病变组织的软硬度。

1.4 剪切波弹性成像（shear wave elastography,SWE）

利用短时间的ARFI在感兴趣的器官内产生横波，并测量横波从推动位置向外传播的速度。信息可以用ROI内的平均值或图像来报告，数值可以用横波速度或用Eqn转换成弹性模量（杨氏模量）来报告。较高的SWE表示更大的硬度，反之亦然。该方法是定量测量组织硬度的方法。目前主流的是2D-实时剪切波弹性成像。成像时，较大视野内的硬度以彩色编码的方式展示。ROI可以放置在感兴趣区进行测量，硬度以m/s或kPa值显示。同时使用质控图来严格评估原始数据能否进行准确剪切波的速度测量。

2 超声弹性成像在新生儿颅脑疾病的诊治应用

2.1 在缺血缺氧性脑病、脑出血等脑损伤的诊治应用

在过去的几年里，研究人员和临床已经应用SWE来测定动物和人类脑实质的硬度。2012年，马丁等[8]在小鼠大脑中动脉闭塞后进行了SWE实验，研究观察到脑组织硬度在7天内逐渐降低，这可能反映了缺氧损伤后脑组织液化性坏死相关的变化。2013年，国内有学者研究[9]对小鼠进行了诱导大脑中动脉闭塞后的SWE实验，也发现了缺血性卒中后脑内弹性的显著差异，可能与脑血流变化、水肿和颅内压升高有关。具体地说，他们观察到大脑中动脉中风同侧半球的组织硬度下降，这再次反映了缺氧缺血和水肿引起的液化性坏死变化。2014年，国内有学者研究[10]对创伤性脑损伤（traumatic brain injury,TBI）后的小鼠进行SWE实验。再次证明了受伤的同侧大脑半球的组织硬度相对降低，而对侧大脑半球的组织硬度相对增加。这些变化归于同侧半球水肿和坏死的形成以及对侧半球局部血流的减少。根据以前的研究，组织硬度显然与组织内流体的程度有关（即液性含量高导致组织硬度降低）。卢丹等[11]对159例早产儿和足月儿弹性成像检查发现有脑损伤者脑组织比无脑损伤者软，早产儿脑组织比足月儿软。陈蓓蕾等[12]对965例早产儿异常病变区域进行弹性成像，发现脑室周围病变组织较周围正常脑组织更软。唐亚娟等[13]对134例早产儿及足月儿剪切波弹性成像SWE，发现无脑白质损伤组顶叶及小脑的杨氏模量值均大于脑白质损伤组。

2.2 在新生儿脑发育的评价应用

有学者[14]应用传统二维灰度超声、彩色多普勒血流显像及频谱超声对41例新生儿脑组织进行观察。然后用ARFI定量评价不同胎龄新生儿不同脑组织的白质和灰质。他们还使用了新的技术指标：虚拟触摸组织定量（VTQ）来评估脑组织的弹性变化。结果发现不同的脑组织具有不同的弹性数值；不同胎龄新生儿弹性数值不同；胎龄越大，弹性数值越大；足月与早产儿弹性数值存在差异，足月婴儿的弹性数值高于早产儿。ARFI为评价新生儿脑发育提供了一种新的定量指标，它增加了临床分析的客观性和可靠性。超声是一种无创伤的检查方法，安全、简单、方便，ARFI在新生儿脑发育定量评价中更具实用性。

3 超声弹性成像在新生儿颅脑疾病的诊治安全性

超声弹性成像具有良好的安全性，没有立即或迟发不良影响的文献报道[15]。有研究[16]表明，使用二维SWE评价新生小鼠的大脑没有引起组织学改变，对新生小鼠的学习和记忆能力没有长期影响。而当ARFI扫描时间超过30 min时，PI3K/AKT/mTOR通路受到干扰，同时p-PKCa的表达在10 min、20 min和30 min组下降。虽然这些损伤随着小鼠的成长而自我修复，但在应用二维SWE评估新生儿大脑时，需要更多注意的是扫查时间。

4 总结与展望

超声弹性成像运用SE、SWE等技术评估新生儿颅脑组织的硬度，观察到组织硬度的早期和细微变化，反映缺氧缺血和水肿引起的液化性坏死、脑出血、脑发育等情况。能够在床边快速执行，而不需用电离辐射或肾毒性造影剂，这在对疑似神经病理的新生儿进行成像时尤为重要。弹性成像领域的新技术正在发展，可能会弥补目前弹性成像领域的不足。可能有助于评估新生儿颅脑的未来研究，同时可能成为将来的标准和常规[3,7,15]。