经淋巴管超声造影在甲状腺癌转移淋巴结中的应用

欧阳飞 张 彤 徐 薇

1.长江大学附属第一医院超声科，湖北荆州 434000；2.湖南省郴州市第一人民医院超声医学中心，湖南郴州 423000

甲状腺癌是颈部最常见的恶性肿瘤[1]。我国甲状腺癌患病率逐年增加，并将持续增长[2]。甲状腺癌患者中高达20%～50%的甲状腺乳头状癌存在颈部淋巴结转移[3-4]，颈部淋巴结的侵犯情况决定肿瘤的分期，并影响患者的疾病进展[5-6]。目前对于甲状腺癌治疗的主要方法仍是手术，由于术前常规超声检测颈部淋巴结转移的性能较差，对于分化型甲状腺癌患者常规行同侧中央区淋巴结清扫，但伴随淋巴结清扫的外科并发症和甲状旁腺功能减退症的风险也会增高，因此预防性颈淋巴结清扫术仍然存在争议[7]。如能在术前检测出颈部淋巴结是否被肿瘤细胞浸润，将为手术方案的制订提供客观依据。前哨淋巴结（sentinel lymph node，SLN）是肿瘤组织淋巴引流的第一站区域淋巴结，可作为整个颈部淋巴结侵犯状态的重要指标[8]。随着超声造影技术和造影剂研究的不断深入，术前应用经淋巴管超声造影（lymphatic contrast-enhanced ultrasound，LCEUS）对SLN进行诊断的技术已广泛应用于乳腺癌、黑色素瘤等疾病中。本文就LCEUS在甲状腺癌转移淋巴结诊断中应用进展做一综述。

1 超声造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）的原理

CEUS是指在常规灰阶超声基础之上将具有增强声波反射的物质通过一定途径注入人体的血管、体腔或管道内，增加所观察的脏器或病变与周围组织回声差异，以便于病变更好地显示并获得病变组织的血流细微分布情况，提高诊断效能。

CEUS检查需借助超声造影剂来增强显像，超声造影剂微泡产生回声的基本原理与灰阶超声一样是反射，而回声增强主要是由于共振和二次谐波成像。造影剂微泡在超声波作用下产生共振，由于血液、组织和微泡之间的高阻抗，导致声波的强烈反射。超声波产生微泡增强效应的能力是用机械指数来衡量的[9]。低幅度超声束（机械指数＜0.07）产生线性散射，从而在与透射波相同的频率上有规则地反射。中等幅度的超声束（机械指数0.07～0.30）使微泡振荡得更快，产生带有谐波的非线性散射。除了入射频率被反射外，气泡还会产生多个高频和低频反射（谐波、亚谐和超谐），超声诊断仪可以检测到这些谐波反射。基于谐波的成像改善了微泡与组织散射信号的比率，因为组织在该机械指数范围内不会产生显著的谐波背向散射。谐波成像相对于基础频率成像的理论优势在于，只有造影剂微泡与谐波频率共振，而邻近不含造影剂微泡的组织不共振，或者它们的谐波共振非常小。因此，使用专门设置为以给定频率（如3.5 MHz）产生超声波并接收频率两倍（7 MHz）的超声信号的单元，仅显示造影剂，而没有来自周围解剖结构的任何伪影，具有显著改善的信噪比。因此，即使通过完全不同的过程，也可以获得与血管造影术中的数字减影类似的效果[10]。

2 超声造影剂

1968年Gramiak等[11]对6例主动脉瓣正常且正在接受升主动脉造影的患者注射生理盐水后行超声心动图检查，发现向主动脉根部注射生理盐水后在主动脉中探测到强烈的回声，当左心室收缩期向主动脉射血时该回声消失，在左心室舒张期时主动脉瓣关闭该回声再次出现。作者推测这些回声可能来自升主动脉持续盐水快速注射产生的微小气泡或者是本身就包含在盐水中的微小气泡，而左心室收缩期射入主动脉的血液不含上述微小气泡，故在左心室收缩期时升主动脉内增强回声消失。此后气泡被用作超声造影剂逐渐用于超声检查中以获得更多的诊断信息。然而，由于气泡的不稳定性和大小限制了其作为造影剂的使用。从那时起，研究微泡大小合适并能在血液系统内维持稳定形态且具有理想的超声特性的超声造影剂成为相关领域学者的目标。

超声造影剂的发展进程主要有三个阶段。第一阶段，超声造影剂主要成分为氧气或空气，或者混合盐水、血液等成分制成具有大量微泡的混合溶液，但该类造影剂并无成膜物质，结构不稳定，注入人体内很快就会溶解于血液中，并不能在血液系统内长时间维持，加之诸多原因及缺点使其应用受到限制，仅用于右心系统显影。此后研究者们尝试将气泡封装在包膜中，以防止气体或空气溶解在血液中，包膜成分包括半乳糖、白蛋白、脂类等。随着不断的探索和尝试超声造影剂的研究进入第二阶段，此阶段的代表是在1984年发明的以空气为核心、白蛋白为膜结构的超声微泡，这类超声造影剂直径较以前的减小（直径＜8 μm），大小与红细胞相当，可以穿过肺毛细血管，因此可用于外周血管及左心腔显影。由于具有膜结构使得微泡的稳定性明显提高，其在血液中的持续时间明显延长，并且能有效增强血液的多普勒信号强度。自此，超声造影实现了由有创性向微创甚至无创性的转变，从此超声造影显像进入一个崭新阶段。当前，研究人员已经把目标转向了新型超声微泡上，这类微泡以氟碳气体为核心，高分子多聚物为外壳。全氟碳化物和六氟化硫等气体密度较高，由于它们在胶囊膜上扩散缓慢，在血液中的溶解度较低，因此它们在循环中的使用时间更长，从而增加了微泡在更长时间内的稳定性[12]。微泡的胶囊或外壳有助于其稳定性和共振特性。超声造影剂长时间的稳定性能，标志着超声造影剂的发展进入了第三阶段。

目前临床常用的超声造影剂是SonoVue和Sonazoid，SonoVue由六氟化硫（SF6）微气泡组成，平均直径约2.5 μm，Sonazoid由平均直径约为3 μm的全氟丁烷（C4F10）组成[12]。SonoVue的外壳由磷脂（二硬脂酰磷脂酰胆碱和二棕榈酰磷脂酰甘油）和聚乙二醇4000组成，由于其含有聚乙二醇成分导致其Kupffer细胞吞噬率大大降低；而Sonazoid的外壳为氢化卵磷脂酰丝氨酸，类似于脂质体，可模拟细胞膜表面的脂质体，使Kupffer细胞更容易识别和吞噬Sonazoid微泡[13-14]。SonoVue由于其细胞吞噬率低导致其在淋巴结内停留的时间较短，为1～3 min；而Sonazoid因被吞噬细胞吞噬，其在淋巴结内的停留时间明显延长，可长达2 h。由于两种造影剂的组成成分不同，与组织细胞的交互作用不同使得两种造影剂从组织间隙注射到SLN显影所需时间不同，从注射到显像SonoVue需要15～45 s，Sonazoid则需要5 min[15]，因此在造影过程中观察节点也有所区别。

3 淋巴系统与肿瘤转移

淋巴系统由淋巴管和淋巴器官组成，淋巴器官包括淋巴结、扁桃体、脾脏、Peyer氏结和胸腺。液体和细胞通过淋巴系统的再循环在正常组织稳态、炎症性疾病和癌症中起着关键作用。除了表皮、软骨、角膜、视网膜、毛发和指甲等一些无血管组织，以及包括大脑和视网膜在内的一些血管化器官外，几乎所有的组织都存在淋巴组织[16]。毛细淋巴管上的叶状淋巴管内皮细胞通过细丝附着在细胞外基质上，通过这些连接，淋巴管在间质组织压力升高时被迫打开，液体从间隙中通过。间质液体、分子和细胞通过以上途径进入不连续的纽扣状细胞连接之间的毛细淋巴管[17]。排出的液体，也被称为淋巴，通过骨骼肌的动作和呼吸运动，通过淋巴管进入更大的收集淋巴管，这些淋巴管被基底膜和平滑肌细胞包绕，可促进淋巴管中的液体流动。从周围组织到血液系统的过程中，淋巴液体通过一系列淋巴结[18]。

转移是大多数恶性肿瘤的特征，也是导致大多数肿瘤患者病死的原因[19]。淋巴管是大多数肿瘤转移的通道，许多肿瘤首先通过淋巴管转移到相对应的区域淋巴结，因此区域淋巴结是肿瘤转移诊断的重点，这为经淋巴管造影检查提供了理论基础[20-21]。

4 LCEUS评估甲状腺癌SLN

SLN的识别及良恶性的鉴别是肿瘤分期和治疗决策的关键。传统应用于临床的探查甲状腺SLN的方法包括放射性核素淋巴闪烁显像、亚甲蓝和纳米碳染色术中活检法[22-23]。但同位素淋巴闪烁显像检测缺乏空间分辨力，亚甲蓝和纳米碳染色活检法因染色剂在组织中广泛扩散而不能精确定位SLN。LCEUS作为一种新兴的超声造影模式已广泛应用于乳腺癌和恶性黑色素瘤SLN定位探查和定性诊断的临床实践中，2005年，Goldberg等[24]在猪、狗、兔子、猴子等几种动物模型中，通过皮下、黏膜下或实质内多种途径注射超声造影剂后，成功检测到相应的淋巴通道和前哨淋巴结。随后，Zhao等[25-26]将LCEUS应用于乳腺癌患者SLN检测中。其在乳腺癌和恶性黑色素瘤SLN定位探查和定性诊断中已得到广泛应用。在组织间隙注射超声造影剂之后，微泡会进入较大间隙的毛细淋巴管中或被网状内皮组织细胞吞噬，随后沿着淋巴系统分布，且能够被超声造影清晰的显示。更重要的是对于淋巴结微小转移灶LCEUS能够准确地预测，其为亚临床转移灶提供了一种准确的评估方法。

LCEUS作为一种新兴且日渐成熟的淋巴管显影途径目前已开始在甲状腺癌前哨淋巴结的检测中应用，Liu等[27]通过对100名甲状腺乳头状癌患者瘤周注射0.6 ml（常规配置后稀释10倍）SonoVue造影剂进行超声淋巴成像，并根据淋巴管引流途径和超声造影增强模式识别SLN，对LCEUS检查显示的可疑转移淋巴结进行超声引导下细针抽吸活检。根据细胞学结果，超声淋巴显像检测阳性靶点的敏感度为97.1%，特异度为93.9%，与常规超声相比具有明显优势。研究结果显示LCEUS相较于常规超声检查可疑获得更多的诊断信息，可清晰显示造影剂在淋巴管和淋巴结内的分布情况，进一步提高了超声评估颈部转移性淋巴结的准确度。

Wei等[28]通过联合应用LCEUS和经静脉超声 造 影（intravenous contrast-enhanced ultrasound，IVCEUS）对24例甲状腺乳头状癌患者进行颈部淋巴结评估，LCEUS将0.1 ml Sonazoid与2 ml生理盐水混合，用23号针在肿瘤前方的甲状腺浅部实质内注射。IVCEUS经肘前静脉注射0.4 ml Sonazoid，以病理为金标准进行比较，研究结果表明LCEUS在诊断颈部转移淋巴结方面（AUC=0.850，）比IVCEUS（AUC=0.692）和常规超声（AUC=0.581）具有更高的价值。LCEUS和IVCEUS两者联合可获得更高的诊断价值（AUC=0.863）。该研究认为淋巴结灌注缺损和淋巴结亮环中断是诊断CLNM的两个特征性LCEUS征象。此外该研究通过观察LCEUS淋巴结灌注缺损区与病理对照发现部分微小转移灶首先种植在淋巴结的髓质和/或边缘窦内，与既往研究结果认为首先侵入输入淋巴管和边缘窦不一致[29]。对于淋巴结转移的过程有待进一步的深入研究。

IVCEUS对血流显像具有高敏感度，与常规超声相比可以提供定性和定量的血流灌注信息[30]。相关研究结果显示IVCEUS可以提高超声诊断的特异度和敏感度，更好的区分良恶性淋巴结[31]。在Wei等[28]的研究中LCEUS在诊断CLNM方面表现出明显的优势，LCEUS诊断的敏感度、特异度和准确性均优于IVCEUS。LCEUS诊断的优势可能是由于LCEUS模拟正常淋巴液回流途径进行造影检查，造影剂在淋巴管和淋巴结中流动缓慢，造影剂在淋巴管和淋巴结中长时间的停留使其分布情况清晰显示。而肿瘤组织中几乎没有淋巴结构，LCEUS能灵敏地捕捉到灌注缺陷和不完整的增强包膜。其次，在甲状腺实质内注射造影剂后，仅淋巴系统表现为高增强，表明LCEUS具有较高的空间和组织分辨率，可以清楚地看到亚毫米淋巴管显像，并能很好地检出小至2 mm的转移灶。除此之外该研究使用的造影剂的显像持续时间长，可以在一次检查中充分评估多个淋巴结的灌注增强模式。而IVCEUS主要是显示淋巴结内的微循环状况，部分淋巴结中的转移灶同样具有类似于正常淋巴结的不同类型的血供模式，所以IVCEUS在区分转移灶和周围淋巴组织之间的微小差异方面仍存在困难。

5 总结

术前准确定位和识别颈部转移淋巴结有助于防止不必要的淋巴结清扫，保护局部淋巴系统，减少相关并发症的风险。LCEUS作为一种新兴的超声显像技术，可以实时显示超声造影剂从肿瘤旁组织经引流淋巴管到SLN的全过程，能准确识别SLN，相较常规超声、IVCEUS具有较高的敏感度和特异度，其在甲状腺癌前哨淋巴结微转移的检测中具有一定潜力。有望成为前哨淋巴结检测及判断的常规方法。