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超声弹性成像技术在深静脉血栓分期中应用的研究进展

点击次数：  更新时间：2017/10/24 13:50:50  

下肢深静脉血栓（deep venous thrombosis，DVT）是临床常见疾病，其治疗原则与血栓的分期息息相关，目前，缺乏准确的血栓分期评估方法。随着超声弹性成像技术的迅猛发展，其在评估血栓分期中的价值日益受到人们的重视。DVT是一种常见血管性疾病，一旦形成，除少数可自行消融或局限于发生部位外，大部分会扩散至整个肢体的深静脉主干。若不及时诊断、治疗，可能会给患者带来漫长的病痛，如下肢DVT形成后综合征（post-thrombotic syndrome，PTS），部分患者可并发肺栓塞（pulmonar yembolism，PE）导致死亡。

 

临床通常根据DVT形成时间的长短，将血栓分为急性期、亚急性期和慢性期3个阶段。不同阶段（即不同时期）血栓组织的构成、脱落风险不同，治疗目的和方法也有所不同。对于急性血栓，正确的治疗可阻止血栓继续发展甚至消除血栓，直接影响到患者的预后。而慢性血栓多由纤维组织构成，血栓难以消除。准确评估DVT的分期和成熟度对于血栓治疗方式的选择、并发症及死亡率的降低有重要意义。

 

彩色多普勒超声诊断DVT的准确性较高，是目前临床上首选的影像学方法，被认为是DVT诊断的“金标准”。Douglas与Sumner研究显示，对于有临床症状的患者，该方法的敏感度和特异度均超过95%，明显优于更昂贵的静脉造影术和MRI检测。然而，彩色多普勒超声不能评估血栓的形成时间、分期及脱落风险。临床上主要依赖于患者的症状描述和临床医师的经验判断来估计血栓形成时间并进行分期，对急性期血栓患者的诊断欠准确。

 

1991年，Ophir等提出的超声弹性成像技术，近年来得到迅猛的发展。超声弹性成像技术可评价血栓弹性，血栓弹性由其组织构成决定，与其形成时间密切相关。随着血栓的成熟，DVT构成成分逐渐演变，血栓硬度也相应改变。多个研究均表明不同时期血栓弹性存在明显差异，提示超声弹性成像技术在评价血栓分期中的潜在价值。目前，常用的超声弹性成像技术有准静态压缩弹性成像（quasi-static elasticity imaging）、声辐射力脉冲弹性成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）和剪切波弹性成像（shear wave elasticity imaging，SWE）技术。本文系统回顾超声弹性成像技术评价DVT分期的研究现状，并对各种弹性成像技术的成像优势与局限性做一综述，以期指导DVT临床分期及治疗。

 

一、准静态压缩弹性成像

 

准静态压缩弹性成像可对组织弹性进行定性及半定量分析。通过操作者的手法加压探头，获取组织受压前、后回声信号移动幅度的变化，以灰阶图像或彩色编码成像显示表示不同组织（包括正常及病变组织）的硬度。诊断时多采用应变比值法，也可采用弹性五分法来反映组织硬度。Emelianov等采用超声弹性成像技术与常规的超声检测方法（灰阶、多普勒）相结合，通过求取不同时期血栓的弹性模量测值，用于血栓形成时间的估计；结果显示，形成时间为2d的血栓较柔软，能够吸收大部分形变，硬度明显低于血管壁（弹性模量比1:80）；形成时间为6d的血栓，与血管壁之间的弹性比减小（1:8），表明血栓开始纤维化；而形成时间为9d的血栓，硬度大于血管壁（1.25:1）。从而证实了超声弹性成像用于血栓分期评估的可行性。

 

在此基础上，Geier等对1、3、6、9、12、15d的猪下腔静脉血栓行离体测量，结果显示9、12d的血栓硬度更大，较第6天时增加约3倍；组织学分析也显示，血栓成分中的胶原及成纤维细胞数目显著增多，12、15d后血栓明显机化，与弹性成像检查结果吻合，从而在实验研究方面验证了超声弹性成像在检测静脉血栓的有效性。Xie等通过对3、6、10、12、14d大鼠血栓行在体超声弹性测量及离体力学法弹性测量，结果显示血栓的硬度随时间延长而增加，体内血栓超声弹性值与离体直接力学测量的弹性值有较好的一致性。进一步验证了超声弹性成像用于血栓弹性测量及分期评估的可行性，弹性成像对血栓分期的估计可准确到0.8d。

 

王真等通过弹性五分法对确诊为DVT的患者，根据症状开始时间分为急性期、亚急性期和慢性期，计算不同时期血栓的应变比值（静脉周围肌肉组织/血栓）。结果显示急性期DVT硬度较小，受压后产生的应变较大；而慢性期DVT硬度较大，受压后产生的应变较小；亚急性期介于二者之间。慢性及亚急性血栓组的应变比值高于急性血栓组（P＜0.01，P＜0.05），慢性组高于亚急性组（P＜0.05），提出超声弹性成像技术可用于评价不同分期临床DVT硬度变化，对DVT分期诊断具有一定临床意义。

 

田鹏等分析87例DVT患者弹性成像评分及应变比值差异，结果显示慢性期及亚急性期血栓弹性成像评分及血栓应变比值高于急性组（P＜0.05），慢性组高于亚急性组（P＜0.05）。准静态压缩弹性成像主要借助探头加压作用于脏器的成像技术，在评价不同时期DVT硬度变化和血栓分期方面，也存在明显局限性。在肋间隙较窄、胸壁厚、肥胖、腹水等情况下，该弹性成像存在困难，而且对身体质量指数、测量深度及检查者手法有高度依赖性。另外，该技术为定性或半定量方法，也影响其进一步推广应用价值。

 

二、声辐射力脉冲成像技术

 

ARFI技术利用聚焦超声波束在组织内产生声剪切波，以特定电子系统采集组织内剪切波信号，计算剪切波传播速度（shear wave velocity，SWV），用SWV大小来反映组织硬度，SWV越大说明组织硬度越大。王雷等通过人离体大隐静脉制造血栓模型，采用ARFI技术检测1、3、6、9d血栓弹性，并结合病理组织学分析。血栓形成至3、6、9d，血栓内SWV逐渐增加，分别为（0.76±0.12）m/s、（1.34±0.25）m/s、（1.91±0.31）m/s，不同时间SWV测值之间比较，差异有统计学意义（P＜0.05），病理学提示血栓与管壁关系逐渐紧密。初步得出SWV值对评价血栓形成时间有重要的参考价值。

 

邹斌等对50例下肢股浅静脉血栓患者，通过ARFI分析不同时间血栓的超声成像特征。急性期、亚急性期和慢性期平均SWV分别为1.59m/s、3.96m/s和6.32m/s，3组比较，差异有统计学意义（P＜0.01）。从而认为ARFI技术对定量DVT的SWV和评估血栓形成时间有一定价值。ARFI技术主要局限性在于其弹性测量感兴趣区域（region of interest，ROI）较小，且大小固定，不能根据需要进行调整，也不能实现实时和回顾性测量。另外，ARFI技术的弹性指标是横波传播速度，不是直接反映组织硬度的力学指标，如杨氏模量值。

 

三、剪切波弹性成像

 

SWE技术是一种定量检测组织硬度的技术方法，采用探头发射声辐射脉冲，产生MachCone效应，引起组织振动产生横波，实时测量横波速度（剪切波）并计算出组织硬度指标——杨氏模量值，杨氏模量值越大，说明组织硬度越大。操作过程不依赖于外界施压，准确性高、可重复性强。徐涛等对95例患者根据临床症状起始时间分为急性组、亚急性组和慢性组，SWE测量血栓杨氏模量值，并利用ROC曲线分析不同时期之间的诊断截点。结果显示急性期、亚急性期和慢性期血栓平均杨氏模量值逐渐增大，且3者之间比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。

 

以10.35kPa为急性血栓杨氏模量值诊断截点，敏感度86.67%，特异度97.44%；以17.05kPa为诊断慢性截点，敏感度94.44%，特异度92.31%。宋晓乐、张艳等采用SWE技术评估DVT患者3个时期弹性变化，急性期、亚急性期和慢性期的平均杨氏模量值变化趋势及ROC曲线分析显示相邻病程组间均存在灵敏度及特异度较高的诊断截点，与之前研究结果相似。

 

Mfoumou等采用SWE技术研究兔颈静脉狭窄诱导的血栓模型体内和体外弹性变化。血栓形成后10min、2h及14d的杨氏模量值逐渐增加，不同时期体外弹性测量与体内相一致。提示SWE技术能够对DVT实现无创性、连续定量监测。Bernal等采用SWE技术观察猪离体血栓模型的弹性变化。血栓开始凝固时弹性为50Pa，120min时为1600Pa，之后由于纤溶酶的激活导致部分区域血栓溶解，弹性相应下降。

 

当在血栓中注入血浆时，血栓弹性明显下降，同时伴随血栓断裂。而将纤溶酶注入血栓时，注射部位周围血栓弹性减低。提示SWE技术可通过测量血栓弹性变化，能够预测血栓断裂和监测溶栓疗效。综上所述，随着技术发展，弹性成像技术在DVT分期中显示出了巨大应用潜力，但仍有一些问题需要解决，如血栓形成和发展是一个动态演变过程，目前多数的临床研究主要是针对不同时期血栓之间的比较，而血栓不同分期之间的诊断截点，尤其在急性期与亚急性期之间诊断截点，仍需大量基础研究与临床研究进一步明确。另外，临床上血栓弹性的评估受到多种因素（如肢体水肿）影响，血栓的不同部位结构组成及演进过程也不同，如何提高其弹性测量的准确性和稳定性，以期更好指导临床血栓分期，均需进一步研究。

 

（本文转载中华医学超声杂志（电子版）2017年1月第14卷第1期）