低機械指數(shù)灰階超聲造影在肝惡性腫瘤動態(tài)變化中的應用

低機械指數(shù)灰階超聲造影在肝惡性腫瘤動態(tài)變化中的應用

超聲在肝腫瘤中的發(fā)現(xiàn)是現(xiàn)代超聲領域的熱點之一。隨著新型超聲造影劑和造影技術的迅猛發(fā)展,超聲造影可獲得豐富的肝腫瘤血流灌注信息,對肝腫瘤不僅有診斷與鑒別診斷的意義,而且有望成為無創(chuàng)性評價肝腫瘤的微循環(huán)及腫瘤新生血管形成的重要影像手段。本研究應用低機械指數(shù)灰階超聲造影和第二代新型造影劑,旨在觀察肝惡性腫瘤的動態(tài)期相性增強變化規(guī)律及其診斷價值。材料和方法一、模型建立與模型制備成年雄性新西蘭大白兔8只,體質(zhì)量2.4~2.7kg,平均(2.5±0.2)kg。按0.15ml/kg肌肉注射速眠新將兔麻醉后,用8%的硫化鈉脫去肝區(qū)體毛,將動物仰臥位固定于動物操作臺上,用5號半頭皮針經(jīng)耳緣靜脈建立靜脈通道。肝腫瘤模型制備過程如下:切取VX2腫塊邊沿生長旺盛的魚肉樣組織,放入生理鹽水中用眼科剪剪成1mm3的小塊。將實驗用兔上腹部劍突下做一橫切口,長約2.5cm,暴露兔肝,直視下用眼科鑷將肝戳一隧道,紗布壓迫止血后,將上述1mm3腫瘤小塊植入,繼以小塊明膠海綿填塞,依次縫合切口。于種植后10~12d左右行肝腫瘤灰階超聲造影,兔即可處死,取腫瘤及其周圍肝組織10%甲醛固定送病理檢查。二、動態(tài)造影技術儀器為EsaoteTechnosDU8型彩超儀,CA430E探頭,應用CnTI實時造影匹配成像技術,發(fā)射頻率為1.56MHz,機械指數(shù)為0.077。CnTI采用頻域處理的方法,發(fā)射純凈波形,通過大動態(tài)范圍數(shù)字放大,自適應A/D和動態(tài)濾波技術,在低機械指數(shù)下,獲取有用的二次諧波信息進行二維灰階成像。各種造影條件在所有動物和造影過程中均保持不變。動態(tài)造影數(shù)據(jù)自動采集保存于機器硬盤。采用BraccoSonoVue超聲造影劑,其主要成分是六氟化硫(SF6)微泡,該制劑含有磷脂,在SF6周圍形成單層外膜,保持微泡的穩(wěn)定性。微泡平均直徑為2.5μm左右,90%的微泡直徑<8μm,99%的微泡直徑<10μm。SonoVue是血管型超聲造影劑,其微泡不能擴散到血管外區(qū)域,而是留存在血液中,直至氣泡破裂溶解,并經(jīng)呼氣消除。25mg造影劑干粉用5ml生理鹽水稀釋,輕微振蕩使其充分溶解混勻,按0.1ml/kg經(jīng)兔耳緣靜脈團注,尾隨快速注射1.5ml生理鹽水沖洗,每次注射時間間隔至少10min,并應用Flash技術清除肝殘存造影劑微泡。三、統(tǒng)計分析樣本數(shù)據(jù)以xˉxˉ±s表示,數(shù)據(jù)處理應用MicrosoftExcel統(tǒng)計軟件,計量資料采用配對t檢驗。超聲造影表現(xiàn)種植10~12d兔肝均形成腫瘤結(jié)節(jié),聲像圖呈類圓形,等低回聲,邊界欠清楚,大小為0.62~1.13cm,彩色多普勒血流顯像(CDFI)示腫瘤有較豐富的血流信號。大體病理見白色類圓形腫瘤略突出于肝表面,手感堅硬。病理檢查,6只腫瘤無明顯壞死,2只僅在中心部位輕微壞死?；译A超聲造影時,腫瘤約在注射造影劑10s后開始增強,隨時間推移,呈現(xiàn)典型的超聲造影動態(tài)時相變化。①動脈期:從肝動脈開始增強到動脈增強被完全掩蓋為止。此時肝實質(zhì)尚沒有明顯增強,僅見多條動脈分支呈“枯樹枝樣”分布,腫瘤區(qū)出現(xiàn)分支狀或網(wǎng)絡狀血管影像(圖1)。隨后,由于腫瘤內(nèi)造影劑快速充盈,并彌散到腫瘤血管的細小分支,造影顯示整個腫瘤顯著增強,呈“燈泡征”,與周圍肝組織灰階對比明顯(圖2);腫瘤中心輕微壞死者,造影顯示腫瘤絕大部分強化,僅在腫瘤中心有極小的非強化區(qū)。②非動脈期:為動脈期以后的造影時相,主要表現(xiàn)為門靜脈明顯增強,此時肝實質(zhì)也逐漸強化,而動脈增強被掩蓋。隨肝實質(zhì)造影劑逐漸增多,特別因肝實質(zhì)中門靜脈帶來的造影劑的增多,肝實質(zhì)強烈增強;而腫瘤內(nèi)造影劑主要來自肝動脈,數(shù)量有限,此時隨動脈血流退出,腫瘤回聲強度從與周圍肝實質(zhì)持平,到低于周圍肝實質(zhì);最后造影劑完全退出瘤組織,在肝實質(zhì)增強的背景下呈極低回聲(圖3),呈現(xiàn)惡性腫瘤“快進快出”典型的超聲造影增強特點;腫瘤與周圍肝實質(zhì)增強持續(xù)時間分別為(90.1±14.6)s和(215.6±49.7)s,兩者差異具有非常顯著性意義(P<0.01)。造影劑的消退一般從腫瘤中心開始。超聲造影的概念及其與病理組織學檢測基于其特征性的血液供應及在造影強化影像上的特征性表現(xiàn),肝腫瘤的無創(chuàng)檢查與診斷以往主要依靠強化CT與MRI。常規(guī)超聲檢查在鑒別診斷肝腫瘤時價值有限,是因為彩色或頻譜多普勒對較肥胖患者、小病灶或者位置較深病灶僅能提供有限的腫瘤血供信息。新型造影劑及造影技術可以敏感、實時地觀察腫瘤的血供特點及特征性的造影增強特點,且用量少,安全,易于應用和接受,正成為肝腫瘤領域研究的熱點。本實驗應用CnTI實時灰階造影匹配成像技術,發(fā)射頻率為1.56MHz,機械指數(shù)僅為0.077。低機械指數(shù)灰階超聲造影,由于聲壓小,幾乎不破壞造影劑微泡,保證可以較高幀頻實時觀察造影增強,最大限度顯示造影劑微泡產(chǎn)生的回波成分,可動態(tài)觀察腫瘤及肝組織的造影時相變化,進行肝腫瘤的鑒別診斷,達到與其他影像技術(CT增強、MRI增強)相媲美的效果。低機械指數(shù)灰階超聲造影不但可動態(tài)觀察腫瘤造影時相,實時連續(xù)觀察組織灌注的血流動力學,觀測微泡所代表的微循環(huán)的信息,而且可探測到局部缺血區(qū),從輕微壞死到明顯壞死液化區(qū)都能良好的顯示。只要在無血管區(qū)就沒有造影劑,就不會出現(xiàn)強化;反之,只要有血液供應,都能較敏感地顯示。國內(nèi)外多數(shù)作者也沿用CT、MRI的三期時相來描述超聲造影,即動脈期、門脈期、延遲期。但CT與MRI造影劑是非血管內(nèi)造影劑,其延遲期的概念是細胞內(nèi)外造影劑達到平衡。超聲造影劑是血管內(nèi)造影劑,不會到達血管外或細胞外,因此,超聲造影所謂的門脈期和延遲期其實沒有一個嚴格的界限和分期基礎,因此可算作一個期相的不同時段。肝具有肝動脈與門靜脈雙重供血,前者僅占肝供血的20%~25%,但后者卻須經(jīng)胃腸循環(huán)后才能到達肝,因此形成了肝顯像的“時相”。在靜脈注射造影劑后,最早出現(xiàn)肝動脈期,肝動脈及主要由其供血的病灶可明顯增強,此時肝實質(zhì)由于門靜脈內(nèi)造影劑出現(xiàn)的滯后而未明顯增強,從而形成強烈對比。之后,隨著門靜脈內(nèi)造影劑的進入而轉(zhuǎn)入門脈期,此時肝實質(zhì)也開始逐漸增強。隨后,肝實質(zhì)開始強烈增強,進入實質(zhì)期直至增強信號完全消失,此實質(zhì)期并不完全等同于CT或磁共振中的“平衡期”。超聲造影劑SonoVue溶解性極小,并不彌散于血管外間隙,完全在血管內(nèi)(肝竇),為血池造影劑,因此,門脈期其造影劑主要存在于門靜脈主干及其2~3級分支之中,而實質(zhì)期又可稱為肝竇期,但兩者之間并無嚴格的分界。惡性腫瘤的無限制侵襲性生長及轉(zhuǎn)移依賴于血管生成,肝惡性腫瘤主要由肝動脈供血。兔VX2腫瘤是一種由Shope病毒誘發(fā)的兔皮膚鱗癌,富動脈血供,病理可見VX2腫瘤組織與周圍組織交錯,邊界欠清晰,鄰近組織大血管分支至腫瘤邊緣繞行,鏡下見腫瘤內(nèi)及外周有豐富血管,以外周更豐富。肝惡性腫瘤的診斷主要依靠動脈期強化這一特點,螺旋CT強化是最廣泛的應用手段。Gaiani等應用低機械指數(shù)超聲造影及第二代超聲造影劑,評價在CT動脈期表現(xiàn)為高血供的肝腫瘤,兩者在強化特點及診斷上具有良好的一致性,但超聲造影具有實時動態(tài)觀察的優(yōu)勢。本研究基于以往的實驗,超聲造影劑按0.1ml/kg劑量可獲得理想的兔肝造影效果。觀察腫瘤的動脈期也是超聲造影的關鍵,表現(xiàn)為動脈期快速強烈增強,其血供清晰顯示,幾乎類似于肝動脈造影顯像,造影顯示整個腫瘤顯著增強,呈“燈泡征”,與周圍肝組織灰階對比明顯。此后迅速減低,形成病變與肝實質(zhì)回聲明顯差異的“缺損”,為“快進快出”型,與其在增強CT中的特征極為相似。腫瘤的動脈期增強主要和周圍肝實質(zhì)相比,由于造影劑注射速度、注射部位和檢查對象血液循環(huán)的差異,不同患者動脈期的出現(xiàn)時間會有差異。但是,不論造影時間出現(xiàn)早晚,出現(xiàn)于肝實質(zhì)明顯增強之前的強化均為動脈期增強。這也是超聲造影較CT造影的優(yōu)勢。超聲造影具有動態(tài)性、實時性,而CT造影的動脈期基本是固定的,也就是在動脈期時間窗內(nèi)掃描。由于個體差異,部分患者腫瘤的動脈期出現(xiàn)較晚,沒有出現(xiàn)在動脈