内容
【摘要】 早期超声造影剂主要应用在多普勒超声中，用于提高对肿瘤内更深、更细小的血管及低速血流的检出，当谐波超声造影技术发明后，超声造影可以显示肿瘤的微循环，在肾脏肿瘤的临床应用中，有广泛的应用前景。文章就以上进行介绍。 【关键词】 肾肿瘤；超声检查，多普勒 实体肿瘤若仅依靠弥散作用获取氧和营养仅能生长到几个mm3，直径大于1mm的肿瘤通常必需生成肿瘤血管以提供足够的氧和营养，恶性肿瘤的肿瘤血管在形态学及血液动力学特征上均显著不同于良性肿瘤。良性肿瘤血管多属于正常血管，血管分支规则，排列有序，动脉分支由粗到细，有完整的内皮和肌层结构；相反，恶性肿瘤的肿瘤血管有大量不规则的分支，并可以形成突然膨大的结，血管排列紊乱，呈放射状穿入肿瘤内，易成角，通常可见邻近血管间的连通。在血液动力学方面，恶性肿瘤血管存在动静脉交通；肿瘤内缝隙间压力可引起低速血流；动脉末端常常不是毛细血管网，而是畸形的盲端袋；内皮细胞间的缺口造成的异常渗出；血管壁的肌层发育不良，造成的血管收缩不良而形成不规则血流等也构成恶性肿瘤血流的特点[1~3]。因此诊断分析肿瘤的血管、血流特点，可为判断肿瘤的良恶性提供非常重要的信息；同时，恶性肿瘤的生长潜能、早期转移、对治疗的反应、预后等均与肿瘤血管密切相关[4，5]，这些信息还将为临床制定科学的个体治疗方案提供重要的参考依据。WwW.11665.Com近年来关于超声造影剂的研究获得了极大的发展，目前静脉内注射超声造影剂能提高血流的回声，增强多普勒信号，提高低速细小的血流的检出，同时，造影剂增强谐波成像能显示肿瘤的微血管，进行肿瘤的微血管实时成像，为肾脏肿瘤的评估提供了新的平台。 1 超声技术简介 1.1 超声造影剂 目前的超声造影剂由静脉内注射的微泡构成，这些微泡大大增加血管内反射体的数量，因而提高了血管的背向散射强度。最早的微泡由空气构成，主要经心导管注射心室造影，而后发展的经静脉注射的微泡相当大，能被肺的毛细血管床所截获，只能进行右心房右心室的增强。造影剂的进一步发展是控制了微泡的直径小于7μm以便能通过肺循环；使用惰性气体代替空气，惰性气体不易溶于血浆，提高了微泡在血管内存在的时间；同时包裹微泡的各种外壳阻止微泡扩散入周围的血浆，进一步增加了其稳定性。临床上使用的微泡必须能承受肺、毛细血管、左心室的压力，能经静脉注射，并且无严重的毒副作用。尤其是无肾脏毒性，以便能成为因碘过敏或肾功能衰竭而不能进行ct扫描的患者的替代品。与ct造影剂不同，超声造影剂是血管内造影剂，不会分泌入集合系统，而且无肾脏毒性[6]。 1.2 微泡特异性超声成像技术（灰阶或谐波超声造影） 早期超声造影剂主要应用在彩色与能量多普勒超声中，用于提高对更深、更细小的血管及低速血流的检出或提高对血管检查的成功率（如肾动脉），但彩色与能量多普勒技术并不能检测器官的微循环状态（如肝和肾）。当将谐波技术应用到超声造影剂中时，超声影像又有了一次革命性的发展。超声波在传播过程中，声压呈强弱交替的方式向前运行，局部声压是影响造影剂微泡振动方式的主要因素，同时微泡的振动也与微泡气体成分和外壳的物理性能有关。如果微泡暴露在足够能量的声波中，微泡的膨胀运动幅度大于压缩运动幅度，即产生谐振，收集微泡的谐波信号，滤去组织的基波信号，就可得到仅仅由微泡构成的微血管影像。可以对组织器官进行实时动态造影成像，即灰阶超声造影。主要的灰阶超声造影技术有反向脉冲法、c-cube法、编码谐波血管造影法等，与不同厂家的不同机器有关[6，7]。 声束与微泡的相互作用较复杂，主要与局部声压有关，它取决于超声频率、输出能量的大小及靶器官的深度，通常以mi表示。在低机械指数时，微泡可稳定地保持谐振状态不被破坏，造影剂有效时间延长，便于进行连续、动态观察病变在脏器的不同灌注时相微泡造影的变化。高机械指数时，血管及血窦内的微泡被破坏，产生短暂的、强烈的非线性信号。因此，间隔一定的时间（使微泡重新进入）重复给予高机械指数脉冲，可以间歇地得到靶器官的微泡造影成像。 2 超声技术在肾脏肿瘤及肿瘤样病变中的应用 2.1 肾 癌 超声造影剂在肾脏中应用最多的是肾脏肿瘤的检出和评价，肾脏肿瘤占新发现的恶性肿瘤的2.6%，肾癌的5年生存率对于ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ期的患者分别为91%、74%、67%、32%[8]。肾癌是肾肿瘤中最常见的病变，占肾肿瘤的90%~95%。常规超声检查对肾小肿瘤的检出不如ct敏感，对0~5mm的肾肿瘤，ct与超声检出敏感性分别为47%与0；5~10mm肾肿瘤，ct与超声的敏感性分别为60%与21%；10~15mm的分别为75%与28%；15~20mm的分别为100%与58%；20~25mm分别为100%与79%；25~30mm分别为100%与100%。10~35mm的病变中，ct与超声的定性（囊或实性）诊断的正确率分别为80%与82%[9]。超声的优势在于能较准确地区分病变的囊实性，尤其是ct扫描中发现的小病变，由于部分体积效应的影响，往往需要患者进行超声扫描明确其囊性或实性。传统的超声扫描对肾实性肿瘤的定性诊断常依据肿物的回声高低，有无包膜，内部有无坏死，后方有无声衰减等来鉴别肿物的良恶性。由于这些征象都不是特异性的，而且大部分肿瘤并无上述征象，所以在常规腹部扫查偶然发现肾脏肿瘤后，患者尚需进行ct增强扫描以明确肿物的良恶性。彩色及能量多普勒超声的临床应用，使超声科医生能根据肿物内部血流的分布及血管的形态特点及血流动力学特点来判断肿物的良恶性。当我们将超声造影剂用于肾脏肿瘤的诊断中时，不仅可以更准确地判断肿物的囊实性，更可以探查到肿瘤内部的细小低速血流，提高血流检查的敏感性及准确性，运用谐波造影技术，还可得到肿物早期动脉灌注和肿物微循环状态的信息。有望提高超声对肾脏肿瘤的检出率及定性诊断的正确率，使患者在腹部超声偶然发现肾脏病变时，其心中的疑惑可以在离开超声检查室得到合理的解释。从而减少其转而求助于其他检查需花费的昂贵的费用及等待的时间。同时碘过敏及肾功能衰竭者无需ct即可获得满意的肾脏造影增强扫描。 戴晴等[10]对19个肾癌进行彩色多普勒超声造影增强扫描，造影后19例肾癌均有血流信号增强，包括4例造影前无血流信号肾癌，表现为血流信号明显增多，信号明显增强，血流显示段延长，分支更清晰完整。造影增强超声明显改善彩超对肾癌血供的评价。 同时，造影剂增强多普勒超声因为提高了对低速细小及深部血流的敏感性，使一些良性病变在造影后显示出血流信号或血流信号增加了，从而导致对一些良性病变的过度诊断。ascenti等[11]对41例肾脏高回声病变进行了超声造影剂增强的能量多普勒研究，将病变内血流信号分型作为诊断依据。将肿物内血流信号分为5型。0=肿瘤内无血流信号；1=肿瘤内局部点状或线状血流信号；2=肿瘤血管由外周伸向肿瘤中心；3=肿瘤血管由外周发出，并环绕肿瘤；4=混合型，指2型与3型混合型。有0~2型血流的高回声结节诊断为血管平滑肌脂肪瘤，3~4型血流信号诊断为不能定性病变，而如果肿瘤内血流信号分布与周围肾实质一致，则诊断为假性肿瘤。能量多普勒检出25例有血流信号，造影剂增强能量多普勒检出31例有血流信号。观察到25例的血流信号较造影前有增加，可以更好地进行血流的分型。但造影剂增强能量多普勒的诊断准确率为56%，而普通能量多普勒的诊断准确率为59%。 灰阶超声成像因为能提供肿瘤的微血管信息，因此很多学者在肿瘤的定性诊断中将目光投向了造影剂增强谐波成像。造影剂增强谐波成像能增加96%的患者诊断信息，包括提高病变的显著性，病变的勾画及排出假性病变，在64%的病变中提高了诊断信心[12]。造影剂增强高机械指数谐波间歇成像时，小于3cm的实性肾癌表现为强而均匀的动脉期增强，与肾实质比较为等回声或略低回声，在延迟相（90s后）可见增强程度逐渐下降。大于3cm的肾癌表现为强而不均匀的强化，强化区局限于某些肿瘤区，而在彩色多普勒上的无血管区及低血供区则无强化，在注射造影剂后，这些区域的轮廓更清晰。实性肾癌增强灰阶值动脉期为360±947，晚期动脉相为293±879，较造影前有显著的提高[13]。 也有学者针对肾癌在传统超声声像图上的一些特征性的表现进行了造影剂增强超声的研究：如假包膜。通常认为由纤维组织及受压的肾皮质形成的假包膜提示低组织学分级的肾细胞癌。ascenti等[14]将假包膜定义为灰阶超声上肿瘤周围的低回声晕，造影剂增强二次谐波灰阶影像上肿瘤周围缓慢增强带。造影剂增强灰阶超声检出12例假包膜（12/14），传统灰阶超声检出其中3例，而14例非癌性肿瘤无1例有包膜。假包膜的检出，不仅有助于肾癌的诊断，也有助于选择是否进行保留肾脏的肿瘤局部切除术。 2.2 囊性肾癌 对有复杂肾囊肿的患者，鉴别无需切除的良性囊肿和需手术探查或需手术切除的囊肿仍是泌尿外科医生们的难题。ct与mr鉴别良恶性囊肿的依据主要是判断有无强化，但对于小囊肿及囊壁小结节，常常受部分体积效应的影响而无法作出正确的判断。传统超声可以显示囊内细小的分隔，不规则囊壁的增厚及囊壁小结节，但不能增强，限制了其应用。虽然彩色超声能检出血流，但受流速及深度的限制。超声造影剂的应用，克服了这些不足，使超声对囊性病变诊断的准确率大大提高了。造影剂增强能量多普勒超声将难于定性的肾囊肿的诊断准确率由造影前69%提高到造影后77%。阳性预测值达100%，阴性预测值为57%[15]。 灰阶超声造影能进一步提高囊性肾癌的诊断准确性[16]，因为在细小血管不能被能量多普勒超声发现时，灰阶超声造影能看见实质的显著强化。灰阶超声造影对囊性肾癌不规则增厚的囊壁，囊壁结节，及囊内的实性及囊性成分的勾画更为清晰。但复杂的肾炎性囊肿与囊性肾癌一样有类似的动脉期囊壁的显著强化和延迟相造影剂的消退，两者的鉴别尚有困难。同时一些细小的分隔可能强化，少量的微泡通过分隔不是恶性囊肿的特征，显著的分隔的强化和壁结节的强化才更能提示囊肿的恶性特征，但这也不具有100%特异性[8，13]。 robbin[6]建议造影剂增强超声对肾囊肿的处理原则如下：1型：单纯囊肿，没有恶性潜能，无需随诊。2型：囊肿内有少量纤细分隔或钙化，有很小的概率为恶性。用造影剂增强超声评价，如没有强化，则无需随诊，如有明显强化，结合ct，即使ct为阴性，也需要超声随诊。3型：囊肿内有较多细的分隔或厚的分隔，或有小的壁结节，可能恶性，采用超声造影剂检查，如没有强化，则结合ct，用超声随诊，如果明显强化，则考虑手术，如不手术，则必须进行随诊。4型：很多厚分隔，大的壁结节，或很多壁结节，很大可能是恶性的，采用超声造影剂检查，如果没有强化，则结合ct，超声随诊，如果有明显强化，考虑手术。 2.3 血管平滑肌脂肪瘤 肾脏最常见的高回声的肿瘤是血管平滑肌脂肪瘤。forman等[17]报告小于3cm的肾肿瘤有77%是高回声的，大于3cm的肾肿瘤仅有32%是高回声的。肿瘤周围的无回声晕环和内部的囊性区有助于将肾癌从血管平滑肌脂肪瘤中鉴别出来，但仍有很大一部分高回声的肾癌与血管平滑肌脂肪瘤在常规超声无法正确诊断。一些学者对血管平滑肌脂肪瘤进行了超声造影剂增强扫描的研究，认为血管平滑肌脂肪瘤是低血供肿瘤，与肾癌富于肿瘤血管有所不同。 戴晴等[18]发现在造影剂增强彩色多普勒扫描中，4例血管平滑肌脂肪瘤中3例无强化，1例仅有轻度强化。造影剂增强的脉冲反向谐波间歇成像时，典型的血管平滑肌脂肪瘤动脉期表现为内部点状造影剂进入，在动态扫描的各时相均无明显强化。客观分析肾癌与血管平滑肌脂肪瘤的强化程度，肾细胞癌强化程度明显较较典型的血管平滑肌脂肪瘤高。早期动脉相与晚期动脉相的p值分别为0.0004和0.0001[13]。也有不典型的血管平滑肌脂肪瘤，其造影扫描也表现为动脉相的强化和延迟相的造影剂逐渐消退。但量化分析，血管平滑肌脂肪瘤的强化程度仍不如肾细胞癌[13]。 2.4 其他良性肿瘤 肾脏除血管平滑肌脂肪瘤外的良性肿瘤发病率低，关于其增强超声成像的文献很少见。quaia等[13]报告的1例ema（embryonal matanephric adenoma），其早期动脉相也有强化，延迟相肿瘤内造影剂逐渐消退，但强化程度较肾癌低。 嗜酸细胞腺瘤多表现为突出肾轮廓的实性肿物，常规超声、ct无特异性，若能发现其中心星状瘢痕则为特征性表现[19，20]。虽然文献中无嗜酸细胞腺瘤的超声造影表现，但因为超声造影剂能提高血管检查的敏感性，有望显示其内部血管特点，所以对嗜酸细胞腺瘤诊断应有所帮助。 2.5 肾脏假性肿瘤 突出的bertin肾柱，胎儿小叶（fetal lobulation）或驼峰常被误认为是肾肿瘤，尤其是对不熟练的超声操作者。通常因为各向异性效应的影响，bertin肾柱回声可略高；胎儿小叶突向表面；肾锥体较深地进入肾窦内；易被误认为是占位性病变。有了超声造影剂，在彩色或能量多普勒模式或灰阶超声模式下，可以清楚显示由肾门向皮质分支走行的正常血管，从而排除肿物的存在[6，11]。所以能评价肾脏的血管，皮质厚度，椎体的空间的造影剂增强超声扫描，对不熟练的超声操作者尤其有帮助。当造影剂增强超声能广泛运用于临床工作中时，可能会成为我们的常规方法用于除外肾的假性肿瘤，而不用求助于更昂贵的ct或mr检查。 3 小 结 超声造影剂在肾脏的应用，仍然处于探索阶段，但我们已经可以看到其广泛的应用前景[21]。造影剂增强超声可以取代ct在复杂肾囊肿的诊断和随诊中的作用，避免其昂贵的价格和造影剂的肾毒性及x线的辐射。造影剂增强超声可以增加我们对肾肿瘤的定性诊断信心，减少病人和临床医生的疑惑。造影剂增强超声能有效地排除肾脏假性肿瘤，从而避免不必要的ct或mr检查。 【参考文献】 [1] weidner n, semple jp, welch wr, et al. tumor angiogenesis and metastasis-correlation in invasive breast carcinoma[j]. n engl j med, 1991, 324(1):1-8. [2] kook sh, park hw, lee yr, et al. evaluation of solid breast lesions with power doppler sonography[j]. j clin ultrasound, 1999, 27(2):231-237. [3] raza s, baum jk. solid breast lesions: evaluation with power doppler us[j]. radiology, 1997, 203(1):164-168. [4] grossniklaus he. tumor vascularity and hematogenous metastasis in experimental murine intraocular melanoma[j]. trans am ophthalmol soc, 1998, 96(5):721-752. [5] ortéga n, sordello s, plou?觕t j. tumoral vascularization: physiology and therapeutic prospects[j]. bull cancer,1997, 84(4):391-395. [6] robbin ml. ultrasound contrast agents: a promising future[j]. radiol clin north am, 2001, 39(3):399-414. [7] lencioni r, cioni d, bartolozzi c. tissue harmonic and contrast-specific imaging: back to gray scale in ultrasound[j]. eur radiol, 2002, 12(1):151-165. [8] robbin ml, lockhart me, barr rg. renal imaging with ultrasound contrast: current status[j]. radiol clin north am, 2003, 41(5):963-978. [9] jamis-dow ca, choyke pl, jennings sb, et al. small (≤3cm) renal masses: detection with ct versus us and pathologic correlation[j]. radiology, 1996,198(3):785-788. [10] 戴晴, 姜玉新, 张缙熙. 彩色多普勒血流显像评价肾癌的血管性——一种新的超声造影剂的应用价值[j]. 中国临床医学影像杂志, 1999, 10(3):179-181. [11] ascenti g, zimbaro g, mazziotti, et al. usefulness of power doppler and contrast-enhanced sonography in the differentiation of hyperechoic renal masses[j]. abdom imaging, 2001, 26(6):654-660. [12] barr rg, robbin ml, peterson c. definity-enhanced ultrasound imaging of the kidney in patients with indeterminate masses: value of contrast harmonic imaging with bolus and infusion administration[j].radiology,2001(suppl 221): 316. [13] quaia e, siracusano s, bertolotto m, et al. characterization of renal tumors with pulse inversion harmonic imaging by intermittent high mechanical index technique: initial results[j]. eur radiol, 2003, 13(6):1402-1412. [14] ascenti g, gaeta m, magno c, et al. contrast-enhanced second-harmonic sonography in the detection of pseudocapsule in renal cell carcinoma[j]. am j reoentgenol, 2004, 182(6):1525-1530. [15] kim ay, kim sh, kim yj, et al. contrast-enhanced power doppler sonography for the differentiation of cystic renal lesions: preliminary study[j]. j ultrasound med, 1999, 18(9):581-588. [16] ascenti g, mazziotti s, zimbaro g, et al. complex cystic renal masses: characterization with contrast-enhanced us[j]. radiology, 2007, 243(1):158-165. [17] forman hp, middleton wd, melson gl, et al. hyperechoic renal cell carcinomas: increase in detection at us[j]. radiolgy, 1993, 188(2):431-434. [18] 戴晴, 姜玉新, 常欣, 等. 超声造影对肾脏占位性病变的诊断意义[j]. 中华泌尿外科杂志, 1999, 20(4)：199-201. [19] 田惠忠, 陈晓. 肾脏嗜酸细胞瘤的临床特征（附2例报告并文献复习）[j]. 临床泌尿外科杂志, 2005, 20：437-438. [20] 纪志刚, 于斌, 毛全宗, 等. 肾脏良性肿瘤的诊断与治疗(附37例报告)[j]. 北京医学, 2002, 24(1)：28-30.