超聲彈性成像在皮膚疾病評估中的應用進展*

唐一植 綜述 邱 邐 審校

(1.三六三醫院超聲科，四川 成都 610041；2.四川大學華西醫院超聲科，四川 成都 610041)

組織的硬度或彈性受多種因素影響，如組織炎癥、纖維化以及腫瘤等[1-2]。因此，組織的彈性或硬度的評估可能用于對炎癥及腫瘤的評估[3]。傳統上，體格檢查時的觸診是對組織的硬度等物理特征相關的信息進行評估，在臨床上一直發揮著重要作用[4]。但是該方法受臨床醫師主觀經驗影響較大，缺乏客觀性，可重復性不佳。彈性成像是一種利用超聲波檢測組織彈性變化的技術[5]；自20世紀后期，彈性成像已經應用于多個系統疾病，包括乳腺、甲狀腺、肝臟、前列腺、淋巴結等。壓迫式彈性成像對于極表淺的皮膚組織評估影響因素較多，隨著剪切波彈性成像的出現，使得超聲彈性成像量化評估極淺表組織，如皮膚和附屬器成為可能，但皮膚病變彈性成像研究較少[6-7]。本文就彈性成像的基本物理概念和該項技術在皮膚和附屬器疾病評估中的應用價值做一綜述。

1 彈性成像的基本概念

組織受壓時會發生變形并趨于恢復其初始形狀，這一特性稱為彈性。組織抵抗變形的能力稱為硬度[8]。壓力這一術語則是指在受到壓力后某一結構相對于周圍組織相對長度的變化[9]。除了上述物理現象，組織中還會產生垂直于壓力波的位移方向的一系列波，稱為剪切波[10]；其可以通過檢測剪切波的速度進而間接對組織的硬度進行定量判斷。

根據歐洲醫學和生物學超聲協會聯合會(European Federation of Societies for Ultra-sound in Medicine and Biology，EFSUMB)發布的彈性成像臨床指南[11]，目前有兩種基本的彈性成像類型：評估組織變形的壓力彈性成像(strain elastography，SE)和評估剪切波特征的剪切波彈性成像(shear wave elastography，SWE)。彈性成像的類型也可以根據產生組織變形的物理力來歸類。該物理力可以是機械產生(手動或自動的)，也可以通過稱為聲輻射力脈沖(acoustic radiation force impulse，ARFI)的超聲波脈沖產生。這些彈性成像方法均能提供相關組織硬度的定性或定量信息。半定量測量通常將1～5的5個數字與結構的硬度相對應，其中1為最軟，5為最硬[11]。對某一結構的硬度進行定量的另一種方式使用其相對于周圍實質的比值來表示，這個比值被稱為應變率比值[12]。剪切波彈性成像則是通過剪切波位移速度來進行定量，以kPa或m/s表示[13]。

彈性成像的局限性在于不同類型的彈性成像的變異很大，因而有關這項技術的各個研究相對獨立并且目前也缺乏適用于所有彈性成像設備的統一規定[11]。觀察者之間和觀察者自身的變異在壓力彈性成像(特別是手動施壓的變異)中比剪切波彈性成像中更大[11]。由于要使用超聲波，彈性成像與常規超聲一樣都可產生偽影。在具有聲影的區域或囊性結構中，彈性成像提供的關于組織特性的信息可能與實際不符，但這些偽影本身也提供了受檢結構的某些信息[14]。

2 超聲彈性成像的技術和特性

根據EFSUMB彈性成像臨床指南[11]，當對任何器官進行彈性成像時，應參考以下建議：①該結構應該靠近換能器(<4cm)；②該結構應接近均質；③當對該結構施加壓力使其進入較深的平面時的不應有滑移；④施加壓力的表面應大于受檢結構；⑤不應存在阻礙壓縮的結構，如大血管；⑥受檢結構應完全包括在目標區域內；⑦壓縮力的方向應該是明確的；⑧受檢結構的數量應當是有限的。需要注意的是當在皮膚上使用彈性成像時，應使用高頻線陣探頭[11,15]。

3 超聲彈性成像的在皮膚疾病中的應用

3.1 正常皮膚和附屬器 健康皮膚的硬度因皮層不同而存在差異。真皮比皮下脂肪組織硬度更高[16]。在皮下脂肪組織中，隔膜比脂肪小葉硬度更高。在健康的指甲中，甲板比指甲床更硬[17]。

3.2 皮膚腫瘤 超聲彈性成像在皮膚腫瘤中應用最廣泛的是用于區分良性和惡性[18]。在腫瘤中，組織的機械性質發生改變能夠與相鄰健康組織進行區分[19-20]。雖然良性皮下腫瘤具備某些B型超聲可識別的特征[21]，對于模棱兩可的病例可借助彈性成像進行鑒別診斷。Bhatia等[22]的一項研究中，使用超聲彈性成像對52個頸部腫塊進行評估，以病理結果作為金標準，以0～3的評分對病變進行半定量評估，其中0代表最軟，3代表最硬。進一步的研究使用剪切波彈性成像鑒別頸部腫瘤的良惡性。惡性腫瘤(226.4kPa)的平均硬度高于良性病變(28.3kPa)，差異具有統計學意義。當臨界值設為174.4kPa時，使用剪切波彈性成像對良性和惡性病變進行鑒別，靈敏度為83.3%，特異度為97.5%。該技術可以幫助經驗不足者診斷頸部病變。另外，Park等[24]使用彈性成像來區分發炎和未破裂的表皮囊腫，發現后者比前者更硬。

超聲彈性成像顯示皮膚惡性腫瘤比周圍組織更硬[18]。Dasgeb等[25]研究了55例患者共67例皮膚上皮腫瘤的患者，其中29例為惡性(17例基底細胞癌和12例鱗狀細胞癌)，19例為良性。在這項研究中，所有惡性皮膚腫瘤中的應變率比值均大于3.9，而所有良性皮膚腫瘤均小于3。應變率比值設置在3.00～3.9時，診斷惡性病變的靈敏度和特異度均為100%。此外，彈性成像已經用于研究黑色素瘤。在BotarJid等[26]人的一項初步研究中，使用壓力彈性成像和彩色多普勒超聲分別評估39名患者中的42例黑色素瘤的血管形成。結果顯示黑色素瘤血供豐富，有多個血管蒂，且壓力彈性成像發現病變比鄰近的皮膚更硬，血供最豐富的病變處硬度最高。此前，黑色素瘤新生血管形成和預后之間的相關性已在多篇文獻中有報道[27-28]。因此，黑素瘤病變硬度可能是影響疾病預后的因素[29]。

3.3 皮膚惡性腫瘤轉移淋巴結 超聲評估淋巴結的目的是對臨床可疑病變的淋巴結的良惡性進行無創性診斷[30]。淋巴結皮質區傾向于比包膜和淋巴結門更軟，可用壓力彈性成像評估淋巴結的硬度，根據變硬區域的所占比例分為4或5個級別[31]。良性的腫大的淋巴結通常趨于柔軟，而惡性淋巴結傾向于僵硬[32]。然而，淋巴瘤不及轉移性淋巴結僵硬，前者的硬度與淋巴結炎相似。因此，良性淋巴結腫大和淋巴瘤不能通過彈性成像進行區分[33]。此外，Hinz等[34]研究發現，除了常規的B型超聲波檢查結合彩色多普勒超聲檢查之外，彈性成像將臨床上可疑腫大淋巴結中檢測出黑色素瘤轉移性淋巴結的靈敏度從80.9%提高到95.2%，但特異性增加(76.2%)。類似的結果在后來的研究中亦得到證實，如Ogata等[35]的研究。

3.4 炎癥性皮膚病 皮膚及附屬器的炎癥不僅會引起B型超聲和多普勒超聲可檢測到的聲像結構的改變[36]，也影響結構的硬度[7]。Gaspari等[37]進行的一項研究納入了50例在急診科進行膿腫引流的患者，使用B型超聲和壓力彈性成像分別進行檢查。其中，彈性成像可以觀察到B超不可見的膿腫周圍的僵硬區域。Cuco等[38]通過測量16例銀屑病斑塊表皮和真皮厚度和彈性來檢測局部皮質類固醇治療效果。研究發現表皮厚度有所減小，而真皮厚度輕微增加，斑塊彈性無變化。盡管這項研究樣本量少，但上述結果似乎表明壓力彈性成像對于銀屑病斑塊的治療效果的檢測的敏感性較低。彈性成像在皮膚或全身性的纖維化和硬化病變中(硬斑病/系統性硬化)也得到了應用[39]。Iagnocco等[39]對系統性硬化癥患者進行壓力彈性成像的初步研究，發現系統性硬化癥患者的皮膚硬度大于對照組。然而該技術在其他部位(如手指)的重復性不高，或許是由于接近指骨表面造成的。Di Geso等[40]重復了上述研究。結果顯示，彈性成像在評估系統性硬化癥患者手指皮膚硬度時，其結果在觀察者之間和觀察者內部的變異性都較B型超聲測量皮膚厚度更小。此外，系統性硬化癥常累及患者的口周部位[41]。在一項試驗性研究中，Cannaò等[41]人描述了口周部位的彈性成像測量值的結果顯示，系統性硬化病患者的口周硬度大于健康對照組。另外，彈性成像也已經應用于其他纖維化過程，例如放射性皮炎。Liu等[42]使用剪切波彈性成像測量頸部的皮膚和皮下脂肪組織的硬度，發現接受放射治療的患者和年齡匹配的健康對照組之間硬度存在差異。作者發現上述變化與頸部肌肉的萎縮程度以及頸部皮下脂肪組織的厚度減少存在關聯。

3.5 超聲彈性成像在其他皮膚病癥中的應用 Suehiro等[43]一項壓力彈性成像研究發現，與淋巴水腫患者相比，皮膚脂肪硬化癥患者的應變率比值較低。此外，彈性成像也已被用于評估壓力性潰瘍。動物研究發現，表面皮膚的硬度在施加了持續的壓力之后會快速增加，這可能成為檢測潰瘍高風險的區域的早期標志[44]。

4 小結

皮膚病學中的超聲彈性成像是一種新興的技術，其在檢測皮膚和附屬物的組織物理表征中具有巨大的潛力。超聲彈性成像技術在皮膚組織病變的評估中提供了重要的信息，對皮膚科醫師具有重要參考價值。

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