聲脈沖輻射力成像在胰腺疾病診斷及治療中的應(yīng)用*

王 一 張彤迪* 王文剛 杜建文 李鳳娟 晉秀麗

聲輻射力脈沖成像(acoustic radiation force impulse imaging，ARFI)是一種新型超聲診斷技術(shù)，其中包括聲觸診組織定量(virtual touch tissue quantification，VTQ)技術(shù)和聲觸診組織成像(virtual touch tissue imaging，VTI)技術(shù)[1-2]。聲脈沖輻射力，在無需施加外力的作用下，形成脈沖波沖擊組織發(fā)生縱向位移及橫向振動。以縱向壓縮為基礎(chǔ)進行彈性成像稱為VTI，可直觀定性反映組織硬度[3-4]。橫向振動以剪切波向組織周邊發(fā)散，通過計算ARFI波長及相鄰波峰時間差可得出ARFI剪切波速度(shear wave velocity，SWV)值，該值與組織彈性的平方根成正比，能夠間接反映組織硬度[5]。VTQ技術(shù)通過SWV對組織硬度進行定量評價，以m/s為單位。組織硬度越大，ARFI的SWV值越大；相反，組織硬度越小，則ARFI的SWV值越小。目前，ARFI被廣泛應(yīng)用于乳腺、甲狀腺及前列腺等淺表器官鑒別與診斷方面，具有很好的臨床價值[6-9]。ARFI技術(shù)在胰腺方面的應(yīng)用研究相對較少，主要集中在正常胰腺硬度值測量及胰腺炎纖維化方面[10-14]。本研究主要探討ARFI彈性成像技術(shù)無創(chuàng)鑒別胰腺腫瘤、急性胰腺炎及慢性胰腺炎的臨床應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2017年3月至2018年6月在河北醫(yī)科大學第二醫(yī)院就診的90例急慢性胰腺炎及胰腺癌患者的臨床資料，其中男性48例，女性42例；平均年齡57歲；身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)27.3 kg/m2。按照患者病情將其分為急性胰腺炎組(30例)、慢性胰腺炎組(30例)及胰腺癌組(30例)。另采用隨機數(shù)表法選取與3組患者性別和年齡相匹配的30名健康志愿者為健康對照組。急性胰腺炎組中男性16例，女性14例；平均年齡(46.1±21.26)；BMI(28.9±8.39)kg/m2；C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)(113.6±98)＜5 mg/L，脂肪酶(2836.4±487.6)＜60U/L。慢性胰腺炎組中男性19例，女性11例；平均年齡(56.3±11.14)歲；BMI(24.9±5.46)kg/m2；CRP(44.8±57)＜5 mg/L，脂肪酶(814.7±692.3)＜60U/L。胰腺癌組中男性13例，女性17例；平均年齡(69.7±10.09)歲；BMI(27.6±6.21)kg/m2；CRP(42.1±56)＜5 mg/L，脂肪酶(98.3±70.7)＜60 U/L。健康對照組中男性12名，女性11名；平均年齡(48.4±12.52)歲；BMI(26.3±7.42)kg/m2。所有受檢者一般資料無差異，具有可比性。本次研究符合赫爾辛基倫理準則，受檢者均知情同意。

1.2 納入與排除標準

(1)納入標準：①受檢者可接受空腹檢查；②血尿常規(guī)檢查正常；③肝腎功能、脂肪酶檢查正常。

(2)排除標準：①有原發(fā)性及繼發(fā)性胰腺疾病病史；②常規(guī)超聲檢查胰腺形態(tài)結(jié)構(gòu)異常者；③患有高血壓、心臟病及肝腎疾病。

1.3 儀器與設(shè)備

采用Acuson S2000型彩色超聲診斷儀(德國西門子公司)進行檢測；采用聲觸診組織定量技術(shù)檢測軟件測量ARFI剪切波速度，4C1凸陣探頭(頻率3～4.5 MHz)，獲得組織彈性的定量參數(shù)。

1.4 檢查方法

受檢者取仰臥位，采用超聲系統(tǒng)定量模式進行上腹部B超檢查與ARFI彈性成像。囑患者放松屏住呼吸，待觀察區(qū)域圖像穩(wěn)定，患者無明顯運動，將10 mm×5 mm取樣框置于胰腺感興趣區(qū)域。除健康對照組ARFI檢測僅記錄腺頭數(shù)值外，其他組ARFI檢測包含腺頭、腺體和腺尾的位置。所有檢測均由同一名對ARFI彈性成像有豐富經(jīng)驗的醫(yī)師獨立操作傳感器4C1凸陣探頭對腺頭、腺體和腺尾部感興趣區(qū)域先后檢測7次，取其平均值。

1.5 診斷標準

(1)胰腺惡性腫瘤表現(xiàn)。B超顯示胰腺實質(zhì)回聲高，腎實質(zhì)、背側(cè)衰減和血管邊界模糊，上腹部軸面ARFI彈性成像檢測腺頭、腺體和腺尾顯示惡性腫瘤。

(2)急性胰腺炎診斷。出現(xiàn)典型的胃脘痛癥狀，并伴隨脂肪酶升高(至少為正常上限值的3倍)，ARFI彈性成像。

(3)慢性胰腺炎診斷。根據(jù)患者病史、腹部超聲掃描或進一步采用影像學技術(shù)的超聲內(nèi)窺鏡(endoscopic ultra sound，EUS)、磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)、經(jīng)內(nèi)鏡逆行胰膽管造影(endoscopic retrograde cholangiopancreatography，ERCP)的結(jié)果顯示胰管擴張、胰腺實質(zhì)出現(xiàn)鈣化。

1.6 統(tǒng)計學方法

采用SPSS statistics 19.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料均以(x-±s)表示。四分位數(shù)范圍(interquartile range，IQR)統(tǒng)計度量離散度，表示上四分位數(shù)和下四分位數(shù)之間的差異；采用Spearman相關(guān)系數(shù)進行變量與t檢驗相關(guān)性分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 各組受檢者胰腺組織彈性值比較

(1)健康對照組胰腺實質(zhì)的胰頭和胰尾部無明顯差異。急性胰腺炎組、慢性胰腺炎組和胰腺癌組胰腺實質(zhì)平均ARFI值均明顯高于健康對照組，差異有統(tǒng)計學意義(t=3.314，t=4.690，t=6.850；P＜0.05)；急性胰腺炎組ARFI的SWV低于慢性胰腺炎組，但差異無統(tǒng)計學意義，且低于胰腺癌組，見表1。

(2)健康對照組ARFI的SWV值與其年齡、檢測深度及BMI值相關(guān)性差異均無統(tǒng)計學意義。各組ARFI剪切波速與患者年齡、檢測深度及BMI值相關(guān)性差異亦均無統(tǒng)計學意義。健康對照組男性ARFI的SWV值(1.41±0.32)m/s，略低于女性(1.59±0.12)m/s，但差異無統(tǒng)計學意義。慢性胰腺炎組中19例患者出現(xiàn)胰腺實質(zhì)鈣化，鈣化和非鈣化慢性胰腺炎患者ARFI的SWV值差異無統(tǒng)計學意義。急性胰腺炎的ARFI的SWV值與脂肪酶水平相關(guān)性無統(tǒng)計學意義。

表1 各組受檢者胰腺組織彈性值比較(±s)

表1 各組受檢者胰腺組織彈性值比較(±s)

注：①表中ARFI為聲輻射力脈沖成像；②*為與健康對照組比較。

組別 例數(shù) 檢測深度(mm) ARFI值(m/s) t值 P值急性胰腺炎組 30 5.6±1.6 1.92±0.21 3.314 0.009*慢性胰腺炎組 30 5.7±1.2 2.36±0.19 4.690 0.007*胰腺癌組 30 4.9±1.0 2.83±0.64 6.850 0.004*健康對照組 30 5.4±1.4 1.53±0.49 - -

表2 胰腺惡性腫瘤ARFI的SWV值與周圍薄壁組織比較(±s)

表2 胰腺惡性腫瘤ARFI的SWV值與周圍薄壁組織比較(±s)

注：表中SWV為胰腺平均剪切波速；SD為標準差；IQR為四分位間距。

類別 樣本數(shù) SD IQR SWV值(m/s)胰腺癌病灶 30 0.81±0.21 1.16±0.34 2.83±0.64周圍薄壁組織 30 0.58±0.19 0.71±0.39 1.49±0.51 t值 - - 7.487 P值 - - 0.004

2.2 胰腺惡性腫瘤ARFI的SWV值與周圍薄壁組織比較

(1)胰腺癌組中胰腺癌變組織ARFI的SWV值為(2.83±0.64)m/s，顯著高于周圍薄壁組織的(1.49±0.51)m/s，其差異具有統(tǒng)計學意義(t=7.487，P＜0.05)，見表2。

(2)急性胰腺炎、慢性胰腺炎和胰腺癌的平均測量不成功率分別為8.7%、15.4%和26.8%，急性胰腺炎的ARFI的SWV值與脂肪酶水平無顯著相關(guān)性。所有患者ARFI的SWV值顯示，胰腺病變診斷SWV值為1.92 m/s，靈敏度為91.7%，特異度為62.3%，胰腺惡性腫瘤診斷SWV值為2.83 m/s。

3 討論

ARFI彈性成像是一種非侵入性、無需接觸以及可遠程定量檢測組織彈性的超聲成像技術(shù)。正常健康的胰腺包含胰腺腺泡細胞和小導管細胞，同時具有內(nèi)分泌和外分泌功能。胰腺脂肪瘤中，間質(zhì)脂肪組織增加。急性胰腺炎導致顆粒淋巴細胞浸潤和腺泡細胞散播性壞死；慢性胰腺炎胰腺實質(zhì)出現(xiàn)不同程度纖維化和鈣化；胰腺癌由于上皮細胞增殖破壞正常胰腺組織結(jié)構(gòu)，病灶周圍組織不斷增生，導致胰腺結(jié)締組織硬化。D'Onofrio等[15]采用EUS高靈敏度半定量彈性成像技術(shù)診斷胰腺惡性病變；Kelly等[16]研究表明，MR彈性成像能夠顯示整個胰腺硬度測量值；Monti等[17]使用3T MRE技術(shù)發(fā)現(xiàn)健康組的胰腺腺頭、腺體和腺尾的硬度值越來越高，7例胰腺癌患者的硬度值為6.09 kPa，為正常測量值的3倍。

本研究通過ARFI彈性成像研究對比急性胰腺炎組、慢性胰腺炎組及胰腺癌組間差異，能夠很好的反映胰腺的組織病理學變化。與健康對照組相比，急性胰腺炎、慢性胰腺炎和胰腺癌的ARFI剪切波速顯著升高。急性胰腺炎、慢性胰腺炎和胰腺癌的檢測不成功次數(shù)逐漸增加，而胰腺癌的檢測不成功率最高。本研究顯示，胰腺體測量值略高于正常范圍(健康組值1.25～1.36 m/s)，但無統(tǒng)計學意義。Yoneda等[18]對80例健康胰腺ARFI彈性成像的影響因素進行分析，不同性別、年齡與ARFI剪切波速具有相關(guān)性，這與本研究結(jié)果相反；另一方面，飲酒或吸煙對胰腺ARFI彈性成像無顯著影響；Stumpf等[19]通過研究評估影響ARFI的SWV相關(guān)因素，發(fā)現(xiàn)年齡增長或長期飲酒會導致ARFI的SWV變快，而彈性成像表現(xiàn)較亮的胰腺脂肪瘤則顯示ARFI的SWV較低，ARFI檢測不成功率高于胰腺腺體或腺頭；Friedrich-Rust等[20]對36例慢性胰腺炎患者和49名健康志愿者進行胰腺ARFI彈性分析，分別在胰腺腺頭、腺體和腺尾進行ARFI彈性成像，研究發(fā)現(xiàn)，慢性胰腺炎患者腺頭、腺體和腺尾的ARFI剪切波速明顯高于正常胰腺。慢性胰腺炎組胰腺腺尾檢測不成功率達到65%，這可能與慢性胰腺炎實質(zhì)和腺癌組織不均勻性有關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)，71%的慢性胰腺炎患者都出現(xiàn)不同程度的胰腺鈣化；Kawada等[21]ARFI彈性成像單次檢測次數(shù)達到10次以上，且測量成功率較高，胰腺癌患者ARFI剪切波速均高于正常胰腺，但差異無統(tǒng)計學意義；Mateen等[22]對健康對照組(48名)、79例急性胰腺炎和43例慢性胰腺炎進行了ARFI彈性定量分析，健康對照組平均ARFI值幾乎等于慢性胰腺炎組平均值(1.29 m/s)；急性胰腺炎組ARFI剪切波速顯著高于平均水平(3.17 m/s)，且個別患者甚至高于4.86 m/s，因此該研究對急性胰腺炎的診斷具有較高的靈敏度和特異度均高于90%。Goertz等[23]對26例胰腺病變患者進行ARFI彈性成像檢測，結(jié)果顯示，胰腺良性腫瘤(2.5±1.0)m/s和胰腺惡性腫瘤(3.2±1.2)m/s差異無統(tǒng)計學意義，但惡性腫瘤實質(zhì)與周圍軟組織的相對硬度顯著高于良性腫瘤。該研究表明，惡性胰腺癌的相對硬度為1.6 m/s，高于本研究結(jié)果的0.99 m/s。

D'Onofrio等[24]研究發(fā)現(xiàn)，正常胰腺組和胰腺癌組之間的ARFI剪切波速差異為1.19 m/s，而D'Onofrio等[15]研究結(jié)果為2.78 m/s；Pozzi等[25]通過ARFI彈性成像檢測發(fā)現(xiàn)，胰腺癌與ARFI值有顯著相關(guān)性，且多次檢測結(jié)果都高于4.5 m/s，慢性胰腺炎和惡性腫瘤的ARFI值均高于正常胰腺。值得注意的是采用不同的點橫波技術(shù)會帶來不同的結(jié)果提示，同時由于患者稀缺，地域性等因素，入選病例數(shù)和每例患者ARFI檢測次數(shù)較少，結(jié)果具有一定的局限性。此外，由于受到檢測探頭頻率、感興趣區(qū)域方向、測量次數(shù)等潛在因素影響，需要ARFI彈性成像操作人員對胰腺進行細致檢測以獲得可重復的結(jié)果。

采用ARFI對于診斷辨別胰腺病變具有一定可行性。本研究結(jié)果表明，急性胰腺炎、慢性胰腺炎以及胰腺腫瘤的ARFI的SWV呈現(xiàn)增加趨勢。由于本研究病例具有一定局限性，將來研究可通過進一步增加隨訪、擴大地域、增加患者例數(shù)等，提高研究結(jié)果可靠性，獲取更加具有說服力的數(shù)據(jù)結(jié)果，以指導臨床應(yīng)用。