实时剪切波弹性成像诊断深静脉血栓形成的研究进展论文_孙月(综述),陆永萍(审较)

实时剪切波弹性成像诊断深静脉血栓形成的研究进展论文_孙月(综述),陆永萍(审较)

孙月(综述) 陆永萍(审较)

(昆明医科大学第四附属医院<云南省第二人民医院超声科> 650021)

【摘要】 深静脉血栓形成是血管类疾病的常见病及多发病,作为诊断深静脉血栓的首选检查方法,常规超声无法精确判断其形成时间,实时剪切波弹性成像作为最新弹性成像技术可提供较常规超声更丰富的诊断信息,本文就实时剪切波弹性成像技术在诊断深静脉血栓形成中的应用进展作一综述。

【关键词】 实时剪切波弹性成像;静脉血栓;血栓形成

【中图分类号】R445 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2015)27-0008-02

Progress of Real-time shear wave elastography in Diagnosis of Deep vein thrombosis

【Abstract】Deep vein thrombosis (DVT) is a common and multiple disease ofvascular diseases. Conventional ultrasound is preferred for suspected DVT, but can not accurately determine the age of DVT. As a new ultrasonic technology, real-time shear wave elastography is able to provide more diagnostic information than conventional ultrasound. The progresses of real-time shear wave elastography in diagnosis of DVT were reviewed in this article.

【Key words】Real-time shear wave elastography;Venous thrombosis;Thrombosis

深静脉血栓形成(deep vein thrombosis,DVT) 是指血液在深静脉内不正常的凝结,是血管类疾病的常见病及多发病[1],好发于下肢,多见于产后、盆腔术后、外伤及长期卧床的患者。致病因素有血流缓慢、静脉壁损伤和高凝状态三大因素[2]。DVT发病率逐年增高,严重者可引起肺栓塞(PE),严重威胁患者生命。临床上根据血栓形成的时间长短将其大致分为急性期、亚急性期和慢性期[3],由于不同分期血栓的危害不同,导致治疗方案均存在较大差异,无论选择溶栓治疗还是外科手术治疗,了解血栓年龄非常重要。常规超声检查对估计血栓年龄和鉴别新旧血栓仍有一定局限性[4],实时剪切波弹性成像(shear wave elastography,SWE)作为最新弹性成像技术,可无创、实时、客观定量检测组织的硬度[5],通过定量测量血栓的弹性模量值,进而推断其发生时间,为准确判断血栓的性质,选择治疗方案及预后评估,减少血栓栓塞事件等提供一定的帮助。

1.SWE的基本原理

SWE是在弹性成像的基本原理即对组织施加一个压力时,组织将发生移位、变形、速度增减等响应,通过检测施加外部压力所致组织变形和扭曲的程度来反映被检测组织硬度[6,7]的基础上得到组织弹性绝对值—杨氏模量(单位kPa)。SWE通过探头振动轴发出低频率低振幅(50Hz,1mm)弹性波,弹性波进入体内在组织中传播,与此同时,探头上的超声换能器进行连续的超声采集以跟踪弹性波的传播并测量其速度。弹性波的传播速度与组织的硬度密切相关[8],因此通过测量弹性波的传播速度,并使用特定的运算法则将速率转变为弹性值。由此评估血栓的弹性,血栓质地越硬,超声剪切波在其内运行的速度越快,得出的弹性千帕值越高。

2.SWE相比其他弹性成像的优越性

振动性弹性成像中的声辐射力脉冲成像(acoustic radiation force impulse imaging,ARFI)和压迫性弹性成像中的实时组织弹性成像(real-Time tissue elastography,RTE)的诊断方法分别为半定量方法和定性及半定量方法,半定量方法是在感兴趣区内为目标组织寻找一参考组织作为“参照物”,通过比较两者的弹性,来半定量表示目标组织的弹性[9]。定性方法是以彩色编码表示不同组织的弹性大小,只能对组织硬度大致分级,受人为因素影响大,结果不具客观性。半定量方法测量静脉血栓弹性时,可能受到诸多因素影响:个体之间的差异无法避免;如果以病变血管旁肌肉组织为参考组织,下肢静脉血栓致组织严重水肿时,其肌肉组织硬度会有所改变;如果以病变静脉周围动脉管壁为参照物,浅静脉血栓周围无伴行动脉;如果以病变静脉管壁为参考组织,静脉壁较薄,难以准确测量,另外静脉壁在血栓形成及演化过程中也会发生病理生理变化,其硬度也受到影响[10]。因此,采用半定量超声弹性技术评价血栓弹性存在一些技术不足。此外RTE需持续加压减压以获得应变值和,受主观影响较大,且压迫可能造成血栓脱落,加大肺栓塞风险。

瞬时弹性成像中的SWE利用调制的聚焦超声波束在生物弹性组织内产生声剪切波,使组织发生形变,剪切波只局限于组织内部区域,因此通过检测剪切波传播进行组织弹性估计,可消除边界条件的影响。它的主要优点是方便地利用聚焦超声波束的辐射力在深部生物组织局部区域内产生剪切波,并利用剪切波传播距离有限的性质,解决生物组织弹性重构边界条件的统一问题,降低组织弹性重构的复杂程度,可近似统一不同生物组织的弹性,获取剪切波在被测组织中的传播速度与应变,得到血栓的杨氏模量值,数值准确、可靠,具有高精度及高空间分辨力等优点,且探头仅置于皮肤表面,无须对组织施加外力,在一定程度避免了由于压迫而导致的血栓脱落。

3.实时剪切波弹性成像对静脉血栓的评价

SWE是一种定量分析血栓弹性的方法。通过获取超高速成像技术探测剪切波,实时显示组织弹性图。Schmitt等[11]通过制备猪下腔静脉和髂总静脉体外血栓模型,结果显示SWE评估血栓弹性误差小,完全和不完全阻塞者估计误差分别仅为(9.0±4.6)%与(9.3±11.3)%,证明SWE定量评估深静脉血栓弹性可行。

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王真等[12]采用剪切波弹性成像定量测量动物模型不同时期下肢深静脉血栓的杨氏模量值,结果显示血栓的杨氏模量值随形成时间而增大,急性期血栓平均杨氏模量值为(6.37±2.15)kPa,亚急性期为(13.01±1.89)kPa,慢性期为(26.51±6.23)kPa,急性期、亚急性期和慢性期血栓的弹性模量值存在明显差异,亚急性血栓组、慢性血栓组杨氏模量值较急性血栓组升高,慢性血栓组杨氏模量值较亚急性血栓组升高。此外,急性期和亚急性期血栓之间存在敏感性和特异性均较高的杨氏模量值诊断截点,利用ROC曲线分析急性期及亚急性血栓数据,以10.35kPa为诊断界点时,曲线下面积最大,敏感性和特异性分别为86.67%和97.44%。如果考虑到急性血栓的诊断,对患者治疗方案的选择、预防肺动脉栓塞意义重大,选取14.62kpa为诊断界点,则敏感性为100%,特异性77.78%。慢性期和亚急性期血栓之间也存在敏感性和特异性较高的杨氏模量值诊断截点。上述结果提示剪切波超声弹性成像所测量的杨氏模量值,对于估测血栓分期具有一定价值。

宋晓乐等[13]也通过对不同时期下肢DVT进行弹性检测并评估各期患者PE的发生情况,结果显示急性期组(发病1周内)3例于1周内并发PE,亚急性期组(发病1周-半年)和慢性期组(发病半年以上)无新发PE,但3例于l~5月前曾发生PE;急性期血栓组、亚急性期组、和慢性期组的平均杨氏模量值分别为(7.65±1.69)kPa、(14.41±2.36)kPa、(26.16±4.07)kPa。杨氏模量值小提示血栓形成时间短,血栓较软,不与血管壁黏附,脱落风险大,杨氏模量值大提示血栓形成时间长,血栓较硬,与血管壁黏附较紧密,不易脱落,与Rubin等[14]利用压迫性弹性成像得出的结果相符。结果证实SWE可定量血栓弹性大小、评估形成时间,并可预测PE发生风险。

4.局限性

由于剪切波弹性成像技术的取样深度有一定限制(6~7 mill为宜),当应用于水肿或肥胖及小腿部肌间静脉血栓等剪切波能量衰减严重的患者时,血栓杨氏模量的测量结果可能存在一定误差。此外,利用剪切波弹性成像的方法诊断和评价静脉血栓尚处于起步阶段,研究样本量较少,同时由于剪切波弹性成像技术采用手动施加压力进行检查,难免出现偏差,因此需要建立一套客观的评价指标,研究出压力定量方法,尽可能地减少操作者主观因素的影响。

5.小结

实时剪切波弹性成像作为最新的超声成像技术,在临床日渐发展起来。虽然弹性成像技术无法取代常规超声,但为常规超声提供了丰富的诊断信息,可较合理地评估血栓形成时间,对于治疗方案的选择有一定指导意义。随着研究的深入、技术的成熟和经验的积累,实时剪切波超声弹性成像有望被纳入更多常规超声检查,成为诊断DVT简便、可靠的诊断方法。

【参考文献】

[1] White R H M. The Epidemiology of Venous Thromboembolism. Circulation,2003,107:4-8.

[2] Glynn RJ, Rosner B. Comparison of risk factors for the competing risks ofcoronary heart disease, stroke, and venous thromboembolism. Am JEpidemiol,2005,162 (10):975-982.

[3] [4] Geier B,Barbera L,Muth-Werthmann D,et al.Ultrasound elatographyfor the age determination of venous thrombi. Evaluation in an animalmodel of venous thrombosis [J].Thromb Haemost,2005,93 (2):368-374.

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[7] Hua Xie, Kang Kim,etal.Stagingdeepvenousthrombosisusingultrasound elasticity imaging: animal model. Ultrasound in Medicine and Biology, 2004.08.015:1385-1396.

[8] Han L,Noble JA,Burcher M.A novel ultrasound indentation system formeasuring biom echanical properties of in vivo soft tissue [J].UltrasoundMed Biol,2003,29(6):813.

[9] 王真,张军,李民等.超声弹性成像实时及半定量评价不同阶段下肢深静脉血栓的初步临床研究.第二军医大学学报,2010,31: 1323-1325.

[10] 徐涛,范春芝,唐文博等.超声剪切波弹性成像评价深静脉血栓分期的临床初步研究.中华临床医师杂志(电子版),2013,05: 1941-1944.

[11] Schmitt C,Montagnon E,Henni AH,et a1.Shear wave induced resonance elastography of venous thrombi:A proof-of-concept.IEEE Trans Med Imaging,2013,32(3):565-577.

[12]王真,张军,李民等.超声弹性成像实时及半定量评价不同阶段下肢深静脉血栓的初步临床研究.第二军医大学学报,2010,1(12):1323-1325.

[13]宋晓乐,唐力,杨军.实时剪切波弹性成像技术评价下肢深静脉血栓形成时间.中国医学影像技术,2013,29(12):1957-1959.

[14] Rubin JM,Xie H,Kim K et a1.Sonographic elasticity imaging of acute and chronic deep venous thrombosis in humans.J Ultrasound Med,2006,25(9):1179-1186.

基金项目:省科技厅-昆明医科大学应用基础研究联合专项(2014FB072)

论文作者:孙月(综述),陆永萍(审较)

论文发表刊物:《医药前沿》2015年第27期供稿

论文发表时间:2015/11/2

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