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三维超声造影在膀胱肿瘤分期中的应用价值

发布时间:2015-10-07作者:李 秋洋等

膀胱肿瘤是泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤,复发率高,给患者带来极大痛苦。膀胱肿瘤的治疗及预后取决于肿瘤的早期发现和准确分期。术前对膀胱肿瘤侵犯膀胱壁的深度进行分期,对协助临床制定相应的手术方案及判断患者预后均具有极为重要的意义。以往三维超声以直观立体反映肿瘤的结构、提高膀胱肿瘤术前分期的准确率而受到临床的重视。超声造影可实时显示肿瘤血流动力学变化,其基础研究及临床应用也日趋成熟。在两者基础上发展起来的三维超声造影技术 (three-dimensionalcontrast-enhanced ultrasound,3D-CEUS) 是将反映感兴趣区内部结构及毗邻关系的三维超声成像技术与反映血流灌注特征的超声成像技术相结合,是一项新型成像技术。本研究拟应用 3D-CEUS 对膀胱肿瘤进行术前分期,并与病理结果相比较,以探讨 3D-CEUS 在膀胱肿瘤分期中的应用价值。

资料与方法

一、对象

2010 年 7 月至 2011 年 3 月在我科行超声检查和超声造影并经我院手术病理证实的 54 例膀胱肿瘤患者共 60 个病灶,其中男 44 例,女 8 例,年龄 35 ~ 84 岁,平均年龄 (62. 46 ± 13. 11) 岁。全部患者均行手术治疗,其中行经尿道膀胱肿瘤电切术 34 例,行部分膀胱切除术 8 例,行全膀胱切除及盆腔淋巴结清扫、回肠代膀胱术 12 例。

二、仪器与方法

采用 Philips iU22 型彩色多普勒超声诊断仪,X6-1 xMatrix 腹部矩阵纯净波容积探头,频率为 1 ~6 MHz。具备对比脉冲序列超声造影成像技术,机械指数 0.05。造影剂为 SonoVue(意大利 Bracco 公司) , 59 mg 干粉剂中加入 0. 9% 氯化钠溶液 5 ml 稀释振荡溶解,每次使用 1.2 ml。

患者仰卧位,适度充盈膀胱。常规超声观察膀胱肿瘤,记录肿瘤的二维灰阶图像特征及其血供,包括病灶的大小、形态、边界、内部回声等。对每个病灶均先行二维超声造影 (two-dimensional contrastenhancedultrasound,2 D-CEUS) ,经肘静脉弹丸式注射 SonoVue 1.2 ml,随后快速推注 5 ml 0.9% 氯化钠溶液,持续观察造影 3 min 并存盘记录造影全过程,了解病灶的强化时相和强化程度后再行 3D-CEUS。进入 3D-CEUS 模式,对准病灶及周围正常膀胱壁,调整感兴趣区大小及位置,再次经肘静脉团注造影剂 1. 2 ml 进行造影,根据前次 2D-CEUS 开始增强时间前 1 ~ 2 s 启动动态 3D-CEUS 数据采集键,连续采集造影图像数据 1 ~ 3 min,并将动态及静态成像资料均存入内置硬盘中,应用内置的 QLab 软件进行图像处理和分析。两次造影前后间隔时间大于 15 min。

膀胱肿瘤的分期根据国际抗癌联盟的 2002 年第 6 版 TNM 分期法。Ta 期: 非浸润性、表浅肿瘤; T1 期: 肿瘤侵入上皮下结缔组织; T2a 期: 肿瘤侵犯浅肌层; T2b 期: 肿瘤侵犯深肌层; > T2 期肿瘤侵犯膀胱周围组织。3D-CEUS 判断膀胱肿瘤分期的影像学特征: Ta 期: 肿瘤基底处膀胱壁清楚,造影显示膀胱壁连续,呈亮线; T1 期: 显示膀胱壁黏膜层造影剂灌注稍强于肌层; T2a 期: < 1 /2 膀胱壁与肿瘤造影剂灌注同步,强化程度一致; T2b 期: > 1 /2 膀胱壁与肿瘤造影剂灌注同步,强化程度一致; > T2 期: 膀胱壁全层或包括周围组织与膀胱肿瘤灌注时间、强度及特征一致。

结果

60 个膀胱肿瘤经手术后病理检查证实 Ta 期 29 个,T1 期 11 个,T2a 期 4 个,T2b 期 6 个,> T2 期 10 个。

病理诊断为 Ta 期的 29 个肿瘤中,3D-CEUS 正确诊断 21 个 (图 1,2) ,符合率为 72. 4% (21 /29) ;病理诊断为 T1 期的 11 个肿瘤中,3D-CEUS 正确诊断 10 个,符合率为 90. 9%(10 /11) ; > T1 期的 20 个肿瘤 (图 3,4) 100% (20 /20) 符合; 总的诊断符合率高达 85. 0%(51 /60) 。见表 1。

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将膀胱肿瘤分为非肌层浸润型 (包括 Ta 期与 T1 期) 和肌层浸润型 (即> T1 期) ,37 个非肌层浸润型膀胱肿瘤正确诊断,其中 3 个非肌层浸润型肿瘤被高估为浸润型。20 个浸润性肿瘤均经 3D-CEUS 正确分期,敏感度为 93%,特异度为 100%,阳性预测值为 100%,阴性预测值为 87%(表 2) 。

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非肌层浸润性肿瘤中的表浅肿瘤 (Ta 期) 与侵入上皮下结缔组织肿瘤 (T1 期) ,3D-CEUS 诊断为 Ta 期的 21 个肿瘤均诊断正确,3D-CEUS 诊断为 T1 期的 16 个肿瘤

中 10 个诊断正确,6 个低估为 Ta 期,敏感度为 78%,特异度为 100%,阳性预测值为 100%,阴性预测值为 63%(表 3) 。

                        
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讨论


目前常用诊断膀胱肿瘤的影像学方法有膀胱镜、超声成像、CT、MRI,上述各种方法均有其优缺点。


膀胱镜检查能获得病变组织的病理结果,对膀胱肿瘤的诊断结果最为准确可靠。但膀胱镜具有一定的创伤性,给患者带来痛苦与不适,且其难以直接对膀胱肿瘤进行分期。


CT 在膀胱肿瘤的诊断及分期方面有重要作用。因 CT 具有对人体组织密度分辨力较高的特点,其对显示膀胱的形态、膀胱与毗邻脏器的界限极为优越。膀胱周围的脂肪组织、膀胱内低密度尿液或高密度对比剂,能使 CT 较好地显示肿瘤浸润膀胱壁的范围及盆腔、腹膜后淋巴结转移的情况。但 CT 对膀胱肿瘤进行临床分期时,对于 T1 期、T2 期、T3a(肿瘤已侵及肌层,但未侵及膀胱壁外的脂肪层) 膀胱肿瘤,CT 均不能准确区分,对 T3b(肿瘤侵及膀胱壁外脂肪层) 、T4a(侵及邻近器官) 、T4b(侵及盆壁) 膀胱肿瘤则能进行较准确的判断,CT 虽对盆腔内肿大的淋巴结显示较敏感,但确定其性质仍有一定的难度; 此外 CT 对膀胱底部及颈部肿瘤的显示也有一定的局限。


MRI 为多维影像,对膀胱肿瘤的分期优于 CT。MRI 虽不能区分 T1 期和 T2 期,但可区分 T2 期与 T3a 期。MRI 可较好显示膀胱肌层的受累情况,对膀胱壁外受累及邻近器官受累情况的显示亦优于 CT,但对膀胱周围淋巴结转移的显示并不优于 CT,且操作费时、价格昂贵,难以普及。


二维超声经腹壁成像简便、易行,无痛苦,患者易于接受,而且不受尿道狭窄、大量血尿、年老体弱、膀胱炎等限制,可作为膀胱肿瘤影像学诊断的首选方法。但是超声检查对膀胱肿瘤的检出与肿瘤的部位和大小有关,对膀胱颈部和顶部的肿瘤或直径<0.5 cm 的肿瘤容易漏诊。


三维成像是科学计算可视化技术在现代医学影像诊断中最具代表性的进展之一。三维超声成像包括图像的采集、重建、显示和测定 3 个主要步骤,获取大量的病变空间信息。目前,三维超声成像技术在临床的应用已取得较快的进展,在许多系统的疾病诊断中发挥着愈来愈重要的作用。由于膀胱内充满液体,透声极佳,尤其适用于三维超声成像,在进行三维重建时,采用表面成像模式可清晰地显示病变的表面特征、立体形态及其与周围组织的空间关系; 采用组织三维成像模式则可清楚观察病变的内部及其与周围组织脏器的关系。


三维超声具有以下优点: (1) 超声扫查的标准化: 通过对某一脏器的扫描,获得器官立体超声图像数据库,使超声扫描程序化、标准化。将超声工作者从繁忙的日常事务性工作中解放出来,淡化超声检查的手法,简化超声检查的培训要求。(2) 三维立体超声图像数据库的存在,有利于超声远程会诊、资料回顾性分析和教学。其可以在计算机帮助下可进行图像的虚拟扫描,从而获得不同的超声切面图,且图像具有空间关系。(3) 不同超声图像切面的获得,消除了绝大部分超声检查的死角,可以为临床诊断提供更多的信息。


三维超声成像检查存在的不足: (1) 扫描取样时患者须很好的配合,屏气不动; (2) 探头扫描取样时应匀速滑动; (3) 若有肠道气体干扰时,则不能获得很好的图像; (4) 检出部位周围液体过少时,获取的三维超声图像质量差; (5) 瘤体过大,超出超声扫描野时,只能获得部分瘤体的三维图像; (6) 病变区与周围组织灰阶反差小时,也较难获得高质量的三维超声图像; (7) 操作者的熟练程度也是影响三维超声效果的一个重要因素。


超声造影是近几年应用于临床的一项新技术,是将超声造影剂从周围静脉注入体内的一种超声增强显像方法,能明显提高低速血流的显示率,从而可以评价脏器及病变的血流灌注特征,显示肿瘤的滋养血管,真实反映肿瘤的血供特征,判断肿瘤的性质[10]。超声造影剂 SonoVue 是一种真正的血池示踪剂,不同于 CT、MRI 增强剂,造影剂始终循环于血管内,无毒副作用,同时安全方便,注射剂量远少于 CT 造影剂,具有较高的时间分辨力,可实时动态进行微循环灌注监测。


目前应用高灵敏度、高分辨力的实时超声造影对膀胱癌的形态、大小及肿瘤浸润膀胱壁程度,均可清晰显示,可为临床诊断提供重要的依据。膀胱超声造影的优势在于充盈膀胱为背景掩去,更能凸显突入膀胱内肿块的对比增强效果。但超声造影必须以常规的灰阶超声、彩色多普勒超声为基础,在常规超声发现病灶的前提下,对靶目标进行实时造影。


膀胱超声造影的优点: (1) 与常规超声检查一样,超声造影具有简便、无创、实时、直观等特点。(2) 超声造影剂技术对于人体有很高的安全性,目前最常用的SonoVue 所包含的六氟化硫为惰性气体,可以直接随呼吸排出体外而无需通过机体代谢,因而对于肝、肾脏不全患者尤其适合。(3) 超声造影检查可重复性高,对于多病灶可进行多切面的观察,每两次检查间只需间隔 10 余分钟。(4) 超声造影对于病变血管检测的敏感度和特异度明显高于常规超声检查,其不仅能够提高肿瘤的检出率,而且还能够观察肿瘤内部血管灌注方式及作动态灌注分析,并为肿瘤的良恶性判断提供更多的信息。


膀胱超声造影的不足: (1) 膀胱超声造影操作者的手法、受检者膀胱状况、膀胱周围的病变等都会影响检查的结果。(2) 超声造影剂在体内循环时间较短,膀胱超声造影检查每次只能观察一个切面内的情况,对于多病灶的观察需重复进行。(3) 不能同时显示多个病灶。(4) 缺乏标准切面。(5) 诊断准确性和可靠性与操作者的经验及仪器的性能密切相关。


受超声造影与三维成像技术的启发,以及超声诊断仪器的迅速发展,研究者们将目光聚焦到反映感兴趣区内部结构与毗邻关系的三维超声成像技术与超声造影成像技术结合起来的 3D-CEUS。3D-CEUS 技术秉承了三维超声成像与超声造影的优点,拓展了超声成像的领域,其可形象地显示扫描区域的血管构造,将灌注过程立体化。实现了功能成像与结构成像的融合,3D-CEUS 技术的有效辅助工具智能容积断层 (iSlice) 成像可以从 X、Y 或 Z 轴 3 个方向将一幅容积图像进行高达 0. 1 mm 厚度的薄层成像。该技术为临床提供了常规二维超声不能观察到的第 3 个层面,并可通过薄层显示功能,更详细地了解病变区域与周围组织关系。本组初步研究显示 3D-CEUS 可直观、动态和有效地显示膀胱肿瘤的血流立体灌注及与周围膀胱壁的空间立体关系,为进一步提高超声诊断膀胱肿瘤术前分期的准确性提供了新手段。


目前 3D-CEUS 技术在肝脏、甲状腺疾病诊断方面国外已有一些研究,但尚处于起步阶段,这方面的研究相对较少,操作方法及诊断标准尚未统一、规范化。3D-CEUS 可以较准确地判断膀胱肿瘤浸润膀胱壁的深度,可提高膀胱肿瘤术前分期诊断准确率。




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