聲學造影劑及二次諧波成像在肝癌中應用初探
關鍵詞： 聲學造影劑 二次諧波成像 肝癌 血管 超聲
摘要：目的：探討微氣泡型聲學造影劑及二次諧波成像在肝癌中的應用特點。方法：22例肝癌病人經外周靜脈注射造影劑前后(劑量0.5～1.0 ml)行基波成像、彩色多普勒成像及二次諧波成像檢查。二次諧波成像用1.7/3.4 MHz(ATL-HDI 5000)或1.8/3.6 MHz(HP5500)。結果：肝動脈期肝臟多數無明顯增強，少數病灶內出現斑點狀回聲增強，門靜脈增強后肝組織才明顯增強，但腫瘤組織增強不明顯。增強后有利于低回聲病灶的顯示而對高回聲病灶或中高混雜回聲病灶顯示無益。增強后可顯示更多的瘤血管。彩色多普勒成像增強程度不及二次諧波成像，但結果相似。結論：微氣泡型聲學造影劑主要反映肝組織總體供血量的變化，相對于正常肝組織來說肝癌總是少血管的。造影劑及諧波成像可以改善血管的顯示，諧波成像的組織定征能力有待進一步研究。
The initial study of sonographic contrast agent and second harmonic imaging on HCC
CHENG Tian-ming,LIU Chui-hong, YUAN Ai-li,et al.
(Institute for digestive diseases,Nan Fang Hospital, The first military medical university, Guangzhou 510515,Chian)
Abstract:Purpose: This study is to evaluate microbubble based ultrasonic contrast agent and harmonic imaging on liver tumor.Methods:Before and after media (Dose was from 0.5 to 1.0 ml) were injected into peripheral veins of 22 ptients with hepatocellulor carcinoma (HCC), fundamental imaging、 color Doppler imaging and second harmonic imaging were performed.Second harmonic imaging were performed with ATL-HDI 5000 (1.7/3.4 MHz) or HP5500 (1.8/3.6 MHz). Some cases were just deteced in color Doppler sonography with Logiq500 or AU4(3.5 MHz) after media were injected. Results:Except some spot enhancement on the lesions of five cases,there were little enhancement could be noticed on liver at arterial phase.However,after portal veins were enhanced obviously,the parenchyma of livers were enhanced considerable but not of the tumors.Hypoechoic masses were well detected after administration of contrast agents.Hyperechoic masses and isohyperechoic masses were poorly detected.The media and harmonic imaging increased the echointensity of normal and tumor vessels in liver lesions,there were more vessels could be showed as well. Conclusion:Microbubble based agent is mainly to reflect the blood perfusion of liver in generally. HCC is always hypovascular in relation to the normal liver.Microbubble based agent and harmonic imaging improve the visualization of vessels.It is needed further study to show the tissue characteristics by harmonic imaging.
Key words:contrast agent; second harmonic imaging; liver tumor; blood vessel; ultrasound
近來經外周靜脈注射用聲學造影劑的研制取得較大進展，但該類造影劑在肝癌中的應用還較少［1］。二次諧波成像是超聲技術的最新發展之一，它是利用聲波在傳播過程中部分能量轉化為高次諧波的特性，進行非線性參量的計算機模擬成像［2］。我們用經外周靜脈注射聲學造影劑并行二次諧波成像，探討它們在肝癌中的應用價值。
1 資料和方法
1.1 研究對象：22例1997年11月至1999年2月在我院肝膽外科和消化內科住院的肝癌病人，均為男性，年齡35～75歲，平均(44.6±13.2)歲。14例經手術和病理證實，8例經影像學檢查和AFP等檢查確診。
1.2 聲學造影劑：我院藥學部提供。9例用聲振型聲學造影劑，該造影劑系用5%白蛋白溶液經XL2020型聲振儀聲振處理60秒，制成微氣泡在(4.2±2.4) μm，濃度大于108/ml的造影劑。另13例用“全氟顯”聲學造影劑，這是一種含氟丙烷白蛋白的凍干品，臨用前用生理鹽水3 ml稀釋并兩手搓動制成，微氣泡大小和濃度與聲振型相似。每例均經前臂淺靜脈注入造影劑0.5～1.0 ml，可重復注射，少量生理鹽水在注射造影劑后沖管，以利造影劑盡快進入循環。
1.3 超聲儀器及成像方法：先后采用ATL公司提供的HDI5000樣機和Hewlett Packard公司提供的HP5500樣機及我院購買的HP5500超聲儀檢查，部分病例用GE公司的Logiq500或Esaotebiomedica公司的AU4超聲儀檢查。HDI5000和HP5500均具備基波成像和二次諧波成像等多種功能。基波成像為3.5 MHz或4.0 MHz。HDI5000二次諧波成像的頻率是1.7/3.4 MHz，HP5500二次諧波成像的頻率是1.8/3.6 MHz。造影劑使用前行基波成像并定位，后改用二次諧波并注射造影劑。用錄像帶或光盤保存圖像，回放以分析。Logiq500和AU4型超聲儀成像頻率是3.5 MHz，行基波成像和增強后的彩色多普勒成像。
2 結果
2.1 增強前基波成像：結節型肝癌8例，6例為低回聲病灶，右后葉的1例，大小約3.4 cm×2.7 cm，界尚清，但與周圍正常肝組織回聲對比不甚強，余邊界清晰，顯示清楚；另2例呈稍高回聲結節，界清。巨塊型肝癌8例，腫塊大小6.1～12.6 cm，6例為高回聲界清包塊；1例位于左半肝病灶，內部回聲不均，以中高回聲混雜為主，伴散在分布的類圓形低回聲暗區；1例為低回聲界清包塊，大小約8.0 cm×7.3 cm。6例彌漫型肝癌，呈中高混合回聲，邊界不清，其間可見條索狀低回聲血管樣結構。
2.2 增強后彩色多普勒成像及二次諧波成像：注射造影劑后，在門靜脈主干及主要分支增強前，大部分病例肝內看不到明顯增強回聲，只有3例巨塊型肝癌和2例彌漫型肝癌可注意到病灶有點狀增強。當門靜脈主干及主要分支增強后，正常肝組織才明顯增強，但病灶增強不明顯。
結節型病灶內部多無明顯增強表現，1例“延遲掃描”(再經10秒)時出現斑片狀回聲增強。多數低回聲病灶基波成像已顯示清楚，二次諧波灰階成像依然清晰，位于右后葉病灶，基波成像與周圍正常肝組織回聲對比不甚強，二次諧波成像因周邊肝組織回聲增強，顯示更清楚，并可見周邊環繞血管。2例稍高回聲結節，增強后周圍正常肝組織回聲增強，與病灶間回聲對比減弱。
8例巨塊型肝癌，6例造影前呈高回聲界清病灶，注射造影劑后成像周圍正常肝組織回聲增強，與病灶間回聲對比減弱，以及病灶內部和周邊出現條索狀、斑片狀增強回聲，病灶顯示不如造影前清晰，出現“腫瘤消失現象”，其中1例增強早期出現腫瘤消失現象，再經數秒后周圍正常肝組織增強效應減退，但病灶仍殘留增強回聲。1例混合回聲界不清病灶，增強后仍呈混合回聲，類圓形低回聲區亦無變化，術后證實有壞死液化灶。1例低回聲界清病灶，注射造影劑后(僅行基波成像)病灶無明顯增強，周邊正常肝組織回聲增強，對比增加。
6例彌漫型肝癌，注射造影劑后(1例僅行基波成像)仍呈混合回聲，界仍不清，病灶內可見條狀、片狀增強。
應用logiq500和AU4行彩色多普勒成像者增強程度不如二次諧波成像，但結果相似。
可見，肝癌組織中應用聲學造影劑增強后對低回聲型病灶顯示有幫助，對高回聲或中高混合回聲型病灶顯示無益。應用造影劑早期僅少數病灶可注意到出現點狀增強，多數病例是在門靜脈增強后肝實質明顯增強，而病灶增強不明顯。有些病灶增強回聲滯留時間長于正常組織。
3 討論
超聲診斷是基于聲波通過不同聲學性能的二種介質時發生反射或 散射的特性進行的，當兩種組織的聲阻抗較接近時就很難從顯示的圖像中區分它們，因此，普通超聲反映肝內腫瘤血流動態變化和組織特征有較大困難，人們試圖用與人體組織的聲學特性有較大差異的造影劑增加血流信息［2］。實用的聲學造影劑是自由的或包被的微氣泡型造影劑［3］，液體中的微氣泡有較大的散射能力而能增加造影效果。
我們所用的造影劑就屬蛋白質包被的微氣泡型造影劑。與CT或MRI造影劑不同，微氣泡造影劑只停留在血管床內直至被破壞或吞噬。因此，它只增強流動血管的回聲［4］。注射造影劑后組織回聲增強程度的差異只反映流經該組織微氣泡含量的多寡，亦即組織供血量的差異。因此，該類造影劑在心肌聲學造影中反映心肌缺血性疾病有較大價值［3，5，6］。
二次諧波成像是一種基于非線性參量B/A的成像，B/A是狀態方程泰勒級數展開式中二階項系數與線性系數之比，是非線性聲學中的基本參量，它決定了超聲波通過介質時產生的非線性效應的大小。血液中微氣泡的尺寸與入射聲波的頻率相似時會產生共振現象，這種共振作用可以大幅度地增加散射強度，氣泡共振的非線性導致了樣品非線性參量B/A的急劇增加，微氣泡造影劑的作用明顯增強［2］。
肝臟的血液供應有其特點，除了接受肝動脈供血外，還接受門靜脈供血，而且門靜脈供血是正常肝實質供血量的2/3以上。理論上，經外周靜脈注射聲學造影劑后，造影劑先經肝動脈向肝內分布，隨后門靜脈內出現造影劑，再次向肝內分布，其后肝內組織的增強效應是肝動脈與門靜脈增強的綜合效應，反映的是總體供血量的變化。
實際應用中，Kono［7］報道可以區分動脈期與門靜脈期，而且腫瘤增強的出現與消失均早于正常肝實質。我們僅觀察到少數病例在門靜脈出現明顯增強前，肝內有點狀回聲增強，而待門靜脈出現增強后，肝內組織才出現明顯增強回聲，增強程度亦以正常肝實質為主。此結果與Schneider［8］觀察結果相似。說明肝癌總體供血量少于正常肝實質。此結果亦支持Wang［9］的觀點，肝癌無論大小都是少血管的。雖然肝癌在肝動脈血管造影時，與周圍正常肝實質相比有多血管與少血管之說，但正常肝實質的2/3血供來自門靜脈系統，綜合而言，肝癌總是少血管的。
由于經外周靜脈注射聲學造影劑反映更多的是肝內組織總體供血量的變化，所以正常肝實質增強效果明顯強于腫瘤組織，這有利于低回聲病灶的顯示。但為何有些病例病灶內增強回聲滯留時間長于正常肝實質，有待進一步研究。經外周靜脈注射聲學造影劑能否區分動脈期與門靜脈期也有待調整造影劑用量基礎上進一步觀察。
體外聲學實驗研究中發現不同組織的非性線參量有明顯的差異和變化，而線性參量的變化較小，非線性參量有可能成為鑒別生物組織特征的新參量［2］。但本研究以肝癌為主，二次諧波成像鑒別生物組織特征的能力有待進一步研究。
總之，經外周靜脈注射微氣泡型聲學造影劑及其二次諧波成像反映的主要是肝臟總體供血量的變化，它在反映肝內占位病變的血液供應狀況有一定價值。
參考文獻
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