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编号:10272479
经静脉造影超声在心外脏器的应用及前景
http://www.100md.com 《中国超声医学杂志》 1999年第8期
     作者:黄晓玲

    单位:研究生 黄晓玲 400037 重庆市第三军医大学

    关键词:

    中国超声医学杂志990835 黄晓玲 综述 高云华 审校

    随着超声造影剂的研制成功和不断改进,造影超声与常规超声相比其在疾病的诊断与鉴别诊断上的优越性也越来越为大家所认识,因此近十年来造影超声发展迅速,特别是在心脏方面的应用国内外均有大量的文献报道,取得的成绩十分令人鼓舞。其在心外脏器的应用国内外亦有不少文献报道,现就此综述如下:

    超声造影原理及声学造影剂发展概述

    由组织反射回的超声信号,其强弱决定于以下三个因素:1.组织对超声波的吸收;2.反射强度;3.散射强度。超声波在介质中传播时,如遇上小于其波长的界面就将发生散射,散射是一种特殊类型的反射,其强弱与以下因素有关〔1〕:1.散射体的密度,即单位容积内散射体的多少;2.散射体的组成成份,它决定散射界面两侧不同介质的声阻抗差;3.散射体的大小;4.散射体的弹性,即可压缩性;5.超声频率。对散射体而言,前两个因素是决定散射强弱的主要因素。由于气体与任何组织(包括血液)间均存在很大的声阻抗差,因此以气体微泡作为超声造影剂的构想于1968年首先由美国的Gramiak提出〔2〕,由于红细胞内外均为液体,故气体微泡造影剂其微泡的散射强度比红细胞大1000倍以上,因此具有很好的造影效果。Gramiak将振荡后的生理盐水与靛青绿染料混合液经心导管快速静推,成功地实现了右心显影,由此引起了人们对造影超声的极大兴趣。
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    早期的超声造影剂为游离气泡型,无成膜物质,故不稳定,不能经外周静脉注射,且气泡直径在20~40μm之间,不能通过肺循环,只能使右心显影(若有室间隔缺损,可经缺损使左心显影),被称为第一代声学造影剂。其气体成份主要有空气、氧气(由双氧水产生)、二氧化碳等。自1984年Feinstein发明了声振白蛋白形成的包裹气泡后,出现了包裹型第二代声学造影剂,其成膜物质有白蛋白、半乳糖、脂类等,气体成份主要为空气。由于成膜物质的存在,提高了其稳定性,在血中的持续时间明显延长,同时气泡直径亦明显缩小(<10μm),故可经外周静脉注射后经肺循环使左心及心外血管显影,并可增强血流的多普勒信号〔4〕,从而实现了造影超声由创伤性向非创伤性的发展。现已获准用于临床的超声造影剂有MBI公司的Albunex和先灵公司的Levovist等。近几年来人们将注意力转向了改进气体成份上,用弥散度很低的高分子氟碳气体取代空气,进一步提高了造影剂的稳定性,气泡直径更为缩小并趋一致,此即为正处于实验研究阶段的第三代声学造影剂。有实验表明〔5〕它不但可增强器官的多普勒血流信号,并可增强器官的二维声像图,有助于疾病的诊断与鉴别诊断。
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    造影超声在心外脏器的应用现状

    1、腹部

    肝脏 造影超声在心外脏器的应用研究最多的是肝脏,在第一代声学造影剂用于心脏研究的同时即有人将其用于肝脏肿瘤的研究〔6〕。但是由于受造影剂性质的影响,早期的肝脏造影必须经肝动脉插管注射,为有创伤性检查,故临床应用受到限制。第二代超声造影剂的研制成功促进了造影超声在肝脏上的应用。以往很多作者认为〔7,8〕肝脏恶性肿瘤,特别是原发性肝癌血供丰富,因此彩色多普勒血流显像(Color Doppler flow imaging;CDFI)可显示丰富的血流信号,并由于肿瘤血管的特点,瘤内可探及高速低阻的动脉血流及动静脉血流频谱,并以此作为诊断恶性肿瘤的依据。自第二代声学造影剂应用于临床以来,大量研究表明〔4,9〕它可以增强全身血管的多普勒血流信号,弥补CDFI在探查细小血管和低速血流上的不足,有助于进一步了解不同肿瘤的血供及血流分布情况,提高良恶性肿瘤的鉴别诊断率。Ernst H等〔10〕对20例肝占位患者的研究结果显示,经外周静脉注射Levovist后,5例原发性肝癌(hepatocellular carcinoma;HCC)中,3例肿瘤中心部,2例周边部出现造影前未显示的彩色血流信号;5例转移性肝癌周边部血流信号增多;2例局灶性结节性增生病例,中心及周边部均见血流信号增多;3例血管瘤造影前后无改变,因此认为Levovist外周静脉注射有助于肝转移性与原发性肿瘤的鉴别,Stano〔11〕对10例肝内小(<2.0cm)强回声病灶进行造影检查,造影前所有病灶均未显示明显的血流信号,造影后4例HCC内均显示较丰富的血流信号,4例血管瘤中2例周边部、2例周边及中心部有血流信号显示,HCC增多的血流信号与心脏收缩有关,而血管瘤者与心脏收缩无关,局灶性脂肪浸润灶造影前后血流信号无改变,认为Levovist造影有助于高回声型小肝癌与小血管瘤的鉴别诊断。关于造影后各种肝肿瘤的表现文献报道不一,但造影超声在提高肝肿瘤的诊断与鉴别诊断水平上开辟了一条有价值的途径。
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    此外尚有造影超声用于肝弥漫性病变的文献报道。Albrecht等〔12〕对比研究了13例肝硬化、10例正常肝及13例非硬化性肝弥漫性病变,根据造影后肝静脉内多普勒信号的时间-强度曲线,观察Levovist外周静脉注射后肝静脉内造影出现时间、峰值出现时间、峰值持续时间及峰值/峰值出现时间比率等参数,结果显示肝硬化组与正常组及非硬化性肝弥漫性病变组间造影后肝静脉内多普勒信号的时间-强度曲线有显著性差异。

    肾脏 造影超声在肾脏上的应用亦有不少的文献报道,主要有以下几个方面:1.正常肾血流灌注〔13〕;2.肾动脉狭窄,Fgbalen等〔1〕报道Levovist造影后可显著提高超声诊断肾动脉狭窄的敏感性;3.肾功能,FOB造影剂可在肾锥体聚集,使肾锥体回声增强。Mattrey〔14〕认为急性肾小管坏死时,静脉注射PFOB后锥体增强效应消失;4.膀胱输尿管反流〔15〕;5.肾肿瘤,国内戴晴等〔16〕的研究表明,Levovist可提高肾肿瘤的鉴别诊断率。但造影超声在每一病变上的研究尚不深入,有的尚处于实验阶段,均有待进一步研究。
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    2、颅脑

    经颅彩色多普勒超声检查(transcranial color Doppler sonography;TCCS)不但能显示颅脑实质的二维图像,而且能显示颅脑的血供情况,超声造影与TCCS结合,使TCCS在颅脑疾病的诊断上又有了新的进展。

    第二代声学造影剂能显著增强血流的多普勒信号,对颅脑疾病的定位、定性、定量诊断均有重要意义。主要有以下两方面应用:(1)脑血管病变,包括动静脉畸形(arterovenous malformation;AVM)、血管狭窄、动脉瘤、静脉栓塞等。Becker〔17〕观察8例AVM患者,造影后彩色多普勒可显示AVM内部双向低速血流及流入血管的高速血流,可显著提高AVM的检出率,并对AVM病变大小、位置作出准确判断。TCCS已广泛用于血管狭窄及阻塞病变的诊断,但条件不理想时检查受到一定影响,注射造影剂后则可获得较满意的检查结果;(2)颅内肿瘤,Bogdahn等〔18〕对10例经MRI证实的颅内海绵状血管瘤行TCCS检查,造影前病变呈明显低回声,未探及血流信号,造影后病变呈边界明显的高回声,多普勒测得低速血流,收缩期平均流速为10~15cm/s,舒张期呈静脉血流频谱,作者认为造影后TCCS对颅内海绵状血管瘤的术前诊断、术中监测、术后随访均有重大价值。Bogdahn〔19〕还将造影TCCS用于检测早期颅内肿瘤,对28例颅内原发性肿瘤的研究结果为,造影前14例低~中度恶性肿瘤及14例高度恶性肿瘤内分别仅1例探及血流信号,造影后前者9例,后者全部探及血流信号,高度恶性肿瘤内常可探及不典型的动静脉血流频谱,且与组织学检查提示的肿瘤血管增生有良好的相关性。结果还显示造影剂在颅内良恶性肿瘤内的持续时间亦不相同,其显影的时间-强度曲线对鉴别肿瘤的良恶性有一定帮助。
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    3、其它

    新型声学造影剂静注结合彩色多普勒血流显像(CDFI)及彩色多普勒能量显像(Color Doppler power imaging;CDPI)等技术用于盆腔肿瘤的研究尚未见文献报道,在前列腺病变中的应用亦仅见少量文献报道,有很大研究潜能。

    目前亦有关于造影超声用于乳腺和周围血管疾病的报道,国内吴风林等〔20〕对10例乳腺患者行造影检查,乳腺癌7例,良性肿块3例,经静脉注射自制声学造影剂“全氟显”后,除1例良性肿瘤外所有病灶内血流信号均明显增加,能更准确地反映肿块的血供情况,有助于乳腺良恶性肿块的鉴别。其在周围血管病变中的应用主要用于肢体血管、颈血管、髂血管等〔1〕,但文献均尚少,有待更深入的研究。

    造影超声的应用前景

, http://www.100md.com     声学造影剂,特别是第二代声学造影剂,主要作用为增强血流的多普勒信号,因此任何与血流异常有关的疾病造影超声均有助于其诊断,由此笔者认为其有很大的临床应用前景。

    首先在诊断上,造影超声在心外脏器的应用研究尚不深入,就是在研究相对较多的肝脏也主要限于肿瘤的研究,而且将新型声学造影剂用于肝肿瘤的研究文献报道亦不多,造影超声在其它心外脏器的研究有的尚处于实验阶段,有的尚未开始,因此无论是在肝脏或其它心外脏器,造影超声均有很大的应用前景。最近Goldberg BB.有组织特异性超声造影剂SHU563估计出血位置的实验研究〔21〕,作者认为造影剂微泡在超声波作用下发生振荡、破裂,并产生较强的随机多普勒频移(randomtransient Doppler shifts;RTDS),有人称之为“受激声发射”(stimulated acoustic emmision;SAE),血液静止时也可发生此效应,在CDFI上表现为马赛克样,活动性出血时,血液聚集在出血点周围,注射造影剂后,造影剂随血流到达积血处,故根据马赛克样图像可对出血部位作出诊断,作者于三条实验犬的腹部脏器造成13个出血部位,实验结果十分令人满意。因此造影超声对腹部闭合性损伤的诊断,包括出血部位及出血量的估计将是一大突破。其次将造影超声与CDFI及CDPI结合用于显示肿瘤局部治疗后瘤内血供的改变,从而评价治疗效果亦是造影超声的发展方向之一。最后造影超声在超声治疗上亦有很大发展前景。血液中含有气体,气体微泡(空化核)构成血液的“薄弱环节”,当交变的声压作用于这些微气泡时,将产生“空化效应”,造影剂微泡作为“空化核”可极大地降低血液的“空化域”(液体产生“空化效应”的最低声压或声强幅值)〔22〕,使血液在较低超声能量作用下即产生电离、高温、高压等极端条件,引起发电、发光等现象,上述物理效应对生物组织均有杀伤作用,造影剂局限在血管内,低能量的超声可破坏血管从而使肿瘤缺血坏死,达到治疗的目的,而周围组织损伤小,因此造影超声将为肿瘤治疗开辟一新途径。
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    总之造影超声无论在诊断上、治疗上、以及肿瘤局部治疗疗效评价上均有光明的应用前景,其非创伤性、灵活性和高效性将更适合于二十一世纪的医学。

    作者单位:400037 重庆市第三军医大学 导师 高云华

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    (1999-01-18收稿), 百拇医药