超聲新技術在肝細胞癌診斷中的應用進展

　　肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）占肝癌的80%～90%，是原發性肝癌的最常見類型。肝炎病毒復制活躍是誘發HCC的原因之一，中國每年新發肝癌病例約35.6萬，占全球的50%。HCC惡性程度高，預后差，致死率高。據統計，其在中國致死性惡性腫瘤中居第二位，僅次于肺癌。因此，及時發現、正確診斷及早期治療是提高HCC患者存活率的有效手段。

　　目前，診斷HCC的方法主要包括：①影像學檢查，如CT、磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）、正電子發射計算機斷層顯像、超聲檢查及數字減影血管造影；②實驗室檢查，包括肝功能、血清腫瘤標志物（甲胎蛋白、癌胚抗原、糖類抗原19-9等）、肝炎病毒等；③組織病理學檢查。雖然組織病理學是診斷HCC的金標準，但其有創性、轉移的風險、組織取樣的局限性等限制了臨床應用。

　　近年來，超聲影像技術的發展及臨床應用大大提高了HCC的檢出率、確診率。其中，超聲造影（contrast-enhanced ultrasound，CEUS）能通過各時相的灌注特點反映腫瘤的微血管密度及分布特點；超聲彈性成像（ultrasound elastography，UE）可以測量HCC的硬度值，通過腫瘤與肝實質硬度比或腫瘤內不同區域的硬度差反映HCC的組織構成及分化程度。它們極大地提高了超聲診斷HCC的準確性和敏感性，現就超聲新技術在HCC診斷中的應用進展予以綜述。

　　1.HCC的起源和病理特點

　　1.1HCC的起源

　　目前，關于HCC的起源主要有兩種觀點：①肝癌細胞源自肝干細胞的異常分化；②肝癌細胞是因成熟肝細胞的去分化所致。但更多的研究支持前者。在自然進化過程中，肝細胞具有強大的再生功能，這有助于保護肝臟在執行解毒功能過程中一旦受到損害能通過自身細胞的再生以維持正常的生理功能。

　　人感染肝炎病毒體后，病毒會特異性侵襲成熟肝細胞，在肝細胞內完成病毒DNA的復制并合成大量病毒顆粒，而后作為內源性抗原與主要組織相容性復合體Ⅰ類分子結合，呈遞至肝細胞表面。細胞毒性T淋巴細胞能特異性識別并殺傷病毒結合體，造成對肝細胞的殺傷；同時，病毒還能誘發肝細胞產生Fas抗原，表達Fas抗原的肝細胞與Fas抗體結合，導致肝細胞自身凋亡。受損的肝細胞破裂釋放出大量病毒顆粒感染正常的成熟肝細胞。

　　多重因素導致大量肝細胞損傷，機體迅速啟動代償機制誘導殘余的成熟肝細胞再生以維持正常的生理功能。但由于肝炎病毒難以清除，肝細胞的損傷與再生持續存在，直至肝炎后期肝炎病毒仍廣泛感染肝細胞，并干擾肝細胞的分裂增殖能力。此時，肝細胞再生主要依靠肝干細胞———卵圓細胞。卵圓細胞是一種未分化細胞，具有多分化潛能，肝實質嚴重受損時其被激活增殖分化成肝實質細胞。而乙型肝炎病毒通過改變卵原細胞增殖過程的微環境，誘導其發生惡性分化，在肝小葉內無序地穿插生長，形成HCC的起源。

　　1.2HCC的病理特點

　　國際衛生組織制訂了HCC的病理分級標準，將HCC分為三級：①Ⅰ級（高分化），形態結構為較細的小梁狀、條索狀，似正常肝細胞索。②Ⅱ級（中分化），形態結構為較粗的小梁狀、團塊狀，也有腺管狀和乳頭狀。瘤細胞大小不一致，可有少數瘤巨細胞，胞質嗜堿性，有的細胞透明。③Ⅲ級（低分化），形態結構為實性片狀，有的為腺管狀，細胞和胞核異形性明顯，胞質呈強嗜堿性。

　　2.CEUS技術在HCC診斷中的應用

　　2005年巴塞羅那肝癌全球會議后，國內外制訂的肝癌診療規范均將CEUS作為HCC的三大常規影像檢查方法之一。現對CEUS診斷HCC的基礎原理及臨床應用概述如下。

　　2.1基本原理

　　超聲造影劑也稱微泡造影劑，微泡是殼膜包裹某一種氣體的復合體，直徑與紅細胞相似，其經靜脈推注進入血液循環系統，但不向組織內彌散。超聲造影的原理是將血液中的造影劑微泡作為散射體，產生大量的散射信號，與周圍形成高聲阻抗差。然后，應用聲學成像技術提取血液中造影劑微泡的回波信息，實現對血管的清晰顯示，特別是對微細血管的顯示，從而反映組織的灌注特點。

　　2.2CEUS技術對HCC的診斷價值

　　CEUS是利用微泡造影劑對腫瘤的灌注進行全程、實時、動態、連續觀察，并可重復檢查。HCC具有特征性灌注模式，由于HCC具有增生雜亂、扭曲擴張的新生血管，血供來自動脈，并存在大量的動靜脈交通支，故推注造影劑后HCC在動脈期快速增強，在門靜脈期和延遲期快速減退，即“快進快出”的灌注特征。由于HCC的分化程度不同，腫瘤內血流的供應方式和微血管密度也不同。其中，高分化HCC常伴有肝動脈、門靜脈供血，動脈期過后造影劑微泡仍從門靜脈向腫瘤內持續灌注，這可能是造影劑“慢出”的病理基礎，因此“快進慢出”是高分化HCC的典型灌注模式。而微小的HCC由于滋養血管較少，動脈期、門靜脈期灌注緩慢，灌注模式多不典型，有的表現為短暫的輕微增強。

　　有研究將腫瘤區內造影劑的到達時間、灌注強度等參數應用軟件處理后繪制成時間-強度曲線（time-intensity curve，TIC）進行定量分析，結果表明HCC的達峰時間、廓清時間明顯提前，灌注強度大于肝實質，TIC呈“快上快下”型特點，這與HCC“快進快出”的灌注特點相一致。利用TIC的形態特點，可鑒別HCC與肝臟良性腫瘤，良性腫瘤的TIC上升、下降均較為平緩，達峰后持續一段平臺期。

　　一項多中心前瞻性研究發現，CEUS可準確鑒別肝臟良、惡性腫瘤，準確度達90.3%，靈敏度為82.3%，特異度為93.3%，其對肝臟惡性腫瘤的陽性預測值為95.8%，明顯優于普通超聲。另有文獻報道，CEUS診斷HCC的靈敏度為91.3%，特異度為90.0%。雖然CEUS診斷HCC的研究較為成熟，但對CEUS特征的判斷受診斷醫師的主觀影響較大：對于動脈期高增強的判斷醫師之間有較高的一致性，而對延遲期廓清的判斷存在一定分歧。

　　2.3肝臟影像報告和數據管理系統（liver imaging reporting and data system，LI-RADS）

　　LI-RADS由美國放射學院首次提出，并分別于2013、2014年進行了修正。LI-RADS為CT或MRI提供了肝臟腫瘤的分級診斷標準，其主要針對有HCC高風險的患者，特別是監測肝硬化背景下肝內結節的變化趨勢。基于LI-RADS分級標準，有學者建立并驗證了CEUSLI-RADS，并將LI-RADS規定的CT、MRI報告描述術語對應于CEUSLI-RADS的CEUS報告描述術語，如將LI-RADS中的“動脈期強化、實質期減退”分別對應于CEUSLI-RADS的“動脈期灌注、延遲期廓清”。

　　與LI-RADS的分級標準一致，CEUSLI-RADS共分為5級：1級為肯定良性，如肝囊腫；2級為可能良性，如肝血管瘤；3級為可疑HCC；4級為可能HCC；5級為肯定為HCC。有門靜脈栓子時，無論是否發現肝內原發灶均分為CEUSLI-RADS5級；具有惡性腫瘤的造影特征，但不一定是HCC的肝內惡性腫瘤分為CEUSLI-RADSM級；如果腫瘤已經接受過腫瘤消融、經導管動脈栓塞等介入治療則分為CEUSLI-RADST級。有5個中心進行了大樣本聯合研究表明，CEUS對HCC的靈敏度為62%，CEUSLI-RADS5級對HCC的診斷具有較高的特異度（98.5%）。

　　另一項研究結果顯示，若將CEUSLI-RADS3級病灶排除、CEUSLI-RADS1～2級病灶歸為陰性、CEUSLI-RADS4～5級病灶歸為陽性，則CEUS對HCC的診斷符合率為87.4%（90/103）、靈敏度為100%（71/71）、特異度為59.4%（19/32）、陽性預測值為84.5%（71/84）、陰性預測值為100%（19/19）。

　　有研究聯合CT和CEUS兩種方法對肝臟腫瘤進行LI-RADS分級，結果顯示其診斷肝臟惡性腫瘤的靈敏度為99.2%，特異度為83.3%。因此，CEUSLI-RADS分級診斷系統為CEUS評價HCC建立了診斷標準，依據CEUSLI-RADS分級標準應用CEUS對肝臟腫瘤的惡性度進行分級診斷，可以實現超聲報告描述一致化、診斷結果標準化，以幫助臨床醫師制訂合理的治療方案。

　　3.UE技術在HCC診斷中的應用

　　UE自1991年由Ophir等提出就成為超聲醫學領域的研究熱點。目前，其已應用于淺表器官（如甲狀腺、乳腺）腫瘤定性、肝臟纖維化分級及前列腺疾病的診斷和研究。

　　3.1基本原理

　　UE的基本原理是對組織施加一個縱向激勵（內部或外部），組織內各點均會產生縱向的應變，收集組織應變前后的回波信號，結合數字信號處理技術，可以得到組織內的應變分布。組織內的彈性系數分布不均時，應變分布會出現差異，從而得到組織的生物學特性。收集感興趣區域內各個片段信號，利用超聲成像方法直接或間接反映出組織內部彈性系數差異，提供診斷信息。UE分為應變力彈性成像（strain elastography，SE）和剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）兩大類。

　　SE在甲狀腺、乳腺等淺表器官的研究開展早、研究更為深入；而SWE克服了SE的探頭施加壓力大小、頻率等人為影響因素，在診斷腹部臟器病變（肝臟纖維化、腎臟實性損害等）方面顯示出獨特優勢。聲脈沖輻射力成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）于2001年問世，屬于SWE技術。由于組織被壓縮產生縱向形變的同時會產生橫向剪切波，而組織的彈性與縱向位移成反比，與橫向剪切波速的平方成正比，故通過測量剪切波的傳播可以反映組織的彈性。

　　ARFI技術是通過換能器發射短時、高能量的聚焦超聲波束，作用于組織內的局部區域，使其產生瞬時的縱向位移和橫向剪切波。ARFI技術將縱向應變與橫向應變相結合，可以計算組織內部的泊松比分布，估計組織內部的移動性；與SE技術相比，ARFI技術應用的聲脈沖穩定，可用于良惡性腫瘤的鑒別及深部組織（肝臟、腎臟、脾臟等腹部器官）的彈性檢查。其包括聲觸診組織成像（virtual touch tissue imaging，VTI）和聲觸診組織量化（virtual touch tissue quantification，VTQ）技術。

　　VTI通常是獲取組織的縱向位移信息，以彈性圖像形式反映組織的硬度；而VTQ技術利用序列探測脈沖波收集橫向剪切波信息并計算，用速度值代表組織的應用。因此，ARFI技術具有以下優勢：降低操作者間的差異，可重復性高；可量化組織硬度；聚焦超聲波束穿透力強，可用于深部組織測量；對比度轉換效率高等。

　　3.2UE技術對HCC的診斷價值

　　近年來，關于肝臟腫瘤的UE研究多采用ARFI技術。一些研究認為，ARFI技術可以鑒別診斷肝臟良、惡性腫瘤，惡性腫瘤的VTQ值大于良性腫瘤，靈敏度為96.4%，特異度為65.8%；在惡性腫瘤中，肝轉移癌和膽管細胞癌的VTQ值大于HCC。也有研究認為，應用VTQ值定量診斷肝臟良、惡性腫瘤差異無統計學意義。VTQ值的大小主要與腫瘤的病理組織構成相關。

　　HCC按肝細胞的排列方式可分為4種類型：①小梁型。此型分化較好，肝癌細胞排列較正常肝細胞密集，但肝細胞索未被破壞，保持板狀規則排列結構，且某些高分化的小梁型HCC組織結構與正常肝組織非常相似。②緊密型。肝癌細胞密集排列，構成巢狀或片狀，多數為低分化HCC。③腺泡型。肝癌細胞排列成腺管狀，中央變性或實性小梁塌陷而形成腺腔。④硬化型，散在的肝癌細胞周圍間質中存在大量的纖維組織。可見，HCC的病理組織學特點為癌細胞體積小、核質比高、排列緊密，含纖維組織，所以腫瘤質地硬，VTQ值高。但是與癌組織結構致密、纖維組織含量多的肝轉移癌和膽管細胞癌相比，HCC容易發生一些變化（大片壞死、癌細胞脂肪變性或透明細胞變性），這可能是HCC的VTQ值小于肝轉移癌和膽管細胞癌的VTQ值的原因。

　　而肝臟良性腫瘤，以肝血管瘤為例，多含毛細血管網或肝竇擴張，纖維組織含量少，因此VTQ值低。隨著HCC的生長（直徑＞5.0 cm），周圍正常細胞受壓，周圍組織發生纖維化反應，纖維結締組織和大量浸潤的炎細胞構成HCC的假包膜，假包膜組織致密，硬度高于正常肝組織。同時，HCC內部結構紊亂（竇狀隙擴張及組織的非液化性壞死）、中心出血壞死等會導致其硬度減小，故在同一病變不同位置測量的VTQ值也不同，這是由病理組織結構不同造成的。

　　由于應用超聲UE技術測量組織的彈性值，鑒別診斷肝臟腫瘤的良惡性具有較高的敏感性和特異性，其還可以評價HCC的病理組織構成特點、周圍組織浸潤范圍等，彌補常規超聲檢查的不足。

　　4.存在的不足

　　雖然CEUS和UE技術在診斷HCC方面均獨具優勢，但目前仍存在一些不足：①一些血供豐富的良性腫瘤（肝臟血管平滑肌脂肪瘤）或非HCC惡性腫瘤的CEUS表現與HCC相似。有研究發現，83.2%的膽管細胞癌的CEUS表現與HCC相同，即造影劑“早進早退”。②依照LI-RADS標準，將HCC的CEUS表現分級，其中LR-3級、LR-4級的判定受檢查者主觀因素影響較大。③ARFI技術感興趣區小，單一測量點的彈性值可能受腫瘤內部組織的異質性（壞死、出血、受壓、肝竇擴張、紫癜、纖維化等）影響，不能代表HCC的彈性值。

　　雖然目前應用UE診斷肝臟腫瘤已有大量研究，但諸多研究結果均存在差異，這可能由每組研究中的樣本含量差異、腫瘤類型及所占比例差異等因素造成，故有待大數據進一步研究。

　　5.小結

　　中國乙型肝炎病毒感染的患者較多，隨著病程進展，大多數患者會發展為肝硬化合并肝內結節，成為HCC高危人群。因此，定期監測肝內結節變化，給予準確診斷和分期，對患者的治療和預后有重要作用。超聲作為無創的影像學檢查方法，特別是近年來一些新技術的發展，對HCC的診斷已經由灰階、彩色二維超聲拓展為CEUS技術、UE技術。這些新技術可以檢測HCC的硬度質地、內部微血管的分布特點及密度，提供HCC的病理組織學信息，豐富了診斷依據，極大地提高了診斷的準確性，在臨床應用較為廣泛。未來，若能聯合應用常規二維超聲、CEUS及UE技術，實現多模態檢測HCC，將極大地提高超聲對HCC的診斷效能。