超声弹性成像技术在前列腺癌筛查和诊断中的应用进展

超声弹性成像技术在前列腺癌筛查和诊断中的应用进展
陈靖予，韩若凌*
（河北医科大学第四医院超声科，河北石家庄 050011）
关键词： 前列腺癌；
超声弹性成像；诊断中图分类号： R737.25 文献标志码： A 文章编号： 1004-6879(2021)02-0142-04* 通讯作者截至2018年，前列腺癌（prostatic cancer ，PCa ）是除肺癌外全世界男性发病率第二的癌症[1]。

作为一种老年男性疾病，其危险因素主要包括年龄、种族、遗传和饮食因素等，50岁之前较少发病，而在该年龄之后，其发病率则呈指数增长[2]。

随着在20世纪80年代末引入了前列腺特异性抗原(PSA)的筛查，使得在无症状的男性群体中更早地检测到了PCa ，导致PCa 的发病率有了明显的增长，并在1991年达到顶峰，之后其发病率持续下降。

然而，在过去的2008～2017十年中，PCa 的发病率又出现反弹，预计到2020年底，仅仅在美国就将有大约19.2万例新确诊病例和3.3万例癌症相关死亡病例[3]。

影响PCa 患者生存率的因素有很多，尤其是诊断时的病情严重程度，如果想要治愈或改善患者的生存，早期发现和治疗至关重要。

PCa 的筛查手段目前主要包括血清前列腺特异性抗原检测和直肠指诊检查，若筛查结果呈现为阳性，则进一步通过经直肠超声引导下活检进行病理确诊。

尽管目前的PCa 筛查模式可使晚期疾病和癌症相关的死亡率下降，但这些技术在敏感性和特异性方面存在的局限性，会导致对临床有重大意义的癌症的漏诊和对临床无意义的癌症的过度诊断[4]，因此，需要新的成像技术来改进对PCa 的检测。

本文对超声弹性成像技术及其在PCa 的筛查和诊断中的应用进行综述。

1 超声弹性成像技术的分类及原理
1991年，Ophir 等[5]首次提出弹性成像的概念，经过十几年的技术发展，目前,弹性成像种类繁多，根据欧洲生物医学超声学会联盟（EFSUMB ）发布的关于肝脏超声弹性成像临床应用指南和建议（2017版)[6]，超声弹性成像主要包括准静态弹性成像和动态弹性成像。

常见的实
时组织弹性成像（real-time tissue elastography ，RTE ）就是一种半定量准静态弹性成像技术，也称为应变弹性成像（strain elastography ，SE ）。

动态弹性成像主要包括瞬时弹性成像（transient elastography ，TE ）、声辐射力脉冲弹性成像（acoustic radiation force impulse ，ARFI ）及实时剪切波弹性成像（shear wave elastography ，SWE ）。

各种弹性成像的基本原理大致相同，即通过给待检组织施加一个激励，这种激励包括组织内部或外部的、动态或静态的等，使待检组织产生位移、应变或剪切波速度的改变，通过计算组织内部的弹性模量等力学属性，从而推断出组织的硬度。

1.1 SE
SE 是实际应用于临床的第一种弹性成像模式，由手动压缩或心血管呼吸搏动等引起组织产生应变，并显示感兴趣区域（ROI ）内的应变率或标准化值[5,7]。

SE 本质上是定性的，由于应变图像描述的是病变与周围组织之间弹性的相对差异，因此很难在组间进行定量比较。

1.2 ARFI
通过聚焦的声辐射力“推动”脉冲使组织发生位移，在指定的ROI 内测量焦点区域内每次推动得到的组织位移，并显示ROI 内的位移分布或其标准化值，由于应变和位移都与组织硬度成反比，所以，该成像方法提供的信息与应变弹性图像相似，并且两种方法都无法提供组织弹性模量的定量估计值，因为它们描述的都是组织间硬度的相对差异[8,9]。

该成像方法被西门子公司用于声触诊组织成像技术（virtual touch imaging ，VTI ）。

1.3 TE
采用受控的外部机械激励与超声换能器集成在一
起，以检测探头产生的剪切波脉冲，并测量ROI内的平均剪切波速度，再使用公式转换为杨氏模量[10]。

1.4 SWE
通过多种途径（外部振动、生理运动和声辐射力等）使目标器官内产生剪切波，并将信息编码为弹性彩色图像，该信息可直接报告为剪切波速度（m/s）或使用公式进一步转换为弹性模量（kPa）[11]。

2 超声弹性成像技术在PCa诊断中的应用
超声弹性成像的基础是检测PCa组织与周围前列腺组织的弹性差异。

在大多数PCa组织中，由于细胞密度的增加，腺体组织结构的减少，以及在肿瘤周围基质的胶原沉积的增加，导致其比正常前列腺组织更硬，弹性更小，这种硬度的改变可以通过经直肠超声弹性成像技术检测到[12]，并且这种由胶原沉积导致的硬度改变随格里森等级的增加而显著增加[13]。

在PCa的诊断中，弹性成像的诊断效能主要体现在三个方面：
（1）用于疾病的早期筛查和鉴别诊断，在肿瘤早期，即使组织形态改变不明显，它也可以客观地反映组织硬度的改变；
（2）通过检测组织硬度改变程度的不同，来进一步评估病变的进展程度；
（3）介导肿瘤的靶向活检；
（4）可在射频消融或放化疗之后评估疗效。

目前，已在临床实践中开发应用了两种超声弹性成像技术来对前列腺进行成像，即SE和SWE。

2.1 SE
在应变弹性成像中，可在探头和直肠壁之间放置一个装满水的气球，以实现对前列腺组织的均匀受力，然后使用超声探头周期性地按压和放松，压缩前后的组织位移差异被彩色编码生成为局部组织的应变图，也称弹性图[14]，通过观察相邻区域之间的应变差异来评估组织硬度，应变越小处代表该处组织相对周围越硬，反之亦然。

2.1.1 正常前列腺的SE模式 前列腺的SE模式取决于与年龄相关的变化，在健康的年轻人群中，前列腺的硬度通常是均质且柔软的，尿道表现为柔软的倒V形结构，但随着年龄的增长和前列腺体积的增加，前列腺硬度通常也会增加，且以移行带和中央带为著。

2.1.2 SE在PCa中的应用应变弹性成像是研究最多的对PCa定位的弹性成像方法。

据Ferrari等[15]报道，通过比较B型超声和SE在前列腺周围带肿瘤中的诊断准确性，发现了显着差异，其中B型超声的敏感性为48％，特异性为81％，准确性为64％，SE的敏感性为66％，特异性为78％，准确性为72％。

在Aboumarzouk等[16]的一项Meta分析中，以PCa根治术病理标本为参考标准，SE的敏感性和特异性分别为71%～82%和60%～95%。

Zhang等[17]最近的一项Meta分析中调查了以手术病理为参考的SE在PCa中的诊断性能：SE的敏感性为72%，特异性为76%。

使用SE 诊断PCa的准确性与肿瘤大小和Gleason分级成正比[18]。

但是，目前关于SE对于PCa的诊断仍然存在一些争议。

最新研究报告显示：诸如慢性前列腺炎、前列腺结石、纤维化或萎缩以及前列腺增生等可能与组织僵硬程度增加有关的良性疾病，都可能表现为弹性下降，导致假阳性结果，因此难以与PCa区分；同时，由于对彩色信号解译的主观性和检查者操作手法之间的差异，导致SE成像在很大程度上依赖于操作者；另外，由于彩色图像代表的是组织间硬度的相对差异，所以，SE成像无法量化组织弹性。

2.2 SWE
SWE是一种相对较新的技术，与SE不同，SWE无需手动压缩前列腺，从而消除了来自操作人员的影响，并且操作简便，可重复性强，可使用感兴趣区域定量测量组织的硬度，显示每个感兴趣区域的平均硬度值以及计算出的最小、最大和标准偏差值。

2.2.1 正常前列腺的SWE模式在没有前列腺疾病的年轻患者中，周边带和中心带呈均匀蓝色，硬度值介于15～25kPa之间，移行带的硬度一般也低于30kPa。

随着良性前列腺增生的发展，周边带依旧为代表柔软的均匀蓝色，而移行带则变得不均匀，且呈较硬的红色，弹性值介于30～180kPa之间[19]。

2.2.2 SWE在PCa中的应用 Correas等[20]在一项关于184例PCa患者的研究中发现，当SWE的诊断阈值为35kPa 时，其敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为96%、85%、48%和99%，该阈值与Barr等[21]报道的37kPa阈值非常相似。

Boehm等[22]在一项对60例患者的研究中使用50kPa的诊断阈值，结果敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为81%、69%、67%和82%。

由于Boehm等人认为格里森评分为6的病变是非癌性的，因此，在他们的研究中，良性组织和恶性组织的整体平均硬度更高。

在这些研究中还发现了杨氏模量与格里森分数之间呈正相关，恶性组织的硬度明显大于良性组织，并且在一些研
究中还发现，侵袭性PCa杨氏模量显着高于惰性PCa[23,24]。

然而与上述观点相反，Porsch等[25]最近对73例疑似PCa患者进行了SWE检查，然后进行定向活检，通过比较所有弹性成像和活检结果发现，SWE技术不能很好地预测恶性肿瘤。

目前，关于SWE对PCa的诊断阈值虽然尚无定论，但大多数研究显示出SWE对PCa有较高的诊断价值，并为早期诊断提供了帮助。

3 超声弹性成像在介导前列腺穿刺活检中的应用
前列腺活检通常适用于下列一个或多个因素存在时：PSA升高，直肠指诊触及前列腺硬质结节，以及影像学检查发现前列腺异常信号[26]。

由于经直肠超声检查（transrectal ultrasound，TRUS）检测PCa的敏感性和特异性较低，TRUS引导下的靶向活检价值有限。

几项研究将超声弹性活检与系统活检方案进行了比较，在几乎所有的研究中显示，使用这些超声弹性技术的靶向活检使得PCa 检出率提高了7%～15%，并且所需的标本数量不到系统活检方案的一半。

然而，大多数研究还提到，在许多患者中，若仅进行弹性成像靶向活检可能会错过具有临床意义的PCa，因此，针对弹性成像的活检应与系统活检结合进行[22,27,28]。

4 超声弹性成像的局限性和应用前景
SE和SWE技术具有相同的固有局限性，并非所有的癌组织硬度都会增加，也并非所有硬度增加的病变都是癌组织，特别是在钙化和纤维化的情况下，鉴别诊断将会变得更加困难，因此，必须对硬度增加的区域进行超声B 模式的进一步分析[29]。

同时，弹性成像技术对PCa的检出率还受前列腺体积、肿瘤大小、肿瘤位置、PSA水平以及格里森评分的影响，如在前列腺中心区、移行区和前列腺前部，由于异质性和硬度增加，导致信号衰减，进而影响对PCa的评估。

但是每个因素都会影响其他因素，到目前为止，尚无关于哪个因素对超声弹性成像检测肿瘤贡献最大的多变量分析。

未来，SWE或许会成为前列腺检查和活检的一种常规超声模式，其主要优点是操作更为简便，消除了对操作人员的依懒性，提高了对PCa诊断的准确性，并且可以提供前列腺组织的客观硬度值和弹性诊断阈值。

SWE技术还将通过多平面重建来开发3D前列腺弹性成像。

因此，超声弹性成像技术对PCa的检测和定位的改善对于疾病治疗的发展是必不可少的。

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(收稿日期：2020-05-26)
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甘草干姜汤的质量研究进展
王雪芙1，孙国祥2
（1.沈阳药科大学无涯创新学院，辽宁沈阳 110016；2.沈阳药科大学药学院）
关键词：甘草干姜汤；基原；炮制；含量测定；指纹图谱
中图分类号： R931 文献标志码：A 文章编号： 1004-6879(2021)02-0145-05中药经典名方是经历代中医药名家反复研究和临
床实践积累下来的中医药精华，是中医药传承与创新的重要载体。

甘草干姜汤方出自东汉张仲景所著《伤寒杂病论》，用于治疗阴阳两虚证与肺痿病，属中药经典名方。