左 丹 劉凌曉 張 琪 田曉梵 邱藝杰 王文平 董 怡△

（1復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院超聲科，3介入治療科 上海 200032；2上海市影像醫(yī)學(xué)研究所 上海 200032）

高強(qiáng)度聚焦超聲（high-intensity focused ultrasound，HIFU）是一種非侵襲性的熱源性消融方式，是目前晚期惡性腫瘤的主要姑息療法之一［1-3］。在超聲的實(shí)時(shí)引導(dǎo)下，HIFU治療可實(shí)現(xiàn)腫瘤精準(zhǔn)定位及無創(chuàng)消融。腹部局部晚期腫瘤由于病灶侵犯鄰近重要組織不能進(jìn)行根治性切除術(shù)。HIFU作為一種緩解性治療，能有效緩解患者的癌性疼痛及縮小腫瘤體積，包括肝臟、胰腺及子宮等各種實(shí)體腫瘤［4-5］。行HIFU的惡性腫瘤患者多處于疾病晚期，此類患者生存率有限，因此在HIFU治療前后，采用影像學(xué)方法早期、精準(zhǔn)、無創(chuàng)地監(jiān)測(cè)腫瘤內(nèi)部微循環(huán)血流灌注的改變，對(duì)臨床評(píng)估療效、調(diào)整治療方案具有重要的意義［5］。目前臨床常用的新版實(shí)體瘤療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（modified response evaluation criteria in solid tumors，mRECIST）基于CT或MRI的成像結(jié)果，但是CT具有一定的輻射，MRI價(jià)格昂貴且檢查時(shí)間長，限制了其在短期內(nèi)重復(fù)評(píng)估腫瘤HIFU治療療效中的應(yīng)用［6］?；贑T/MRI的mRECIST標(biāo)準(zhǔn)主要關(guān)注病灶大小變化。既往研究顯示，在HIFU治療中，病灶大小變化發(fā)生在HIFU治療后至少3個(gè)月［7-8］。二維超聲是目前臨床上運(yùn)用最廣泛的影像學(xué)檢查方法之一，能無創(chuàng)評(píng)估治療前后病灶大小的改變及病灶內(nèi)部是否有壞死區(qū)存在，超聲造影（contrast enhanced ultrasound，CEUS）能實(shí)時(shí)反應(yīng)腫瘤內(nèi)微循環(huán)血流灌注情況［9］。動(dòng)態(tài)超聲造 影 技 術(shù)（dynamic contrast enhanced ultrasound，DCEUS）結(jié)合CEUS動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示腫瘤內(nèi)微循環(huán)灌注及定量分析的優(yōu)勢(shì)，能客觀評(píng)估病灶內(nèi)部的血流灌注情況，已經(jīng)廣泛用于評(píng)估惡性腫瘤放化療及靶向治療等療法的療效評(píng)估［10-11］。

本研究前瞻性地觀察局部晚期腹部惡性腫瘤病灶HIFU治療前后的改變，探討DCEUS在隨訪HIFU療效中的臨床價(jià)值。

資料和方法

研究對(duì)象本研究為前瞻性臨床研究，得到復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（倫理編號(hào)：B2021-144）。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）經(jīng)病理及臨床診斷為晚期腹部惡性腫瘤的患者；（2）實(shí)體瘤；（3）病灶在二維超聲上顯示清晰；（4）病灶周圍無擴(kuò)張的腸道等重要臟器；（5）計(jì)劃接受標(biāo)準(zhǔn)療程的HIFU治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）病灶不能在二維超聲上清晰顯示；（2）患者不能耐受HIFU治療，如出現(xiàn)心肺功能欠佳、過度肥胖、嚴(yán)重的出血傾向、腹水或者黃疸等癥狀；（3）患者CEUS檢查配合欠佳；（4）CEUS檢查過程存儲(chǔ)時(shí)間不足2 min，缺乏完整的DICOM文件。

臨床觀察指標(biāo)隨訪并比較所有患者HIFU治療前后血清癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）、糖類抗原19-9（serum carcinoma antigen 19-9，CA 19-9）及 糖 類 抗 原125（serum carcinoma antigen 125，CA 125）水平。

研究流程對(duì)所有經(jīng)病理證實(shí)且計(jì)劃進(jìn)行5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)療程HIFU治療的腹部惡性腫瘤患者進(jìn)行隨訪，記錄患者臨床信息（性別、年齡、血液腫瘤標(biāo)志物水平）。在HIFU治療開始前一天及開始進(jìn)行HIFU治療后4周內(nèi)分別進(jìn)行CEUS檢查并存儲(chǔ)圖像信息。

首先采用二維超聲確定病灶的位置，觀察病灶大小、邊界、形態(tài)及內(nèi)部回聲，有無壞死區(qū)。彩色血流成像檢測(cè)病灶內(nèi)部血流情況。探頭固定在能完整顯示腫瘤的切面，切換至造影模式，注射對(duì)比劑后，觀察病灶增強(qiáng)時(shí)間及強(qiáng)化方式，并存儲(chǔ)至少2 min的病灶增強(qiáng)-消退過程待后續(xù)分析。動(dòng)態(tài)圖像存儲(chǔ)為DICOM格式并導(dǎo)出。

隨后用脫機(jī)的Veubox軟件（意大利Bracco公司）分析，生成定量分析時(shí)間-強(qiáng)度曲線（timeintensity curve，TIC）。觀察對(duì)比TIC的形態(tài)。經(jīng)過曲線擬合，得到相關(guān)CEUS定量參數(shù)。對(duì)比HIFU治療前后腹部惡性腫瘤病灶的大小、CEUS增強(qiáng)-消退表現(xiàn)、TIC、定量參數(shù)及腫瘤標(biāo)記物是否存在差異。

儀器及對(duì)比劑超聲儀器包括：ACUSON OXANA 2（德國Siemens公司，腹部探頭6 C-1）、ACUSON Sequoia（德國Siemens公司，腹部探頭5 C-1），探頭頻率為1～5 MHz。超聲對(duì)比劑為SonoVue（意大利Bracco公司），對(duì)比劑的使用劑量為1.5 mL/次，經(jīng)肘靜脈團(tuán)注，5 mL生理鹽水沖管。

時(shí)間-強(qiáng)度曲線及定量參數(shù)的生成采用Veubox定量分析軟件對(duì)感興趣區(qū)（region of interest，ROI）進(jìn)行動(dòng)態(tài)定量分析。分別在腫瘤區(qū)域及腫瘤周圍正常組織設(shè)置2個(gè)ROI，保持2個(gè)ROI形狀、大小及距體表深度相同，并注意避開周圍主要大血管及瘤內(nèi)壞死組織（圖1）。利用Veubox軟件自動(dòng)生成TIC，觀察曲線形態(tài)、峰值強(qiáng)度及曲線下面積（area under curve，AUC）。

圖1 超聲造影定量分析感興趣區(qū)放置位置Fig 1 The placement of regions of interest during quantitative analysis of contrast enhanced ultrasound

隨后經(jīng)過曲線擬合，當(dāng)TIC擬合優(yōu)度（quality of fit，QOF）超過75%時(shí)，所得的定量參數(shù)才有效并被納入研究。得到相關(guān)的超聲造影定量參數(shù)，包括峰值強(qiáng)度（peak enhancement，PE）、上升時(shí)間（rise time，RT）、達(dá)峰時(shí)間（time to peak，TTP）、平均渡越時(shí)間（mean transit time，mTT）及AUC。

高強(qiáng)度聚焦超聲治療HIFU治療儀器為HIFUNIT 9000機(jī)型的聚焦超聲腫瘤消融機(jī)（上海愛申科技發(fā)展股份有限公司），聲強(qiáng)最大為12 000 W/cm2。治療過程中患者取平臥位，超聲定位于腫瘤部位，轉(zhuǎn)換成內(nèi)置探頭，超聲換能器個(gè)數(shù)選擇至多6個(gè)，超聲發(fā)射時(shí)間為200 ms，兩次超聲發(fā)射之間的間隔時(shí)間為400 ms，每個(gè)治療點(diǎn)的超聲發(fā)射次數(shù)為8。在工作界面勾畫超聲治療靶區(qū)，根據(jù)患者對(duì)熱的耐受程度，電功率調(diào)整在60%～100%，治療完一個(gè)靶區(qū)再根據(jù)縱切或橫切對(duì)腫瘤進(jìn)行由左向右或自上而下的移動(dòng)（每個(gè)治療面的間隔為3 mm，每個(gè)治療點(diǎn)/焦域范圍為3 mm×3 mm×8 mm），再次勾畫靶區(qū)后再進(jìn)行超聲治療，依此類推。一次治療時(shí)間共30 min，每個(gè)病灶治療5次為一個(gè)療程。

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 20.0及GraphPad Prism 5進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。患者年齡、性別、腫瘤位置及診斷方法均采用描述性統(tǒng)計(jì)。計(jì)數(shù)資料采用Fisher確切概率法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。所有連續(xù)性變量采用x±s表達(dá)。利用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)驗(yàn)證連續(xù)性變量的正態(tài)性，符合正態(tài)分布的變量用配對(duì)t檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用Wilconox檢驗(yàn)，驗(yàn)證其是否有顯著差異。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

患者臨床信息2018年9月至2021年5月共有19名腹部惡性腫瘤患者被納入研究，其中女性10例，男性9例，年齡43～84歲，平均（58.84±10.08）歲。19個(gè)（穿刺活檢/剖腹探查：15/4）病灶均為經(jīng)病理證實(shí)的腹部惡性腫瘤且都經(jīng)過5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)療程的HIFU治療。病灶分別位于胰腺（11個(gè)）、肝臟（3個(gè)）、盆腔（4個(gè)）及腹膜后（1個(gè)）。

HIFU治療前后隨訪患者血清腫瘤標(biāo)志物水平，CEA［（31.01±82.51）ng/mL vs.（26.74±75.67）ng/mL］、CA 19-9［（1343.58±3073.21 U/mL vs.（1090.28±2802.51）U/mL］及CA 125［（30.18±24.48）U/mL vs.（36.32±61.83）U/mL］水平 在治療前后均無明顯變化。

二維超聲表現(xiàn)HIFU治療前后，19例腹部惡性腫瘤病灶在超聲表現(xiàn)為低回聲（n=18）或等回聲（n=1）實(shí)質(zhì)團(tuán)塊，邊界欠清（n=13），形態(tài)不規(guī)則（n=10）。治療前僅有15.79%（3/19）的病灶內(nèi)可測(cè)及點(diǎn)狀彩色血流信號(hào)。與治療前相比，HIFU治療后病灶大小未出現(xiàn)明顯縮?。郏?5.42±22.24）mm vs.（53.16±25.81）mm，P＞0.05，圖2］。

超聲造影表現(xiàn)注射超聲對(duì)比劑后，在HIFU治療前，19例腹部惡性腫瘤病灶在動(dòng)脈期主要表現(xiàn)為不均勻（n=19）的高回聲增強(qiáng)（n=7）或低回聲增強(qiáng)（n=9），靜脈期/門脈期及延遲期均呈低回聲增強(qiáng)（n=17）改變。4個(gè)病灶內(nèi)部可見始終不增強(qiáng)的壞死區(qū)。與HIFU治療前相比，治療后腹部惡性腫瘤病灶的超聲造影表現(xiàn)與治療前沒有明顯差異（圖2）。

圖2 高強(qiáng)度聚焦超聲治療前后局晚期胰腺癌二維超聲及超聲造影表現(xiàn)Fig 2 Contrast enhanced ultrasound features of locally advanced pancreatic cancer before and after HIFU treatment

動(dòng)態(tài)超聲造影時(shí)間-強(qiáng)度曲線所有病灶的CEUS過程均通過Vuebox定量分析軟件自動(dòng)生成TIC。所有TIC均包括上升支及下降支，上升支陡直，迅速達(dá)峰，下降支平緩，逐漸恢復(fù)至基線水平。同HIFU治療前相比，治療后腹部惡性腫瘤病灶TIC峰值強(qiáng)度降低，AUC減?。▓D3）。

圖3 強(qiáng)度聚焦超聲治療前后時(shí)間-強(qiáng)度曲線比較Fig 3 Comparison of time intensity curve between before and after HIFU treatment

動(dòng)態(tài)超聲造影定量參數(shù)所有TIC擬合度均大于75%。HIFU治療前后CEUS定量參數(shù)比較結(jié)果顯示，治療后病灶的PE［（32920.63±24822.71）a.u vs.（17 296.11±16 570.41）a.u，P=0.001］及AUC［（624 665.28±593 711.71）a.u vs.（309 148.00±

366 938.07）a.u，P=0.002］均顯著低于治療前，但RT、mTT及TTP較治療前沒有明顯差異（表1）。

表1 高強(qiáng)度聚焦超聲治療前后腫瘤病灶超聲造影定量參數(shù)比較Tab 1 Comparison of quantitative parameters between before and after HIFU treatment

討 論

HIFU作為一種新型的非侵襲性熱消融方式，在緩解晚期腹部惡性腫瘤患者疼痛的同時(shí)，能有效減少腫瘤血供，達(dá)到抑制腫瘤生長的目的［7，12］。在HIFU治療過程中，高強(qiáng)度超聲波在體內(nèi)聚焦，局部溫度能迅速升高至60℃以上，引起腫瘤細(xì)胞的凝固性壞死及局部微循環(huán)改變，在顯微鏡下能觀察到病灶內(nèi)多發(fā)散在的異常血管腔及血管炎，從而導(dǎo)致病灶灌注降低［5，13］。

采用影像學(xué)方法，早期、精準(zhǔn)、無創(chuàng)地評(píng)估HIFU治療的療效，對(duì)于指導(dǎo)晚期腹部惡性腫瘤患者的后續(xù)治療方案具有重要價(jià)值。以往研究顯示腹部惡性腫瘤病灶HIFU治療后，CT及MRI短期隨訪腫瘤體積未見任何顯著變化，術(shù)后6周腫瘤體積縮小約30%，術(shù)后3個(gè)月腫瘤體積縮小超過60%［7-8］。但是CT及MRI檢查不能定量顯示病灶內(nèi)部微循環(huán)血流灌注的改變，且不建議在短期內(nèi)多次重復(fù)檢查［14］。

腹部超聲憑借其無創(chuàng)、敏感、高空間分辨率等優(yōu)勢(shì)，能在腫瘤微創(chuàng)治療前后短期內(nèi)多次隨訪。研究證實(shí)，腫瘤熱消融后短期內(nèi)，往往在病灶大小還未發(fā)生顯著變化時(shí)，就出現(xiàn)了內(nèi)部微循環(huán)血流灌注的改變［15］。因此在消融治療后早期、敏感、精準(zhǔn)地評(píng)估腫瘤內(nèi)部微循環(huán)血流灌注的變化，有助于及時(shí)監(jiān)測(cè)療效。在本組病例中，HIFU治療前后對(duì)比，二維超聲顯示病灶大小及內(nèi)部回聲未見明顯變化。而HIFU治療后腹部惡性腫瘤病灶內(nèi)部的超聲造影定量參數(shù)PE及AUC均較治療前明顯降低。表明動(dòng)態(tài)超聲造影及定量分析技術(shù)能較常規(guī)超聲更敏感地顯示HIFU后腫瘤內(nèi)部微循環(huán)血流灌注的改變。

低機(jī)械指數(shù)實(shí)時(shí)超聲造影檢查能觀察到病灶內(nèi)超聲對(duì)比劑從進(jìn)入到消退的全過程，為評(píng)估腫瘤病灶內(nèi)的微循環(huán)血流灌注提供了有效手段［16-18］。然而常規(guī)的CEUS檢查主要通過視覺評(píng)估病灶的增強(qiáng)-消退改變，對(duì)于HIFU治療后短期內(nèi)腹部惡性腫瘤病灶內(nèi)血流評(píng)估缺乏敏感性。本研究中，HIFU治療前后病灶增強(qiáng)消退方式未見明顯改變，主要原因可能在于HIFU治療前，病灶在CEUS動(dòng)脈期表現(xiàn)為低增強(qiáng)；其次HIFU雖然能引起病灶內(nèi)部微循環(huán)改變，除非病灶內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重壞死，在CEUS上表現(xiàn)為未增強(qiáng)，否則HIFU引起的灌注改變不足以用肉眼觀察。

基于超聲造影的TIC，以曲線的形態(tài)直觀反映ROI內(nèi)的血流灌注情況［9，19］。HIFU治療過程中因局部高溫及空化效應(yīng)引起的腫瘤內(nèi)部微循環(huán)灌注的改變，在本研究中表現(xiàn)為開始HIFU治療后4周內(nèi)，TIC峰值強(qiáng)度降低、AUC縮小。TIC的變化恰好可以通過病理表現(xiàn)來解釋。TIC較常規(guī)CEUS更加直觀、敏感地反映病灶內(nèi)微循環(huán)血流灌注的變化。

通過進(jìn)一步的曲線擬合，得到的超聲造影定量參數(shù)中，HIFU治療后腹部惡性腫瘤病灶PE及AUC均較治療前明顯降低。以往研究顯示，超聲造影定量參數(shù)PE及AUC不但與病灶內(nèi)部的灌注強(qiáng)度呈正相關(guān)，而且與腫瘤患者預(yù)后相關(guān)［11］。而時(shí)間相關(guān)參數(shù)如RT、TTP及mTT則與對(duì)比劑微泡在ROI內(nèi)的停留時(shí)間相關(guān)，同時(shí)還受對(duì)比劑的注射方式影響［20］。DCEUS及超聲造影定量參數(shù)能定量、敏感地反映HIFU治療后腹部惡性腫瘤病灶內(nèi)灌注降低，為超聲監(jiān)測(cè)HIFU治療后療效提供了有效的手段。

動(dòng)態(tài)超聲造影作為一種無創(chuàng)、簡便、可重復(fù)的影像學(xué)檢查方式，可以有效、定量監(jiān)測(cè)腹部惡性腫瘤病灶HIFU治療后早期病灶內(nèi)微循環(huán)血流灌注的改變，能在腫瘤治療過程中提供一定的指導(dǎo)作用，PE及AUC是具有潛在意義的評(píng)估參數(shù)。

作者貢獻(xiàn)聲明左丹 論文撰寫和修訂。劉凌曉 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，論文撰寫。張琪，田曉梵數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。邱藝杰 數(shù)據(jù)采集及整理。王文平論文構(gòu)思與修訂。董怡 研究設(shè)計(jì)，論文修訂。

利益沖突聲明所有作者均聲明不存在利益沖突。