動態超聲造影監測高強度聚焦超聲治療腹部惡性腫瘤療效的臨床價值

左 丹 劉凌曉 張 琪 田曉梵 邱藝杰 王文平 董 怡△

（1復旦大學附屬中山醫院超聲科，3介入治療科 上海 200032；2上海市影像醫學研究所 上海 200032）

高強度聚焦超聲（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］。在超聲的實時引導下，HIFU治療可實現腫瘤精準定位及無創消融。腹部局部晚期腫瘤由于病灶侵犯鄰近重要組織不能進行根治性切除術。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，采用影像學方法早期、精準、無創地監測腫瘤內部微循環血流灌注的改變，對臨床評估療效、調整治療方案具有重要的意義［5］。目前臨床常用的新版實體瘤療效評價標準（modified response evaluation criteria in solid tumors，mRECIST）基于CT或MRI的成像結果，但是CT具有一定的輻射，MRI價格昂貴且檢查時間長，限制了其在短期內重復評估腫瘤HIFU治療療效中的應用［6］?；贑T/MRI的mRECIST標準主要關注病灶大小變化。既往研究顯示，在HIFU治療中，病灶大小變化發生在HIFU治療后至少3個月［7-8］。二維超聲是目前臨床上運用最廣泛的影像學檢查方法之一，能無創評估治療前后病灶大小的改變及病灶內部是否有壞死區存在，超聲造影（contrast enhanced ultrasound，CEUS）能實時反應腫瘤內微循環血流灌注情況［9］。動態超聲造 影 技 術（dynamic contrast enhanced ultrasound，DCEUS）結合CEUS動態實時顯示腫瘤內微循環灌注及定量分析的優勢，能客觀評估病灶內部的血流灌注情況，已經廣泛用于評估惡性腫瘤放化療及靶向治療等療法的療效評估［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療效中的臨床價值。

資料和方法

研究對象本研究為前瞻性臨床研究，得到復旦大學附屬中山醫院倫理委員會批準（倫理編號：B2021-144）。納入標準：（1）經病理及臨床診斷為晚期腹部惡性腫瘤的患者；（2）實體瘤；（3）病灶在二維超聲上顯示清晰；（4）病灶周圍無擴張的腸道等重要臟器；（5）計劃接受標準療程的HIFU治療。排除標準：（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，如出現心肺功能欠佳、過度肥胖、嚴重的出血傾向、腹水或者黃疸等癥狀；（3）患者CEUS檢查配合欠佳；（4）CEUS檢查過程存儲時間不足2 min，缺乏完整的DICOM文件。

臨床觀察指標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。

研究流程對所有經病理證實且計劃進行5個標準療程HIFU治療的腹部惡性腫瘤患者進行隨訪，記錄患者臨床信息（性別、年齡、血液腫瘤標志物水平）。在HIFU治療開始前一天及開始進行HIFU治療后4周內分別進行CEUS檢查并存儲圖像信息。

首先采用二維超聲確定病灶的位置，觀察病灶大小、邊界、形態及內部回聲，有無壞死區。彩色血流成像檢測病灶內部血流情況。探頭固定在能完整顯示腫瘤的切面，切換至造影模式，注射對比劑后，觀察病灶增強時間及強化方式，并存儲至少2 min的病灶增強-消退過程待后續分析。動態圖像存儲為DICOM格式并導出。

隨后用脫機的Veubox軟件（意大利Bracco公司）分析，生成定量分析時間-強度曲線（timeintensity curve，TIC）。觀察對比TIC的形態。經過曲線擬合，得到相關CEUS定量參數。對比HIFU治療前后腹部惡性腫瘤病灶的大小、CEUS增強-消退表現、TIC、定量參數及腫瘤標記物是否存在差異。

儀器及對比劑超聲儀器包括：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。超聲對比劑為SonoVue（意大利Bracco公司），對比劑的使用劑量為1.5 mL/次，經肘靜脈團注，5 mL生理鹽水沖管。

時間-強度曲線及定量參數的生成采用Veubox定量分析軟件對感興趣區（region of interest，ROI）進行動態定量分析。分別在腫瘤區域及腫瘤周圍正常組織設置2個ROI，保持2個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壞死組織（圖1）。利用Veubox軟件自動生成TIC，觀察曲線形態、峰值強度及曲線下面積（area under curve，AUC）。

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

隨后經過曲線擬合，當TIC擬合優度（quality of fit，QOF）超過75%時，所得的定量參數才有效并被納入研究。得到相關的超聲造影定量參數，包括峰值強度（peak enhancement，PE）、上升時間（rise time，RT）、達峰時間（time to peak，TTP）、平均渡越時間（mean transit time，mTT）及AUC。

高強度聚焦超聲治療HIFU治療儀器為HIFUNIT 9000機型的聚焦超聲腫瘤消融機（上海愛申科技發展股份有限公司），聲強最大為12 000 W/cm2。治療過程中患者取平臥位，超聲定位于腫瘤部位，轉換成內置探頭，超聲換能器個數選擇至多6個，超聲發射時間為200 ms，兩次超聲發射之間的間隔時間為400 ms，每個治療點的超聲發射次數為8。在工作界面勾畫超聲治療靶區，根據患者對熱的耐受程度，電功率調整在60%～100%，治療完一個靶區再根據縱切或橫切對腫瘤進行由左向右或自上而下的移動（每個治療面的間隔為3 mm，每個治療點/焦域范圍為3 mm×3 mm×8 mm），再次勾畫靶區后再進行超聲治療，依此類推。一次治療時間共30 min，每個病灶治療5次為一個療程。

統計學分析采用SPSS 20.0及GraphPad Prism 5進行統計分析?；颊吣挲g、性別、腫瘤位置及診斷方法均采用描述性統計。計數資料采用Fisher確切概率法進行統計學分析。所有連續性變量采用x±s表達。利用Kolmogorov-Smirnov檢驗驗證連續性變量的正態性，符合正態分布的變量用配對t檢驗，不符合正態分布的數據用Wilconox檢驗，驗證其是否有顯著差異。P＜0.05為差異有統計學意義。

結 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（穿刺活檢/剖腹探查：15/4）病灶均為經病理證實的腹部惡性腫瘤且都經過5個標準療程的HIFU治療。病灶分別位于胰腺（11個）、肝臟（3個）、盆腔（4個）及腹膜后（1個）。

HIFU治療前后隨訪患者血清腫瘤標志物水平，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HIFU治療前后，19例腹部惡性腫瘤病灶在超聲表現為低回聲（n=18）或等回聲（n=1）實質團塊，邊界欠清（n=13），形態不規則（n=10）。治療前僅有15.79%（3/19）的病灶內可測及點狀彩色血流信號。與治療前相比，HIFU治療后病灶大小未出現明顯縮?。郏?5.42±22.24）mm vs.（53.16±25.81）mm，P＞0.05，圖2］。

超聲造影表現注射超聲對比劑后，在HIFU治療前，19例腹部惡性腫瘤病灶在動脈期主要表現為不均勻（n=19）的高回聲增強（n=7）或低回聲增強（n=9），靜脈期/門脈期及延遲期均呈低回聲增強（n=17）改變。4個病灶內部可見始終不增強的壞死區。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與治療前沒有明顯差異（圖2）。

圖2 高強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Fig 2 Contrast enhanced ultrasound features of locally advanced pancreatic cancer before and after HIFU treatment

動態超聲造影時間-強度曲線所有病灶的CEUS過程均通過Vuebox定量分析軟件自動生成TIC。所有TIC均包括上升支及下降支，上升支陡直，迅速達峰，下降支平緩，逐漸恢復至基線水平。同HIFU治療前相比，治療后腹部惡性腫瘤病灶TIC峰值強度降低，AUC減?。▓D3）。

圖3 強度聚焦超聲治療前后時間-強度曲線比較Fig 3 Comparison of time intensity curve between before and after HIFU treatment

動態超聲造影定量參數所有TIC擬合度均大于75%。HIFU治療前后CEUS定量參數比較結果顯示，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 高強度聚焦超聲治療前后腫瘤病灶超聲造影定量參數比較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，能有效減少腫瘤血供，達到抑制腫瘤生長的目的［7，12］。在HIFU治療過程中，高強度超聲波在體內聚焦，局部溫度能迅速升高至60℃以上，引起腫瘤細胞的凝固性壞死及局部微循環改變，在顯微鏡下能觀察到病灶內多發散在的異常血管腔及血管炎，從而導致病灶灌注降低［5，13］。

采用影像學方法，早期、精準、無創地評估HIFU治療的療效，對于指導晚期腹部惡性腫瘤患者的后續治療方案具有重要價值。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，術后6周腫瘤體積縮小約30%，術后3個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部微循環血流灌注的改變，且不建議在短期內多次重復檢查［14］。

腹部超聲憑借其無創、敏感、高空間分辨率等優勢，能在腫瘤微創治療前后短期內多次隨訪。研究證實，腫瘤熱消融后短期內，往往在病灶大小還未發生顯著變化時，就出現了內部微循環血流灌注的改變［15］。因此在消融治療后早期、敏感、精準地評估腫瘤內部微循環血流灌注的變化，有助于及時監測療效。在本組病例中，HIFU治療前后對比，二維超聲顯示病灶大小及內部回聲未見明顯變化。而HIFU治療后腹部惡性腫瘤病灶內部的超聲造影定量參數PE及AUC均較治療前明顯降低。表明動態超聲造影及定量分析技術能較常規超聲更敏感地顯示HIFU后腫瘤內部微循環血流灌注的改變。

低機械指數實時超聲造影檢查能觀察到病灶內超聲對比劑從進入到消退的全過程，為評估腫瘤病灶內的微循環血流灌注提供了有效手段［16-18］。然而常規的CEUS檢查主要通過視覺評估病灶的增強-消退改變，對于HIFU治療后短期內腹部惡性腫瘤病灶內血流評估缺乏敏感性。本研究中，HIFU治療前后病灶增強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動脈期表現為低增強；其次HIFU雖然能引起病灶內部微循環改變，除非病灶內部出現嚴重壞死，在CEUS上表現為未增強，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，以曲線的形態直觀反映ROI內的血流灌注情況［9，19］。HIFU治療過程中因局部高溫及空化效應引起的腫瘤內部微循環灌注的改變，在本研究中表現為開始HIFU治療后4周內，TIC峰值強度降低、AUC縮小。TIC的變化恰好可以通過病理表現來解釋。TIC較常規CEUS更加直觀、敏感地反映病灶內微循環血流灌注的變化。

通過進一步的曲線擬合，得到的超聲造影定量參數中，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PE及AUC不但與病灶內部的灌注強度呈正相關，而且與腫瘤患者預后相關［11］。而時間相關參數如RT、TTP及mTT則與對比劑微泡在ROI內的停留時間相關，同時還受對比劑的注射方式影響［20］。DCEUS及超聲造影定量參數能定量、敏感地反映HIFU治療后腹部惡性腫瘤病灶內灌注降低，為超聲監測HIFU治療后療效提供了有效的手段。

動態超聲造影作為一種無創、簡便、可重復的影像學檢查方式，可以有效、定量監測腹部惡性腫瘤病灶HIFU治療后早期病灶內微循環血流灌注的改變，能在腫瘤治療過程中提供一定的指導作用，PE及AUC是具有潛在意義的評估參數。

作者貢獻聲明左丹 論文撰寫和修訂。劉凌曉 數據統計和分析，論文撰寫。張琪，田曉梵數據統計與分析。邱藝杰 數據采集及整理。王文平論文構思與修訂。董怡 研究設計，論文修訂。

利益沖突聲明所有作者均聲明不存在利益沖突。