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超聲造影研究新進展

來源:中華現代影像學雜志 作者:趙 軼 龔渭冰 2005-11-8
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摘要: 超聲造影劑是一種粉沫樣的物質。直至今日,它在全世界各種檢查和診斷中已被使用超過10萬次。現在我們多數使用的是20世紀50年代和60年代發展和改進的所謂“離子型”造影劑。本文講述的超聲造影劑是一類能夠顯著增強超聲檢測信號的診斷用藥,在人體微循環和組織灌注檢驗與成像方面,用超聲造影劑進行超聲檢測,簡便、耗時短......


    超聲造影劑是一種粉沫樣的物質。直至今日,它在全世界各種檢查和診斷中已被使用超過10萬次。現在我們多數使用的是20世紀50年代和60年代發展和改進的所謂“離子型”造影劑。本文講述的超聲造影劑是一類能夠顯著增強超聲檢測信號的診斷用藥,在人體微循環和組織灌注檢驗與成像方面,用超聲造影劑進行超聲檢測,簡便、耗時短而且實時無創、無輻射,具有其他檢查方法如CT、MRI等無法比擬的優點。與常規超聲成像相比,可以顯著提高對病變組織在微循環灌注水平的檢測。因此,超聲對比顯影成為超聲領域中最前沿的跨學科的研究重點 [1] 。

    1 概述

    1.1 公認的超聲造影劑(USCAs) 始于1968年,Gramiak和Shah報道注射吲哚篝綠(indocyanine)沖生理鹽水或葡萄糖液進行M模式的超聲心電圖檢查,所得圖像明顯增強。1.2 超聲造影劑的歷史及發展

    1.2.1 第一代超聲造影劑 以空氣為內含物,微泡在血管內的持續時間由下式決定:T=ro2.r/2D×Cs,其中ro為氣泡半徑,r為內涵氣體密度,D為氣體的彌散度,Cs為氣體在血液中的飽和度。第一代超聲造影劑的物理特性,決定了它持續時間短,容易破裂,從而限制了臨床應用中觀察和診斷的時間。

    1.2.2 第二代造影劑 最大的優勢在于在合適的超聲強度(直接聲壓DP)的作用下,氣泡能夠有很好的非線性作用下的震動而不破裂。根據這一特點,超聲設備的低機械指數實時成像,被認為是超聲發展過程中的一個革命性技術,有專家的下述評說,現已被廣泛接受:“超聲造影劑和實時超聲造影,是繼實時二維成像、多普勒和彩色成像之后的第三次革命。”

    2 超聲造影劑的類型及相關技術

    2.1 超聲造影劑的類型 目前造影劑根據劑型及成分的不同,可分為:(1)自由氣體;(2)包裹氣體;(3)混懸液;(4)膠體溶液;(5)水溶液。各種超聲造影劑:(1)靶相超聲造影劑;(2)微膠囊造影劑:包括蛋白質空氣微膠囊超聲造影劑、氟碳氣體微膠囊超聲造影劑、可生物降解高分子微膠囊超聲造影劑;(3)團注超聲造影劑;(4)微泡超聲造影劑;(5)多聚體聲學造影劑;(6)包膜超聲造影劑。

    2.2 相關技術

    2.2.1 二次諧波技術 不同大小的微泡對應于一定頻率的聲波不僅可散射相同頻率的回波(基波),尚可產生2倍于發射頻率的回波(諧波),甚至3倍、4倍或1/2頻率的回波,而人體的組織無此特性,即在諧波頻率時,微泡造影劑的背向散射強度遠高于人體的組織。

    2.2.2 瞬間反應成像 利用瞬時能量散射特性研制出了間斷觸發成像技術,即當暫時終止探頭發射后,再次啟動探頭時,此時微泡造影劑的信號最強,圖像質量最佳,該增強效應是瞬時的,并且聲波是第一次接觸微泡時散射效果最佳。

    2.2.3 定量檢測技術 團注聲學造影劑在組織局部形成二維或Doppler增強的動態過程,影可通過描繪局部的時間-強度曲線進行研究。

    2.2.4 微膠囊技術 為了進一步提高氣泡的穩定性、降低氣泡的尺寸,研究人員使用了微膠囊技術。微膠囊技術是近20年來迅速發展的先進技術。微膠囊是由芯材和壁材組成,壁材包括糖類、脂類、揮發性蛋白質以及各種天然和合成的高分子等,芯材是不穩定的化合物,包括液體或氣體 [2,3] 。

    2.2.5 脈沖反相諧波顯像(pulse inversion harmonic imaging,PIHI)技術 優點是:二維圖像質量好,檢測諧波信號更敏感 [4] ,增加了造影劑的靈敏性和飽和度 [5] 。國外Kim AY [6] 在流動的人體模型上,分別用基波、二次諧波和PIHI3種成像技術觀察血流,改變機械和超聲波發射方式(連續和間歇式發射),結果發現在流速為10cm/s時,PIHI顯示的信號最好。Lefevre F等 [7] 采用脈沖反相顯像和間歇觸發技術觀察造影后移植腎,發現團注造影劑SHU580A后,存在皮質病變和腎動脈狹窄的移植腎峰值時間、灌注和清除斜率明顯升高(P=0.0001),故指出觸發脈沖反相顯像技術可以提供有關移植腎皮質血管分布的形態學及定量信息。

    3 超聲造影的診斷應用

    3.1 超聲造影在診斷乳腺腫塊中的應用 本研究探討經靜脈超聲造影增強彩色血流信號在乳腺腫塊鑒別診斷中的應用價值 [8] 。

    3.2 超聲造影劑在診斷胰腺腫瘤中的應用 胰腺腫瘤發病率居高不下,且惡性程度高,早期手術至關重要。目前診斷方法雖多,但對于腫瘤的早期發現仍有一定限制。而超聲造影劑可以增強腫瘤內血流的顯現,通過觀察血流圖像,提高診斷準確率 [9] 。

    3.3 肝腫瘤超聲造影的血流動力學診斷研究 彩色多普勒技術探測肝腫瘤血流動力學變化,為腫瘤鑒別診斷提供了客觀依據。經外周靜脈注射聲學造影劑為超聲造影的最新發展,其操作簡便、安全,對提高超聲診斷的敏感性、特異性有重要價值 [10] 。

    3.4 經周圍靜脈SonoVue超聲造影診斷腎動脈狹窄價值的探討 經周圍靜脈注入SonoVue超聲造影劑后,多普勒信號增強時間可以滿足臨床工作的需要,選擇造影的適應證可以提高造影劑應用價值,分析造影結果時需正確認識造影偽像 [11] 。

    3.5 超聲造影診斷移植腎急性腎小管壞死的實驗研究 超聲造影結合TIC定量分析,可客觀反映移植腎急性腎小管壞死血流灌注變化,為診斷移植腎急性腎小管壞死提供了可行的新方法 [12] 。

    4 超聲造影劑在治療上的應用和發展前景

    4.1 增強治療性超聲的溶栓作用 體內外實驗 [13,14] 表明:治療性超聲(US)通過空化效應能加速尿激酶(UK)等向血栓內滲透,增強其生物活性。而超聲造影劑可增強超聲的這種溶栓作用。Tachibana等 [15,16] 用170kHz,15W/cm 2 的超聲照射注入UK的離體血栓,并加入Albunex,孵育60min后測量血栓重量減少的百分率。結果表明:單用UK的溶栓率為(2616±418)%,UK+US為(3313±518)%,UK+US+Albunex(5113±17)%,Albunex明顯增強了超聲的助溶作用。這是因為Albunex微泡能降低空化閾值,增加空化量,促進空化效應。Albunex是第一代超聲造影劑,微泡氣體為空氣,屬于RA SDA(room air filled sonicated dextrose al-bumin)微泡。Porter等 [17] 用20kHz,115W/cm 2 的超聲照射輸入UK的體外血栓,同時注入RA SDA或PESDA(perfluorocar-bon-exposed sonicated dextrose albumin)微泡。實驗結果表明:(1)PESDA+US的溶栓效果高于RA SDA+US[(43±17)∶(28±9)%)](P<0.05)。(2)PESDA+US與US+UK(48±9%)的溶栓效果相似,說明PESDA+US不用溶栓藥也能促進血栓溶解。(3)PES2DA+US+UK的溶栓作用最大[(60±14)%]。

    4.2 微泡超聲造影劑 微泡超聲造影劑特別是氟碳類氣體的超聲造影劑的研制成功并應用于臨床,推動了超聲診斷的發展。目前,國外批準上市的微泡超聲造影劑有:Al-bunex、Sonovue、AI2700和Optison069。正在研制中的微泡超聲造影劑有PESDA、Aerosomes(MRX115)和Sonovist SHU563A等。微泡超聲造影劑現用于體內許多重要器官(如肝、腎、子宮、卵巢等)和心血管系統的血流供應情況的檢查,尤其對于左右心腔和心肌的超聲造影已取得了重大成就。微泡超聲造影劑在診斷上應用日益廣泛,近來的研究表明,它在治療方面還有很大的潛力。

    4.2.1 增強治療性超聲的溶栓作用 微泡在聲場中破壞時產生的空化作用可以有助于溶解血栓。Luo等 [16] 研究表明,微泡超聲造影劑能加速體內UK等向血栓內滲透,可增強治療性超聲的溶栓作用。Nishioka等 [18] 的體內外研究表明,DDFP微泡超聲造影劑能夠增強超聲的空化效應,有明顯的溶栓功效。

    4.2.2 攜帶藥物或治療基因的載體 微泡超聲造影劑作為一種能攜帶微粒穿過內皮層進入靶組織的非創性載體,可增加靶組織的藥物濃度和基因表達量。運用超聲破壞含有載體的微泡可在特定組織釋放藥物或治療基因 [19] 。例如,超聲聯合造影劑的基因治療,通過超聲破壞造影劑微泡,把循環中的基因輸送到靶組織。若用配體和基因標記的造影劑,會提高靶組織的基因表達量。運用此法能輸送常用的基因治療載體到達靶組織,并能高水平表達轉基因。Unger等 [20] 體外研究表明,利用自制的MRX2552微泡超聲造影劑作為紫杉醇藥物遞送載體,結合超聲技術(持續超聲和脈沖超聲)可望實現局部定位釋藥的目的。

    4.2.3 治療腫瘤 超聲造影劑中微氣泡的破壞可促使供應腫瘤的微血管破裂而引起腫瘤退變;攜帶血栓形成物的造影劑在腫瘤內被超聲破壞,可形成血栓或阻塞血管,使腫瘤壞死。

    5 小結

    治療性超聲、超聲造影劑、溶栓藥聯合應用溶栓效果更有效、更快速,明顯高于超聲與藥物聯合應用或單獨藥物溶栓,并能減少溶栓藥的劑量;且為無創性治療,安全性大而危險性小,患者樂于接受。診斷性超聲介導的造影劑微氣泡破壞引起的微血管破裂,可用于血管發生和改建;供應腫瘤的微血管破裂,可引起腫瘤退變;攜帶血栓形成物的造影劑在腫瘤內被超聲破壞,可形成血栓或阻塞血管,使腫瘤壞死。由此可以推斷,隨著超聲造影劑及相關技術的發展,其在治療方面會有更廣闊的前景。

    參考文獻

    1 趙玉英,智光,徐勇,等.新型多聚體超聲造影劑的初步實驗研究.中國超聲醫學雜志,2004,20(2):84-87.

    2 羅艷,陳水林.微膠囊技術.日用化學品科學,1999,(5):1-5.3 王毓明.微膠囊技術.化學教育,1999,4:4-9.

    4 Thoms A,Christian WH,Stefan S,et al.Phase-inversion sonography during the liver-specific late phase of contrast enhancement:improved detection of liver metastases.AJR,2001,176:1191-1198.

    5 Verbeek XA,Ledoux LA,Willigers JM,et al.Experimental investigation of the pulse inversion technique for imaging ultrasound contrast agents.J Acoust Soc Am,2000,107(4):2281-2290.

    6 Kim AY,Choi BI,Kim TK,et al.Comparison of contrast-enhanced fundamental imaging,second harmonic imaging,and pulse-inversionharmonic imaging.Invest Radiol,2001,36(10):582-588.

    7 Lefevre F,Correas JM,Briancon S,et al.Contrast-enhanced sonogra-phy of the renal transplant using triggered pulse-inversion imaging:preliminary results.Ultrasound Med Biol,2002,28(3):303-314.

    8 吳鳳林,龔渭冰,金偉軍,等.超聲造影在診斷乳腺腫塊中的應用.中華超聲影像學雜志,2000,9(7):447.

    9 戴訓蘆,趙保平,楊永明,等.Levovist超聲造影劑在診斷胰腺腫瘤中的應用.中國醫學計算機成像雜志,2001,7(6):416-418.10 齊青,王文平,徐智章,等.肝腫瘤超聲造影的血流動力學診斷研究.中華超聲影像學雜志,2001,10(4):216-218.

    11 朱慶莉,姜玉新,蔡勝,等.經周圍靜脈SonoVue超聲造影診斷腎動脈狹窄價值的探討.中國醫學影像技術,2004,20(1):56-58.

    12 葉藝,龔渭冰,侯連兵,等.超聲造影診斷移植腎急性腎小管壞死的實驗研究.中華超聲影像學雜志,2004,13(9):703-706.13 Skyba DM,Camarano G,Goodman NC,et al.Hemodynamiccharacteristics,myocardial kinetics and microvascular rheology of FS2069,a secondgenera-tion echocardiographic contrast agent capable ofproducing myocardial opacification from a venous injection.J Am Coll Cardiol,1996,28(5):292 -300.

    14 Christiansen C,Kryvi H,Sontum PC,et al.Physical and biochemi-calcharacterization of Albunex,a new ultrasound contrast agent consist-ing of air filled albumin microspheres suspended in a solution of human albumin.Biotechnol Appl Biochem,1994,19:307-320.

    15 Luo H,Nishioka T,Berglund H,et al.Effect of external ultrasound-frequency on thrombus disruption in vitro.J Thrombo Thrombolysis, 1996,3:63-66.

    16 Luo H,Nishioka T,Fishbein MC,et al.Transcutaneous ultrasoundaug-ments lysis of arterial thrombi in vivo.Circulation,1996,94:775-778.

    17 Porter TR,Leveen RF,Fox R,et al.Thrombolytic enhancement with perfluorocarbonexposed sonicated dextrose albumin microbubbles.Am Heart J,1996,132:964-968.18 Nishioka T,Luo H,FishbeinMC,et al.Dissolution ofthrombotic arterial occlusion by high intensity,low frequen2cy ultrasound and dodecafluo-ropentane emulsion:an in vitroand in vivo study.J Am Coll Cardiol,997,30(2):561-568.

    19 Evan CU,Terry OM,Thomas MC,et al.Therapeuticapplications of mi- crobubbles.J Eur Radiol,2002,42:160-168.

    20 Unger EC,Mccreery TP,Sweitizer RH,et al.Acousticallyactive lipo-spheres containing paclitaxel:a new therapeuticultrasound contrast a-gent.Invest Radiol,1998,33(12):886-892.

    (編輯新 竹)

    作者單位:510515廣東廣州南方醫科大學附屬南方醫院超聲科 


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