肺超声联合超声弹性成像技术评价结缔组织病相关间质性肺疾病研究进展
2021-07-14 来源:中国医学影像技术

作者:黄颂雅,邱逦,四川大学华西医院超声医学科

 

间质性肺疾病(interstitial lung disease,ILD)属于弥漫性浸润性肺疾病,由多种原因导致,结缔组织病(connective tissue disease,CTD)是其致病因素之一。结缔组织病相关ILD(connective tissue disease associated ILD,CTD-ILD)的发病率、死亡率较高,尽早诊断对改善患者预后有重要意义。

 

近年来,肺超声(lung ultrasound,LUS)因具有无创、无辐射,敏感度及特异度高的优点,与超声弹性成像(ultrasonic elastography,UE)应用于评估CTD-ILD。本文对LUS及UE在CTD-ILD中的应用价值及研究进展进行综述。

 

1.CTD-ILD的评估方法

 

临床上评估CTD-ILD的方法有临床检查、肺功能检查(pulmonary functional test,PFT)、肺活检和影像学检查。呼吸困难咳嗽是该病的典型症状,但不足以区分CTD-ILD 和其他病因引起的ILD。PFT虽在评估CTD-ILD患者的治疗效果及随访方面的敏感度较高,但特异度较低。肺活检可辅助诊断CTD-ILD的病理类型,但其为有创性检查。胸部X线检查常作为评估ILD的首选影像学检查,但其敏感度低,不能发现早期病变。

 

高分辨力CT(high resolution computed tomography,HRCT)是诊断CTD-ILD的影像学金标准,其敏感度和特异度均较高,然而高剂量的电离辐射和高昂的检查费用限制了HRCT在观察CTD患者早期肺部受累及长期随访中的广泛应用。LUS作为一种无创、无电离辐射的影像学检查方法在评估CTD-ILD中突显重要作用。

 

2.LUS在CTD-ILD中的应用

 

2.1 CTD-ILD在LUS中的异常声像表现

 

B线及胸膜不规则(pleural irregularity,PI)是CTD-ILD重要的超声表现。B线是起自胸膜线连续的楔形强回声伪像,较窄一端位于图像近端,延伸至屏幕底部且不消退,与呼吸运动同步。PI指正常细而规则的胸膜线结构被增厚的胸膜线或模糊、不规则中断的、锯齿状或波浪状的胸膜线替代的声像表现。

 

2.2 B线在CTD-ILD中的应用

 

GARGANI等首先对超声评估系统性硬化病相关性间质性肺病(systemic sclerosis-associated interstitial lung disease,SSc-ILD)进行报道,结果示33例系统性硬化病(systemic sclerosis,SSc)患者72个肋间隙的LUS评估总得分与HRCT 的Warrick评分呈正相关(r=0.72,P<0.01),与肺一氧化碳弥散量(diffusing capacity of the lung for carbon monoxide,DLco)呈负相关(r=-0.60,P<0.05)。

 

TARDELLA 等采用LUS评估34例患有不同CTD的患者,计数50个肋间隙的B线总数并依据B线半定量评分系统评级:0为正常(<10条);1为轻微(11~20条);2为中等(21~50条);3为重度(>50条),结果示在LUS评估结果与Warrick评分呈显著线性相关。后续不同探头、不同检查位点数目及不同评分的研究中也得到相似结果。

 

DELLE SEDIE等采用2种探头对25例SSc患者进行LUS评估,不仅证明线性探头可用于测量B线数目,还取得心脏及线性探头区分正常及病理性肺部B 线数目的临界值(分别为5 和11)。TARDELLA等对40例SSc患者的研究结果表明10条B线为线性探头检出SSc-ILD的临界值。另外,HASSAN等发现除B线数目外,2条相邻B线间的距离与HRCT所显示疾病严重程度相关,表现为HRCT上磨玻璃影与3mm距离相关,而广泛性的纤维化和蜂窝状表现则与7mm距离相关。

 

BARSKOVA等的研究显示早期SSc患者的LUS对检测ILD敏感度较高。MOAZEDI-FUERST等对64例无肺部疾病临床症状或体征的类风湿性关节炎患者进行LUS评估,LUS在28%的受检者中检出胸膜结节或B线,而HRCT结果显示有初期亚临床ILD迹象,提示LUS或可作为筛查类风湿性关节炎患者早期肺部改变的工具。

 

VASCO 等应用LUS对出现PFT改变或呼吸道症状的干燥综合征患者进行评估,结果提示LUS的B线检查结果与患者胸部HRCT 表现呈良好的相关性。上述研究提示LUS或可用于CTD患者的肺部检测及评估,以发现早期ILD。2019年1项荟萃分析显示HRCT可作为诊断CTD-ILD的影像学金标准,LUS诊断CTDILD的敏感度为85.9%,特异度为83.9%;阳性似然比、阴性似然比和诊断比值比分别为5.412、0.176和43.16;AUC为0.934;Q 指数为0.871,说明LUS诊断CTD-ILD的效能较高。

 

2.3 PI在CTD-ILD中的应用

 

SPERANDEO等提出胸膜厚度>3mm可被认为ILD患者胸膜病理性增厚。研究应用凸阵探头评估175例SSc患者的胸膜异常,发现患者胸膜厚度与HRCT 图像反映的ILD严重程度相关。MOAZEDI-FUERST等比较分析25例SSc患者及40名健康志愿者的胸膜表现,将胸壁划分为18个区域,定义胸膜厚度>2.8mm 为病理性,根据出现胸膜增厚的区域数目进行评分,结果SSc患者的胸膜厚度中位值较健康志愿者明显较高(3.2mm vs.1.3mm,P<0.001),更高的胸膜分数仅出现于SSc-ILD患者中。此结果于后续研究再次得到证实。

 

PINAL-FERNANDEZ等对37例SSc及抗合成酶体综合征患者PI进行量化评分,将PI分为正常、轻度、重度,以出现PI的位点数目占总检查位点数的百分比作为PI评分分数,结果显示PI评分与Warrick评分呈显著正相关(r=0.59,P<0.001),与DLco呈负相关(r=-0.36,P=0.04),且PI对CTDILD的诊断效能较B线高(P=0.01),提示PI或可作为评估CTD-ILD的一项超声新征象。

 

王育凯等将33例CTD-ILD患者的肺表面(前、侧面)划分为8个区域,将PI形态划分为模糊、不规则中断、锯齿状/波浪状,对应分析每个区域内主要PI形态与相应区域的HRCT主要表现,结果表明LUS中的PI与HRCT表现呈正相关(r=0.60,P<0.05)。

 

3. UE在CTD-ILD中的应用

 

肺组织纤维化致肺组织变硬、受损是ILD的最终结局,但目前常用的ILD检查方法均不能对肺组织弹性进行评估。肺超声表面波弹性成像(lung ultrasound surface wave elastography,LUSWE)是ZHANG等提出的一种新型超声弹性成像技术,其主要以手持式振动器于胸壁表面经肋间隙施加低频谐波振动检查,同时通过超声探头检测肺表面波的传播情况,即确定沿肺表面波相位变化,使用数学模型获取肺表面波速度,以反映肺表面组织的弹性特性。

 

多项研究应用LUSWE对确诊ILD患者(以SSC-ILD患者居多)及健康人进行检查,均选择于双侧肺部6个肋间隙对称进行,包括上肺部(经锁骨中线第2肋间隙)、下侧肺部(经腋中线横膈膜水平上1肋间隙)及下后肺部(经肩胛中线横膈膜水平上1肋间隙),振动频率分别为100、150、200Hz的0.1s谐波激励检查。

 

因肺总量(指在最大吸气末期时肺内气体量)易于定义且对受试者而言易于重复,故受试者只需在肺总量状态下配合检查,检查时间约30min,结果示ILD患者的肺表面波速度均高于健康人,提示肺表面波速度可作为区分正常肺部与ILD肺部的指标;且肺表面波速度与肺活量呈负相关,与影像科医师及CALIPER软件(由梅奥诊所开发且经过验证的HRCT分析工具)对患者肺部评估结果呈正相关。

 

ZHOU 等将ILD 的严重程度划分为健康肺(F0)、轻微(F1)、中等(F2)及严重(F3)4个等级,并依据PFT、HRCT及临床评估结果进行评级,结果提示LUSWE技术用于区分健康受试者(F0)及ILD患者(包含F1~F3所有患者)肺表面波速度的最佳截断值为5.47m/s(P<0.001),获得该数据的检查条件:振动频率200Hz,检查部位左下侧肺部;在此条件下,LUSWE区分2者的敏感度92%,特异度89%。该条件与CLAY等的研究结果一致,且与肺纤维化更常累及肺下叶的理论相符,此结果可能与肺上部对以肺基底部为主的纤维化改变有代偿性过度充气有关。

 

CLAY等亦指出肺表面波速度值随ILD严重程度评分的增加而增大,提示该技术或可用于随访ILD患者的病情。ZHANG等应用LUSWE及ILD其他临床评估方法随访52例ILD患者,发现肺部LUSWE评估结果与临床评估结果呈显著相关,说明LUSWE或可为临床提供一种定量评估、追踪ILD患者肺部病情进展的新方法,经进一步分析表明临床评估数据与下侧肺部及后肺部LUSWE 评估结果存在相关性(R2=0.701),与完整6个肋间隙所测数据亦存在相关性(R2=0.012),该结果与研究相一致,为下侧肺部可能是评估ILD最佳区域提供新证据。

 

4.小结

 

LUS作为一种无创、方便且低成本的检查技术,在评估CTD-ILD中展现出巨大潜力,不论是B线还是PI都与HRCT金标准及肺功能检查存在良好相关性。但LUS也具有局限性。首先,具体扫描方法存在争议;其次,LUS具体表现评估准则不统一。而UE在CTD-ILD患者肺部的应用目前主要以LUSWE为主,LUSWE安全且无创,对检测ILD敏感度高,可反映肺浅表组织的弹性大小,但该技术的相关研究仍处于初期阶段,需要大量研究支持。

 

大部分研究暂未探及超声可及的肺组织区域,且未与影像学金标准进行对比,样本量及样本纳入范围均较小,因此该技术的可靠性还需进一步验证。随着LUS不断发展与临床研究的增加,检查和评估标准应尽快统一以促进临床应用,相信未来LUS可作为早期筛查及随访CTD-ILD的工具,与HRCT联合使用,减少患者的辐射暴露。同时,也期待更多UE技术评估CTD-ILD方面的研究涌出,进一步为CTDILD患者提供安全、有效的病情检测新方法。

 

来源:黄颂雅,邱逦.肺超声联合超声弹性成像技术评价结缔组织病相关间质性肺疾病研究进展[J].中国医学影像技术,2020,36(S1):56-60.


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