第一章 总论
一、定义
本指南叙述的超声造影(contrast enhanced ultrasound,CEUS)是指已在我国上市使用的微泡超声造影剂(ultrasound contrast agent,UCA)和低机械指数(mechanical index,MI)的超声造影成像技术。
二、超声造影物理基础与成像原理
超声造影技术的物理基础是利用血液中超声造影剂气体微泡在声场中的非线性效应和所产生的强烈背向散射来获得对比增强图像。超声造影剂的气体微泡在不同强度(机械指数MI)的声场中会呈现不同的反应和变化。当MI较小时,会产生非线性谐波信号。利用微泡在低MI声场中的这一特性,采用不同的脉冲编码技术(同向、反向、序列脉冲编码等),选择性地提取由微泡造影剂产生的非线性谐波信号而滤除组织产生的线性基波信号,从而实现器官和组织的实时血流灌注显像,这就是目前临床常规使用的各种低机械指数实时超声造影成像技术的基本原理。当MI较高时,微泡会发生瞬间爆破,同时释放短暂而强烈的非线性谐波信号。通过发射高MI声脉冲瞬间击碎声场中的微泡,再转换至低MI条件,就能动态观察微泡造影剂的再灌注过程,定量评估器官、组织及病灶局部血流灌注情况。
超声造影显像技术与CT和MRI增强显像的最大区别是超声造影是纯血池造影显像。目前临床应用的超声造影剂为微气泡,粒径通常为2~5μm,经外周静脉注入后,能自由通过肺循环,再到体循环,到达靶器官或组织,但不能穿过血管内皮进入组织间隙,因此决定了超声造影是一种纯血池显影技术。
三、设备要求和检查条件的设定
必须使用具备CEUS功能的超声检查仪及与其匹配的探头。各厂家推出的造影成像软件的名称虽有不同,技术原理都是在尽可能获取超声场内微泡非线性谐频(谐波)信号成像的同时,尽量减少来自组织的信号,从而获得高信噪比的成像。目前CEUS检查主要采用低MI实时成像的方法,高MI间歇成像很少单独使用,多与低MI成像配合。仪器还必须具备较强的图像资料动态存储功能。正确的设置超声显像和扫描方式对避免产生伪影很重要,组织显影不佳的两个最常见的原因是不适宜的MI和增益设置。
检查条件的具体设定主要包括:
1.MI的调节
目前国内使用的超声造影剂只能耐受较低的声压,MI不宜超过0.2。
(1)根据不同造影软件的成像效果调整MI,直至获得最佳的微泡-组织信噪比。
(2)根据目标病灶的回声、位置、深度等条件,适当调整MI以获得最佳对比增强成像。如病灶位置较深,适当调高MI有助于观察病灶的对比增强情况,但会增加微泡破坏和缩短成像时间。
(3)低MI与高MI成像配合的方法是在造影剂尚未过峰值前自动或手动将仪器的发射功率或MI调节至较大值,把探测范围内的微泡击破,然后再恢复到原来的低MI实时造影模式。此法可显示病灶的血流再灌注,也可借助肿瘤微血管成像模式显示病灶的血管结构。
2.增益的调节
注射造影剂前使用增益自动优化功能或手动调节图像的增益及均匀性。以肝脏检查为例,调节后的图像以肝组织为无回声,仅膈肌、胆囊壁等显示为线状回声为准。
3.深度和聚焦点
检查时应尽量将病灶置于扫查区域的中部,深度调节至能包括完整的目标病灶和适量的邻近组织。聚焦点常规置于目标病灶的底部水平,为了得到均匀性更好的图像,可以增加聚焦点的数量,但一般不宜超过2个。
4.帧频的调节
一般设定为8~20 帧/秒,帧频过低将降低时间分辨率,不利于实时显示;帧频过高则因单位时间内发射的超声波脉冲数增加而造成不必要的微泡破坏,影响微泡在靶目标持续时间,同时使造影成像时间缩短。
5.探头频率的选择
根据检查部位深浅,可在中心频率2~7MHz范围内选择不同频率的探头,浅表部位一般选择频率相对较高的探头,反之,选择频率较低的探头。以肝脏检查为例,使用中心频率为3.5MHz左右的探头能获得良好的造影增强图像。
6.动态范围的调节
适当的动态范围有助于真实地显示组织增强的差异。范围过低虽使对比度增加,但由明到暗之间的细节丢失过多导致图像粗糙;范围过高可获得细腻的图像,但明暗之间的对比度欠佳,不利于显示增强的差异。
7.图像显示方式
对常规超声上容易捕捉的病灶造影时可采用单幅显示,必要时可在低MI的常规超声图像和造影图像之间切换,进一步确认病灶位置。对于不易显示的病灶,建议用双幅显示的方式,实时对比和确认扫查目标无误。
8.计时器
预先打开时钟菜单,注射造影剂的同时启动计时器。
9.造影中超声仪的调节
为获得最佳的图像,可随时调节增益或MI。如果要兼做定量分析,每例检查的成像条件则应保持一致。
10.图像存储
首先确认仪器存储空间是否充足,设置适当的存储条件和方案,造影检查开始的同时立即动态存储图像资料。为避免仪器内存不足而导致存图障碍、资料丢失或仪器数据处理缓慢等,在对图像进行分析并出具报告后,应及时拷贝出仪器中存储的图像资料。
四、操作人员技术要求
从事超声造影检查医师须具备执业医师资格,应熟悉超声造影技术物理基础、成像原理,能熟练掌握仪器设备的操作和调节,能鉴别伪像。熟悉超声造影诊断的优势和局限性。在从事超声造影检查前,应先通过观摩本领域的专家进行的超声造影检查来获得相关经验,从而掌握超声造影术语及正确的图像判读方法。此外,操作人员应熟悉并掌握造影检查的禁忌证,具备处理发生不良事件的能力。
五、超声造影检查准备及要求
1.患者准备
患者进行腹部脏器超声造影检查时,应当空腹,避免胃肠道气体对图像干扰而产生漏诊及误诊。此外,胆囊在充盈良好情况下,有利于诊断胆囊疾病。浅表器官例如甲状腺、乳腺等超声造影检查,患者一般无需做特殊准备。详见具体章节。
2.医师准备
了解患者的临床资料(病史、实验室和其他影像学检查)和检查目的,与患者本人和(或)家属说明情况,签署知情同意书。
3.造影剂的制备和使用要求
由于不同种类造影剂的分类、保存、制备方式不尽相同,不同脏器造影剂的使用方式也不一样,因此在使用时须认真阅读说明书,按照说明书的要求进行配制和使用。
六、禁忌证
目前低MI造影检查相对而言是安全的,但上述生物学效应的临床意义尚不十分明确,因此如果需要用到较高的MI(>0.4),造影剂用量最好尽可能减低,辐照时间尽可能缩短。目前国内使用的造影剂的禁忌证如下:
1.已知对六氟化硫或造影剂其他成分有过敏史的患者。
2.近期急性冠脉综合征或临床不稳定性缺血性心脏病患者,包括正渐变为或进行性心肌梗死的患者;过去7天内,安静状态下出现典型心绞痛;过去7天内,心脏症状出现明显恶化;刚行冠脉介入手术或其他提示临床不稳定的因素(如最近心电图、实验室或临床所见提示的恶化);急性心衰,心功能衰竭Ⅲ/Ⅳ级及严重心律失常的患者。
3.重度肺动脉高压患者(肺动脉压>90mmHg)、未控制的系统高血压患者和成人呼吸窘迫综合征患者。
4.孕妇和哺乳期患者。
七、不良事件处理
造影剂静脉注射后短时间内偶尔会出现面部潮红、头痛、恶心、心慌,部分患者仅表现为一过性咳嗽、打喷嚏等症状。注射点局部发热、红斑、皮疹、瘙痒等不适的发生率低于0.1%。国外报道的致命性过敏反应率为0.0001%。关于我国的并发症发生率,目前尚未统计。据中山大学附属第一医院17509例检查资料显示,发生一过性过敏样反应 2例(0.01%),呕吐4 例(0.02%),眩晕3例(0.02%),无相关死亡病例。使用造影剂前应仔细阅读说明书所列的各项条款,掌握适应证和禁忌证,遵守有关的注意事项,了解可能发生的不良反应。床边应配备抗过敏、抗休克及心肺复苏的物品和药物,以及生命监护仪等设备,以防不测。
八、超声造影检查图像采集要求及报告内容
1.图像采集要求
应包括灰阶超声图像、彩色多普勒图像、超声造影各个时相的图像(至少每个造影时相采集2~3张典型图像)。灰阶图像应注明体表标志、病变测量等相关内容。特殊部位检查参考具体章节。
2.报告内容要求
(1)基本信息:
患者的姓名、性别、年龄、住院号和床号、超声检查号、申请科室、治疗部位、申请目的、仪器和探头型号、造影剂种类/名称、注射部位、给药方式及剂量。
(2)图像部分:
选取各时相典型的超声造影图像共计4~6张,特殊部位检查可根据需要适当增减。
(3)文字描述:
通常按照以下顺序进行报告描述。
1)常规超声检查所见:
应描述所检查脏器大小、形态、灰阶回声特征,描述病变部位、数量、大小、灰阶回声特征、彩色血流信息等情况。
2)超声造影检查所见:
应依据造影检查时相顺序进行描述。增强早期应描述造影增强开始时间、增强程度、造影剂灌注模式、增强程度的均匀性;增强晚期应描述增强消退时间、增强程度。特殊部位检查报告要求见具体章节。
3)署名:
包括医师签名、操作日期和时间、记录者姓名等。