内镜超声检查术(endoscopic ult rasonog raphy,EUS)是将微型高频超声探头安置在内镜顶端,当内镜插入体腔后,通过内镜直接观察腔内的形态,同时又可进行实时超声扫描,以获得管道层次的组织学特征及周围邻近脏器的超声图像,从而进一步提高了内镜和超声的诊断水平。 由于插入探头接近病变,缩短声路而降低了声衰减,故可采用高频技术,明显提高图像分辨力 ,发现细小病灶。这些性能在常规超声检查中是无法达到的。目前,超声内镜已广泛用于消化道及胆胰病变的诊断及治疗。EUS经历了三个重要阶段,即EUS诊断、EUS穿刺活检(EUS-FNA)。EUS 注射治疗(EUS-FNI),现已进入介入性EUS时代。 消化系统腔内超声(digestive intraluminal ultrasonography)主要包括经消化管(食管、胃、十二指肠、结肠和直肠)、胆管、胰管、壶腹和腹腔进行的直视下和非直视下超声扫查。当今内镜超声检查术已成为消化系统腔内超声在消化内镜专业医生中应用最为广泛的检查方法。
直视下超声扫查
(1)各种用于消化系统检查的超声内镜有超声食管镜、超声胃镜、超声肠镜、超声腹腔镜(laparoscopic ult rasonography,LUS)和超声直肠镜(rectosonography)。
(2)经内镜活检钳道导入各种微型超声探头(ultrasonic probe,USP),可进行经胃镜的食 管和胃超声扫查 ;经十二指肠镜的十二指肠和壶腹部超声扫查;经肠镜的结肠和直肠超声扫 查 ;经胆道镜的胆管内超声扫查(percutaneous biliary endoscopic ultrasonography,PBEUS)。
(3)术中超声扫查:术中肝脏超声扫查、术中胆囊超声扫查、术中胆管超声扫查、术中胰腺超声扫查、腹腔镜术中超声扫查(laparoscopic intraoperative ultrasonography,LIOU) 。
非直视下超声扫查
(1)非直视下经直肠超声扫查(blind transrectal ultrasonography,BUS),指在非直视 下将直肠超声探头插入直肠内进行直肠 、前列腺和膀胱的检查 。
(2)经鼻食管超声扫查(transnasal esophageal ultrasonography),指经鼻胃管将微型超 声探头导入食管进行超声扫查 。
(3)经鼻胃超声扫查(t ransnasal gast ric ultrasonography),指经鼻胃管将微型超声探 头导入胃内进行超声扫查 。
(4)经皮胆管超声扫查(percutaneous biliary ultrasonography,PBUS),指先做经皮经肝胆管穿刺引流术(percutaneous transhepatic biliary drainage ,PTBD),然后分次用扩张导 管将引流通道扩至8F大小,再将微型超声探头沿 PTBD 引流通道插入胆管行超声检查。
(5)经皮胆囊超声扫查(percutaneous cholecytosonography),指按 PTBD 技术将微型 超声探头插至胆囊内行超声检查。
(6)经乳头胆管内超声扫查(transpapillary biliary sonography,TPBS),指按逆行胰胆 管造影(endoscopic ret rograde cholangiopancreatography ,ERCP)技术经切开或扩张后的十 二指肠乳头将微型超声探头插入胆总管行超声检查 。
(7) 经乳头胰管内超声扫查( transpapillary pancreatic duct ultrasonography) ,指按 ERCP 技术将微型超声探头插至主胰管行超声检查 。
(8) 经乳头胆囊内超声扫查(transpapillary cholecystosonography,TPCCS),指按 ERCP 技术将微型超声探头经胆总管插至胆囊内行超声检查 。
超声内镜发展史
器械发展史
超声内镜系腔内超声应用最为广泛的一种器械 ,故其发展史必然追溯至腔内超声的起源,而腔内超声最初源于直肠 、妇科及泌尿科疾患的诊断。以下按超声内镜发展的时间顺序进行叙述:
(1)1956年,Wild和Reid首次报道经直肠腔内超声诊断前列腺疾患,从而开创了泌尿科腔内超声的临床应用。
(2)1957年,Wild和Reid采用15MHz 的腔内超声探头经直肠对结肠癌进行超声诊断。
(3)1964年,Watanabe 等首次应用旋转式直肠探头扫查前列腺获得成功。
(4)1968年,渡边等全面开展了经直肠的前列腺超声检查的临床应用。
(5)1976年,Lutz等将A型超声探头经胃镜活检钳道插入食管和胃内。
(6)1976年,Frazin首先使用经食管M型超声心动图,由于探头单声束探测本身的局限性而未被推广应用 。
(7)1978年和1980年,Hisanaga 等用可曲式装置进行经食管二维超声心动图检查,可对心脏各切面作二维超声成像,由于探头较大,临床应用受限 。
(8)1979年,久永报道了经食管插入超声探头对胃壁、胰腺、左肾和脾脏的超声检查。 以上经食管、胃的超声检查均为非直视下将多种类型的超声探头插入食管和胃内进行 超声检查 ,所以非真正意义上的超声内镜 ,直到20世纪80年代初才出现了可视性的腔内超声装置,即超声内镜。
(9)1980年,美国的 Di Magno 首次采用“ult rasonic endoscope”一词 ,并在柏林欧洲胃 肠学会上报道了应用内镜与超声组合在一起的电子线阵式超声胃镜所做的动物实验获得 成功 。 同年 ,在汉堡欧洲第四次消化内镜学会上报告了两种超声内镜 ,一种是日本Olympus与 Aloka 公司合作研制的机械扇形扫描超声内镜(5MHz) ,原联邦德国的 Classen 等作了临床 上对胰腺和胆总管显示的报告 ;另一种是美国 SRI(Science Reserch Institute)的 Green 研制的线阵扫描超声内镜,Di Magno 等对此作了临床应用报告。
(10)1980年,日本Olympus公司研究出了EUS 1号试验机,扫查角90°,频率5MHz。
(11)1981年,日本町田与东芝公司合作制造出了3.5 MHz 的线阵扫描超声内镜。
(12)1981年,Olympus公司研制出了EUS 2号试验机 ,扫查角180°,探头频率7.5 MHz和10MHz 。
(13)1982 年,Olympus公司研制出了 EUS 3号试验机(EU-M1),从而使EUS仪由实验转为临床应用,机型基本固定 。
(14)1982年,美国的SRI研制出了SRI-2型EUS,探头频率10MHz。
(15)1984年,Olympus研制出了EU-M2型环扫超声内镜,扫查角360°,探头频率7.5MHz 和 12MHz ,其超声仪功能有了很大改进 。
(16)1984 ~ 1987年 ,东芝一町田公司研制出了 EPB-503FL(频率5 MHz)和 EPB-70FL (频率7.5MHz) 。
(17)1985年,Olympus公司研制出了线阵式超声内镜,探头频率7.5MHz 。
(18)1988年,Olympus公司研制出了目前广泛用于临床的EU-M3型环扫超声内镜, 探头频率 7.5MHz 和12MHz ,该机的活检钳道内径2.0mm 。
(19)1989年,Olympus公司研制出了CF-UM3型超声结肠镜 。
(20)1990年,Olympus公司研制出了JF-UM3型专用超声十二指肠镜 。
(21)1991年,Olympus公司研制出了GF-UM20 型环扫超声内镜,探头频率7.5MHz 和12MHz,该机的主机系统性能得到了极大的提高 。
(22)1993年,Olympus公司研制出 GF-UMQ200型环扫超声内镜,探头频率7.5 ~ 20MHz,该机的主机是EU-M30 。
(23)1999年,Olympus公司研制出了GF-UM240型环扫超声内镜,探头频率7.5MHz 和12MHz,该机的主机是EU-M30 。
(24)1999年,Olympus公司研制出了GF-UMQ240型环扫超声内镜,探头频率7.5 ~ 20MHz,该机的主机是EU-M30。
此后,日本又在超声内镜上增加了二维多普勒功能,研制出多普勒超声内镜;目前,又将二维多普勒改为彩色多普勒,即ECDUS。更新的超声内镜产品层出不穷,多家公司推出了性能优越、图像清晰、分辨率高的电子超声内镜。20世纪90年代末以来,穿刺超声内镜 及三维超声内镜相继应用于临床,由此出现了超声内镜治疗学。
基础理论及临床应用研究过程
自1980年在汉堡第四次欧洲消化内镜学会上原联邦德国的Strohm、Classen及美国的Di Magno 报道了超声内镜的临床应用开始,欧洲及日本相继成立了各种超声内镜研究会并 定期举行超声内镜专题学术研讨会。其中,规模较大的学术会议为国际超声内镜研讨会。自第一届国际超声内镜研讨会在瑞典首都斯德哥尔摩举行以来,已举行了13次会议。最近 一次会议(第十三届)于2002年10月在美国纽约举行,会议就超声内镜在临床的应用进行了广泛的研讨,并对超声内镜引导下的细针穿刺活检、超声内镜对胃肠肿瘤分期、超声内镜对胰腺囊性病变的鉴别诊断、超声内镜对胃肠黏膜下肿瘤的诊断、超声内镜对门静脉高压的诊断等内容进行了专题研讨。 超声内镜有关基础理论及临床应用研究过程的重要标志性内容为:1980~1981年,日本福田守道 、相部等应用超声内镜检查胰腺,对各种胰腺疾病 进行了描述,并与体表检查进行了比较。 1982 ~ 1983 年,由于各种改进型超声内镜的开发, 使基础及临床应用研究得以深入。日本相部、富士等报道了胃壁的超声内镜下分层与组织学分层关系。川井报道了超声内镜对小胰癌的诊断。期间,有学者报道了超声腹腔镜的使用经验。1984~1985年,此间对消化管壁(食管 、胃及结肠)的超声内镜下分层进行了临床 应用研究。 在消化道方面,相继报道了消化道癌深度的诊断、黏膜下肿瘤的诊断、消化道疾 病内镜下治疗的疗效判断及胃溃疡的诊断 ;在胆胰方面 ,首先规范了超声内镜的操作手法, 报道了胆道病变的诊断,尤其是超声内镜对早期胆囊癌的诊断。1986~1987年,消化道方面报道了超声内镜对食管癌、胃癌淋巴结转移的诊断 ;胆胰方面报道了超声内镜对十二指 肠乳头癌浸润范围的判断。此外,尚有超声内镜超声图像后处理以及对食管曲张静脉血流 进行彩色显示的实验研究报道。至此,超声内镜对消化道及胆囊 、胰腺等器官的正常解剖 结构显示已较全面,对以上部位常见疾病的异常声像图判断及诊断标准也有了较完整的认识。从1987年以后的十年着重开展了微型超声探头在消化系的应用 、彩色多普勒超声内镜 的应用、超声内镜引导下的细针穿刺活检、三维超声内镜的实验及初步应用 ,以及超声内镜 声像图的组织定征等研究。1990年,日本原田等在东京第40届消化系内视镜会议上报告 了超声内镜下穿刺法的基础研究,其采用经改良的23G内镜下食管静脉穿刺针 ,成功地对 犬的食管旁淋巴结进行针吸活检。 该法经负压得到了穿刺部位的细胞 ,未发生严重并发 症。从此,开始了超声内镜下细针穿刺活检的临床应用。1995年至今,采用该法对胰腺 、盆 腔、腹水及消化道各部位的穿刺已有较多报道。 其中,对胰腺标本的穿刺成功率达86%,诊 断敏感性达79% ,特异性达100%,无假阳性,总诊断准确率达87%,无并发症。1991年,上野规夫等报道了二维多普勒超声内镜(EUS2DD)在消化系的应用,认为 EUS2DD 不仅适合消化道疾病的诊断,也有助于检测胆胰疾病的血流,尤其是通过检测肿瘤血管的血流状态 及流量,鉴别肿瘤的性质。 据一组方法学对比研究的报道,EUS2DD 和热稀释法测定奇静 脉血流量,EUS2DD 平均值为(994 ± 609) ml/min,后者为(392 ± 209)ml/min ,两法相关性 为r=0.79。 此外,EUS2DD 因其介入性特点,探头更贴近病灶,故更容易检出微小血管 血流 。 肝脏的超声内镜检查是近几年发展起来的一项新技术。 Nguyen等于1999年首次报 道了肝脏超声内镜检查方法及其超声内镜引导下穿刺活组织检查术(EUS-FNA。 近年来 ,随着新型超声内镜的不断问世 ,EUS 新技术也不断出现,可以说消化内镜由于EUS的广泛应用发生了革命性的变化 ,具体表现在一些新技术的应用 。
微型超声探头发展史
微型超声探头一词的英文表达及缩写有多种,目前尚未统一,常见的有:①ultrasonic probe,USP; ②miniature ultrasonic probe; ③endoscopic echo probe,EEP; ④miniature cather ultrasonography,MCUS; ⑤intraductal ultrasonograply,管内超声 ,IDUS; ⑥small intraluminal ultrasound微小腔内超声,ILUS探头。以往较多被文献采用的为USP这一缩写,近年来多选用IDUS代表微型超声探头。
微型超声探头是20世纪80年代后期兴起的一项介入性超声新技术,起初主要用于心血管及泌尿生殖系统检查,后来扩大应用到消化道及胆管、胰管。其主要发展过程如下:
(1)1980年,日本Olympus公司研究出了Prototype 1微型超声探头,扫查角90°,频率5MHz。
(2)1981年,日本Olympus公司研究出了Prototype 2微型超声探头,扫查角180°,频率7.5MHz。
(3)1985年,日本Olympus公司研究出了线阵式Prototype微型超声探头,频率7.5MHz。
(4)1987年,美国的Silverstein和Martin等完成微型超声探头在犬消化道的实验研究,并于1989年在“Gastroenterology”上进行报道。他们将直径1.8mm 、频率20MHz的超声探头插入内径2.0mm、外径2.9mm的鞘内,经3.5mm的内镜活检钳道对犬的消化道进 行了活体和离体标本检测,发现该探头对犬消化道壁的结构显示与离体标本的组织学结构 具有良好的一致性 ,此举为微型超声探头在消化系的应用奠定了基础 ,当时采用的缩写即 EEP ,表示内镜超声探头。
(5)1988年,日本Olympus公司研究出了环扫微型超声探头,扫查角360°,频 率7.5MHz 。 (6)1990年,日本Olympus公司研究出了UM-1W环扫微型超声探头,扫查角360°,频率7.5MHz 。
(7)1990年,Rosch和Classen开展了经内镜微型超声探头在上消化道应用的临床研究,其使用的是UM-1W微型超声探头,探头外径3mm,频率7.5MHz。
(8)1991年,藤村和相部等对Prototype 1,(频率7~8MHz)和Prototype 2,频率7.5MHz两种类型的微型超声探头的性能进行了比较,并对切除人胃标本进行了离体超声实验研究。
(9)1992年,Aloka 公司研制出了可经常规内镜的微型超声探头,MP-PN型,频率15MHz和20MHz,具有多种长度。
(10)1992年 ,东芝公司研制出了频率15MHz、外径2.4mm的微型超声探头。
(11)1992年,日本 Olympus公司研究出了UM-2R、3R环扫微型超声探头,扫查角360°,频率 12 ~ 20MHz。 此种探头目前仍广泛应用于临床 。
(12)1991~1992年,Yasuda、Furukawa和Gary等相继报道了经十二指肠乳头的胆管和胰管内微型超声探头检查,当时已开发出直径仅1.4mm 、频率30MHz 的微型超声探头。
(13)1994年,Shinya等报道用15MHz的微型超声探头可将上消化道壁分成7~9层结构,并与组织学进行了对比。
(14)1997年,西尾等采用Olympus XUM-4R 微型超声探头(外径2.0mm)经Olympus GF-UM20 和 GF-UMQ200超声内镜的活检钳道插入胃内,行超声内镜下的微型超声探头检查,该法在超声内镜对某些消化道病变显示困难时,不用换镜即可进行微型超声探头的检查。
(15)1997年,日本Olympus公司研究出了UM-4R环扫微型超声探头,扫查角360°,频率20MHz。
(16)1998年,日本Olympus公司研究出了UM-G20-29R环扫微型超声探头,扫查角360°,频率 20MHz。该类探头是目前行胆胰管内超声的最常用探头。
(17)1999年,日本Olympus公司研究出了UM-3D2R、UM-3D3R 环扫微型三维超声探头,扫查角 360°,频率12 ~ 20MHz。同年,相继开发出UM-S30-25R、UM-BS20-26R,从此开始了三维超声的临床应用。目前,微型超声探头已广泛应用于消化系各部位的检查。