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115年:放射診斷(1)

經直腸前列腺超音波呈現低回音病兆在左後 peripheral zone ，下圖color map 及定量測量（以kPa為單位）是何種檢查？ 圖片

A都卜勒超音波（ Doppler Ultrasound ）
B超音波彈性造影（ ultrasound elastography ）
C對比劑超音波造影（ contrast-enhanced ultrasound ）
DM-mode超音波

詳細解析

本題觀念：

本題考查的是超音波影像技術的辨識，特別是針對組織物理特性的測量。超音波彈性造影（Ultrasound elastography）是一種非侵入性的影像技術，利用組織的軟硬度（stiffness / elasticity）差異來協助診斷。其中，剪力波彈性造影（Shear Wave Elastography, SWE）能夠定量測量組織的楊氏模數（Young's modulus），並以千帕（kPa）作為單位來呈現組織的絕對硬度。前列腺癌（Prostate cancer）的組織通常比正常的周邊區（peripheral zone）組織來得僵硬，因此這項技術在臨床上常被用來輔助定位前列腺腫瘤並導引切片。

影像分析：

本題提供兩張經直腸前列腺超音波（Transrectal ultrasound, TRUS）的影像：

  1. 上方影像（Color map overlay）：在灰階 B-mode 影像上疊加了彩色的彈性圖（elastogram）。右側有顏色量表（color scale），單位標示為「kPa」，顏色由藍色（代表軟組織，數值低）漸層至紅色（代表硬組織，數值高）。畫面中央的感興趣區域（Region of Interest, ROI）也就是圖中的「Q-Box 1」，放置在一個呈現紅色的高硬度病灶上，右側數據顯示其平均硬度（Mean）為 74.6 kPa。
  2. 下方影像（B-mode 影像）：為原始的灰階超音波影像，可以看到左後方的 peripheral zone 有一個低回音（hypoechoic）的病灶。圖中放置了另外兩個 Q-Box（Q-Box 2 與 3），測得的平均硬度分別為 32.5 kPa 與 35.6 kPa，這些數值代表周圍相對正常的軟組織。

選項分析

  • (A) 都卜勒超音波（Doppler Ultrasound）：測量血流的速度與方向。雖然 Color Doppler 也會呈現彩色影像（color map），但其顏色代表的是血流朝向或遠離探頭的方向，且測量單位為速度（如 cm/s 或 m/s），並非代表壓力的 kPa。
  • (B) 超音波彈性造影（ultrasound elastography）：此技術特別是剪力波彈性造影（SWE），會利用超音波推動組織產生剪力波，並測量波速來換算組織的硬度（Young's modulus），其標準定量單位正是千帕（kPa）。影像中出現的 kPa 數值與表示軟硬度的 color map 完全符合此檢查的特徵。
  • (C) 對比劑超音波造影（contrast-enhanced ultrasound, CEUS）：利用靜脈注射微氣泡（microbubbles）對比劑來觀察組織微血管的血流灌注（perfusion）情形，評估病灶的血管新生狀況。此檢查不會測量 kPa，也不會以硬度作為 color map 的依據。
  • (D) M-mode超音波：M-mode（Motion mode）是記錄單一超音波射線（line of sight）上的組織深度隨時間變化的運動軌跡，常應用於心臟超音波評估心瓣膜或心室壁的運動。M-mode 屬於一維空間對時間的顯示，沒有 2D color map，也不會測量 kPa。

答案解析

題目明確指出測量結果的單位為「kPa」（千帕），且影像中展示了將組織硬度視覺化的彩色對應圖（color map），同時 B-mode 顯示了前列腺 peripheral zone 的低回音病灶。在醫學超音波中，使用 kPa 單位來定量組織特性的技術唯有超音波彈性造影（具體為 Shear Wave Elastography）。前列腺癌細胞的增生與間質纖維化會導致局部組織變硬，因此在彈性造影下會呈現高 kPa 數值（如圖中 74.6 kPa 的紅色區域），這與周圍正常偏軟的腺體組織形成強烈對比。因此，正確答案為 (B)。

核心知識點

  1. 超音波彈性造影（Ultrasound Elastography）的分類與單位：
    • 應變彈性造影（Strain Elastography）：屬於定性或半定量，依賴外力壓迫，測量組織形變程度（Strain ratio）。
    • 剪力波彈性造影（Shear Wave Elastography, SWE）：屬於定量測量，利用聲輻射力產生剪力波，測量單位為波速（m/s）或楊氏模數（kPa）。
  2. 各超音波技術對應的物理量與單位：
    • Elastography (SWE) →\rightarrow 組織硬度 →\rightarrow kPa 或 m/s
    • Doppler →\rightarrow 血流速度 →\rightarrow cm/s 或 m/s
    • B-mode →\rightarrow 組織聲阻抗差異 →\rightarrow 灰階回音強度 (dB)

臨床重要性

前列腺癌常好發於周邊區（peripheral zone），在傳統 B-mode 超音波上多呈現低回音（hypoechoic），但並非所有低回音病灶都是惡性。透過超音波彈性造影（SWE）可以提供組織的「硬度」資訊，惡性腫瘤通常比良性前列腺肥大或正常組織更硬。這項技術能顯著提高超音波對前列腺癌的診斷特異性，並有助於在經直腸超音波導引前列腺切片（TRUS-guided biopsy）時，精準瞄準高硬度的可疑區域（Targeted biopsy），降低偽陰性率。

參考資料

  1. Radiology Key. (2018). Elastography of the Prostate.
  2. Boehm, K., et al. (2015). Shear Wave Elastography for Localization of Prostate Cancer Lesions and Assessment of Elasticity Thresholds. The Journal of Urology.
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