超分辨超声识别肿瘤血流特征对胆囊息肉样病变的鉴别诊断价值

doi:10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2025.11.007

中华医学超声杂志（电子版） ›› 2025, Vol. 22 ›› Issue (11) : 1036 -1045. doi: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2025.11.007

腹部超声影像学

超分辨超声识别肿瘤血流特征对胆囊息肉样病变的鉴别诊断价值

王晶¹^,², 毛丽娟¹, 王丽璠¹, 张雅琴¹, 赵崇克¹, 朱宇莉¹^,³, 李翠仙¹^,⁴, 徐辉雄¹^,³^,⁴, 韩红¹^,³^,⁴^,^†(

)

¹　200032　上海，复旦大学附属中山医院超声科
²　361000　厦门市中医院超声科
³　200032　上海，复旦大学超声医学与工程研究所
⁴　200032　上海市影像医学研究所

收稿日期:2025-07-24 出版日期:2025-11-01
通信作者: 韩红

Utility of super-resolution ultrasound in characterizing tumor blood flow for differential diagnosis of gallbladder polypoid lesions

Jing Wang¹^,², Lijuan Mao¹, Lifan Wang¹, Yaqin Zhang¹, Chongke Zhao¹, Yuli Zhu¹^,³, Cuixian Li¹^,⁴, Huixiong Xu¹^,³^,⁴, Hong Han¹^,³^,⁴^,^†()

¹ Department of Ultrasound, Zhongshan Hospital, Fudan University, Shanghai 200032, China
² Department of Ultrasound, Xiamen Hospital of Traditional Chinese Medicine, Xiamen 361000, China
³ Institute of Ultrasound in Medicine and Engineering of Fudan University, Shanghai 200032, China
⁴ Shanghai Institute of Medical Imaging, Shanghai 200032, China

Received:2025-07-24 Published:2025-11-01
Corresponding author: Hong Han

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引用本文：

王晶, 毛丽娟, 王丽璠, 张雅琴, 赵崇克, 朱宇莉, 李翠仙, 徐辉雄, 韩红. 超分辨超声识别肿瘤血流特征对胆囊息肉样病变的鉴别诊断价值[J/OL]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2025, 22(11): 1036-1045.

Jing Wang, Lijuan Mao, Lifan Wang, Yaqin Zhang, Chongke Zhao, Yuli Zhu, Cuixian Li, Huixiong Xu, Hong Han. Utility of super-resolution ultrasound in characterizing tumor blood flow for differential diagnosis of gallbladder polypoid lesions[J/OL]. Chinese Journal of Medical Ultrasound (Electronic Edition), 2025, 22(11): 1036-1045.

目的

探讨超分辨超声识别肿瘤血流特征在胆囊肿瘤性息肉与非肿瘤性息肉鉴别诊断中的价值。

方法

纳入2024年3月至2025年4月复旦大学附属中山医院经手术病理证实的86例胆囊息肉样病变患者。依据病理将其分为肿瘤性息肉46例和非肿瘤性息肉40例。所有患者术前均行常规超声、超声造影及超分辨超声检查。超声造影观察胆囊息肉样病变动脉期增强及静脉期早廓清情况。超分辨超声评估胆囊息肉样病变的血流形态模式及定量参数。绘制ROC曲线比较常规超声、超声造影及超分辨超声3种超声模态单一及组合特征对胆囊肿瘤性息肉的鉴别诊断效能。

结果

86例胆囊息肉样病变超分辨超声均清晰显示肿块内血流（86/86，100%）。肿瘤性息肉以Ⅱ、Ⅲ级血流模式为主（40/46，86.96%）。比较胆囊肿瘤性息肉与非肿瘤性息肉超分辨超声各特征发现，血流形态分级以及血流速度、分形维数、血管密度、血流容积、灌注指数各定量参数2组间差异均有显著统计意义（P均≤0.001）。以超分辨超声Ⅱ级及以上血流模式诊断胆囊肿瘤性息肉，ROC曲线下面积为0.82，高于常规超声特征（息肉最大径≥14.5 mm）及超声造影特征（静脉期早廓清），后两者ROC曲线下面积分别为0.71及0.70（P=0.001、0.008）。选择上述3项常规超声、超声造影及超分辨超声特征，构建常规超声+超声造影、常规超声+超分辨超声、常规超声+超声造影+超分辨超声3种组合特征的诊断模型。在各组合模型中，整合了超分辨超声、常规超声及超声造影模态的诊断模型诊断效能最优，ROC曲线下面积为0.84。

结论

超分辨超声的微血管形态及定量参数，能有效区分肿瘤性与非肿瘤性息肉，其构建的风险预测模型诊断效能显著优于传统超声技术，可显著提升超声对胆囊息肉样病变的鉴别诊断价值。

关键词: 超分辨超声, 超声造影, 胆囊息肉样病变, 血流

Objective

To evaluate the value of super-resolution ultrasound (SRUS) in identifying tumor blood flow characteristics for differential diagnosis of neoplastic versus non-neoplastic gallbladder polyps.

Methods

A total of 86 patients with gallbladder polypoid lesions confirmed by surgical pathology at Zhongshan Hospital of Fudan University from March 2024 to April 2025 were enrolled. According to the pathology results, they were classified into 46 cases of neoplastic polyps and 40 cases of non-neoplastic polyps. All patients underwent preoperative conventional ultrasound and contrast-enhanced ultrasound (CEUS). CEUS was used to observe the enhancement of gallbladder polypoid lesions in the arterial phase and their washout in the venous phase. SRUS was applied to evaluate the blood flow pattern and quantitative parameters of the lesions. The receiver operating characteristic curve was drawn to compare the diagnostic efficacy of single and combined modalities (conventional ultrasound, CEUS, and SRUS) for identifying neoplastic gallbladder polyps.

Results

SRUS successfully detected intralesional blood flow in all 86 cases of gallbladder polypoid lesions (86/86, 100%). Neoplastic gallbladder polyps were predominantly characterized by grades Ⅱ and Ⅲ blood flow patterns (40/46, 86.96%). Significant differences were observed between neoplastic and non-neoplastic polyps in both blood flow pattern grade and quantitative parameters, including blood flow velocity, fractal dimension, vascular density, blood flow volume, and perfusion index (all P≤0.001). SRUS yielded an area under the curve (AUC) value of 0.82 in diagnosing neoplastic gallbladder polyps usingblood flow patterns of grade Ⅱ or higher, which was significantly higher than that of conventional ultrasound (polyp maximum diameter≥14.5 mm, AUC=0.71) and CEUS (early venous phase washout, AUC=0.70) (P=0.001 and 0.008, respectively). Three features derived from conventional ultrasound, CEUS, and SRUS were selected to construct three combination diagnostic models: conventional ultrasound plus CEUS, conventional ultrasound plus SRUS, and conventional ultrasound plus CEUS plus SRUS. Among these combination models, the diagnostic model integrating SRUS, conventional ultrasound, and CEUS showed the optimal performance (AUC=0.84).

Conclusion

The microvascular morphology and quantitative parameters derived from SRUS enable effective differentiation between neoplastic and non-neoplastic gallbladder polyps. Furthermore, the SRUS-based risk prediction model demonstrates significantly superior diagnostic performance compared with conventional ultrasound–based approaches, thereby substantially enhancing the diagnostic value of ultrasound in the evaluation of gallbladder polypoid lesions.

Key words: Super-resolution ultrasound, Contrast enhanced ultrasound, Gallbladder polypoid lesions, Blood flow

图1 超分辨超声显示胆囊息肉样病变血流模式图（箭头所示为病变处）。图a、d、g为常规超声显示胆囊息肉样病变；图b、e、h为超分辨超声下胆囊息肉样病变血流形态图；图c、f、i为胆囊息肉样病变不同血流形态模式示意图；图a~c为Ⅰ级血流图像；图d~f为Ⅱ级血流图像；图g~i为Ⅲ级血流图像

图2 胆囊息肉样病变超声多模态检查（箭头所示为病变处）。图a为常规超声显示胆囊后壁息肉样病变；图b为超声造影显示该病灶静脉期持续增强；图c为超分辨超声显示胆囊息肉内条棒状血流（血管密度图）；图d为超分辨超声显示胆囊息肉内条棒状血流（血流速度图）；图e为超分辨超声显示胆囊息肉内条棒状血流（血管速度方向图）；图f为超分辨超声显示胆囊息肉内条棒状血流（血管密度方向图）；图g为超分辨超声对胆囊息肉内血流进行定量分析，获得血流速度（VEL）、血管密度（VD）、血流容积（FWVD）、分形维数（FD）、灌注指数（PI）、方向方差（Dir Var）及速度方差（Ver Var）各定量参数值；图h为示意图显示超分辨超声胆囊肿块血流形态呈条棒状，为Ⅰ型血流模式

表1 胆囊肿瘤性息肉与非肿瘤性息肉各模态超声特征比较

超声特征	非肿瘤性息肉（n=40）	肿瘤性息肉（n=46）	统计值	P值
常规超声
病变大小（mm）	14（10，18）	24（16，35）	Z=-4.410	＜0.001
数量			χ²=8.167	0.004
单个	24（60.00）	40（86.95）
多个	16（40.00）	6（13.05）
位置			χ²=1.275	0.529
底部	14（35.00）	21（45.65）
体部	24（60.00）	22（47.83）
颈部	2（5.00）	3（6.52）
形状			χ²=2.981	0.225
长形	13（32.50）	11（23.91）
圆形	10（25.00）	7（15.22）
椭圆形	17（42.50）	28（60.87）
回声			χ²=0.130	0.719
均匀	25（62.50）	27（58.70）
不均匀	15（37.50）	19（41.30）
基底			χ²=7.523	0.006
窄基底（有蒂）	20（50.00）	35（76.09）
宽基底（无蒂/广基）	20（50.00）	11（23.91）
胆囊壁			χ²=3.958	0.047
连续	30（75.00）	25（54.35）
不连续	10（25.00）	21（45.65）
表面轮廓			χ²=0.000	1.000
规则	23（57.50）	20（43.48）
不规则	17（42.50）	26（56.52）
血流信号			χ²=16.48	0.001
存在	17（42.50）	35（76.09）
不存在	23（57.50）	11（23.91）
胆囊结石或胆泥			χ²=0.310	0.578
存在	6（15.00）	9（19.57）
不存在	34（85.00）	37（80.43）
超声造影
动脉期增强情况			χ²=1.390	0.238
高增强	32（80.00）	41（89.13）
等/低增强	8（20.00）	5（10.87）
静脉期廓清情况			χ²=13.274	＜0.001
早廓清	8（20.00）	27（58.70）
同步/不廓清	32（80.00）	19（41.30）
超分辨超声
血流形态			χ²=38.894	＜0.001
Ⅰ级血管模式	32（80.00）	6（13.04）
Ⅱ级血管模式	4（10.00）	20（43.48）
Ⅲ级血管模式	4（10.00）	20（43.48）
血流定量参数
血流速度（mm/s）	17.09±0.75	21.43±0.68	t=-4.721	＜0.001
分形维数	1.46（1.32，1.56）	1.61（1.55，1.68）	Z=-5.142	＜0.001
血管密度	33.57±15.95	45.08±13.56	t=-3.616	0.001
血流容积	4.66（2.54，7.98）	8.96（6.36，12.60）	Z=-4.126	＜0.001
灌注指数	4.98（2.94，9.15）	9.42（7.02，13.22）	Z=-3.991	＜0.001
方向方差	1985.30（1535.44，2304.48）	2047.45（1808.58，2262.04）	Z=-0.857	0.391
速度方差	157.58（121.90，212.32）	181.85（138.08，212.75）	Z=0.391	0.299

表1 胆囊肿瘤性息肉与非肿瘤性息肉各模态超声特征比较

超声特征	非肿瘤性息肉（n=40）	肿瘤性息肉（n=46）	统计值	P值
常规超声
病变大小（mm）	14（10，18）	24（16，35）	Z=-4.410	＜0.001
数量			χ²=8.167	0.004
单个	24（60.00）	40（86.95）
多个	16（40.00）	6（13.05）
位置			χ²=1.275	0.529
底部	14（35.00）	21（45.65）
体部	24（60.00）	22（47.83）
颈部	2（5.00）	3（6.52）
形状			χ²=2.981	0.225
长形	13（32.50）	11（23.91）
圆形	10（25.00）	7（15.22）
椭圆形	17（42.50）	28（60.87）
回声			χ²=0.130	0.719
均匀	25（62.50）	27（58.70）
不均匀	15（37.50）	19（41.30）
基底			χ²=7.523	0.006
窄基底（有蒂）	20（50.00）	35（76.09）
宽基底（无蒂/广基）	20（50.00）	11（23.91）
胆囊壁			χ²=3.958	0.047
连续	30（75.00）	25（54.35）
不连续	10（25.00）	21（45.65）
表面轮廓			χ²=0.000	1.000
规则	23（57.50）	20（43.48）
不规则	17（42.50）	26（56.52）
血流信号			χ²=16.48	0.001
存在	17（42.50）	35（76.09）
不存在	23（57.50）	11（23.91）
胆囊结石或胆泥			χ²=0.310	0.578
存在	6（15.00）	9（19.57）
不存在	34（85.00）	37（80.43）
超声造影
动脉期增强情况			χ²=1.390	0.238
高增强	32（80.00）	41（89.13）
等/低增强	8（20.00）	5（10.87）
静脉期廓清情况			χ²=13.274	＜0.001
早廓清	8（20.00）	27（58.70）
同步/不廓清	32（80.00）	19（41.30）
超分辨超声
血流形态			χ²=38.894	＜0.001
Ⅰ级血管模式	32（80.00）	6（13.04）
Ⅱ级血管模式	4（10.00）	20（43.48）
Ⅲ级血管模式	4（10.00）	20（43.48）
血流定量参数
血流速度（mm/s）	17.09±0.75	21.43±0.68	t=-4.721	＜0.001
分形维数	1.46（1.32，1.56）	1.61（1.55，1.68）	Z=-5.142	＜0.001
血管密度	33.57±15.95	45.08±13.56	t=-3.616	0.001
血流容积	4.66（2.54，7.98）	8.96（6.36，12.60）	Z=-4.126	＜0.001
灌注指数	4.98（2.94，9.15）	9.42（7.02，13.22）	Z=-3.991	＜0.001
方向方差	1985.30（1535.44，2304.48）	2047.45（1808.58，2262.04）	Z=-0.857	0.391
速度方差	157.58（121.90，212.32）	181.85（138.08，212.75）	Z=0.391	0.299

图3 胆囊息肉样病变超声多模态图像及示意图（箭头所示为病变处）。图a为常规超声显示胆囊后壁胆固醇性息肉，最大径＞10 mm；图b为超声造影显示该病灶90 s静脉期持续增强；图c为超分辨超声显示病灶内为条棒状血流；图d为示意图显示2级分支，为Ⅰ型血流模式。图e为常规超声显示胆囊后壁胆囊腺瘤，大小18 mm×16 mm，内似见点状血流；图f为超声造影显示该病灶60 s静脉期持续增强；图g为超分辨超声显示病灶内为分支状血流；图h为示意图显示3级分支，为Ⅱ型血流模式。图i为常规超声显示胆囊底部占位，大小45 mm×33 mm；图j为超声造影显示该病灶45 s静脉期早廓清；图k为超分辨超声显示胆囊病灶内丰富杂乱血流；图l为示意图显示病灶内为丰富杂乱血流，为Ⅲ型血流模式

表2 常规超声及超声造影各特征鉴别胆囊肿瘤性息肉与非肿瘤性息肉的诊断效能比较

诊断特征	AUC（95%CI）	敏感度（%）	特异度（%）	阳性预测值（%）	阴性预测值（%）	准确性（%）
常规超声特征
息肉最大径≥14.5 mm	0.71（0.60~0.82）	69.00	78.60	87.00	55.00	72.09
单发	0.64（0.51~0.75）	62.50	72.70	87.00	40.00	65.11
测及血流	0.67（0.55~0.78）	72.90	71.10	76.10	67.50	73.26
胆囊壁不连续	0.60（0.48~0.72）	45.50	32.30	54.30	25.00	59.30
宽基底	0.64（0.52~0.76）	64.30	66.70	78.30	50.00	65.11
超声造影特征
动脉期高增强	0.59（0.42~0.76）	56.20	61.50	89.10	20.00	56.98
静脉期早廓清	0.70（0.59~0.81）	77.10	62.70	58.70	80.00	68.60

表2 常规超声及超声造影各特征鉴别胆囊肿瘤性息肉与非肿瘤性息肉的诊断效能比较

诊断特征	AUC（95%CI）	敏感度（%）	特异度（%）	阳性预测值（%）	阴性预测值（%）	准确性（%）
常规超声特征
息肉最大径≥14.5 mm	0.71（0.60~0.82）	69.00	78.60	87.00	55.00	72.09
单发	0.64（0.51~0.75）	62.50	72.70	87.00	40.00	65.11
测及血流	0.67（0.55~0.78）	72.90	71.10	76.10	67.50	73.26
胆囊壁不连续	0.60（0.48~0.72）	45.50	32.30	54.30	25.00	59.30
宽基底	0.64（0.52~0.76）	64.30	66.70	78.30	50.00	65.11
超声造影特征
动脉期高增强	0.59（0.42~0.76）	56.20	61.50	89.10	20.00	56.98
静脉期早廓清	0.70（0.59~0.81）	77.10	62.70	58.70	80.00	68.60

表3 超分辨超声各定量特征鉴别胆囊肿瘤性息肉与胆囊非肿瘤性息肉的诊断效能比较

诊断特征	AUC（95%CI）	敏感度（%）	特异度（%）	阳性预测值(%)	阴性预测值（%）	准确性（%）
血流形态
Ⅱ级及以上血流	0.82（0.73~0.92）	83.00	82.10	84.80	80.00	82.56
定量参数
分形维数＞1.55	0.77（0.66~0.87）	77.10	76.30	80.40	72.50	76.74
血流速度＞17.10（mm/s）	0.75（0.66~0.86）	84.00	50.00	67.70	50.00	72.09
血流容积＞6.37	0.75（0.66~0.86）	78.30	67.50	73.50	73.00	73.26
灌注指数＞6.53	0.75（0.64~0.86）	82.60	67.50	74.50	77.10	75.58
血管密度＞30.78	0.71（0.59~0.82）	87.00	60.00	71.40	80.00	74.42
方向方差＞1745.36	0.55（0.43~0.68）	57.80	59.10	67.50	32.50	58.13
速度方差＞178.96	0.57（0.44~0.69）	64.30	56.80	58.70	62.50	61.63
诊断标准1	0.84（0.75~0.93）	74.60	92.60	95.70	62.50	80.23
诊断标准2	0.82（0.72~0.91）	87.50	76.10	76.10	87.50	81.40

表3 超分辨超声各定量特征鉴别胆囊肿瘤性息肉与胆囊非肿瘤性息肉的诊断效能比较

诊断特征	AUC（95%CI）	敏感度（%）	特异度（%）	阳性预测值(%)	阴性预测值（%）	准确性（%）
血流形态
Ⅱ级及以上血流	0.82（0.73~0.92）	83.00	82.10	84.80	80.00	82.56
定量参数
分形维数＞1.55	0.77（0.66~0.87）	77.10	76.30	80.40	72.50	76.74
血流速度＞17.10（mm/s）	0.75（0.66~0.86）	84.00	50.00	67.70	50.00	72.09
血流容积＞6.37	0.75（0.66~0.86）	78.30	67.50	73.50	73.00	73.26
灌注指数＞6.53	0.75（0.64~0.86）	82.60	67.50	74.50	77.10	75.58
血管密度＞30.78	0.71（0.59~0.82）	87.00	60.00	71.40	80.00	74.42
方向方差＞1745.36	0.55（0.43~0.68）	57.80	59.10	67.50	32.50	58.13
速度方差＞178.96	0.57（0.44~0.69）	64.30	56.80	58.70	62.50	61.63
诊断标准1	0.84（0.75~0.93）	74.60	92.60	95.70	62.50	80.23
诊断标准2	0.82（0.72~0.91）	87.50	76.10	76.10	87.50	81.40

表4 超声单一或多模态参数鉴别胆囊肿瘤性息肉与非肿瘤性息肉的诊断效能比较

诊断模型	AUC（95%CI）	敏感度（%）	特异度（%）	阳性预测值（%）	阴性预测值（%）	准确性（%）
模型1（常规超声）	0.71（0.60~0.82）	69.00	78.60	87.00	55.00	72.09
模型2（超声造影）	0.70（0.59~0.81）	77.10	62.70	58.70	80.00	68.60
模型3（超分辨超声）	0.82（0.73~0.92）	83.00	82.10	84.80	80.00	82.56
模型4（常规超声+超声造影）	0.72（0.61~0.83）	81.30	63.00	56.50	85.00	69.77
模型5（常规超声+超分辨超声）	0.83（0.73~0.92）	84.40	80.50	82.60	82.50	82.60
模型6（常规超声+超声造影+超分辨超声）	0.84（0.79~0.95）	83.00	82.10	84.80	80.00	82.60

表4 超声单一或多模态参数鉴别胆囊肿瘤性息肉与非肿瘤性息肉的诊断效能比较

诊断模型	AUC（95%CI）	敏感度（%）	特异度（%）	阳性预测值（%）	阴性预测值（%）	准确性（%）
模型1（常规超声）	0.71（0.60~0.82）	69.00	78.60	87.00	55.00	72.09
模型2（超声造影）	0.70（0.59~0.81）	77.10	62.70	58.70	80.00	68.60
模型3（超分辨超声）	0.82（0.73~0.92）	83.00	82.10	84.80	80.00	82.56
模型4（常规超声+超声造影）	0.72（0.61~0.83）	81.30	63.00	56.50	85.00	69.77
模型5（常规超声+超分辨超声）	0.83（0.73~0.92）	84.40	80.50	82.60	82.50	82.60
模型6（常规超声+超声造影+超分辨超声）	0.84（0.79~0.95）	83.00	82.10	84.80	80.00	82.60

图4 超声单一或多模态参数鉴别胆囊肿瘤性息肉与非肿瘤性息肉的ROC曲线

表5 不同医师评估超分辨超声下胆囊息肉样病变血流形态的一致性比较（例）

医师1	医师2			总计	Kappa值
医师1	Ⅰ级血管模式	Ⅱ级血管模式	Ⅲ级血管模式	总计	Kappa值
Ⅰ级血管模式	34	3	1	38	0.78
Ⅱ级血管模式	3	15	2	20
Ⅲ级血管模式	2	1	25	28
总计	39	19	28	86

表5 不同医师评估超分辨超声下胆囊息肉样病变血流形态的一致性比较（例）

医师1	医师2			总计	Kappa值
医师1	Ⅰ级血管模式	Ⅱ级血管模式	Ⅲ级血管模式	总计	Kappa值
Ⅰ级血管模式	34	3	1	38	0.78
Ⅱ级血管模式	3	15	2	20
Ⅲ级血管模式	2	1	25	28
总计	39	19	28	86

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Utility of super-resolution ultrasound in characterizing tumor blood flow for differential diagnosis of gallbladder polypoid lesions

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