超聲剪切波彈性成像在慢性乙型肝炎肝纖維化診斷中的應用

車艷玲,蔣敏,徐皓煊,羅敏,吳茜,王海強,吳華臣

1.黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院超聲醫學科,哈爾濱 150040;2.黑龍江中醫藥大學;3.內蒙古師范大學科學技術史研究院;4.北京市第一中西醫結合醫院超聲科

我國是肝臟疾病多發的國家,肝纖維化是慢性乙型肝炎向肝硬化、肝癌發展過程中的一個必經環節,也可認為是慢性乙型肝炎發展為肝硬化進程中的一種早期改變,其主要表現為肝纖維增生和分解不平衡、肝臟組織中纖維和結締組織以及膠原的過度沉積。目前,肝穿刺活檢仍然是肝纖維化診斷分期的金標準,但此方法有創、臨床禁忌證多,不適合廣泛應用。近年來隨著超聲彈性成像技術的發展和應用,使其用于肝纖維化分級的無創診斷成為新興研究熱點。本研究應用超聲剪切波彈性成像(SWE)技術對66例慢性乙型肝炎肝纖維化患者(CHB組)及50例健康成人(對照組)進行彈性模量值測定,并與病理活檢分期結果進行對比,探討超聲SWE在慢性乙型肝炎肝纖維化診斷中的應用價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2020年11月至2021年11月在黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院住院治療且經病理活檢確診為慢性乙型肝炎肝纖維化患者66例(CHB組),男36例,女30例,年齡(32.0±9.2)歲。納入標準:所有診斷患者均符合中華醫學會感染病學分會,中華醫學會肝病學分會制定的《慢性乙型肝炎防治指南(2019年版)》[1]診斷標準。排除標準:①合并酒精性肝炎、藥物性肝炎等其他類型肝病;②肝硬化失代償期;③谷丙轉氨酶(ALT)>2×正常值上限(ULN);④合并糖尿病、冠心病等基礎疾病;⑤妊娠期女性。在超聲檢查1周內進行肝活檢,在超聲引導下的彈性成像切面獲取2條組織進行肝纖維化病理分級。對照組選取健康成年人50例,男25例,女25例,年齡(30.0±8.5)歲。納入標準:無病毒性肝炎,無藥物性肝炎,無脂肪肝,無酒精性肝病,自身免疫性肝炎及無糖尿病、高血壓、冠心病等基礎性疾病,無長期飲酒史,近3個月內體檢肝功能無異常改變的健康成年人。

1.2 研究方法

1.2.1 超聲及彈性檢查 使用法國Supersonic Imagine超聲成像系統,C5-1凸陣探頭,探頭頻率1～6 MHz。以顏色填充取樣框90%以上,且顏色均勻一致為成功,如圖1;測試區域內顏色填充不足、無顏色、出現大量雜色為不成功,如圖2。

圖1 肝超聲剪切波彈性成像取樣框填充成功

圖2 肝超聲剪切波彈性成像取樣框填充不成功

囑被檢者禁食4 h以上,仰臥位,充分暴露腹部,雙臂置于頭部上方,使肋間隙充分打開,并訓練被檢者配合呼吸運動。于右肋間選取合適切面(選取S5段)進行二維灰階掃查,然后切換到SWE彈性成像模式,將SWE檢測的感興趣區置于距探頭3～5 cm深的肝實質內,避開肝內可見的管道結構。檢查時囑患者屏住呼吸,點擊Update鍵,感興趣區肝實質產生橫向剪切波,待3～5 s圖像穩定后凍結,得到彩色編碼的彈性圖像。在成像區域內選取直徑為2 cm圓形定量檢測區域,系統自動計算出檢測區域內組織硬度的彈性參數,即SWE值,單位為kPa。每位患者在同一部位進行5次有效測量,取中位數進行統計分析。以上所有操作均由具有5年以上工作經驗的超聲科主治醫師完成。

1.2.2 肝穿刺活檢 囑患者仰臥位,行超聲引導下經皮肝臟穿刺活檢,并對取出的肝臟組織進行固定、包埋、切片及染色。病理分期依據中華醫學會感染病學分會,中華醫學會肝病學分會制定的《慢性乙型肝炎防治指南(2019年版)》[1]中的Metavir評分系統,共分為F0～F4期5期,F0期:無纖維化;F1期:匯管區纖維性擴大,無間隔;F2期:匯管區纖維擴大,少數纖維間隔生成;F3期:大量纖維間隔生成,伴結構紊亂,無肝硬化;F4期:肝硬化。

2 結果

2.1 肝穿刺活檢與SWE 66例慢性乙型肝炎肝纖維化患者(CHB組)中,活組織病理檢查結果顯示F1期為18例,F2期為22例,F3期為14例,F4期為12例。50例對照組彈性模量平均值為(5.626±1.223) kPa,CHB組與對照組相比,CHB組彈性模量顯著升高(P<0.01)。CHB組中F1～F4期肝纖維化的彈性模量差異有統計學意義(F=33.463,P<0.001),F3期、F4期與F1期比較差異均有統計學意義(P<0.05),且F2期、F3期、F4期兩兩差異均有統計學意義(P<0.05)。CHB組肝纖維化F1～F4期病理分級的彈性模量平均值及95%可信區間見表1。

表1 CHB組肝纖維化各病理分期的彈性模量及95%可信區間(66例)

2.2 肝臟彈性模量與肝纖維化的相關性 Spearman相關性分析顯示,肝臟彈性模量隨著肝纖維化程度的加重逐漸增加,呈正相關(r=0.760,P<0.001)。

2.3 肝臟彈性模量對慢性乙型肝炎不同纖維化程度的診斷價值 以肝組織病理活檢結果為診斷金標準,計算各期彈性模量值為診斷界值時所對應的靈敏度和特異度,繪制ROC曲線結果,見表2。

表2 超聲SWE對慢性乙型肝炎不同纖維化程度的診斷價值

肝纖維化分期≥F2期、≥F3期、F4期曲線下面積分別為0.852、0.903、0.965,以最大約登指數確定肝纖維化各病理分期的診斷界值,區分F1期與F2期、F3期、F4期的界值為7.6 kPa,靈敏度、特異度為83.33%和77.78%,區分F1期、F2期與F3期、F4期的界值為9.3 kPa,靈敏度、特異度為80.77%和90.00%,區分F1期、F2期、F3期與F4期的界值為11.9 kPa,靈敏度、特異度為99.99%和90.74%。

3 討論

隨著乙型肝炎疫苗的普及,我國急性乙型肝炎病毒感染者數量明顯減少,但慢性乙型肝炎患者數量仍然龐大,尤其在相對不發達的三四線城市和農村地區的患者更多。慢性乙型肝炎可引起持續反復的肝實質炎癥反應及壞死,使肝內彌漫性細胞外基質過度沉積而降解不足進而形成肝纖維化。肝纖維化是肝硬化、肝細胞癌的前期病變及必經過程。早期肝纖維化發現及時,并經合理治療是可逆的,但到后期再生結節形成時則不可逆[2]。因此早期明確肝纖維化程度對CHB患者尤為重要,有助于選擇最優的治療時機和調整治療方案。

美國Texas大學Ophir教授及其研究組于1991年首次提出超聲彈性成像的概念[3]。臨床上用于定量診斷肝纖維化及肝硬化的超聲彈性成像技術有3種:瞬時彈性成像(TE)、聲輻射力脈沖成像(ARFI)和SWE。以往研究較多的主要有TE、ARFI等[4-5]。如李娟等[6]的RTE彈性特征量評價兔肝纖維化程度的實驗研究明確表明:RTE彈性特征量有望成為無創評估肝纖維化程度的定量標準;童瑾等[7]的動物實驗也表明:彈性成像ARFI技術可以用來評估兔纖維化程度,其診斷兔各期纖維化的AUC均大于0.9,具有較好的診斷效能。目前SWE技術成為無創定量評估肝纖維化程度的研究熱點。如劉清玉等[8]對兔肝纖維化的研究表明:SWE對兔肝纖維化程度的診斷效能高于肝纖維化血清學指標,且肝Emean與兔肝纖維化程度呈正相關;桑亮等[9]用超聲量化指標預測大鼠肝纖維化嚴重程度的研究中表示楊氏模量是單因素預測肝纖維化嚴重程度能力最大的指標。張榮榮等[10]對SWE和血清肝纖維化指標無創評估CHB效能的比較中顯示SWE診斷性能優于血清學纖維化指標。超聲診斷技術的不斷發展,使得剪切波組織定量技術具有無創性、快捷性、真實還原臟器受累部位及了解臟器形態等優點[11]。

雖然TE和ARFI對肝纖維化均具有一定的診斷價值,尤其是TE應用于臨床的時間較長,各方面研究相對成熟,還被指南所推薦。但兩者仍然具有許多不足之處,如TE存在不能應用于腹水、內間隙過小的患者,測量范圍有限等缺點,ARFI存在取樣面積不足等缺點。因此,SWE相比TE和ARFI更具有優勢和潛力,如SWE單次脈沖輻射所需能量較小、相對安全、取樣面積大等[12]。

本研究的目的主要為了探討SWE技術在診斷慢性乙型肝炎肝纖維化程度中的臨床應用價值,以便更準確、更方便地為臨床提供無創性評估肝纖維化的方法。本研究結果顯示:(1)CHB患者的SWE彈性模量值較正常健康成人高;(2)不同纖維化病理分期之間差異有統計學意義;(3)肝臟彈性模量值隨著肝纖維化程度的加重而逐漸增加,肝臟的彈性模量值與肝纖維化分期存在正相關(r=0.760)。(4)肝臟SWE診斷慢性乙型肝炎肝纖維化≥F2期、≥F3期和F4期的ROC曲線下面積分別為0.852、0.903和0.965;其ROC曲線下面積均大于80%,且各分期診斷閾值的靈敏度和特異度均大于75%,說明本診斷試驗的真實性較好;本實驗將7.6 kPa作為區分F1期與F2～F4期的界值,其特異度達到77.78%;將9.3 kPa作為區分F1～F2期與F3～F4期的界值,其特異度達到90.00%;將11.9 kPa作為區分F1～F3期與F4期的界值,其特異度達到90.74%,可為臨床診斷慢性乙型肝纖維化程度提供較客觀的依據。

本研究結果與其他相關研究成果可能存在差異,考慮原因可能為樣本量少,缺少無肝纖維化的乙型肝炎患者數據;病理活檢取樣存在誤差,對分期存在一定的影響;SWE操作方法存在差異等。