超声弹性成像技术在肝脏病变中的临床应用价值

高明茹(综述),吴长君(审校)

(哈尔滨医科大学附属第一医院超声科，哈尔滨 150001)



超声弹性成像技术在肝脏病变中的临床应用价值

高明茹△(综述),吴长君※(审校)

(哈尔滨医科大学附属第一医院超声科，哈尔滨 150001)

摘要：肝脏疾病是危害人类健康的重要疾病，其发病率和病死率均位居前列。其中肝纤维化是各种慢性肝脏疾病发展的共同病理学基础，肝纤维化甚至部分早期肝硬化是可以发生逆转的，因此早期诊断疾病对于病情的进展及转归均具有重要的意义。超声弹性成像技术是近些年来新兴的无创超声诊断技术，其具有定性及定量分析组织弹性的能力，可以较真实地还原病变的大小、位置及形态，判定病变的良恶性，因而广泛地应用于临床工作中。

关键词：肝脏疾病;超声弹性成像;诊断

肝脏疾病由于较高的发病率与病死率而受到各国的关注,同时我国又是病毒性肝炎的高发国家。大多数不同病因的慢性肝病均会导致肝脏纤维化,继而渐进性地发展为肝硬化。肝纤维化甚至部分早期肝硬化可被逆转,但若诊疗不及时,必然发展为不可逆的肝硬化[1]。所以，在临床诊疗中实时掌握各种肝脏疾病的情况及准确判断肝纤维化程度显得尤为重要。超声检查因其定位准确、无辐射性、检查禁忌少、可重复性好等优点在肝脏疾病的检查中起重要作用。超声弹性成像技术于1991年由Ophir等[2]提出，近些年一直是医学领域研究的热点，已经逐渐发展为一种实时超声成像工具。弹性是人体组织的重要物理特性，正常组织与病理组织的弹性存在着差异，故在疾病诊断中准确判断生物组织的弹性信息尤为重要。通常临床医师可以通过触诊感知组织的硬度，但触诊因受多种因素影响可行性较差，因此及早发现可应用于临床的无创检测生物组织弹性的方法显得尤为迫切。现就超声弹性成像技术在肝脏病变中的临床应用价值予以综述。

1超声弹性成像技术的基本原理及分类

1.1基本原理超声弹性成像的基本原理是对组织施加一个内部(包括自身的)或外部的动态或静态与准静态的激励，组织将在位移、速度或应变方面产生响应[3]。

1.2常见分类应用于临床诊断肝脏疾病的超声弹性成像技术主要分为4类，包括瞬时弹性成像(transient elastography,TE)技术、声脉冲辐射力弹性成像 (acoustic radiation force impulse,ARFI)技术、实时剪切波弹性成像 (shear wave elastrography,SWE)技术和实时组织弹性成像(real-time tissue elastograph,RTE)技术。

1.2.1TE技术TE技术的原理是使组织通过脉冲激励而产生瞬时剪切波,采用脉冲回波超声捕获装置跟踪剪切波并测定其速度，所测组织中的剪切波速度体现相应组织的硬度,且通过测量肝脏硬度值估测肝纤维化分期[4]。剪切波在组织中的传播速度越快，弹性数值越大，表明肝硬度值越高。Fibroscan(FS)是利用TE原理为基础的新型肝纤维化检测仪器。

1.2.2ARFI技术ARFI技术是近几年新兴的一种组织弹性成像技术，它利用声脉冲辐射力成像及剪切波传播原理，可将被测组织与周围组织的剪切波速快速准确地体现出来，从而通过剪切波在组织中的传播速度来估量组织硬度，即组织内剪切波速度越快，组织越硬。

1.2.3SWE技术SWE技术是一种能够对组织进行定量及定性分析的最新的弹性成像技术[5]，该技术的原理是对生物组织通过发射声辐射脉冲力而施加激励,在生物体的黏弹性组织内产生剪切波,进而利用“马赫锥”原理, 促进剪切波在组织内的生成，之后进行射频数据采集,进而得到组织中剪切波的传播情况，估测组织硬度。组织的剪切波速相当于杨氏模量,两者呈正相关[5]，故杨氏模量值越大，则表示剪切波速度越快，组织越硬，肝纤维化程度越重。

1.2.4RTE技术RTE属于压迫性的超声弹性成像，即检查者手动用探头对组织施加一定的压力而且保持一定的震动频率，使组织受压发生形变，之后对受压组织的位移信息的变化进行分析，并将这种应变情况转化为实时彩色图像，所体现的是被测组织与周围组织之间的相对硬度值，通过可视化的彩色编码反映所测组织的硬度[4]。红色提示弹性模量较小、受压后位移变化较大；蓝色则提示组织弹性模量较大、受压后位移变化较小；绿色提示弹性系数介于中间的组织。附加了组织弥散定量分析功能的RTE技术使弹性成像技术的准确性更高，同时也减少了主观人为因素的影响[4]。

2超声弹性成像在肝脏中的应用

2.1在肝脏纤维化分级中的应用肝纤维化是一个渐进性发展同时又是部分可逆的过程，因为肝纤维化存在部分可逆性，所以早期准确判断肝纤维化的程度十分必要。目前，临床中评价肝纤维化程度的金标准仍是肝穿刺活检。国际通用的Metavia评分标准将肝纤维化分为五级，即F0~F4级。然而，肝穿刺活检存在一定的局限性[6-10]，首先，肝活检是一项有创性的检查，可导致并发症，相关病死率为0.01%[6]，且不易重复进行；另外，肝活检穿刺标本小、纤维化分布不均匀等均可导致取样误差(10%~45%)[7-8]，致使病理结果偏差；再者由于检查者的主观因素，对纤维化分级和炎症分期也有很大的影响[9-10]。因此，肝纤维化的无创性检查正成为研究的主要方向，也是临床的迫切需求。

超声弹性测定作为近些年国内外研究的热点，被认为是无创性检查方法中实时评价肝脏纤维化程度最有希望的技术。Fibroscan是最早用于评价肝纤维化程度的超声弹性成像技术，同时技术也最成熟[11]。Lupor等[11]对慢性丙型肝炎患者肝硬度的影响因素进行分析，证实肝纤维化是影响肝硬度的最主要因素。Chon等[12]对多个研究中心的2772例慢性乙型肝炎患者进行系统的回顾性分析，发现Fibroscan可以较好地通过估测肝脏硬度评估肝纤维化程度，特别是对于代偿期的肝硬化患者，其诊断明显肝纤维化(F≥2),显著肝纤维化(F≥3)及肝硬化(F=4)的ROC曲线下面积分别为0.859、0.887和0.929。Lupsor等[13]对ARFI技术的研究中发现，剪切波速度随肝纤维化程度增加而增快，且各组间剪切波速度比较差异有统计学意义，进而证明ARFI技术可以用于评估肝纤维化程度，与TE技术相比,在F≥3及F=4期两者诊断价值相似，而在早期纤维化期(F1、F2)中TE技术优于ARFI技术，ARFI与TE的ROC曲线下面积分别为0.709、0.902(F≥1)，0.851、0.941(F≥2)，0.869、0.926(F≥3)，0.911、0.945(F=4)。同时有学者对ARFI及TE两种成像进行对比研究，研究对象为慢性乙型肝炎及慢性丙型肝炎患者，以肝穿刺活检的病理结果为标准值，得出ARFI及TE的检测结果均与肝纤维化分级具有明显相关性，且两种弹性成像评估肝纤维化程度的可靠性近似[14]。目前，对于ARFI技术及TE技术评估肝纤维化程度的准确性尚未统一，仍需进行大样本的研究,但两者诊断肝纤维化程度的可靠性均得到肯定。

Colombo等[15]对慢性肝病患者分别进行ARFI、TE及RTE检查，结果发现三者与肝纤维化程度均有较好正相关性，同时证实在判断肝纤维化程度方面，TE和ARFI在肝硬化期诊断价值相似，优于RTE，而在诊断F≥2期时，TE的价值更优越。Bavu等[16]用SWE对慢性肝病患者进行肝纤维化分型的评价，结果提示SWE可作为一种有效的评估肝纤维化程度的辅助检查方法。近期有学者分别采用ARFI、TE和SWE技术对332例慢性肝病患者的肝纤维化程度进行评估，以肝穿刺活检为金标准，发现ARFI是用剪切波速度来评估肝纤维化程度的方法中最可靠的，特别是在肥胖人群中，TE和SWE的准确性相似[17]。目前，超声弹性成像技术评估肝纤维化程度仍没有统一的定量标准，同时未能排除技术本身的局限性和试验样本的复杂性对判定结果造成的影响，因此需要大样本量的进一步研究。例如：腹水、体质指数及腹围过大、肋间隙较窄等因素均会导致Fibroscan判定结果的偏差。

2.2在非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)中的应用NAFLD被认为是成年人中最常见的肝脏疾病，其因糖尿病及肥胖等因素的增加而患病率上升，在组织病理学上是从单纯的脂肪肝到非酒精性脂肪性肝炎的过程，而非酒精性脂肪性肝炎和肝硬化提高了发生肝细胞癌的危险性。在临床实践中超声具有价格便宜、操作简单等优点，进而广泛应用于脂肪性肝病的诊断中，但传统常规超声检查主观人为因素较强。Yoneda等[18]对NAFLD患者应用Fibroscan技术进行研究，以病理结果为金标准，发现在NAFLD患者中Fibroscan测得的硬度值与肝纤维化程度呈正相关。另外Yoneda等[19]将ARFI技术应用于54例NAFLD患者中，发现肝脏剪切波速度(shear wave velocity,SWV)与肝脏脂肪变程度呈正相关，随着NAFID患者肝纤维化程度的增加，肝脏的SWV也逐渐升高，同时发现ARFI和TE对NAFLD的诊断价值相似。张大鹍等[20]运用ARFI技术研究也发现脂肪变程度与肝脏SWV亦呈正相关。但是，同时又有学者指出NAFLD患者的Fibroscan值会受肝脏脂肪变性的影响，Fibroscan评价NAFLD的准确率并不稳定[21]。另有研究认为脂肪变性不影响肝脏SWV值[11]。所以说TE技术和ARFI技术在NAFLD中的研究尚不理想，因其研究的病例数不充足且研究结果尚不统一，还有待进一步深入探讨。对于RTE在NAFLD中的作用，有学者认为受检者的组织弹性值与肝纤维化和脂肪量呈负相关，其中主要与纤维化相关性大，与炎性无相关性，同时其诊断F≥2的ROC曲线下面积为0.92，所以认为在脂肪肝的分度上RTE具有一定的指导和辅助价值[22]。

2.3在肝占位性病变中的应用肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一，因此及时发现、诊断疾病至关重要。有学者对多研究中心的590个运用过ARFI检查的肝脏占位性病变进行系统分析，证实了ARFI技术对于肝脏良恶性病变的鉴别价值较高[23]。Yu和Wilson[24]对肝脏良恶性病变运用ARFI技术进行检测，也发现剪切波速度在肝脏良恶性病变中差异有统计学意义，同时发现其在不同类型病变的剪切波速度也存在差异，所以认为ARFI不仅能为临床上区分肝脏的良恶性占位提供依据，而且还能为区分占位的类型提供可能。方玲等[25]认为，在肝脏良、恶性肿瘤鉴别方面，RTE技术优于常规超声，且对区分良、恶性病变的准确性较常规超声高，所以认为超声弹性成像一定程度上提高了肝内占位性病变的检出率，同时在定性及定量方面均提高了病变的诊断价值，但仍需进一步研究。

2.4在急性肝脏病变中的应用有研究表明处于活动期的肝炎会高估肝纤维化的分级程度[26]，所以临床上对急性期肝炎患者的纤维化分级应慎重。黄品同等[27]通过对兔建立急性肝淤血模型，利用ARFI技术对比腔静脉结扎前、后20 min兔的肝脏实质弹性改变，发现同一部位SWV值在结扎前后差异有统计学意义[(1.28±0.08) m/s 比(0.96±0.11) m/s，P<0．05]，提示ARFI技术可用于急性肝病的判定；其后续研究是对兔腔静脉结扎前、后20 min 及再开放20 min三个阶段的肝脏弹性系数进行对比，得出腔静脉重新开放后SWV值与腔静脉夹闭前比较，差异无统计学意义，腔静脉夹闭前及重新开放后20 min SWV值均明显高于腔静脉夹闭后[(0.97±0.12) m/s比(0.94±0.14) m/s 比(0.75±0.17) m/s，P<0.05][28]，该实验提示ARFI技术可能在评价急性肝淤血类疾病的转归及治疗中有临床意义。研究显示，SWE技术可通过测量创伤灶与正常肝组织间弹性值差异确立创伤灶，为定量测定肝创伤提供了可行性[29]。

2.5超声弹性成像在射频消融中的应用经皮射频消融治疗因其具有创伤小、可重复性高、痛苦小等优点，并可对肿瘤组织进行彻底灭活，受到很多的重视及临床应用，但也不可否认其同时具有消融不彻底导致的残留及局部复发的潜在因素。因此,治疗过程中及治疗后的影像学参考对射频消融疗效的评估显得尤其重要。目前临床中常规二维超声之所以广泛应用于肝癌射频消融术中，是因为其具有价格低廉、可重复性强且无放射损伤等优点。然而，灰阶超声难以对消融灶范围、边界做出准确评估，因此将难以进行射频消融。试验证实，无论是在射频消融区的范围及边界的判断上还是图像的清晰度上，ARFI技术都更优于常规超声[30]。有学者研究报道，实时超声弹性成像能较好地反映消融灶的真实大小及更清楚的边界，但会受到消融灶深度的影响[31]。

3结语

超声弹性成像作为一种全新的无创成像技术,其具有无创、无痛、操作简便、重复性好等优点，能较准确地对病变的性质进行定量及定性的诊断,为临床诊断及治疗提供了更有利的依据，其在许多领域的实践中已经显示了有效性和优越性，在临床中也显现其独特的应用价值。但其在临床应用的时间短，各类技术的研究进展不甚相同，特别是实时剪切波弹性技术的研究较少，临床价值并未充分证实，仍有很多不完善之处。目前，超声弹性成像技术在临床使用中并未形成固定的标准值，临床医师对其使用尚不熟悉,对各种弹性的影响因素研究的也不是很深入，相信随着临床样本量的不断增大、机器的不断更新、研究的更加细致、深入，超声弹性成像技术将在更多领域体现其独特的临床应用价值。

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Study on the Clinical Application Value of Ultrasound Elastography in Liver LesionsGAOMing-ru,WUChang-jun. (DepartmentofUltrasound,theFirstAffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity,Harbin150001,China)

Abstract:Liver disease is an important disease that endangers human health,with its morbidity and mortality among the top.Liver fibrosis is a common pathological basis for the development of a variety of chronic liver diseases,however,liver fibrosis and even part of the early cirrhosis can be reversed.Therefore,early diagnosis of the disease has great significance in the progression and prognosis of the disease.Ultrasound elastography is a noninvasive ultrasound diagnostic technology emerging in recent years,it has the advantage ofqualitative and quantitative analysis on tissue elasticity,and can veritably reflect the size,location and shape of lesions and identify benign and malignant lesions,therefore,is widely used in clinical work.

Key words:Liver lesions； Ultrasound elastography； Diagnosis

收稿日期：2014-05-04修回日期：2014-10-31编辑：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.09.051

中图分类号:R445.1

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)09-1671-03