实时超声弹性成像组织弥散定量分析技术对肝外梗阻性黄疸的定量化研究

吴 宇 余小情 祝桂新 郭苏华 杜凤云

实时超声弹性成像组织弥散定量分析技术对肝外梗阻性黄疸的定量化研究

吴 宇 余小情 祝桂新 郭苏华 杜凤云

目的 探讨实时超声弹性成像组织弥散定量分析技术对肝外梗阻性黄疸的诊断。方法选取我院肝外梗阻性黄疸患者90例（黄疸组），依据血总胆红素水平将其分为重、中及轻度黄疸组，各30例；同时选取同期无临床黄疸的健康体检者30例为无黄疸组。分别测量并比较各组AREA%、MEAN存在的差异。应用受试者工作特征（ROC）曲线分析AREA%、MEAN鉴别有无黄疸，以及发生轻度黄疸与中重度黄疸的ROC曲线下面积（AUC）、截断值、敏感性及特异性；应用Pearson相关性分析，评估AREA%、MEAN与总胆红素水平的关系。结果轻度黄疸组AREA%高于无黄疸组，中、重度黄疸组AREA%指标高于轻度黄疸组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。ROC曲线分析显示，AREA%诊断黄疸的截断值、敏感性、特异性分别为44.44%、58.9%、83.7%；AREA%诊断轻度黄疸的截断值、敏感性、特异性分别为43.54%、65.0%、86.7%；AREA%诊断中重度黄疸的截断值、敏感性、特异性分别为47.21%、68.0%、92.5%。轻度黄疸组MEAN低于无黄疸组，中、重度黄疸组MEAN低于轻度黄疸组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。ROC曲线分析显示，MEAN诊断黄疸的截断值、敏感性、特异性分别为81.04、83.3%、78.9%；MEAN诊断轻度黄疸的截断值、敏感性、特异性分别为83.07、53.3%、90.0%；MEAN诊断中重度黄疸的截断值、敏感性、特异性分别为79.95、65.0%、98.0%。结论通过两种弹性定量参数能够初步诊断肝外梗阻性黄疸，并评估患者梗阻程度。

超声弹性成像；弹性定量参数；梗阻性黄疸

目前梗阻性黄疸的诊断主要通过实验室肝功能检查及各类影像学检查，肝功能检查通过测量胆红素水平及各种酶类的改变诊断梗阻性黄疸，同时可以借此评估黄疸对肝脏的损害程度［1］；而在诸多的影像学检查方法中，腹部超声因具有操作简便、无辐射、费用低及重复性好等特点，成为诊断梗阻性黄疸的首选方法［2］。然而，腹部超声无法实现对肝脏功能的评估，因此临床医师必须联合实验室肝功能检查才能实现对病情的全面判断。近年来，实时组织弹性成像（real-time tissue elastography，RTE）作为一种新兴技术因其可以对病灶组织硬度进行量化，借助组织硬度来评判病灶的病变程度，进而成为评估病情更加客观的指标。本研究拟将RTE的弥散定量分析功能用于肝外梗阻性黄疸患者，比较分析弹性定量参数AREA%、MEAN在诊断有无黄疸及黄疸程度的水平，初步实现对梗阻性黄疸患者的梗阻程度定量化评估。

资料与方法

一、研究对象

回顾性分析2014年1月至2015年6月在我院诊断为梗阻性黄疸的90例患者（黄疸组），以患者有黄疸症状且影像学检查显示胆管扩张现象作为确诊标准。纳入标准：①无病毒性肝炎、免疫性肝病、嗜肝细胞病毒肝病、原发性胆汁性肝硬化病史者；②既往无大量饮酒史，无肝毒性药物服用史者；③影像学检查提示有胆管结石、胆囊结石、胆管炎、胰头癌及胆管癌者。依据血总胆红素水平将其分为梗阻重、中、轻度3个亚组：重度组（总胆红素＞340 μmol/L）30例，男10例，女20例，年龄48～63岁，平均（57.50±9.2）岁；中度组（171μmol/L＜总胆红素≤340 μmol/L）30例，男12例，女18例，年龄45～64岁，平均（58.52±9.08）岁；轻度组（34.2 μmol/L＜总胆红素≤171 μmol/L）30例，男16例，女14例，年龄46～66岁，平均（57.50±9.25）岁。另选同期无临床黄疸的胆管结石、胆囊结石或慢性胆囊炎患者30例（无黄疸组），男17例，女13例，年龄43～65岁，平均（58.69± 8.95）岁。各组一般资料比较差异无统计学意义，具有可比性。本研究获本院伦理委员会批准。

二、仪器与方法

使用日立HI Vision Preirus彩色多普勒超声诊断仪，EUP-L52线阵探头，频率为5 MHz。嘱患者取仰卧位，探头置于右侧肋间隙，避开扩张的胆管、粗大的血管及肋骨。将弹性成像感兴趣区域（ROI）设置为边长2.5 cm的正方形区域。探头朝心脏方向，嘱患者屏气后依靠心脏搏动，形成弹性成像波形图，启动组织弥散定量分析软件，调用内置Strain Histogram Measurement数据处理系统，测定应变均值（MEAN，即ROI内相对变形数据的平均值）、蓝色领域百分比（AREA%，即ROI内相对变形在阈值以下的像素与ROI内的总像素的比值），并进行分析。以上操作重复5次，取其平均值。

三、统计学处理

结果

一、黄疸组与无黄疸组AREA%、MEAN比较

黄疸组AREA%较无黄疸组高，而MEAN值较低差异均有统计学意义（t=8.74、-8.56，均P＜0.000）。根据有无黄疸患者AREA%水平制作ROC曲线，AUC为0.729，以44.44%作为截断值，诊断黄疸的敏感性为58.9%，特异性为83.7%，见图1；根据有无黄疸患者MEAN制作ROC曲线，AUC为0.889，以81.04作为截断值，诊断黄疸的敏感性为83.3%，特异性为78.9%，见图2。

图1AREA%诊断有无黄疸患者的ROC曲线图

图2 MEAN诊断有无黄疸患者的ROC曲线图

二、各组AREA%、MEAN比较

各组AREA%、MEAN比较见表1和图3。

重度黄疸组与中度黄疸组AREA%、MEAN比较差异无统计学意义（t=1.210，P=0.232；t=-1.9050，P=0.063）。轻度黄疸组AREA%显著高于无黄疸组，差异有统计学意义（t=-5.204，P=0.000）。根据轻度黄疸患者及无黄疸患者AREA%制作ROC曲线，AUC为0.811，以43.54%作为截断值，鉴别轻度黄疸的敏感性为65.0%，特异性为86.7%，见图4。而重度黄疸组和中度黄疸组AREA%平均值为（48.05±2.92）%，显著高于轻度黄疸组，差异有统计学意义（t=6.324，P=0.000）。根据轻度黄疸患者及中度和重度黄疸患者AREA%水平制作ROC曲线，AUC为0.879，以47.21%作为截断值，鉴别轻度黄疸与中重度黄疸的敏感性为68.0%，特异性为92.5%，见图5。

表1 各组MEAN、AREA%水平比较（±s）

表1 各组MEAN、AREA%水平比较（±s）

与无黄疸组比较，*P＜0.05；与轻度黄疸组比较，＃P＜0.05。

组别 AREA%（%） MEAN黄疸组重度组（30） 48.55±3.00*# 77.16±2.05*#中度组（30） 47.55±2.84*# 78.32±2.25*#轻度组（30） 44.18±2.84* 80.16±4.03*无黄疸组（30） 40.12±3.72 84.75±3.53

图3 各组肝脏实时组织弹性成像图

图4 AREA%诊断轻度黄疸与无黄疸患者的ROC曲线图

图5 AREA%诊断轻度黄疸与中重度黄疸患者的ROC曲线图

无黄疸组MEAN显著高于轻度黄疸组，差异有统计学意义（t=-4.904，P=0.000）。根据无黄疸患者和轻度黄疸患者MEAN制作ROC曲线，AUC为0.750，以83.07为截断值，鉴别轻度黄疸的敏感性为53.3%，特异性为90.0%，见图6。而轻度黄疸组MEAN显著高于重度黄疸组和中度黄疸组的平均值为76.76±2.15，差异有统计学意义（t=5.128，P=0.000）。根据轻度黄疸患者及中度和重度黄疸患者MEAN制作ROC曲线，AUC为0.791，以79.95作为截断值，鉴别轻度与中重度黄疸的敏感性为65.0%，特异性为98.0%，见图7。

三、MEAN、AREA%与总胆红素水平的关系

AREA%与总胆红素水平呈显著正相关（r=0.660，P=0.000）；MEAN与总胆红素水平呈显著负相关（r= -0.803，P=0.000），见图8，9。

图6 MEAN诊断轻度黄疸与无黄疸患者的ROC曲线图

图7 MEAN诊断轻度黄疸与中重度黄疸患者的ROC曲线图

图8 AREA%与总胆红素水平的相关性散点图

图9 MEAN与总胆红素水平的相关性散点图

讨论

梗阻性黄疸是外科常见病症，其中肝外梗阻性黄疸是由于肿瘤、结石、炎症、蛔虫导致肝外胆道胆汁排出障碍，造成肝脏及其他诸如肾脏、心脏等重要脏器的功能损伤。其中对于肝脏而言，胆盐对肝细胞膜直接的破坏作用及梗阻性黄疸时肝脏微循环发生障碍等诸多原因，使肝脏发生弥漫性病变，出现肝功损害，同时使肝脏质地变硬［3］。其中总胆红素可反映肝功能情况，其水平与临床治疗方案选择及预后判断相关［4］。目前梗阻性黄疸的诊断主要通过肝功检查及各类影像学检查。腹部超声因诸多特点，是目前诊断梗阻性黄疸的一线方法。然而，腹部超声无法实现对肝脏功能的评估，必须联合肝功检查才能实现对病情的全面判断。近年来，RTE可以通过量化组织硬度来评估病灶的病变程度，成为评估病情更加客观的指标。在这种背景下，本研究拟将实时超声弹性成像的弥散定量分析功能用于肝外梗阻性黄疸患者，比较分析弹性定量参数MEAN、AREA%在不同肝外梗阻性黄疸中的水平，旨在期望通过弹性定量参数诊断黄疸，并且评估患者梗阻程度，初步实现对梗阻性黄疸患者的梗阻程度定量化评估。

本研究显示，黄疸组AREA%显著高于无黄疸组；同时黄疸组MEAN显著低于无黄疸组。根据黄疸组及无黄疸组的AREA%制作ROC曲线，AUC为0.729，诊断黄疸的敏感性为58.9%，特异性为83.7%。同样根据黄疸组及无黄疸组的MEAN制作ROC曲线，AUC为0.889，诊断黄疸的敏感性为83.3%，特异性为78.9%。以上结果提示梗阻性黄疸患者AREA%较无黄疸者高，而MEAN较无黄疸者低。同时依据AREA%、MEAN鉴别黄疸的准确性较高，敏感性、特异性尚可，进而可以通过此特点来诊断黄疸。考虑原因可能为梗阻性黄疸时，患者肝细胞发生坏死，并且随着梗阻时间的延成，出现纤维组织增生甚至肝硬化。MEAN为ROI内相对平均应变值，区域内硬度越大，则MEAN值越小；而AREA%为ROI内相对变形在阈值以下的像素的比例，即病灶硬度越大，不容易发生相对变形区域越多，AREA%值越大。

同时各组间两两比较显示，中、重度黄疸组间AREA%与MEAN差异无统计学意义；其他各组比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。且AREA%与总胆红素水平呈正相关；MEAN与总胆红素水平呈负相关，表明胆红素水平越高，AREA%越高，而MEAN越低。其中根据轻度黄疸及正常成人AREA%制作ROC曲线，AUC为0.811，诊断轻度黄疸的敏感性为65.0%，特异性86.7%。根据中度和重度黄疸患者及轻度患者AREA%制作ROC曲线，AUC为0.879，鉴别轻度与中重度黄疸的敏感性为68.0%，特异性为92.5%。根据轻度黄疸患者及无黄疸患者MEAN制作ROC曲线，AUC为0.750，诊断轻度黄疸的敏感性为53.3%，特异性为90.0%。根据中度和重度黄疸患者及轻度黄疸患者MEAN制作ROC曲线，AUC为0.791，鉴别轻度与中重度黄疸的敏感性为65.0%，特异性为98.0%。以上结果提示胆红素水平越高，AREA%越高，而MEAN越低；且总胆红素水平与AREA%呈显著正相关；与MEAN呈显著负相关。依据AREA%、MEAN鉴别轻度与中重度黄疸、轻度黄疸与无黄疸的准确度较高，敏感性、特异性尚可。考虑原因为肝内胆红素蓄积引起肝细胞凋亡，使肝脏发生弥漫性病变，使肝脏质地变硬。

综上所述，RTE弹性定量参数AREA%及MEAN可对梗阻性黄疸患者肝脏的弥漫性病变进行无创定量化测量。因此在临床实践中，医师不仅可以通过AREA%及MEAN对患者的梗阻部位进行定位，也可以通过评估胆汁淤积对肝脏质地的影响间接检测肝脏功能，同时还有利于对超声引导下经皮肝穿刺胆管引流术前减黄的效果进行实时评价。考虑到梗阻性黄疸对机体的影响是多方面的，多引起肝脏各种酶类异常，关于弹性成像的定量化参数与梗阻性黄疸时肝功能酶学改变的关联值得进一步讨论。

［1］曹喆，张太平，赵玉沛，等.胰头占位合并梗阻性黄疸：局限性自身免疫性胰腺炎的外科诊疗［J］.中华肝胆外科杂志，2015，21（9）：581，595.

［2］樊静，章建全，蒋晓春，等.双重超声造影对梗阻性黄疸诊断价值的评估［J］.中华超声影像学杂志，2015，24（10）：860-864.

［3］王常元.梗阻性黄疸对肠黏膜通透性的影响［J］.医学综述，2012，18（8）：1201-1204.

［4］刘航，李为民，刘浩润，等.胆管结石患者外周血胆红素水平与调节性T淋巴细胞变化的相关性［J］.中华肝胆外科杂志，2016，22（4）：253-257.

Quantitative research on patients with extrahepatic obstructive jaundice using real-timeultrasoundelasticitytissuedispersionquantitativeanalysistechnique

WU Yu，YU Xiaoqing，ZHU Guixin，GUO Suhua，DU Fengyun
Department of Ultrasound，Shanghai Hudong Hospital，Shanghai 200129，China

ObjectiveTo investigate the value of real-time ultrasound elasticity tissue dispersion quantitative analysis technique in the diagnosis of obstructive jaundice（OJ）.MethodsNinety patients with OJ were enrolled.According to total bilirubin，they were divided into severe OJ group，moderate OJ group and slight OJ group，each group has 30 cases.In the same time，30 cases without clinical jaundice were also selected.The AREA%and MEAN among the groups were compared and analyzed.ROC curves were drawn to evaluate the AUC，cut-off point，sensitivity and specificity of slight，moderate and severe OJ. The correlationbetweenAREA%，MEANlevelsandtotalbilirubinwasassessed with Pearson correlation analysis.ResultsAREA% in slight OJ group was higher than that in normal group，and AREA%in moderate and severe OJ group was higher than that in slight OJ group（all P＜0.05）.ROC curve showed that the cut-off point，sensitivity and specificity in diagnosing OJ for AREA% were 44.44%，58.9%and 83.7%，respectively.The cut-off point，sensitivity and specificity in diagnosing slight OJ were 43.54%，65.0%and 86.7%，respectively.The cut-off point，sensitivity and specificity in diagnosing medium and serious OJ were 47.21%，68.0%and 92.5%，respectively.Furthermore，MEAN in slight OJ group was lower than that in normal group，and MEAN in moderate and severe OJ group was lower than that in slight OJ group（all P＜0.05）.ROC curve showed that the cut-off point，sensitivity and specificity in diagnosing OJ for MEAN were 81.04，83.3%and 78.9%，respectively.The cut-off point，sensitivity and specificity in diagnosing slight OJ were 83.70，53.3%and 90.0%，respectively.The cut-off point，sensitivity and specificity in diagnosing medium and serious OJ were 79.95%，65.0%and 98.0%，respectively.ConclusionQuantitative ultrasound elastic parameters can effectively identify OJ and degree of obstruction.

Elastography；Quantitative ultrasound elastic parameters；Obstructive jaundice

R442.4；R445.1

A

2016-07-17）

200129 上海市，上海沪东医院超声科（吴宇、祝桂新、郭苏华、杜凤云）；上海交通大学附属瑞金医院卢湾分院超声科（余小情）