剪切波弹性成像技术评估非酒精性脂肪性肝病研究进展

江唯希，冉海涛,2*

(1.重庆医科大学附属第二医院超声科，重庆 400010;2.重庆医科大学超声影像学研究所 超声分子影像重庆市重点实验室,重庆 400010)

近年来，由于营养过剩和肥胖等导致的一系列代谢性综合征相关疾病已经在全球范围内蔓延。非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease， NAFLD)病情发展相对缓慢，随访10～20年肝硬化发生率低；然而一旦进展为脂肪性肝炎，肝硬化发生率则迅速增加。对于NAFLD晚期患者，应定期筛查有无原发性肝癌[1]。目前剪切波弹性成像技术主要用于评估病毒性肝炎肝纤维化分级，而针对NAFLD肝纤维化的评估尚未普及。本文针对3种不同剪切波弹性成像技术评估NAFLD肝纤维化程度的研究现状进行综述。

1 超声弹性成像技术

目前肝穿刺活检是诊断NAFLD的金标准，但属有创性检查，价格昂贵，检查过程中患者存在疼痛不适，且可能伴发出血、气胸和血胸等并发症。血清生化学指标如细胞角蛋白-18片段用于评价NAFLD具有客观、安全性高及可重复性好等优点，但其与纤维化分级的相关性较低，且难以评估可能存在多器官纤维化病变患者某一特定器官是否存在纤维病变。在我国，超声检查是最常用的脂肪肝筛查手段，而常规二维超声对脂肪肝程度的判断受超声医师主观性影响，且无法定量测量，不利于治疗后评估疗效。

弹性成像[2]近年来取得了飞速发展。超声弹性成像诊断慢性肝病的病理基础是肝细胞脂肪变性伴或不伴肝细胞气球样变、炎症损伤及肝窦周纤维化导致肝实质硬度改变。根据对组织施加压力方式的不同，弹性成像分为应变力和剪切波弹性成像，也称作静态弹性成像和连续性弹性成像。剪切波弹性成像主要包括瞬时弹性成像(transient elastography， TE)、单点剪切波弹性成像(point shear wave elastography， pSWE)和实时二维剪切波弹性成像(two-dimensional shear wave elastography， 2D-SWE)，均通过向组织连续发射声脉冲获取剪切波速度(或kPa值)，能够克服应变力弹性成像因外力施压不均致可重复性差的缺点，操作简单、快速，是目前国内、外研究的热点[3-4]。

2 不同剪切波弹性成像技术在NAFLD诊断中的应用

2.1 TE TE是由探头发射一个低频、低强度的脉冲传入组织后产生一个横向的剪切波，由探头上的超声换能器采集[5]。Kumar等[6]采用TE对205例NAFLD患者行前瞻性研究，结果显示肝脏硬度值与脂肪肝的纤维化程度呈正相关(r=0.68)，肝纤维化F3与F4期患者的肝硬度值差异有统计学意义，F1～F4期肝硬度最佳临界值为6.1、7.0、9.0、11.8 kPa时，AUC依次为0.82、0.85、0.94和0.96；肝硬度临界值为10.6 kPa时，诊断F4期的敏感度为100%，表明TE评估NAFLD的肝硬化阶段(≥F4期)具有非常好的效能。但该研究同时发现TE在评估轻度脂肪肝(F1/F2期)时，肝硬度值与健康对照组差异无统计学意义，可能因轻度NAFLD患者肝组织纤维化面积小，使TE难以区分F1、F2期患者与健康人。Ergelen等[7]采用多普勒超声和TE评价63例NAFLD患者的肝纤维化程度，肝动脉阻力指数临界值取0.75时，诊断F2期的敏感度和特异度分别为78%和75%， AUC为0.90；而TE临界值取9.8 kPa时，诊断F2期的敏感度和特异度分别为90%和91%，AUC为0.95。目前TE已得到广泛运用，且已有评估肝纤维化的规范流程和报告系统。

但TE为一维超声，测量时无法显示肝脏图像，有可能测量到如血管和韧带等非目标组织。同时，多项报告指出[5，8]，对于体质量指数(body mass index, BMI)≥28 kg/m2、腹部脂肪层较厚或存在腹腔积液者，TE检测的失败率较高，而多数中、重度脂肪肝患者往往皮下脂肪层厚、BMI高，因此以配备传统M探头的TE评估重度脂肪肝患者具有一定局限性。XL探头发射的声波频率比M探头更低(2.5 MHz)，可探测距皮下35～75 mm的组织[9]，可用于评估NAFLD患者的肝纤维化程度。Wong等[10]采用XL探头评估193例NAFLD患者(其中68例BMI≥30 kg/m2)肝脏硬度，发现使用M探头的失败率为10%，而XL探头仅为2%；XL探头测量所得的平均肝硬度值低于M探头，诊断肝纤维化F2～F4期的临界值依次为6.2、7.2、7.9 kPa。以上结果提示，还需更多大样本研究，以探讨XL探头检测肝硬度的临界值。

2.2 pSWE pSWE过去又称声辐射力脉冲弹性成像，可在显示二维超声的同时对指定区域单点聚焦发射低强度脉冲，最大深度可达皮下8 cm。声触诊组织定量是通过追踪横向剪切波速度(shear wave velocity， SWV)来评估组织的硬度。

SWV随组织硬度增加而提高。目前研究证明[11-12]pSWE可用于评估慢性肝病的纤维化等级。张大鹍等[13]采用pSWE和天冬氨酸转氨酶(aspartate aminotransferase, AST)与血小板(platelet， PLT)比值指数(AST/PLT ratio index， APRI)评价67例NAFLD患者肝纤维化程度，结果发现pSWE评估肝纤维化的相关性系数(r=0.416，P<0.01)较APRI指数更高(r=0.254，P<0.05)，pSWE评估F2～F4期肝纤维化的AUC分别为0.714、0.765、0.853，较APRI指数(0.653、0.577、0.651)更高，提示SWV能较APRI更准确地反映肝纤维化程度。Yoneda等[14]报道，pSWE剪切波速度临界值分别取1.77、1.90 cm/s时，诊断F3、F4期敏感度均为100%，特异度分别为91%、96%，AUC分别为0.973、0.976。Yoneda等[14]报道的诊断F3、F4期肝纤维化的AUC高于张大鹍等[13]的结果，可能与两者采用不同的病理分期标准以及Yoneda等[14]所纳入的F4期样本量较少有关。龚黎等[15]将95例NAFLD患者分为肝功能不全组和肝功能正常组，结果显示肝功能不全组SWV值[(1.01±0.16)m/s]低于肝功能正常组[(1.10±0.19)m/s]，且SWV值与甘油三酯及BMI呈负相关(r=-0.418、-0.243)，表明脂肪肝伴肝功能不全患者可能已发展为脂肪性肝炎，而炎症可导致肝脏硬度降低，弹性值下降。Attia等[16]采用pSWE观察97例NAFLD患者，多因素回归分析结果显示肝纤维化等级是SWV的唯一影响因素，而与炎症程度无关，且肥胖(BMI>30 kg/m2)与超重(25≤BMI≤30 kg/m2)的脂肪肝患者之间SWV差异无统计学意义(P>0.05)，提示脂肪变性不会影响SWV。对于SWV与肝血清学指标以及炎症损伤程度的相关性尚需进一步研究。

此外，不同深度的肝组织弹性值也可能存在一定差异。有学者[17]在脂肪肝患者的肝右叶距皮下6 cm处测量肝硬度，发现重度组pSWE值低于中度组、轻度组和正常组，差异均有统计学意义，而肝右叶距皮下4 cm处各组间差异无统计学意义，可能与该处更接近肝包膜，肝包膜及胸廓等因素的影响使组织应变力降低有关。

pSWE较TE的优势在于使肝硬度检测与灰阶超声结合，帮助操作者避开胆囊及肝内血管等非目标组织；且BMI及有无腹腔积液等对结果的影响更小[18]。然而一项针对同一组脂肪肝患者分别行pSWE和TE检查的研究[16,18-19]发现，pSWE和TE对于脂肪肝患者在F3、F4期的诊断效能并无统计学差异，或TE仅稍高于pSWE。其他研究[20]显示，虽pSWE较TE的检查失败率低，但前者每次测量值浮动较大，因此常需要对同一受检者测量10次，取中位数，且测量后常需数秒延迟才可得到结果，使该检查相对耗时。

2.3 2D-SWE 2D-SWE是目前最新的弹性成像技术，采用探头发射声辐射脉冲，在组织不同深度上连续聚焦，引起组织微粒振动并产生横向剪切波，可对被检测组织的剪切波杨氏模量值进行精准测量，并可将彩色编码叠加于二维解剖图像，从而形成活体组织的弹性模量分布[21]，并可同时对ROI进行定性和定量测量。同时，2D-SWE通过超高速成像系统，每秒数千次追踪剪切波，可实现实时测量组织硬度。

目前国内将2D-SWE用于评估NAFLD的研究尚少。李玲等[22]运用2D-SWE技术定量分析兔肝脏脂肪等级，发现杨氏模量的最大值、最小值、平均值均高于对照组；杨氏模量平均值与碱性磷酸酶、白蛋白与球蛋白比(albumin/globulin， A/G)呈线性负相关(r=-0.676、-0.632，P=0.011、0.021)，最小值与A/G呈线性负相关(r=-0.549，P=0.050)，与谷氨酰转移酶呈线性正相关(r=0.589，P=0.034)，提示2D-SWE杨氏模量指标受肝功能影响。孙璐璐等[23]对124例NAFLD患者行2D-SWE检查，并与肝穿刺活检结果对照，发现F3、F4期杨氏模量临界值分别取9.85、13.8 kPa时，敏感度均为100%，特异度分别为68.3%、100%，AUC分别为0.867、0.959，肝杨氏模量值与NAFLD纤维化分期呈线性正相关，表明杨氏模量值越高，肝纤维化程度越重，提示2D-SWE对处于晚期肝纤维化期和肝硬化期的NAFLD患者具有较高诊断价值。Cassinotto等[18]对328例NAFLD患者同时行2D-SWE、pSWE和TE检查，结果发现3种弹性技术所测得的肝脏硬度值均与肝纤维化等级相关(r=0.55～0.68)，而脂肪变性和炎症仅与TE的弹性值轻度相关(r=0.28、0.22)，与pSWE和2D-SWE无相关；2D-SWE测量F2～4期的AUC分别为0.86、0.89、0.88，高于pSWE和TE，表明2D-SWE对NAFLD的诊断效能更佳。Garcovich等[24]评估68例处于脂肪肝早期阶段的青少年患儿(≤18岁)，发现肝硬度值临界值取5.1 kPa时，诊断F1期的敏感度和特异度、阳性似然比、阴性似然比和AUC分别为85%、95%、16.29、0.15、0.922；肝硬度值临界值取6.7 kPa时，诊断F2期敏感度和特异度、阳性似然比、阴性似然比和AUC分别为87%、96%、22.75、0.13、0.966；表明2D-SWE对于NAFLD的青少年患者也具有较高的诊断准确率。

此外，与pSWE和TE不同，2D-SWE弹性取样容积可调节，ROI最小测量区域直径可达1 mm，故可用于鉴别局灶性脂肪肝与肝脏实性占位病变。研究[25]表明，2D-SWE测值稳定，可重复性好，不足之处在于采用2D-SWE检查在难以控制呼吸患者中的成功率下降，且使用不同频率探头测得的弹性值有所差别。

3 前景与展望

作为一种新兴的成像模式，剪切波弹性成像评估NAFLD肝纤维化不仅具有无创、简便、可重复性好等优点，还可快速、精确地评估肝纤维化分级，监测疾病预后。相信随着技术的不断发展与革新，剪切波弹性成像将在NAFLD的诊断中扮演重要角色。