超声弹性成像在儿童肝病中的应用进展

姚桃月，陈文娟，段星星，周梦洁，杨柳

湖南省儿童医院超声科，湖南长沙 410007；*通讯作者 陈文娟 chenwjok@126.com

弹性成像的基本原理是对某个组织施加一个内/外部的激励，组织将产生内部形变或速度的变化，从而得到其弹性值。超声弹性成像可反映组织弹性力学信息，增加超声诊断信息，已广泛用于成人肝脏[1]、乳腺[2]、甲状腺[3]、肌骨[4]等组织，并在成人乙型肝炎、丙型肝炎、酒精性肝病、自身免疫性肝病、门静脉高压等肝病中得到应用。近年，超声弹性成像在儿童疾病中的研究日益增多，本文拟对其在儿童肝病中的应用与进展进行综述。

1 超声弹性成像的分类及原理

根据欧洲生物医学超声学会联盟（EFSUMB）发布的超声弹性成像临床应用指南与建议（2017）[1]，超声弹性成像主要包括准静态弹性成像和动态弹性成像。实时组织弹性成像（real-time tissue elastography，RTE）是一种半定量准静态弹性成像技术。动态弹性成像包括瞬时弹性成像（transient elastography，TE）、声辐射力脉冲成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）、二维实时剪切波弹性成像（shear wave elastography，2D-SWE）。

RTE 通过操作者手法施加压力或借助心血管搏动，诱导组织应变形成相关弹性图而反映组织相对软硬度，是目前唯一可用于内镜超声下的弹性成像技术[2]，但在心脏功能不全患者中的应用中受到限制。TE 采用脉冲激励，使组织内产生瞬时剪切波反映组织硬度，其操作性、重复性强，技术成熟并得到广泛应用；但其不足之处是无法实时显示二维图像，且仅能评估组织软硬度。ARFI 利用短时程、聚焦声脉冲作用于组织感兴趣区产生剪切波，通过测量剪切波速度（shear wave velocity，SWV）反映组织软硬度，其优点为操作迅速，可避开血管结构，且能够定量分析脂肪变性程度[3]；但其不足之处是取样框形态及容积固定，局部声辐射能量过大。2D-SWE 利用马赫锥效应，依靠组织内的声辐射激励而产生横向剪切波，反映组织绝对软硬度。2D-SWE的优点是诊断纤维化效能高；不足之处是检测结果易受进食、运动、肝淤血等因素的影响，使用不同设备、不同探头探测肝脏硬度所得结果具有差异[1,5]。

2 正常儿童肝脏弹性参考值及影响因素

2.1 RTE Selmi 等[4]应用RTE 扩散定量分析软件发现健康婴儿和儿童肝脏的平均应变值为 106 a.u（87～115 a.u）；蓝色面积百分比为25，范围11～45。

2.2 TE Lewindon 等[6]研究发现，肝硬度值（liver stiffness measurement，LSM）随年龄增长而增加：0～2岁为（3.5±0.5）kPa，3～5岁为（3.8±0.3）kPa，6～11岁为（4.1±0.2）kPa，而12～18岁健康儿童的LSM值接近健康成年人的（4.5±0.2）kPa。Goldschmidt 等[7]研究发现，镇静药、进餐、探头型号（S1、S2、M）、检测部位（腋前线肋间、锁骨中线肋间）均对LSM值有显著影响。

2.3 ARFI Eiler 等[8]研究发现，3～16岁健康儿童肝SWV值为（1.16±0.14）m/s，女性肝LSM值较男性高（P=0.025），肝右叶LSM值较肝左叶低（P＜0.001）、重复性好。

2.4 SWE 夏清蓉等[9]研究发现，健康儿童LSM值为（4.21±0.70）kPa，不同操作者的测量一致性较好，组内相关系数为0.92。Palabiyik 等[10]研究发现，新生儿和婴儿平均SWV值为（1.23±2.43）m/s，年龄、性别、体重、身高、体重指数（BMI）与肝SWV值均无显著相关性。Franchi-Abella 等[5]研究发现，法国声科不同探头（SC6-1、SL15-4）所测LSM值差异有统计学意义（P=0.006）。

3 弹性成像在儿童肝病中的应用

欧洲超声医学与生物学联合会《弹性成像临床应用指南与建议（2017）》、世界超声医学与生物学联合会《超声弹性成像临床应用指南与建议（2015）》以及我国《弹性成像评估肝纤维化专家共识（2015）》均指出，弹性成像有利于评估肝脏弥漫性疾病肝纤维化程 度[1,11-12]。目前，弹性成像在儿童肝病中的研究与应用日益增多，如胆道闭锁（biliary atresia，BA）、非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）、囊性纤维化病（cystic fibrosis liver disease，CFLD）等。

3.1 弹性成像在儿童BA 中的应用 贺晓等[13]研究发现，BA组和婴儿肝炎综合征组（infantile hepatitis syndrome，IHS）RTE 评分差异有统计学意义（P＜0.01），且RTE 评分与BA和IHS 患儿的肝纤维化程度呈显著正相关（r=0.968，P＜0.01）。Shin 等[14]采用TE 研究发现，胆道闭锁超声征象如三角形纤维斑块厚度、肝动脉内径、门静脉内径与肝纤维化程度均无显著相关性，仅 LSM值与肝纤维化程度呈显著正相关（P＜0.01）。Zhang 等[15]应用ARFI 研究发现，BA 患儿Kasai 术后脾SWV与Kasai 术后肝硬化并发症胃食管静脉曲张程度（esophageal/gastric varices，EV/GV）显著相关，与肝SWV值无显著相关性。因此，ARFI可作为一种非侵入性方法，用于预测Kasai 术后BA患儿是否存在胃食管静脉曲张。Wang 等[16]应用SWE研究发现，当LSM 最佳截断值取8.68 kPa 时，ROC曲线下面积为0.997，诊断BA的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为97.4%、100%、100%、96.9%，提示SWE可以为鉴别诊断BA和HIS 提供较可靠的信息。

3.2 弹性成像在儿童脂肪肝中的应用 Goldschmidt 等[17]应用TE 研究发现，异常的LSM 不仅能提示肥胖患儿存在NAFLD，还能作为监测NAFLD的工具。郑宁等[18]应用ARFI 研究发现，当肝SWV 最佳截断值取1.08 m/s，ROC曲线下面积为0.7，诊断NAFLD的敏感度、特异度分别为80%、82%。Ozkan 等[19]应用ARFI 研究发现，NAFLD 患儿肝SWV值与BMI 无显著相关性，仅与肝纤维化程度呈显著正相关（P＜0.001）；Kamble等[20]应用ARFI 研究发现，肥胖儿童LSM值与谷草转氨酶/ 谷丙转氨酶（glutamic oxaloacetic transaminase/glutamic pyruvic transaminase，AST/ALT）的相关性较好，甚至在预测儿童NAFLD 肝纤维化程度方面能取代AST/ALT（＞0.8）。Garcovich 等[21]应用SWE 研究发现，LSM与患儿NAFLD 肝纤维化程度呈显著正相关，而与氨基转移酶、AST、小叶炎症、肝细胞脂肪变性和肝细胞气球样变水平相关性较差。另外，Bailey 等[22]应用SWE 研究发现，在NAFLD 患儿中，二维超声表现异常组与二维超声表现正常组间肝SWV值差异有统计学意义，表明SWE 能定量评估肥胖儿童的肝脏硬度。

3.3 弹性成像在儿童CFLD 中的应用 Rath 等[23]研究发现，TE 联合基质金属蛋白酶组织抑制剂-2（TIMP-2）评估CFLD 肝纤维化程度，其敏感度与特异度分别为95.2%、91.7%，其敏感度与阴性预测值显著增加。Aqul 等[24]应用TE 研究发现，LSM值较谷草转氨酶/血小板比值（aspartate aminotransferase to platelet ratio，APRI）更能准确地评估CFLD 患儿的肝纤维化程度；当LSM 最佳截断值取6.3 kPa 时，其诊断CFLD 伴门静脉高压的ROC曲线下面积约为0.91。Canas 等[25]应用ARFI 研究发现，当肝右叶SWV 最佳截断值取1.27 m/s时，ROC曲线分析诊断患儿CFLD的敏感度和特异度分别为56.5%、90.5%，表明ARFI 诊断CFLD的准确性较高。

3.4 弹性成像在儿童单心室Fontan 术后肝病中的应用 Fidai 等[26]和Chen 等[27]应用TE 研究发现，单心室患儿Fontan 术后肝LSM值改变与术后时间呈显著正相关，表明通过TE 能有效地无创监测患儿术后肝硬度的变化，有利于临床医师综合评估患儿预后。Dipaola 等[28]应用SWE 研究发现，单心室患儿Fontan术后肝病LSM的改变与术后下腔静脉压缓慢升高而导致肝淤血有关。

3.5 弹性成像在儿童门静脉高压及其并发症中的应用 Voutilainen 等[29]应用TE 研究比较LSM、APRI、血小板/脾尺寸Z值（platelet-to-spleen size z score ratio，P/SZC）、SZC 预测门静脉高压并发症EV/GV的能力，发现 APRI 在最佳受试者工作特征曲线下面积（AUROC）为0.832 时，预测EV/GV的敏感度及阴性预测值可达100%。Yoon 等[30]应用SWE 研究发现，LSM与肝静脉压力梯度（venous pressure gradient，HVPG）呈显著正相关（r=0.742，P＜0.001），当LSM最佳截断值取18.4 kPa，AUROC为0.915，提示患儿伴有临床显著门静脉高压（即HVPG≥10 mmHg）的敏感度、特异度、准确度分别为87.5%、84%、84.8%；而变异系数≤0.2是评估LSM值与HVPG 相关性是否可靠的标准。

3.6 弹性成像在其他儿童慢性肝病中的应用 Schenk 等[31]应用RTE 研究发现，应变平均值（MEAN）和蓝色面积百分比（%AREA）与慢性肝病肝纤维化程度的相关性一般。然而，Fitzpatrick 等[32]研究发现，LSM与肝组织炎症、脂肪变性程度呈显著正相关。Behairy 等[33]应用TE 研究发现，同一肝纤维化阶段，病因不同，LSM值不同，而肝纤维化程度是影响LSM值的唯一独立显著因素（P＜0.0001）。Stefanescu 等[34]应用TE 研究发现，肝豆状核变性患儿LSM 增加与肝内铜积累程度呈正相关，而与尿铜排泄量无显著相关性。Tomita 等[35]应用ARFI 研究发现，LSM（腹中线部位检测）、LSM（右肋间部位检测）、AST、ALT、γ-GGT 提示肝纤维化病理分期≥F3的ROC曲线下面积分别为0.760、0.849、0.729、0.767、0.809，右肋间LSM检测具有最佳诊断效能。Dhyani 等[36]应用SWE 研究发现，LSM值能较好地提示肝纤维化病理分期≥F2，其ROC曲线下面积为0.62。

4 总结与展望

超声弹性成像的局限性为：①检测成功率及检测肝脏硬度值受诸多因素影响，有关弹性成像基础问题及临床应用研究需进一步探讨，减少相关干扰因素；②不同探头、设备与系统弹性测值有所差别，对肝纤维化分期尚未统一标准；③在肝脏方面，研究病种及样本较局限，部分技术仅应用于离体或动物实验中，需开展大样本、多中心合作的临床研究；④在研究对象方面，仅少部分儿童疾病开展超声弹性成像，更由于部分儿童年龄过小，不能配合医师检查，进一步限制了其应用。尽管存在上述诸多问题，但超声弹性成像具有无创、简便、安全性高、重复性佳等优点，且儿童皮下脂肪组织薄，目前临床上已有儿童专用探头，这些势必将进一步拓展其在更多儿童疾病诊断、预后评估及随访中的应用。