超声弹性成像技术在肝硬化门静脉高压诊断中的应用进展

朱 欣，韩江涛

（1. 川北医学院医学影像学院，四川 南充 637000 ；2. 四川省宜宾市第一人民医院超声科，四川 宜宾 644000）

健康人门静脉的压力为0.98 ～1.47 kpa（100 ～150 mmH2O）。当门静脉压力超过2.45 kpa（250 mmH2O）时，即表示发生门静脉高压。门静脉高压主要是由于门静脉血流受阻所致，可分为肝前型、肝内型和肝后型。肝硬化是引起门静脉高压最常见的病因[1]。门静脉高压对肝脏的血流动力学指标可产生极大的影响，会导致一系列临床并发症的发生。因此，对肝硬化门静脉高压患者进行有效的门静脉压力测量至关重要。门静脉系统的解剖结构有一定的特殊性，故直接测定门静脉压力较为困难。肝静脉压力梯度（hepatic venous pressure gradient，HVPG） 是 指 肝 静脉楔入压与游离压之差。在直接测定门静脉压力困难的情况下，通过测量HVPG 来评估门静脉的压力则相对容易。HPVG 是国际上公认的反映门静脉压力的最佳指标[2]。2015年的Baveno Ⅵ共识会议指出，HVPG ＞5 mmHg 及≥10 mmHg 分别提示存在窦性门静脉高压及存在显著门静脉高压（clinically significant portal hypertension，CSPH）。 研究显示，HVPG ＞12 mmHg 是引起食管胃底静脉曲张的高危因素，HVPG ＞16 mmHg 则提示患者存在较高的食管胃底静脉曲张破裂出血的风险。HVPG 的测定属于有创操作，且对检查设备及检查人员技术水平的要求较高，难以在临床上广泛开展。因此，找到一个简单易行且准确性高的方法测量及评估门静脉压力至关重要。超声弹性成像技术是一种安全、无创、操作简便的检查方式。与采用HVPG 评估门静脉压力相比，采用超声弹性成像技术评估门静脉压力具有可重复操作、无创、价格低等优势，可在临床上推广使用。本文就超声弹性成像技术在肝硬化门静脉高压诊断中的应用进展进行综述。

1 超声弹性成像技术的原理及类别

超声弹性成像技术的原理是：人体的任何组织都具有内在的机械/ 弹性特性，可通过给组织施加一个外部或内部（包括自身生理活动）的动态或静态激励，使组织产生位移或速度方面的响应，然后以数字图像对这种响应信息进行直观显示和量化表达。超声弹性成像技术包括声脉冲辐射力弹性成像（acoustic radiation force impulse，ARFI）技术、瞬时弹性成像（transientelastrography，TE）技术和应变弹性成像技术[3]。本文主要就前两种超声弹性成像技术进行论述。TE 技术是以超声诊断技术为基础形成的一种用以测定组织弹性的无创技术，于2003 年开始在临床上应用。该技术可通过多普勒超声评估瞬时剪切波的轴向传播。人体组织的硬度越大，剪切波通过的速度越快。因此，通过测量低频（50 Hz）剪切波通过组织时的速度，就能得到该组织的硬度值。TE 技术较早应用于肝纤维化成像的研究中，能简单、直接、准确地评估肝脏的弹性。ARFI 技术是一种近年来发展起来的基于B 超成像的实时动态弹性成像技术。该技术可通过剪切波在传播过程中会出现的速率及相位变化反映组织的硬度。在应用ARFI 技术时，可通过特定的电子系统采集组织内的剪切波信号，并演算出相应组织的剪切波速度（shear wave velocity，SWV），获得的SWV 越大，表示组织硬度越大。ARFI 技术包括点式剪切波弹性成像技术和实时二维剪切波弹性成像技术。

2 超声弹性成像技术在临床上的应用

2.1 采用超声弹性成像技术测量肝脾硬度的原理

2017 年，欧洲生物医学超声学会联盟（European Federation of Societies for Ultrasound in Medicine and Biology，EFSUMB）[4]更新了关于弹性成像技术临床应用的指南。该指南中提出，肝和脾的硬度与采用HVPG 评估门静脉压力和食管静脉曲张存在良好的相关性。肝硬化是指由于多种原因引起肝细胞变性、坏死，继而出现纤维组织增生和肝细胞结节状再生的一种慢性进行性肝病。肝纤维化的出现是导致肝脏硬度增加的决定性因素。进行超声弹性成像检查能明确肝脏疾病患者肝实质的生物力学改变。Vizzutti 等[5]认为，随着门静脉压力的增加，肝硬度与HVPG 之间的相关性逐渐丧失。在这种情况下，测量脾脏的硬度似乎能更可靠地反映门静脉的压力。脾硬度是肝脏失代偿的预测指标。脾硬度与HVPG 高度相关，这可能是因为门静脉高压患者普遍存在脾重构。这种重构可归因于脾脏出现被动充血、血管生成增强及纤维形成，导致脾脏的硬度增加。以上观点为通过测量脾硬度检测门静脉压力的生物学可行性提供了理论依据[6]。

2.2 采用超声弹性成像技术测量肝脾硬度的方法

采用超声弹性成像技术测量肝脾硬度的方法是：由经验丰富的超声医师使用凸宽带探头（SC6-1 探头）对患者进行检查，在检查时指导其在自然呼吸的周期内放松身体并屏住呼吸，然后开始测量。在测量肝硬度时，指导患者取右侧卧位，将右臂伸过头顶，充分暴露右侧胸廓。将超声探头平行于肋间进行测量，在右肝叶间隙（S5 或S6）平面，将采集框置于肝包膜下10 ～30 mm，避开胆管、血管及腹水。在测量脾硬度时，指导患者取左侧卧位，将左臂伸过头顶，以获得最佳的扫描区域，避免受到肺部气体阴影的干扰。待弹性图像填充均匀后采集数据，记录肝硬度或脾硬度值，取5 个读数的平均值作为最终的测量结果。

3 超声弹性成像技术在评估门静脉高压中的应用

TE 技术是临床上最先用于评估肝纤维化程度的超声弹性成像技术，可定量评估肝硬度，是一项重要的诊断慢性肝病的非侵入性手段。Carrion 等[7]在慢性丙型肝炎患者中测得的肝硬度与门静脉高压相关，且任何肝硬度＜8.7 kPa的患者都未发生CSPH。Baveno Ⅵ共识建议，采用TE 技术测得的肝硬度（＞20 ～25 kPa）可作为鉴别有无CSPH的非侵入性指标[8]。有研究发现，采用TE 技术测得的脾硬度与HVPG 存在一定的相关性，当脾硬度分别为47.6 kPa和50.7 kPa 时，诊断为CSPH 和重度门静脉高压（severe portal hypertension，SPH）的准确率均为77%[9]。Colecchia等[10]发现，在HVPG ＞5 mmHg 的所有测量值中，HVPG与脾硬度均存在显著正相关，且脾硬度的增加与肝硬化门静脉高压的进程密切相关。有研究报道，脾硬度与HVPG密切相关，当脾硬度＜40 kPa 时，诊断非CSPH 的灵敏度高达98% ；当脾硬度≥53 kPa 时，诊断CSPH 的特异度高达97%[11-12]。与测量肝脏的弹性、硬度相比，测量脾脏的弹性、硬度不受胆红素、转氨酶升高的影响，应用范围更广。Salzl 等[13]研究表明，应用ARFI 技术诊断CSPH 具有较高的准确性，当测量阈值为2.58 m/s 时，诊断CSPH 的敏感度和特异度分别为71.4% 和87.5%。另一项研究发现，肝硬度和脾硬度与HVPG 均存在显著相关性，通过测量肝硬度和脾硬度诊断CSPH 的准确性较高，且没有脾硬度测量失败的报告[14]。进行实时二维剪切波弹性成像检查时，可获得实时的二维弹性成像图，且不需要特殊设备，在常规超声检查中即可进行。Kim 等[15]发现，当肝硬度阈值分别为15.2 kPa 和21.6 kPa 时，对诊断CSPH 和SPH 具有良好的敏感度和特异度。但进行超声弹性成像检查时，在少数病例中测得的肝硬度和HVPG 不一致。例如，酒精性肝硬化患者的肝硬度较高，但其HVPG 相对较低；慢性乙型肝炎肝硬化患者进行长期的抗病毒治疗后，相较于HVPG 的下降，其肝硬度减小的程度可能会更大。在关于应用点式剪切波弹性成像技术测量肝硬度的研究中，有学者发现用该技术诊断CSPH 的准确性较高[16]。实时二维剪切波弹性成像技术和点式剪切波弹性成像技术克服了TE 技术的局限性（如TE 技术不适用于对肥胖、肋间隙狭窄、有腹水、脾脏体积过小的患者进行检查），通过观察测得的肝脾硬度指标能够准确地诊断CSPH 和SPH。

4 超声弹性成像技术在预测食管胃底静脉曲张中的应用

门静脉高压可引起多种并发症，如食管胃底静脉曲张破裂出血、肝肾综合征、肝癌等，其中食管胃底静脉曲张破裂出血是导致肝硬化患者死亡的主要原因。据报道，食管胃底静脉曲张在肝硬化患者中的发病率高达50%，其致死率高达20% ～35%。肝硬度与HVPG 在轻、中度门静脉高压（HVPG ＜12 mmHg）中有很好的相关性，但当HVPG ＞12 mmHg 时，两者的相关性较差[17]。导致这一情况出现的原因可能是，肝脏纤维化挤压肝窦是引起早期门静脉高压的主要原因，而晚期门静脉高压除了受上述因素的影响外，还受肝外血流动力学改变及内脏血管扩张的影响。有学者对脾脏硬度× 脾脏大小/ 血小板计数得出的数值进行研究发现，以1.72 为临界值可排除食管胃底静脉曲张，以3.21 为临界值可正确识别CSPH 和食管胃底静脉曲张，诊断的灵敏度和特异度较高。在另一项基于酒精性肝硬化和丙型肝炎后肝硬化患者的多中心大型队列研究中，将血小板计数＞150×109/L 和肝硬度＜20 kPa 的患者视为极不可能患食管胃底静脉曲张的患者[18]。有学者研究证实，上述标准（肝硬度＜20 kPa 和血小板计数＞150×109/L）也适用于诊断原发性胆汁性肝硬化[19]。根据以上标准，有21% 的肝硬化患者可避免进行胃镜检查，且其中仅有5%以下的食管胃底静脉曲张患者病情会被漏诊[20]。

5 采用超声弹性成像技术测定肝脾硬度的限制

5.1 肝脏超声弹性成像技术的局限性

通过肝脏超声弹性成像技术获取可靠的弹性图像依赖于患者肝脏的声学特性。而导致该检查失败的一个主要原因是患者肥胖。肥胖患者的皮下脂肪层较厚，会阻碍超声束的穿透，减弱超声波，使之不能产生可靠的横波，使得超声弹性成像技术测量的数据不可靠或测量失败。其他可能造成肝脏超声弹性成像检查失败的因素有：患者的肠道内充满气体、呼吸引起肝脏运动、存在大量腹水、肋间隙狭窄、操作人员经验不足等[21]。在进行超声弹性成像检查时，导致检查结果出现误读的常见原因是将肝硬度增加与肝纤维化增加混为一谈。虽然有研究认为可用肝硬度来代表肝纤维化的程度，但准确来说，进行超声弹性成像检查测量的是肝硬度，而不是肝纤维化的程度。众多因素（如存在右心衰竭、Budd-Chiari 综合征、肝内和肝外型胆汁淤积、炎症反应等）可导致肝硬度增加，而不会导致肝纤维化的程度增加，因而易导致肝脏超声弹性成像检查的结果出现误读。

5.2 脾脏超声弹性成像技术的局限性

采用超声弹性成像技术测量脾脏硬度的局限性是：由于患者存在腹水、脾脏过小、肠内充满气体及脾靠近心肺等因素，导致对脾脏进行超声弹性成像检查的失败率较高[22]。

6 小结

综上所述，超声弹性成像技术是评估门静脉高压的一种有前景的无创技术。用超声弹性成像技术诊断CSPH 具有较高的灵敏度和特异度。但该技术也存在一定的局限性，尚不能完全取代HVPG，HVPG 仍是评估门静脉压力的重要手段。随着超声弹性成像技术的广泛应用，还需更多设计良好的前瞻性研究来进一步验证其有效性。