超声剪切波弹性成像在慢性乙型肝炎肝纤维化诊断中的应用

车艳玲,蒋敏,徐皓煊,罗敏,吴茜,王海强,吴华臣

1.黑龙江中医药大学附属第一医院超声医学科,哈尔滨 150040;2.黑龙江中医药大学;3.内蒙古师范大学科学技术史研究院;4.北京市第一中西医结合医院超声科

我国是肝脏疾病多发的国家,肝纤维化是慢性乙型肝炎向肝硬化、肝癌发展过程中的一个必经环节,也可认为是慢性乙型肝炎发展为肝硬化进程中的一种早期改变,其主要表现为肝纤维增生和分解不平衡、肝脏组织中纤维和结缔组织以及胶原的过度沉积。目前,肝穿刺活检仍然是肝纤维化诊断分期的金标准,但此方法有创、临床禁忌证多,不适合广泛应用。近年来随着超声弹性成像技术的发展和应用,使其用于肝纤维化分级的无创诊断成为新兴研究热点。本研究应用超声剪切波弹性成像(SWE)技术对66例慢性乙型肝炎肝纤维化患者(CHB组)及50例健康成人(对照组)进行弹性模量值测定,并与病理活检分期结果进行对比,探讨超声SWE在慢性乙型肝炎肝纤维化诊断中的应用价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2020年11月至2021年11月在黑龙江中医药大学附属第一医院住院治疗且经病理活检确诊为慢性乙型肝炎肝纤维化患者66例(CHB组),男36例,女30例,年龄(32.0±9.2)岁。纳入标准:所有诊断患者均符合中华医学会感染病学分会,中华医学会肝病学分会制定的《慢性乙型肝炎防治指南(2019年版)》[1]诊断标准。排除标准:①合并酒精性肝炎、药物性肝炎等其他类型肝病;②肝硬化失代偿期;③谷丙转氨酶(ALT)>2×正常值上限(ULN);④合并糖尿病、冠心病等基础疾病;⑤妊娠期女性。在超声检查1周内进行肝活检,在超声引导下的弹性成像切面获取2条组织进行肝纤维化病理分级。对照组选取健康成年人50例,男25例,女25例,年龄(30.0±8.5)岁。纳入标准:无病毒性肝炎,无药物性肝炎,无脂肪肝,无酒精性肝病,自身免疫性肝炎及无糖尿病、高血压、冠心病等基础性疾病,无长期饮酒史,近3个月内体检肝功能无异常改变的健康成年人。

1.2 研究方法

1.2.1 超声及弹性检查 使用法国Supersonic Imagine超声成像系统,C5-1凸阵探头,探头频率1～6 MHz。以颜色填充取样框90%以上,且颜色均匀一致为成功,如图1;测试区域内颜色填充不足、无颜色、出现大量杂色为不成功,如图2。

图1 肝超声剪切波弹性成像取样框填充成功

图2 肝超声剪切波弹性成像取样框填充不成功

嘱被检者禁食4 h以上,仰卧位,充分暴露腹部,双臂置于头部上方,使肋间隙充分打开,并训练被检者配合呼吸运动。于右肋间选取合适切面(选取S5段)进行二维灰阶扫查,然后切换到SWE弹性成像模式,将SWE检测的感兴趣区置于距探头3～5 cm深的肝实质内,避开肝内可见的管道结构。检查时嘱患者屏住呼吸,点击Update键,感兴趣区肝实质产生横向剪切波,待3～5 s图像稳定后冻结,得到彩色编码的弹性图像。在成像区域内选取直径为2 cm圆形定量检测区域,系统自动计算出检测区域内组织硬度的弹性参数,即SWE值,单位为kPa。每位患者在同一部位进行5次有效测量,取中位数进行统计分析。以上所有操作均由具有5年以上工作经验的超声科主治医师完成。

1.2.2 肝穿刺活检 嘱患者仰卧位,行超声引导下经皮肝脏穿刺活检,并对取出的肝脏组织进行固定、包埋、切片及染色。病理分期依据中华医学会感染病学分会,中华医学会肝病学分会制定的《慢性乙型肝炎防治指南(2019年版)》[1]中的Metavir评分系统,共分为F0～F4期5期,F0期:无纤维化;F1期:汇管区纤维性扩大,无间隔;F2期:汇管区纤维扩大,少数纤维间隔生成;F3期:大量纤维间隔生成,伴结构紊乱,无肝硬化;F4期:肝硬化。

2 结果

2.1 肝穿刺活检与SWE 66例慢性乙型肝炎肝纤维化患者(CHB组)中,活组织病理检查结果显示F1期为18例,F2期为22例,F3期为14例,F4期为12例。50例对照组弹性模量平均值为(5.626±1.223) kPa,CHB组与对照组相比,CHB组弹性模量显著升高(P<0.01)。CHB组中F1～F4期肝纤维化的弹性模量差异有统计学意义(F=33.463,P<0.001),F3期、F4期与F1期比较差异均有统计学意义(P<0.05),且F2期、F3期、F4期两两差异均有统计学意义(P<0.05)。CHB组肝纤维化F1～F4期病理分级的弹性模量平均值及95%可信区间见表1。

表1 CHB组肝纤维化各病理分期的弹性模量及95%可信区间(66例)

2.2 肝脏弹性模量与肝纤维化的相关性 Spearman相关性分析显示,肝脏弹性模量随着肝纤维化程度的加重逐渐增加,呈正相关(r=0.760,P<0.001)。

2.3 肝脏弹性模量对慢性乙型肝炎不同纤维化程度的诊断价值 以肝组织病理活检结果为诊断金标准,计算各期弹性模量值为诊断界值时所对应的灵敏度和特异度,绘制ROC曲线结果,见表2。

表2 超声SWE对慢性乙型肝炎不同纤维化程度的诊断价值

肝纤维化分期≥F2期、≥F3期、F4期曲线下面积分别为0.852、0.903、0.965,以最大约登指数确定肝纤维化各病理分期的诊断界值,区分F1期与F2期、F3期、F4期的界值为7.6 kPa,灵敏度、特异度为83.33%和77.78%,区分F1期、F2期与F3期、F4期的界值为9.3 kPa,灵敏度、特异度为80.77%和90.00%,区分F1期、F2期、F3期与F4期的界值为11.9 kPa,灵敏度、特异度为99.99%和90.74%。

3 讨论

随着乙型肝炎疫苗的普及,我国急性乙型肝炎病毒感染者数量明显减少,但慢性乙型肝炎患者数量仍然庞大,尤其在相对不发达的三四线城市和农村地区的患者更多。慢性乙型肝炎可引起持续反复的肝实质炎症反应及坏死,使肝内弥漫性细胞外基质过度沉积而降解不足进而形成肝纤维化。肝纤维化是肝硬化、肝细胞癌的前期病变及必经过程。早期肝纤维化发现及时,并经合理治疗是可逆的,但到后期再生结节形成时则不可逆[2]。因此早期明确肝纤维化程度对CHB患者尤为重要,有助于选择最优的治疗时机和调整治疗方案。

美国Texas大学Ophir教授及其研究组于1991年首次提出超声弹性成像的概念[3]。临床上用于定量诊断肝纤维化及肝硬化的超声弹性成像技术有3种:瞬时弹性成像(TE)、声辐射力脉冲成像(ARFI)和SWE。以往研究较多的主要有TE、ARFI等[4-5]。如李娟等[6]的RTE弹性特征量评价兔肝纤维化程度的实验研究明确表明:RTE弹性特征量有望成为无创评估肝纤维化程度的定量标准;童瑾等[7]的动物实验也表明:弹性成像ARFI技术可以用来评估兔纤维化程度,其诊断兔各期纤维化的AUC均大于0.9,具有较好的诊断效能。目前SWE技术成为无创定量评估肝纤维化程度的研究热点。如刘清玉等[8]对兔肝纤维化的研究表明:SWE对兔肝纤维化程度的诊断效能高于肝纤维化血清学指标,且肝Emean与兔肝纤维化程度呈正相关;桑亮等[9]用超声量化指标预测大鼠肝纤维化严重程度的研究中表示杨氏模量是单因素预测肝纤维化严重程度能力最大的指标。张荣荣等[10]对SWE和血清肝纤维化指标无创评估CHB效能的比较中显示SWE诊断性能优于血清学纤维化指标。超声诊断技术的不断发展,使得剪切波组织定量技术具有无创性、快捷性、真实还原脏器受累部位及了解脏器形态等优点[11]。

虽然TE和ARFI对肝纤维化均具有一定的诊断价值,尤其是TE应用于临床的时间较长,各方面研究相对成熟,还被指南所推荐。但两者仍然具有许多不足之处,如TE存在不能应用于腹水、内间隙过小的患者,测量范围有限等缺点,ARFI存在取样面积不足等缺点。因此,SWE相比TE和ARFI更具有优势和潜力,如SWE单次脉冲辐射所需能量较小、相对安全、取样面积大等[12]。

本研究的目的主要为了探讨SWE技术在诊断慢性乙型肝炎肝纤维化程度中的临床应用价值,以便更准确、更方便地为临床提供无创性评估肝纤维化的方法。本研究结果显示:(1)CHB患者的SWE弹性模量值较正常健康成人高;(2)不同纤维化病理分期之间差异有统计学意义;(3)肝脏弹性模量值随着肝纤维化程度的加重而逐渐增加,肝脏的弹性模量值与肝纤维化分期存在正相关(r=0.760)。(4)肝脏SWE诊断慢性乙型肝炎肝纤维化≥F2期、≥F3期和F4期的ROC曲线下面积分别为0.852、0.903和0.965;其ROC曲线下面积均大于80%,且各分期诊断阈值的灵敏度和特异度均大于75%,说明本诊断试验的真实性较好;本实验将7.6 kPa作为区分F1期与F2～F4期的界值,其特异度达到77.78%;将9.3 kPa作为区分F1～F2期与F3～F4期的界值,其特异度达到90.00%;将11.9 kPa作为区分F1～F3期与F4期的界值,其特异度达到90.74%,可为临床诊断慢性乙型肝纤维化程度提供较客观的依据。

本研究结果与其他相关研究成果可能存在差异,考虑原因可能为样本量少,缺少无肝纤维化的乙型肝炎患者数据;病理活检取样存在误差,对分期存在一定的影响;SWE操作方法存在差异等。