剪切波弹性成像测量脾脏硬度评估肝硬化食管静脉曲张

刘 越，卢学峰

(郑州大学第二附属医院超声科，河南 郑州 450000)

门静脉高压(portal hypertension, PH)是由门静脉系统压力增加引起的一组临床综合征，为慢性肝病(chronic liver disease, CLD)的主要合并症之一，可导致一系列并发症，如食管静脉曲张(esophageal varices, EV)、腹腔积液、肝性脑病及肝肾综合征等[1]。既往研究[2]表明，近50%的PH患者可出现EV，EV出血所致PH患者2年死亡率为15%～20%，而未接受有效治疗的EV患者1年出血复发率达60%。目前食管胃十二指肠镜检查(esophagogastroduodenoscopy, EGD)是检出和评估EV的金标准[3]，但为侵入性检查，可能存在并发症，且部分患者依从性较差，限制了其临床应用[4]。超声剪切波弹性成像技术是可用于检测实质脏器的硬度的成像技术，以之测量肝脏硬度(liver stiffness, LS)和脾脏硬度(spleen stiffness, SS)可用于预测和评估EV；且有学者[5-8]认为，相比LS，SS可能是诊断和评估EV的更好指标。本文对超声剪切波弹性成像测量肝硬化患者SS用于评估EV的进展进行综述。

1 概述

根据成像原理，超声剪切波弹性成像可分为瞬时弹性成像(transient elastography, TE)、声辐射力脉冲(acoustic radiation force impulse, ARFI)成像及二维剪切波弹性成像(2D-shear wave elastography, 2D-SWE)[9]。

以TE测量LS时，超声探头发射振动脉冲并产生穿过组织传播的剪切波，超声探测器利用脉冲回波测量剪切波的传播速度，并计算杨氏模量[10]。TE技术不能提供B型超声声像图，故TE检查时不能避开肝内大血管和扩张的胆管等组织。应用ARFI技术时，探头发射的高能量脉冲波产生的一部分纵波在人体组织内经声能吸收转换为剪切波，通过直接测量剪切波速度或转换为杨氏模量E值，可定量评估组织的弹性；与TE不同，检查者可使用B型超声直接对肝脏进行可视化操作，选择肝实质均匀区域并避开大血管或扩张胆管进行测量。2D-SWE同时对多个区域进行高频率冲击，产生近似圆柱形的剪切波锥，即“马赫锥”现象，并通过测量剪切波速度将其转换为杨氏模量E值，再根据杨氏模量值将其编码为彩色解剖图，以定量评估组织硬度；检查者亦能以B型超声直接进行可视化操作、避开大血管或扩张胆管进行测量[9]。

2 剪切波弹性成像测量SS评估EV

2.1 TE 一项前瞻性研究[11]对135例慢性肝硬化患者进行TE检查，结果显示通过TE测量SS可预测EV，其受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic, ROC)下的面积(area under the curve，AUC)为0.74，诊断准确率为80.45%，但不能预测EV分级；而LS联合SS可将诊断EV准确率提高至89.95%。SHARMA等[5]观察270例肝硬化患者，发现根据SS诊断EV的准确率高于LS，SS联合LS可进一步提高诊断效能，使诊断敏感度达90%、准确率达90%。

有学者[12]提出联合应用LS、SS和其他可能与EV相关的检查指标可提高诊断EV的准确性。门静脉高压诊治Baveno Ⅵ共识[13]指出，TE所测LS<20 kPa且血小板计数>150 000个/mm3的晚期代偿性肝硬化患者发生高危EV的可能性低(<5%)，可免于接受内镜检查；但临床上仅20%～30%患者符合上述标准。COLECCHIA等[14]构建SS与Baveno Ⅵ共识联合模型，以排除CLD中的高危EV，结果表明，Baveno VI/SS≤46 kPa的联合模型(AUC=0.883)较单独SS或Baveno Ⅵ(AUC=0.847、0.795)的诊断效能更高，其诊断敏感度为95.7%、特异度为53.1%。

2.2 ARFI TAKUMA等[6]纳入白蛋白、脾直径、血小板计数、总胆红素、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、LS和SS多项检查参数，观察ARFI所测SS预测EV的效能，发现SS诊断EV或高危EV的准确率最高，且针对不同原因肝硬化患者均较高。YE等[7]发现，LS(Spearmanρ=0.87，P<0.001)和SS(Spearmanρ=0.76，P<0.001)与CLD肝纤维化分期呈线性相关，LS与EV分级无明显相关性，而SS与EV分级呈线性相关(Spearmanρ=0.65，P<0.001)；SS预测EV的AUC为0.83,敏感度为84.1%，特异度为81.0%。李琼等[15]评估LS与SS诊断乙型肝炎肝硬化EV的价值，发现以 LS与SS诊断EV的AUC分别为0.877和0.910(P均<0.001),其最佳诊断阈值分别为2.01 m/s和2.84 m/s，敏感度为93.5%和76.1%,特异度为76.0%和92.0%。

SS联合其他与EV相关检查指标有助于提高诊断EV的准确性。BOTA等[16]采用多元回归分析，针对SS及其他与EV相关检查指标构建预测EV模型，其预测显著EV评分=-0.572+0.041×LS(m/s)+0.122×SS(m/s)+0.325×腹腔积液(无腹腔积液为1，存在腹腔积液为2)，最佳临界值>0.395时，其AUC为0.721，准确率为69.6%。DARWEESH等[17]应用机器学习方法构建预测EV的影像组学模型[脾长径(SD，cm)×0.17+脾静脉内径(SVD， mm)×0.06+(SS)×0.97]，计算结果>6.35时，其诊断EV的敏感度和特异度分别83%和79%，AUC(0.85)高于单一LS(0.70)或SS(0.76)。

2.3 2D-SWE 2D-SWE所测SS对于诊断EV具有较高价值。KARAGIANNAKIS等[18]观察64例肝硬化患者，发现2D-SWE所测SS<33.7 kPa时可排除高危EV，其AUC为0.792(P<0.001)。YOKOYAMA等[8]评价2D-SWE诊断儿童胆道闭锁症并发高危EV的效能，发现在脾脏直径、天冬氨酸氨基转移酶、转氨酶/血小板比值指数及SS和LS等参数中，SS预测高危EV的AUC最高(0.900)，认为根据2D-SWE所测SS诊断儿童胆道闭锁症并发高危EV更为准确。

3 SS与LS诊断EV的准确性及SS评估EV的局限性

有学者[19]采用荟萃分析，纳入32项研究、共3 952例CLD患者，评估采用不同成像技术所测SS诊断EV和高危EV的准确性，结果显示根据SS诊断EV和高危EV的敏感度分别为0.87、0.90，特异度分别为0.73、0.66，提示SS能排除高危EV，避免不必要的EGD检查，可作为监测CLD治疗效果的有价值的工具。MA等[20]对比分析SS与LS预测EV的准确性，认为SS诊断CLD患者EV的效能优于LS。上述结果提示，相比LS，SS是临床诊断EV的更佳的无创性指标。

但是，SS亦存在局限性：①无论采用何种成像技术，存在大量腹腔积液、脾轻度肿大、脾脏位置较高以及心脏运动引起的干扰等，使得测量SS的成功率均低于LS；②各研究以不同算法和软件计算LS和SS，导致其诊断截断值差异较大；③因纳入因素较多，将SS与其他相关因素联合构建的预测EV模型计算较为复杂，不利于临床推广应用；④肝静脉压力梯度(hepatic venous pressure gradient, HVPG)达到一定程度时，在EV之外，还可能出现胃肾分流、脾肾分流及脐静脉开放等自发性分流以降低HPVG，此时测量SS对于评估EV的价值有待进一步观察[21]。

4 小结与展望

采用超声剪切波弹性成像无创性测量SS可用于评估CLD患者EV，具有较高诊断效能。各种成像技术中，TE受腹腔积液、肥胖和肋间狭窄的影响较大，测量成功率低于2D-SWE和ARFI[22]。ELKRIEF等[23]报道，2D-SWE测量LS和SS的成功率(均为97%)高于TE(分别为44%和42%),且TE仅能观察到A型线组合形成的低质量图像，难以避开大血管和扩张的胆管，故至少需要重复测量10次；对于失代偿肝硬化患者，TE可能因量程不足而导致结果准确性下降[24]。ARFI和2D-SWE测量SS的成功率更高，且均可在B型超声下实时观察并在任意感兴趣位置取样，未来可能取代TE而成为临床应用更为广泛的弹性成像工具。FOFIU等[25]对比ARFI与2D-SWE所测SS用于诊断需要治疗的EV(varices needing treatment, VNT)的准确性和实用性，结果显示二者准确性均较高，提示当以其中一种技术测量失败时，可尝试应用另外一种技术，以提高测量成功率。

与ARFI相比，2D-SWE可在B型超声声像图中实时叠加可视化彩色定量弹性图，同时获取解剖学和组织硬度信息[26]；发现病变组织与未受累组织因炎症而分界不清时，2D-SWE有助于初步区分良、恶性病变，更准确、安全地引导活检[27]。尽管目前ARFI和2D-SWE制造商尚未明确规定最低测量次数和可靠测量的质量标准，但在约1/4患者中，仅3次ARFI或2D-SWE测量结果的变异系数至少20%，可能降低其可靠性，提示有必要进行更多次重复测量。另外，不同厂商提供的硬件及计算软件有所不同，即便采用相同成像技术，以不同设备获得的测量结果仍可能相差较大。期待未来制定统一标准，以提高测量结果的可靠性。

总之，超声剪切波弹性成像测量SS用于评估肝硬化EV具有较高效能，有望替代LS成为临床应用更广泛的无创评估EV的影像学指标。