声衰减成像在代谢相关脂肪性肝病分级诊断中的应用

林颖鑫，孟健，冯蕾，张树华*

1.华北理工大学附属医院超声科，河北 唐山 063000；2.解放军总医院第四医学中心超声科，北京 100048；*通信作者 张树华 shuhuazhang333@126.com

超声声衰减成像（attenuation imaging，ATI）是一种检查肝脏脂肪变性的新技术，通过检测常规超声在肝脏实质的声束衰减进行成像，其成像效果主要受肝实质声学特性的影响。在常规超声检查的基础上，采集某一区域的肝实质进行ATI，产生声衰减系数（attenuation coefficient，AC），从而定量评估肝脏脂肪变性程度[1-2]。目前AC值的参考值范围及该技术的诊断效能尚未明确。MRI衍生的质子密度脂肪分数（proton density fat fraction，PDFF）是一种精确定量肝脏脂肪含量的技术，与组织活检有高度一致性[3-4]，已成为代谢相关脂肪性肝病（metabolic dyfunctionassociated fatty liver disease，MAFLD）患者肝脏脂肪变性组织学评估的替代方法[5-6]。本研究以mDixon技术测量的PDFF分级为参照，探讨AC值的参考值范围及其与临床各指标的相关性，分析ATI的诊断效能。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性选取2021年10月—2022年3月在华北理工大学附属医院行肝脏灰阶超声、ATI检查及MRI上腹部成像mDixon序列扫查者161例，健康者40名，MAFLD患者121例。男93例，女68例，年龄25～85岁，平均（55.11±11.63）岁，体重指数（body mass index，BMI）16.75～36.60 kg/m2，平均（26.06±3.85）kg/m2。根据MRI衍生的质子密度脂肪分数（MRI-PDFF）分级[7-8]，S0级（健康者）40名，S1级48例，S2级39例，S3级34例。本研究经本院医学伦理委员会批准（2021020317007），所有受检者均知情同意。

纳入标准：①S1～S3级：符合MAFLD诊断标准：影像学或血液生物标志物/评分或肝脏组织学检测存在肝脏脂肪变性，以及满足以下3个标准之一，即超重/肥胖（BMI≥23 kg/m2）、2型糖尿病或代谢失调。②S0级：根据影像学或血清学证实的健康人。排除标准：①既往接受或正在接受全身化疗，或经导管动脉栓塞化疗术后；拟采样的肝脏叶段存在肿瘤。②酒精性肝病（过去的12个月平均每天饮用酒精量男性＞42 g，女性＞28 g），或男性2 h内饮用酒精量＞70 g，女性＞56 g、病毒感染（人类免疫缺陷病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒）、药物性肝损伤或自身免疫性肝炎等其他肝病[9]。③有MRI检查禁忌证。

1.2 仪器与方法

1.2.1 仪器 ①Aplioi800超声诊断系统（佳能医疗），匹配Attenuation Imaging应用软件。PVI-475BX探头，频率1.8～6.2 MHz，检查最大深度12 cm。②Philips Ingenia 3.0T MR扫描仪，采用腹部32通道表面线圈行mDIXON-Quant-BH序列扫描全肝。扫描参数：回波数6，TE n×1.15 ms，翻转角5°，TR 10.3 ms，视野400 mm×350 mm×210 mm，矩阵320×256×70，扫描时间16 s。

1.2.2 检查方法 ①ATI：受试者取平卧位。激活ATI成像模式，通过垂直于皮肤的肋间窗在右肝叶进行检查。取样框尽可能大，放置于肝包膜下1.5 cm左右，尽量避开较大血管、胆管等结构。受试者屏气时冻结图像，在ATI的绿色取样框内设置测量感兴趣区（ROI）（图1）。ROI取样框调整至系统可调最小。以dB/cmoMHz为单位显示平均AC。通过质控参数（确定系数）R2值确定每次采集AC是否合格。选取5次R2＞0.90的有效测量值并取平均值。同时在ATI检查中测量皮肤包膜距离（skin capsule distance，SCD），即皮肤表面到肝包膜间的距离。②MRI-PDFF：采集原始数据后，经自动重建生成肝脏脂肪分数图、R2*、同相位、反向位共4组图像。采用6个回波的单次屏气序列，并提供容积PDFF。存储MRI序列的DICOM图像。数据分析者将ROI（直径2 cm）手动放置在肝脏各个段的每个源图像上（避开主要血管和胆管、伪影、病变、其他器官和肝脏边缘），并将ROI转换为参数PDFF映射，获得PDFF值。使用3个MRI-PDFF ROI的平均值计算单个肝段的脂肪分数。使用所有8个肝段PDFF的平均值计算全肝PDFF值。根据所测得的MRI-PDFF的值分为4个等级：S0级PDFF＜5%；S1级5%≤PDFF＜16.3%；S2级16.3%≤PDFF＜21.7%；S3级PDFF≥21.7%。所有扫查由2名经验丰富的主治医师完成。

图1 ATI。通过垂直于皮肤的肋间窗在肝右叶进行扫查，取样框（绿色框）尽可能大，放置时尽量避开较大血管、胆管等结构，受试者屏气时冻结图像，设置测量感兴趣区（黄色框）用于测量。R2＞0.90的AC结果被认为合格有效。A：S0级；B：S1级；C：S2级；D：S3级。ATI：超声声衰减成像

1.2.3 实验室指标 收集受试者空腹血糖、腰围、三酰甘油（triacylglycerol，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）、高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoproteincholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein-cholesterol，LDL-C）。

1.3 统计学方法 采用SPSS 26.0软件。符合正态分布的计量资料以±s表示，多组间比较采用方差分析，组间多重比较进行检验水准校正（P）为0.008（0.05/比较次数）。采用Spearman相关分析AC值与MRI-PDFF分级的相关性，采用Pearson相关分析AC值与临床各指标的相关性。采用受试者工作特征（ROC）曲线评价ATI对不同程度脂肪肝的诊断效能。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同级别脂肪肝的AC值比较及临床资料特征分析 各组AC值随脂肪肝级别增高而增加，组间两两比较差异均有统计学意义（P均＜0.008）。S0级与S1～3级、S1级与S3级的BMI及腰围差异均有统计学意义（P均＜0.008）。S0级与S1～3级、S2级与S3级的SCD差异均有统计学意义（P均＜0.008）。S0级与S2、S3级、S1级与S2级的TG差异均有统计学意义（P均＜0.008）。S0级与S2级、S3级的TC差异均有统计学意义（P＜0.008）。S2级与S0、1、3级的LDL-C差异均有统计学意义（P＜0.008）。S0级与S1～3级的空腹血糖差异均有统计学意义（P＜0.008）。各组年龄及HDL-C比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 MRI-PDFF脂肪肝分级组研究对象AC值及临床资料特征比较（±s）

注：AC：声衰减系数；BMI：体重指数；SCD：皮肤包膜距离；TG：三酰甘油；TC：总胆固醇；HDL-C：高密度脂蛋白胆固醇；LDL-C：低密度脂蛋白胆固醇。a与S0级比较，P＜0.008；b与S1级比较，P＜0.008；c与S2级比较，P＜0.008

指标S0（n=40）S1（n=48）S2（n=39）S3（n=34）F值P值AC（dB/cmoMHz） 0.58±0.05 0.66±0.05a 0.78±0.05ab 0.89±0.04abc 133.819 ＜0.05 0.269 BMI（kg/m2） 22.31±2.68 26.07±3.60a 27.62±2.60a 28.69±3.15ab 65.864 ＜0.05年龄（岁）56.12±10.47 56.92±11.30 54.38±11.51 52.21±13.26 3.928＜0.05腰围（cm） 83.29±7.82 94.24±9.57a 97.71±6.75a 99.86±6.14ab 63.093 ＜0.05空腹血糖（mmol/L）5.42±0.98 6.66±1.65a 7.31±1.60a 6.93±1.61a 36.191＜0.05 TG（mmol/L） 1.28±0.71 1.61±0.80 2.02±0.73ab 2.14±1.17a 35.441 ＜0.05 SCD（cm）2.43±0.44 3.15±0.96a 2.90±0.59a 3.40±0.66ac 37.691＜0.05 HDL-C（mmol/L） 1.37±0.44 1.20±0.32 1.17±0.30 1.15±0.28 6.210 0.102 TC（mmol/L）4.65±1.13 4.78±1.36 5.34±1.00a 5.44±0.92a 14.510 LDL-C（mmol/L）2.86±0.79 3.02±0.96 3.88±0.96ab 2.94±0.71c 28.629＜0.05

2.2 AC值与临床指标的相关性 受检者AC值与MRI-PDFF脂肪肝分级呈高度正相关（r=0.913，P＜0.05），与BMI、腰围呈中度正相关（r=0.553、0.524，P均＜0.05），与TG、空腹血糖、SCD、TC、LDL-C、HDL-C呈低度正相关（r=0.390、0.300、0.298、0.291、0.189、0.170，P均＜0.05）。

2.3 ATI对不同程度脂肪肝分级的诊断效能分析ATI对不同程度脂肪肝分级的曲线下面积均＞0.900，以最大约登指数确定的阳性界值分别为：S1级及以上0.642 dB/cmoMHz，S2级及以上0.724 dB/cmoMHz，S3级及以上0.830 dB/cmoMHz。见表2、图2。

表2 ATI对不同程度脂肪肝分级的诊断效能分析

图2 ATI诊断不同程度脂肪肝的ROC曲线。A.S1级及以上脂肪肝；B.S2级及以上脂肪肝；C.S3级及以上脂肪肝

3 讨论

MAFLD发病率逐年增高，成为肝病发展为肝硬化、肝癌的主要原因之一[10]。肝穿刺活检病理组织学检查是诊断MAFLD的“金标准”，但具有创伤性，存在出血、感染等风险。MRI-PDFF具有安全无创、准确性高、稳定性好及可重复等优点，研究证实其在肝脂肪变性评估与定量中的作用[11-12]，是目前诊断效能较高的无创检测方法，但由于可用性和成本，该技术不适用于筛选及推广。ATI作为一项新技术，无创、便捷、耗时短、操作简单[13]，可直观地观察肝脏结构，选择最优区域测量，有助于提高准确性。

3.1 不同级别脂肪肝的AC值比较 本研究结果显示，AC值与MRI-PDFF脂肪肝分级呈高度正相关，AC值随着肝脏脂肪变性级别增高而增大，且各组间比较有显著差异，与Tada等[2,14-15]研究一致，说明ATI技术可定量评估脂肪肝程度。进一步分析ATI的诊断效能，发现ATI诊断不同程度脂肪肝的曲线下面积均＞0.900，与既往研究[1,16]的结论一致，表明ATI技术对于区分肝脏脂肪变性的程度具有较高的准确性。

3.2 ATI对不同程度脂肪肝分级的诊断效能 本研究结果得出ATI诊断不同级别脂肪肝的阳性界值，Kwon等[8]以MRI-PDFF为标准分为3组，病例主要来源于韩国，其诊断轻度及以上、中度及以上脂肪肝的阳性界值为0.615、0.715 dB/cmoMHz。包静文等[17]以灰阶超声分度为标准分为4组，病例主要来源于上海市，纳入标准与本研究基本一致，其诊断轻度及以上、中度及以上、重度及以上脂肪肝的阳性界值为0.666、0.719及0.803 dB/cmoMHz。各研究结果存在差异，可能是由于病例来源不同、所在地区的流行病学差异以及参考标准的不同。有研究表明肝脏脂肪分布并非均匀一致，在不同区域测量的PDFF值大小和变异度均有差异[18]，且MAFLD患者的肝脂肪分布与健康者不同[19]，治疗后肝脏各区域脂肪含量的变化也不同[20]。

3.3 AC值与各临床指标的相关性 本研究结果显示AC值与BMI、腰围呈中度正相关，与TG、空腹血糖呈低度正相关，与其余指标无相关性，与既往研究[14-15]一致。ATI技术突破了常规超声无法定量的局限性，可以直接反映肝脏内脂肪变性程度，对肝脏脂肪变性分级有很好的诊断效能，与多项研究结果一致[8,21]。

3.4 本研究的局限性 首先，与MAFLD患病率相比，本研究获取的样本量相对较小，尤其是脂肪肝程度较重者，后续需要进一步扩大样本量做深入研究；其次，本研究未与病理进行对照分析，可于后期进一步丰富肝穿刺活检检查；最后，本研究未结合其他超声检测指标如弹性进行分析，后续可结合超声剪切波频散成像及剪切波弹性成像进行多模态分析。

总之，ATI作为一种无创定量检测MAFLD肝脏脂肪变性程度的检查，对MAFLD脂肪变性程度的分级有较高的诊断效能，可用于临床筛查脂肪肝及监测病程变化，有望成为无创评估和量化脂肪变性的较好诊断工具。