應用ARFI技術評估肝臟纖維化和肝占位患者術前肝儲備功能

徐霞， 王雪瑞， 賀秀紅， 李匯文， 曲俊樸， 董云

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·超聲影像學·

應用ARFI技術評估肝臟纖維化和肝占位患者術前肝儲備功能

徐霞， 王雪瑞， 賀秀紅， 李匯文， 曲俊樸， 董云

目的：探討聲脈沖輻射力彈性成像(ARFI)技術評估肝臟纖維化和肝占位患者肝臟儲備功能的臨床應用價值。方法：選取肝占位患者112例(肝占位組)，健康志愿者34例(對照組)，采用ARFI技術測量患者肝實質硬度(LS)值；采用吲哚氰綠(ICG)排泄實驗記錄ICG 15分鐘滯留率(ICG-15R)和ICG血漿清除速率(ICG-K)；采用Metavir分期對肝纖維化進行病理分期。LS值與肝纖維化分期、ICG-15R、ICG-K的相關性采用Pearson相關分析；比較肝臟占位組與對照組、手術治療與非手術治療患者及肝纖維化各病理分期之間的LS值并進行統計學分析；以肝纖維化病理分期為標準，采用受試者工作特性(ROC)曲線計算LS值對肝占位患者肝纖維化分期的診斷效能。結果：LS值與肝臟病理分期呈顯著正相關(r=0.823，P<0.001)，并且LS值在評估不同分期纖維化時均有較高的特異度和敏感度；LS值與ICG-15R呈顯著正相關(r=0.716，P<0.001)，與ICG-K呈顯著負相關(r=-0.717，P<0.001)。肝占位組LS值為(1.78±0.48) m/s，對照組LS值為(1.19±0.11) m/s，差異有統計學意義(P<0.001)。非手術患者LS值為(2.49±0.27) m/s，手術患者LS值為(1.49±0.37) m/s，差異有統計學意義(P<0.001)。纖維化各病理分期之間的LS值差異有統計學意義(H=83.226，P<0.001)。結論：ARFI技術通過測量LS值能對肝纖維化進行量化分析，同時可有效評估肝占位患者的肝臟儲備功能，為臨床提供一種簡單、無創的肝纖維化程度和術前肝儲備功能的評估手段。

聲脈沖輻射力彈性成像； 肝臟儲備功能； 肝纖維化； 彈性成像技術

人體的肝臟組織若感染病毒引發長期慢性炎癥，或持續接受刺激，都會導致肝臟支架結構的塌陷，出現不同程度的纖維化甚至肝硬化[1]。肝纖維化、肝硬化繼續發展的結果，往往導致肝癌的發生[2]。目前，早期肝癌最有效的治療方式仍然是肝臟組織切除手術，然而肝腫瘤患者多有肝細胞受損、肝硬化，肝儲備功能不佳，極易引發術后肝衰竭，這限制了肝臟切除范圍[3]。決定患者是否適合進行肝切除手術的因素很多，包括術前患者的肝功能評估、肝占位的具體位置、患者的身體狀態等，其中術前肝功能評估是最重要的一個環節，對降低術后發生肝功能不全及肝衰竭的風險具有重要意義。目前臨床上評估肝臟儲備功能的方法眾多，包括常規血清生化學檢查、吲哚氰綠試驗(indocyanine green，ICG)及Child-Pugh(CP)綜合評分法，都在臨床上有廣泛的應用，但這些方法都有各自明顯的局限性。

近年來，超聲彈性成像已逐漸成為超聲研究的熱點。聲脈沖輻射力成像(acoustin radiation force impulse imaging，ARFI)是超聲彈性成像的一種，不同于傳統影像成像模式，ARFI利用發射的低頻聲脈沖使目標區組織產生位移，再利用追蹤波束獲得組織位移情況，從而計算得到目標區與周圍組織相對硬度圖像及目標區組織的剪切波速度值，因此能夠對組織的硬度進行定性和定量評估。目前這一技術已經應用于如乳腺和甲狀腺等的研究[4]，在肝臟領域的研究也表明，聲脈沖輻射力成像測得的肝實質硬度值 (liver stiffness，LS)可以很好地反映肝纖維化程度，且ARFI技術測定的LS值與肝纖維化程度病理Metavior分期相關[5-7]。因為肝臟儲備功能會隨患者肝纖維化程度的增加而降低[8]，因此，ARFI技術測定的LS值有望成為臨床上評估肝臟儲備功能新的指標。

本研究利用AFRI技術探討了LS值與肝占位患者肝臟纖維化分級的相關性，同時分析了AFRI技術和其它幾種用于評價肝臟儲備功能指標之間的相關性，旨在探討AFRI技術在肝占位患者術前評估肝臟儲備功能中的臨床應用價值。

材料與方法

1.研究對象

選取2013年3月至2015年7月在我院肝膽科就診的肝占位患者112例(肝占位組)，其中男66例，女46例，年齡44～74歲，平均(58.33±7.42)歲。病例納入標準：單發腫瘤，腫瘤或增生直徑<7 cm；無腹腔積液、腹腔手術史，無化療、放療史，手術前經檢查無肝部以外其它嚴重病癥或病灶；患者簽署知情同意書。同時納入34例健康志愿者作為對照組，其中男20例，女14例，平均年齡(33.20±11.23)歲，納入對照組者經檢查無肝部急慢性疾病史，血常規檢測表明肝功能正常。

2.研究方法

儀器： Acuson S2000彩色超聲診斷儀(德國西門子)，4C1 探頭，探頭頻率為 2.5～7.5 MHz；脈沖式色素濃度圖像分析儀DDG-3300K(日本光電)[9]。試劑：ICG試劑(武漢艾美捷科技有限公司)。

ARFI檢測方法：①檢查前患者禁食8～12 h，取左側臥位，沿右側第6、7、8肋間對肝臟右葉組織進行檢測；②將彈性取樣框與肝表面垂直，深達約2～5 cm，避開周圍血管，囑患者屏住呼吸；③按下剪切波發射鍵，發動一次高強度低頻的脈沖波，接收橫向剪切波速度(Vs，單位m/s)。每個患者重復測量10次，取Vs的平均值為LS值。

ICG檢查采用脈動色素濃度測定法(pulse dye densitomentry，PDD)法。具體準備步驟如下：①清晨空腹狀態，患者取仰臥位，保持檢測環境安靜，并排除其他影響因素，如手機、膽囊造影劑等；②測量體重(kg)，以0.5 mg/kg計算ICG用量；③選擇一側肘中靜脈穿刺，放置留置針，采2 mL靜脈血進行常規血紅蛋白(Hb)檢查；④每25mg ICG以5 mL滅菌注射液用水稀釋，配置成ICG溶液；ICG檢查具體檢測步驟如下：①啟動DDG分析儀和數據分析軟件界面，輸入Hb、身高、體重、ICG用量等數據；②將分析儀的鼻感光探頭正確固定于患者的鼻翼處，將配置好的ICG溶液于10 s內經留置針均勻注入；③6 min檢測完成后，軟件進行數據分析和輸出，獲得血漿清除率ICG-k值、ICG15 min滯留率ICG-R15值。患者全程保持安靜，平靜呼吸。

3.Child-Pugh(CP)評分

根據患者的血清總膽紅素(μ mol/L)、白蛋白(g/L)、凝血酶原延長時間(s)等指標及是否有腹腔積液等身體情況進行Child-Pugh評分。

4.病理診斷

手術時取肝占位周圍正常肝組織進行固定、石蠟包埋、切片，行常規HE染色和 Masson染色。非手術患者為活檢組織進行固定、染色。由兩位病理科醫師對肝纖維化程度進行評估(健康志愿者不進行此項評估)。肝纖維化病理分期評估標準依據Metavir分期[10]，主要分為F0～F4期：F0，無肝纖維化；F1，僅在肝匯管區發現纖維化，但無明顯分隔，為輕度纖維化；F2，匯管區有纖維化，伴少量分隔但小葉結構大部仍保留，為中度纖維化；F3，匯管區有纖維化并有大量分隔，但無肝硬化，為重度纖維化；F4，肝硬化。

5.統計學分析

結　果

1.肝占位組與對照組LS值對比分析

所有肝占位患者和健康志愿者均獲得有效的LS值(表1，圖1)。統計學分析結果表明肝占位組的LS值高于對照組，差異有統計學意義(P<0.001)。

表1　肝占位組與對照組LS值

注：t=12.063，P<0.001。

2.肝占位患者LS值與纖維化分期結果相關性

通過肝儲備功能的綜合評估和征求患者意見，112例肝占位患者中21例選擇非手術方法治療(9例射頻消融術，12例介入栓塞治療)，91例選擇肝切除術。非手術患者LS值為(2.49±0.27) m/s，手術患者LS值為(1.49±0.37) m/s，兩者差異有統計學意義(P<0.001)。

肝臟穿刺活檢和術后病理的Metavir分期結果顯示F0期22例，F1期14例，F2期34例，F3期28例，F4期14例。肝占位組不同肝纖維化分期的LS值見表2。統計學分析結果表明肝纖維化分期與肝占位患者LS值呈顯著正相關(r=0.823，P<0.001)，不同纖維化分期5組之間的LS值差異有統計學意義(H=83.226，P<0.001)，組間兩兩比較差異均有統計學意義(P值均<0.05)。

表2　 肝纖維化不同病理分期患者的LS值

以病理診斷肝纖維化分期為標準，對LS值評估肝纖維化程度進行ROC曲線分析。結果表明以1.395 m/s為界值，LS值診斷F1或以上分期的敏感度為86.7%，特異度為94.5%；以1.444 m/s為界值，LS診斷F2或以上分期的敏感度為96.1%，特異度為91.7%；以1.625 m/s為界值，LS值診斷F3或以上分期的敏感度為90.5%，特異度為94.3%；以1.975 m/s為界值，LS值診斷F4或以上分期的敏感度為85.7%，特異度為97.9%(圖2)。

3.LS值與ICG 檢查、CP評分結果的相關性

所有肝占位患者和健康志愿者均獲得有效的ICG檢查結果和CP評分結果。肝占位組的ICG-R15值為(9.13±3.79)%，ICG-K值為(0.200±0.033)/min；對照組的ICG-R15值為(6.04±3.60)%，ICG-K值為(0.140±0.017)/min。肝占位組和對照組的ICG-R15值差異有統計學意義(t=4.216，P<0.001)，而兩組的ICG-K值差異無統計學意義(t=14.146，P<0.001)。肝占位組的ICG-R15、ICG-K與LS值均顯著相關(r=0.716，P<0.001；r=-0.717，P=0.000)。根據CP評分級別，各組別的LS值見表3，各組間差異有統計學意義(H=72.201，P=0.000)，且CP評分越高，AFRI技術測得的LS值越高。

表3　不同CP評分級別間 LS值比較

討　論

臨床上評估肝儲備功能的方法眾多，主要包括4類：①肝臟血清化實驗；②綜合評分體系，如Child-Pugh評分；③肝臟功能定量實驗，如ICG代謝實驗；④借助醫學影像的肝臟體積測量[11]。Child-Pugh評分近年來一直被認為是肝功能評估的金標準[12]。臨床上選擇手術進行肝切除的患者，大多為CP評分A級，但是仍有術后發生肝功能衰竭和死亡的報道[13]。同時，借助其他指標發現CP評分均為A級的患者彼此的肝臟儲備功能也有很大不同[14]。因此臨床上仍然迫切需要更好的方法評估肝儲備功能。

肝臟儲備功能反應肝臟潛在的功能狀況，隨著肝纖維化的發展，肝臟硬度增加，肝臟組織順應性降低，彈性亦變小。長期以來，肝臟纖維化程度一直是臨床觀察和治療肝病進程的最重要指標。ARFI技術目前已經廣泛用于評估肝臟纖維化，LS值也被認為是反映肝纖維化程度的可靠指標。如Lupsor等[15]通過對112例丙型肝炎患者進行肝纖維化病理分期和AFRI檢測，發現LS值與肝纖維化病理分期之間顯著相關；Wang等[16]的研究也認為AFRI是檢測肝臟纖維化程度的有效方法，主要依據為患者肝臟纖維化分期與活檢病理分期有良好的一致性。這些研究提示ARFI可以通過測量LS值來評估肝臟纖維化程度，從而反映肝儲備功能。

本研究通過對比肝占位組患者和健康志愿者的LS值，發現肝占位組平均LS值為(1.78±0.48) m/s，對照組為(1.19±0.11) m/s，肝占位組LS值顯著高于對照組，差異有統計學意義(P<0.001)。此外，本研究結果表明肝占位組LS值與肝臟病理分期顯著相關(P<0.001)，相關系數r=0.823。ROC曲線分析顯示，診斷F1或以上分期時，最佳LS值為1.395 m/s；診斷F2或以上分期時，最佳LS值為1.444 m/s；診斷F3或以上分期時，最佳LS值為1.625 m/s；診斷F4期時，最佳LS值為1.975 m/s，而當以不同LS值作為診斷不同肝臟纖維化分期的標準時，敏感度和特異度都可以達到90%左右。這一結果表明ARFI可以很好地反映肝臟組織內部的彈性變化，與國外相關研究結果一致[17-19]。

此外，本研究中ARFI測得的112例肝占位患者的LS值與ICG15呈顯著正相關(r=0.716，P<0.001)，LS值與ICG-K呈顯著負相關(r=-0.717，P<0.001)。這說明LS值隨著ICG-R15的升高而增加，肝臟清除率減慢使肝臟受損加重，這亦證實了ARFI通過測定LS值可評估肝臟儲備功能。

CP評分的增加反映了肝臟損傷程度的加重。本研究中CP評分為A、B、C級的患者的LS值也逐漸增加，說明LS值隨CP評分的升高而增加。這是因為肝功能受損嚴重時，肝臟硬度變高，其肝臟儲備功能亦會下降，也說明LS值可以反映肝臟儲備功能。本研究中CP評分為C級的患者共46例，病理結果均為肝硬化，其中14例病理分期為 F4期。本研究中共有91例患者選擇肝切除術，術后有12例患者發生輕度肝功能不全，經過治療指標恢復正常。12例發生術后輕度肝功能不全的患者中CP評分A級者1例，B級者4例。此外，張宇晴等[20]的研究也發現相同CP分級的患者之間肝臟儲備功能可以相差很大。這些都說明CP評分法尚有很多不足之處。

本研究同時發現ARFI技術尚有不足，如ARFI的測量受運動影響很大，脂肪組織會讓聲波產生強烈衰減，肥胖者難以獲得準確數據。此外，ARFI獲得的數值不穩定，需要患者的密切配合等。因此，ARFI技術有待于進一步完善。

綜上所述，ARFI能夠通過測量LS值間接反映肝臟纖維化程度和其儲備功能，且具有快速、簡單、無創及應用范圍廣等特點，可為肝臟占位患者手術方式的選擇和切除范圍的評估提供重要信息，值得臨床推廣。

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The assessment of hepatic fibrosis and pre-operative functional reserve in patients with space-occupying lesions using acoustic radiation force impulse imaging

XU Xia,WANG Xue-Rui,HE Xiu-Hong,et al.

Department of ultrasound,Erdos Central Hospital,Inner Mongolia 017000,China

Objective：The purpose of this study was to investigate the clinical application values of acoustic radiation force impulse imaging (ARFI) in the assessment of liver fibrosis and hepatic functional reserve in patients with space-occupying lesions in the liver.Methods:The liver stiffness (LS) in 34 healthy volunteers and 112 patients with space-occupying lesions in the liver was measured with ARFI.Indocyanine green (ICG) clearance tests were also performed to achieve ICG clearance rate constant (ICG-K) and ICG retention rate at 15 minutes (ICG-15R).Fibrosis progression was evaluated with Metavir score system.Correlation between LS and liver fibrosis stage,ICG-K,ICG-15R and Child-Pugh score were studied using Pearson correlation.Difference between LS values of patients and healthy volunteers,patients with and with no surgery,and different Child-Pugh classifications were compared usingt-test.With fibrosis stage as the gold standard,receiver operating characteristic (ROC) curve were analyzed to investigate the value of ARFI in the evaluation of liver fibrosis progression for patients with hepatic lesions.Results:There was a strong correlation between LS and fibrosis stage (r=0.710,P<0.001).The ROC curve analysis demonstrated high sensitivity and specificity for ARFI in the evaluation of the fibrosis stage.We also found a significant correlation between LS and ICG-15R,Child-Pugh score (r=0.455,P<0.001;r=0.688,P<0.001),and an inverse correlation between LS and ICG-K (r=-0.722,P<0.000).The LS value significantly differed among patients with Child-Pugh class A,B,and C (P<0.01).The average LS value in patients with operation was significantly lower than that in patients without operation (P<0.01).Conclusion:ARFI can be used to quantitatively analyze liver fibrosis before biopsy and also effectively evaluate the liver functional reserve in patients with hepatic focal lesions by measuring LS value.This technique is a simple and noninvasive evaluation method for liver fibrosis and liver functional reserve before surgery.

Acoustic radiation force impulse imaging; Hepatic functional reserve; Liver fibrosis; Elasticity imaging techniques

017000內蒙古，鄂爾多斯市中心醫院超聲科(徐霞、王雪瑞、賀秀紅、李匯文、曲俊樸)；200120上海，同濟大學附屬上海市東方醫院超聲科(董云)

徐霞(1975-)，女，鄂爾多斯人，碩士，副主任醫師，主要從事心血管超聲診斷工作。

賀秀紅，E-mail：hexiuhong2004@163.com

國家自然科學基金(61471231)

R445.1; R575.3

A

1000-0313(2016)09-0881-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.09.020

2016-03-21

2016-06-01)