超聲彈性成像在肝臟疾病的臨床應用

董丙田，黃 樞

(廈門大學附屬成功醫院超聲醫學科，福建 廈門 361000)

人體不同組織的彈性存在一定的差異，通過獲取組織的彈性信息可達到診斷疾病的目的。1991年，Ophir等[1]第一次提出了彈性成像的概念。超聲彈性成像技術是一種非侵入性新技術，其基本原理是對組織施加一個相關的激勵，組織將在位移、速度、應變方面發生一定的變化，進而獲得不同組織的硬度值。超聲彈性成像技術已逐漸發展為一種實時超聲成像技術，廣泛用于乳腺、甲狀腺等疾病的診斷，但在肝臟疾病方面尚處于研究階段。目前，臨床上診斷肝臟疾病的方法主要有組織穿刺病理學檢查、血清學檢查及影像學檢查等，由于一些檢查屬于侵入性檢查，而不能被普遍接受。常規超聲檢查在診斷脂肪肝方面有一定的缺陷，對肝纖維化的診斷、對肝臟良惡性腫瘤的鑒別診斷也存在一定的困難，而超聲彈性成像技術的提出和發展，為肝臟疾病的診斷提供了新途徑和方法。

1 超聲彈性成像的分類

超聲彈性成像技術根據應用效果可分為兩大類，一類是剪切波彈性成像，包括瞬時彈性成像(transient elastrography，TE)技術、聲脈沖輻射力彈性成像(acoustic radiation force impulse，ARFI)技術、實時剪切波彈性成像(shear wave elastrography，SWE)技術；另一類是壓迫式彈性成像，包括實時組織彈性成像(real-time tissue elastography，RTE)技術[2]。

1.1TE技術 TE技術是根據超聲波測量剪切波在肝組織中的傳播速度推算組織的硬度，剪切波在不同硬度組織內的傳播速度不同，組織越硬，剪切波傳播速度越快[3]。對肝纖維化彈性成像的研究中，TE技術應用的較早，相關技術也較為成熟[4]。與其他彈性成像技術相比，TE技術可及時、簡單、直接評估肝臟的彈性，且獲取時間短(通常<100 ms)，因此適合在肝臟中應用[5]。TE技術診斷肝纖維化具有無創、實時、定量分析等優點。Mobarak等[6]認為，與其他檢查方法相比，TE在預測肝纖維化、疾病進展到晚期肝纖維化以及肝硬化方面具有較高的價值。盡管TE可用于肝臟彈性的無創性評估，但對于評估高體質指數(body mass index，BMI)、嚴重肝萎縮及腹水的患者仍較困難[7]。

1.2ARFI技術 ARFI技術是對感興趣區域發射推進脈沖，導致組織發生位移形變，并產生橫向剪切波，通過獲取剪切波的傳播速度，估計相關組織的彈性模量值[8]。近些年，ARFI技術已作為一種新的基于超聲波和替代彈性成像評估肝臟彈性的方法，可以在超聲模式下精確定位測量部位。ARFI技術作為非侵入性檢測技術，是評估肝纖維化的可靠方法[9]。應用ARFI技術測量感興趣區剪切波速度(shear wave velocity,SWV)，可量化組織質地信息，SWV越高，組織硬度越大[10]。目前ARFI技術已廣泛用于腹部實質臟器的診斷。李軍等[8]認為，ARFI技術獲得的SWV與肝纖維化分期相關，且具有操作簡便、實時等優點，但對腹水、肥胖患者有一定的局限性。

1.3SWE技術 SWE技術是采用相關控制技術對組織發射聲脈沖輻射力，促使橫向剪切波在組織內生成，檢測并獲得相應組織的SWV，并用SWV評估組織硬度。目前該技術已用于乳腺、甲狀腺等組織，且效果較好[11]。SWE技術測得的SWV與楊氏模量呈正相關[12]，SWV越快，楊氏模量就越大，所測組織的硬度也越大。SWE技術由普通B超圖像引導，并能實時顯示肝臟的硬度圖像信息，因此能夠同時使用解剖位置和組織硬度信息精確引導肝臟彈性測量[13]。

1.4RTE技術 組織的彈性系數不同，受壓后產生的位移形變也不同。RTE技術多采用靜態/準靜態組織激勵方法，通過測量組織的彈性系數評估組織內部不同位置受壓后的位移變化，從而計算出變形程度，并編碼成像。RTE屬于壓力式超聲彈性成像法[14]。RTE技術用紅色和藍色直觀反映相應組織的硬度信息，其中紅色代表組織受壓后位移變化較大，組織較軟，彈性模量小。與其他技術的不同之處在于，RTE技術不能定量評估組織的硬度，反映的是組織的相對硬度值，是被測組織硬度與周圍組織硬度之比[15]。陳曦等[16]發現，RTE的應變比與肝纖維化分期呈明顯負相關，RTE技術對于肝纖維化具有較高的診斷價值。Tatsumi等[17]認為，RTE與TE技術所測得的肝硬度具有良好的相關性。另有學者研究表明，RTE能夠診斷出顯著肝纖維化(≥F2)，靈敏度為100%，特異度為66%，總體準確度為83%，并認為RTE在診斷肝纖維方面不如TE，但兩者診斷效果仍呈正相關[6]。

2 超聲彈性成像在肝臟疾病中的應用

2.1超聲彈性成像在肝纖維化及肝硬化診斷中的應用 對于各種病因引起的慢性肝臟疾病而言，絕大部分有肝纖維化的病理過程，部分可發展為肝硬化甚至肝癌[18]。慢性肝病的預后很大程度上取決于肝纖維化的程度及進展，因此早期診斷非常重要。此外對于防止肝臟病變的進一步發展也具有重要意義。目前肝纖維化的確診主要依據病理學、血清學以及影像學檢查，肝活檢仍然被認為是診斷肝纖維化的“金標準”[19]，其還能用于評價肝臟疾病的分級，但肝活檢所獲標本僅占肝臟體積的1/50 000，而肝纖維化在整個肝臟中不是均勻分布的[20]，因此肝活檢并不能全面反映肝臟情況。另外，肝活檢屬有創操作，且存在取樣誤差，導致其應用也受到一定的限制。常規超聲和彩色多普勒超聲只能對肝纖維化進行定性診斷，而不能定量分析嚴重程度。超聲彈性成像技術作為一種非創傷性定量分析肝纖維化的新技術正在快速發展，并顯示出獨特的優越性。

Fibroscan技術通過獲取肝臟硬度值評估肝纖維化的嚴重程度[21]，而肋間隙狹窄、胸壁厚度及腹水的存在會影響Fibroscan技術的測量[20]。此外Fibroscan技術也受BMI的影響。在實際工作中，常使用組織學評分對不同水平的肝纖維化進行評估，其中使用最廣泛的是METAVIR評分標準。METAVIR評分將纖維化分為5個階段：F0(無纖維化)、F1(無間隔的門靜脈纖維化：最小纖維化)、F2(具有幾個間隔的門靜脈纖維化：中度或臨床顯著纖維化)、F3(隔膜纖維化但無肝硬化：嚴重纖維化)、F4(肝硬化)[22]。張健等[23]選取323例經病理檢查確診為肝纖維化的患者為研究對象，對肝臟硬度與肝纖維化程度進行相關性分析，結果提示，肝臟硬度與肝纖維化程度呈正相關(r=0.74，P<0.001)；Fibroscan技術診斷各期肝纖維化的受試者操作特征曲線顯示，各階段肝纖維化曲線下面積均>0.9，表明Fibroscan能夠準確檢測肝纖維化程度。孫秀光等[24]采用TE技術對60例經肝活檢確診為乙肝肝纖維化的患者進行研究，對于病理分期相同的肝纖維化患者，肝酶異常可影響TE技術測得的肝臟硬度值，即肝酶異常者肝硬度值明顯高于肝酶正常者的肝硬度值。因此，肝酶異常者進行超聲彈性成像研究時需要特別謹慎。Lupor等[25]發現，肝纖維化是影響丙型肝炎患者肝硬度最主要的因素。張國盛等[26]對86例慢性乙型肝炎肝纖維化患者進行研究發現，RTE技術的檢測結果與肝纖維化病理分期結果顯著相關，RTE技術對于早期肝硬化的診斷較為敏感。肝纖維化作為慢性肝病發展的中間過程，早期確診非常重要。

近年來，應用ARFI和SWE技術評估肝纖維化取得了較好的效果[20]。與TE技術相比，ARFI技術的優勢之一是可以使用超聲模式顯示測量的部位，在左、右肝葉不同測量位點成像，可總體顯示肝纖維化分布[27]。但目前ARFI技術仍處于發展階段，還需要進一步研究。有研究應用ARFI和TE技術診斷慢性乙型肝炎肝纖維化患者，結果發現，兩種技術診斷肝纖維化的效果無顯著差異，ARFI技術可用于高BMI的患者，而TE技術診斷伴有肋間隙狹窄、腹水的患者效果不佳[8]。Samir等[28]使用SWE技術對136例彌漫性肝病患者肝臟不同部位的硬度值進行研究發現，肝左葉測得的硬度值與肝纖維化階段無關，而肝右上葉測得硬度值與肝纖維化階段的相關性最高。因此，進行肝彈性成像研究時需要考慮肝臟不同部位對研究結果的影響。此外，該研究還認為，合并肝脂肪變性或炎癥并未對SWE技術測得的肝纖維化結果產生影響[28]，但考慮到樣本量和所選病例肝病復雜等原因，仍需要更深一步的研究。

長期以來，肝纖維化的診斷主要依賴肝穿刺活檢，但易給患者帶來不必要的痛苦，導致患者的接受度不高，所以臨床上需要找到一種操作簡便、安全的替代診斷方法。目前，超聲彈性成像和超聲造影診斷肝纖維化仍處于研究階段。有學者通過實驗比較了兩種技術診斷肝纖維化的價值，結果發現，兩種技術都能獲得較高的診斷正確率，且超聲彈性成像技術在肝纖維化中的診斷價值高于超聲造影，差異有統計學意義[29]。Sporea等[30]認為，ARFI技術是用于評估肝纖維化最可靠且診斷價值較高的超聲彈性成像技術，且不受患者肥胖的影響。有研究就TE、ARFI以及SWE三種彈性成像方法診斷顯著肝纖維化和肝硬化的準確性進行比較，結果顯示，ARFI和SWE技術診斷顯著肝纖維化和肝硬化的準確性相近，而TE技術對顯著肝纖維化和肝硬化的診斷效果更優[25]。Fujimoto等[31]使用RTE技術對慢性丙型肝炎患者的肝纖維化進行彈性成像,并獲取肝纖維化指數，結果顯示，肝纖維化指數與肝纖維化分期高度相關，并且在各階段之間也觀察到顯著差異。

2.2超聲彈性成像在肝臟良、惡性腫瘤鑒別診斷中的應用 肝癌是我國最常見的惡性腫瘤之一，是惡性腫瘤的第2位死亡原因[32]。目前對于肝臟疾病多采用二維和彩色多普勒超聲檢查，但兩者在鑒別診斷肝臟良、惡性腫瘤上存在不足，有明顯的局限性。超聲彈性成像技術通過獲得肝臟腫塊的硬度值，進而對肝臟腫塊的良、惡性進行鑒別[33]。肝細胞肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)通常發生在已有慢性肝病的肝臟中，特別是慢性丙型肝炎肝硬化。據報道，慢性丙型肝炎發展為HCC的年發病率為3%～8%，肝纖維化程度是HCC的獨立危險因素[22]。超聲彈性成像鑒別診斷肝臟良、惡性病變的價值優于二維常規超聲成像，有利于提高肝占位性病變的診斷檢出率。彈性成像引導下肝臟病灶穿刺活檢的成功率和取材滿意度均高于常規超聲引導，表明彈性成像技術應用前景廣闊[34-35]。Kim等[36]認為，SWE技術在肝惡性腫瘤的鑒別診斷中具有重要意義，其測得的SWV對肝血管瘤的診斷有一定的輔助價值，但該觀點仍需要進一步研究證實。

超聲彈性成像是一種新型技術，具有非侵入性、操作簡便、易于接受等優點。Cesario等[37]認為，彈性成像技術對于肝臟轉移瘤的診斷價值較高。方玲等[38]認為，RTE技術診斷惡性肝腫瘤的靈敏度、特異性及準確性均優于常規二維超聲，尤其是對于深度≤10 cm的病灶。對于肝臟局灶性病變，超聲彈性成像技術的應用也有局限性，對于多發性肝臟病變、嚴重腹水、肝臟萎縮等患者的診斷效果不佳[37]。

2.3超聲彈性成像在脂肪肝診斷中的應用 脂肪肝又稱肝內脂肪變性，是各種原因引起的肝內脂肪蓄積過多，臨床上按含脂肪量的多少，將脂肪肝分為3度：輕度<10%，中度10%～25%，重度>25%[39]。目前，脂肪肝的確診多依賴于肝穿刺活檢，但肝穿刺活檢有致出血感染的風險，且過程痛苦，因此在實際臨床中的應用受到限制。超聲檢查廣泛用于脂肪肝的診斷，但其缺乏客觀指標，受人為因素影響較大。李銀燕等[39]使用超聲彈性成像技術和常規超聲對脂肪肝患者進行檢查，結果發現，超聲彈性成像技術檢出的靈敏度和特異度分別為96.1%和93.3%，因此認為該技術可用于脂肪肝的診斷，同時對脂肪肝患者的治療評估有重要意義。

超聲彈性成像技術是近年來快速發展的新型超聲技術之一，與傳統超聲檢查技術相比，對脂肪肝的診斷更客觀，操作更簡便。陳越峰等[40]使用RTE技術的組織彌散定量分析功能獲得脂肪肝各分度的應變均值，結果發現，應變均值隨著脂肪肝程度的加重逐漸減小。但RTE技術不適用于局限性、非均勻性脂肪肝和心力衰竭患者。常建東等[41]使用聲觸診組織量化技術對乙型肝炎合并脂肪肝患者各級纖維化的SWV進行研究，獲得了各級纖維化的SWV閾值，認為SWV可準確評價各級肝纖維化。有研究認為，對于慢性丙型肝炎患者，與肝脂肪變性相比，肝纖維化是影響肝硬度的主要因素[25]。乙型肝炎合并脂肪肝患者由于肝內脂肪量增加，其可能會對測得的肝硬度值產生影響；對于單純乙型肝炎患者與乙型肝炎合并脂肪肝患者測得的肝硬度值是否存在差異，還需要進一步、更大樣本量的研究。

3 結 語

超聲彈性成像作為一種新技術，具有獲取相關組織硬度信息的能力。超聲彈性成像在很多領域的實際應用中已顯示出有效性和準確性，其也為肝臟疾病的診斷提供了新的途徑。目前，超聲彈性成像尚處于發展階段，臨床應用時間短，對其臨床應用價值尚未達到統一認識。因此，各類技術的臨床應用還有待更加深入研究。超聲彈性成像技術在使用過程受一些因素的影響如大量腹水、BMI高等，最終影響肝臟占位性病變的彈性成像質量。此外，TE診斷肝纖維化時各分級的截斷點目前尚無統一標準。因此，為解決以上問題，并獲得更確切的臨床效果信息，還需要更深入的研究。