聲觸診彈性成像和聲速匹配技術在非酒精性脂肪性肝病和肝硬化中的診斷價值

黃國慶 高楓 孫燕 袁華琴 程正才 胡佩佩 于群

非酒精性脂肪性肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease,NAFLD）是一種與胰島素抵抗和遺傳密切相關的疾病[1]。隨著肥胖和代謝綜合征的流行，NAFLD已成為我國第一大慢性肝病[2]，然而其發病機制仍然不十分清楚，缺乏有效評價和動態觀察病情進展的方法。肝穿刺活檢是診斷的“金標準”，但顯然不適合作為NAFLD患者動態隨訪病情變化的檢查方法。聲觸診彈性成像（sound touch elastography,STE）和聲速匹配技術（sound speed correction,SSC）是近年來出現的兩種新技術，具有無創、易操作、重復性好等優勢，逐漸應用于臨床研究，但是將STE和SSC用于NAFLD的研究較少。筆者將上述兩種新技術應用于NAFLD和肝硬化患者檢測中，旨在評價其可行性及臨床應用價值，以期為臨床診治該類患者提供參考依據。

1 對象和方法

1.1 對象 收集2018年6月至2020年12月杭州師范大學附屬醫院就診臨床資料和（或）肝穿刺證實的NAFLD患者52例（NAFLD組），男30例，女22例，年齡 23～77（50.6±12.9）歲；臨床確診肝硬化患者 32 例（肝硬化組），男 19 例，女 13例，年齡 34～77（54.3±11.8）歲。選取同期健康體檢者38例作為對照組，男22例，女16 例，年齡 18～73（46.5±15.3）歲。NAFLD 組納入標準：（1）無飲酒史或飲酒折合乙醇量男性＜30 g/d、女性＜20 g/d；（2）肝臟腹部超聲檢查結果符合彌漫性脂肪肝診斷標準或組織學證據[2]；（3）包含非酒精性單純性脂肪肝（non-alcoholic fatty liver,NAFL）和非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis,NASH）患者。排除酒精性肝病、病毒性肝炎、藥物性肝病、自身免疫性肝病等可導致脂肪肝特定疾病的患者[2]。肝硬化組納入標準：明確影像學證據、臨床資料和（或）肝穿刺確診肝硬化，有脂肪肝病史，不排除同時合并其他慢性肝病。對照組納入標準：血清學指標及影像學檢查均正常。共剔除2例肝硬化患者，其中1例呼吸過于急促，無法堅持屏氣，另1例合并肝性腦病無法配合，STE無法獲得滿意檢測結果。3組對象性別、年齡比較差異均無統計學意義（均P＞0.05）。本研究經本院醫學倫理委員會批準 [批件號2018（倫02）-ks-010]，所有受試者均知情同意。

1.2 方法 采用邁瑞Resona 7彩色多普勒診斷系統，選擇SC6-1U凸陣探頭，頻率1～6 MHz，儀器配備STE及SSC技術。均由經過STE和SSC培訓的高年資超聲副主任醫師同時完成。

1.2.1 STE檢測 受檢者空腹取平臥位，檢測部位：肝右葉S5/6段，檢測深度：肝包膜下1～2 cm，圖像獲取：平靜呼吸后屏住呼吸3～5 s，點擊STE檢測，采集5次彈性模量（E值），取平均值。檢測成功標準：要求呼吸運動指數≥4顆星、可信度指數≥95%，5次檢查結果的四分位間距/中位數＜30%（IQR/Median＜30%）。

1.2.2 SSC檢測 受檢者空腹取平臥位，選取肝右葉處（右肋間斜切），深度取10 cm，圖像穩定后，啟動SSC模式，采集5次聲速指數（sound speed index,SSI），取中位數。

1.3 統計學處理 采用SPSS 23.0統計軟件。正態分布的計量資料以表示，兩組間比較采用兩獨立樣本t檢驗，3組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗。非正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，兩組間和3組間比較均采用獨立樣本Kruskal-Wallis H檢驗。計數資料組間比較采用Fisher確切概率法。采用ROC曲線分析比較STE和SSC的診斷效能。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3組間肝組織E值與SSI的比較 3組中肝組織E值與SSI最高均是肝硬化組，3組間比較差異均有統計學意義（H=69.455、34.163，均 P＜0.01）。NAFLD組E值高于對照組，但SSI低于對照組，兩組間E值與SSI比較差異均有統計學意義（H=-17.939、19.388，均P＜0.05）。NAFLD組與肝硬化組比較E值和SSI差異均有統計學意義（H=-50.915、-46.519，均 P＜0.01）。見表 1，圖 1（插頁）、2。

圖1 各組受試者聲觸診彈性成像（STE）檢查圖[a：對照組，STE取樣框內呈均勻藍色，E值4.87 kPa（取粗箭頭所示LSM Mean值）；b：非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD）組，STE取樣框內呈欠均勻藍綠色相間，E值6.85 kPa，較對照組增高；c：肝硬化組，STE取樣框內呈花色，E值15.84 kPa，明顯增高]

圖2 各組受試者聲速匹配技術（SSC）檢查圖[a：對照組，聲速指數（SSI）值1 523 m/s（箭頭所示）；b：非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）組，SSI 1 504 m/s，較對照組減低；c：肝硬化組（肝前間隙可見腹水），SSI值1 537 m/s，較其他兩組均增高]

表1 3組間肝組織E值與SSI的比較

2.2 STE和SSC的診斷效能 對NAFLD組和肝硬化組進行ROC曲線分析，STE和SSC技術判別肝硬化的 AUC 分別為 0.981（95%CI：0.956～1.000）、0.859（95%CI：0.781～0.938），見圖 3。以 Youden 指數對應的E值10.8 kPa作為截斷值，STE判別肝硬化靈敏度、特異度分別為 0.867、0.942。

圖3 聲觸診彈性成像（STE）和聲速匹配技術（SSC）診斷肝硬化的ROC曲線（SSI為聲速指數；E值為肝組織彈性模量）

2.3 STE和SSC檢查成功率和耗時比較 122例患者剔除2例后，其余120例均檢查成功，SSC成功率100%（122/122），STE 成功率 98.3%（120/122）。SSC檢查耗時2～6（3.69 ± 0.83）min，STE 檢查耗時 6～15（10.22±2.06）min。SSC和STE檢查成功率差異無統計學意義（P＞0.05）。SSC和STE檢查耗時比較差異有統計學意義（t=33.039，P＜0.01），SSC檢查耗時更短。肝硬化組中3例合并腹水患者STE和SSC檢查均成功。

3 討論

在我國，NAFLD患病率呈上升趨勢，大多數NAFLD患者早期無明顯癥狀，容易被忽視，然而對于部分患者來說，肝臟已經出現損害，NAFLD是隱源性肝硬化的主要病因[3]。研究顯示到2030年，NAFLD相關肝細胞肝癌和肝移植發生率將增加一倍，大大增加公共健康負擔[4]。因此，尋找有效評價和動態監測NAFLD的臨床診斷方法一直是筆者關注的問題。

肝穿刺活檢是NAFLD診斷分期的準確方法，然而有創、并發癥、取樣誤差等使得肝穿刺活檢不適合作為NAFLD患者常規檢查和動態監測方法，這是一個重要的問題。常規超聲、CT和MRI是目前診斷NAFLD主要影像學方法。常規超聲是首選，但難以精準判斷NAFLD的肝損害程度。

STE是一種新彈性成像技術，其基于聲輻射力效應，在組織內產生大范圍剪切波，通過域掃描技術，迅速獲得感興趣區剪切波速度，并以彩色編碼實時顯示組織彈性圖，并將其疊加到常規二維超聲圖像，達到實時成像，同時獲取目標區域E值，能直觀地反映組織硬度的大小。鄭劍等[5]報道正常成人肝臟STE檢測成功率高，穩定性好，操作者內重復性相關系數（ICC）為 0.917（0.891～0.939）。Gatos等[6]在一項納入139例慢性肝病患者的隊列研究中，發現STE、二維剪切波彈性成像（shear wave elastography,SWE）和振動控制瞬時彈性成像（vibration-controlled transient elastography,VCTE）診斷準確度相當。SSC也是近年來出現的一種新技術，其基本方法是系統執行智能聲速匹配算法，估算最優聲速，獲取最優延時曲線參數，進行實時成像，并可以獲得感興趣區域的量化分析參數——SSI。常規超聲設備設定超聲在人體軟組織中的傳播速度為1 540 m/s，然而實際情況是超聲在同一患者體內不同組織中傳播速度存在差異，即使是同一組織，由于組織內部結構的變化，其聲速也存在差異。膠原纖維的靜彈性模量大約是其他軟組織的1 000倍，這意味著它的聲速應比其他軟組織高出很多，肝纖維化時，由于肝內膠原纖維增多，肝內聲速應較正常肝組織高。周淑香等[7]研究表明，聲速匹配在正常人肝臟聲速測量中有較好的穩定性，組內ICC＞0.75。Boozari等[8]也證實慢性病毒性肝炎肝組織的聲速匹配值隨肝纖維化階段加重而加快。

本研究發現，3組間肝組織E值與SSI差異均有統計學意義。進一步兩兩比較，發現NAFLD組E值與SSI與對照組比較差異均有統計學意義，表明STE和SSC可以對NAFLD進行無創評價。分析原因與NAFLD肝細胞發生脂肪變、氣球樣變，炎癥細胞浸潤和肝纖維化等導致肝組織成分、密度以及結構發生改變有關。本研究中對9例肝功能持續增高要求行肝穿刺的NAFLD患者進行了肝穿刺活檢，病理檢查證實NAFL 3例、NASH 6例，肝纖維化F1期6例、F2期3例，表明NAFLD肝組織硬度和聲速的變化與肝臟炎性病變和纖維化有關。NAFLD發病機制中一個重要環節是脂質代謝失衡，這會導致肝細胞內游離脂肪酸（free fatty acid,FFA）增多、脂質堆積，有毒脂質分子積聚（尤其是長鏈飽和脂肪酸）引起脂毒性，進而激活多條信號通路，引發內質網應激、線粒體功能紊亂等一系列過程，損傷肝細胞，導致肝細胞死亡[9]。死亡肝細胞會激化損傷關聯分子模式（damage-associated molecular patterns,DAMPs），匯同 FFA、內毒素，募集 Toll樣受體（toll-like receptor，TLR）、炎癥小體等，促發大量炎癥因子釋放，引起肝細胞炎癥發生。DAMPs、內毒素還會激活肝臟星狀細胞，釋放膠原蛋白，胞外基質增多，導致肝纖維化甚至肝硬化的發生。推測NAFLD這些內在發病機制可能是本研究中發現的NAFLD肝組織E值和SSI出現變化的分子基礎。

NAFLD患者嚴重后果就是發展到肝纖維化甚至肝硬化，導致NAFLD死亡相關風險增加，如果能通過隨訪NAFLD患者肝組織硬度和聲速的變化，實現對NAFLD肝損傷內在進展的動態監測，及早采取臨床干預，防止NAFLD患者進展為更嚴重的結局將是有重要意義。本研究對NAFLD組和肝硬化組E值和SSI進行研究，發現兩組E值和SSI差異有統計學意義（P＜0.01），肝硬化組E值和SSI明顯高于NAFLD組，說明不同病理狀態下肝組織彈性和結構變化的差異和嚴重度可以被這兩種新技術觀察到。對NAFLD組和肝硬化組進行ROC曲線分析，發現STE和SSC判別肝硬化的AUC分別達0.981、0.859，提示具有良好的診斷效能。以Youden指數對應的肝組織E值10.8 kPa作為截斷值，靈敏度、特異度分別為0.867、0.942。

本研究還發現，STE和SSC檢查成功率高，耗時短，檢查費用不到磁共振彈性成像（magnetic resonance elastography,MRE）的1/4。STE和SSC兩種新技術相比較，檢查成功率差異無統計學意義，但SSC受呼吸因素影響小，而患者呼吸因素（如無法屏氣、不能配合等）會影響STE檢測的成功率。兩者相比，SSC檢查更快速，耗時更短，僅僅需要 2～6（3.69±0.83）min，明顯短于 STE 檢查耗時的 6～15（10.22±2.06）min。兩者比較，STE判別肝硬化的診斷效能高于SSC。同時，兩者不受腹水因素影響，均具有二維可實時觀察的優點，從而有效避開觀察區域肝組織內血管瘤、肝內結節等對測值的影響，這點優于瞬時彈性成像技術（transient elastography,TE）。本研究不足在于由于癥狀較輕NAFLD患者肝穿刺依從性低，故只對部分NAFLD患者進行了肝穿刺活檢，導致組織樣本數偏少。

綜上所述，本研究初步證實了STE和SSC可對NAFLD和NAFLD相關肝硬化進行無創評價，為進一步研究打下基礎。由于STE和SSC具有實時直觀顯示肝臟二維超聲圖像并能同步檢測肝組織硬度和速度、操作方便、可重復多次檢查、穩定性好、經濟等優勢，預示STE和SSC兩種新技術在評價和動態觀察NAFLD方面具有潛在臨床應用價值，為廣大NAFLD患者準確評估和隨訪病情變化提供了新方法。