剪切波彈性成像測量脾臟硬度評估肝硬化食管靜脈曲張

劉 越，盧學(xué)峰

(鄭州大學(xué)第二附屬醫(yī)院超聲科，河南 鄭州 450000)

門靜脈高壓(portal hypertension, PH)是由門靜脈系統(tǒng)壓力增加引起的一組臨床綜合征，為慢性肝病(chronic liver disease, CLD)的主要合并癥之一，可導(dǎo)致一系列并發(fā)癥，如食管靜脈曲張(esophageal varices, EV)、腹腔積液、肝性腦病及肝腎綜合征等[1]。既往研究[2]表明，近50%的PH患者可出現(xiàn)EV，EV出血所致PH患者2年死亡率為15%～20%，而未接受有效治療的EV患者1年出血復(fù)發(fā)率達(dá)60%。目前食管胃十二指腸鏡檢查(esophagogastroduodenoscopy, EGD)是檢出和評估EV的金標(biāo)準(zhǔn)[3]，但為侵入性檢查，可能存在并發(fā)癥，且部分患者依從性較差，限制了其臨床應(yīng)用[4]。超聲剪切波彈性成像技術(shù)是可用于檢測實(shí)質(zhì)臟器的硬度的成像技術(shù)，以之測量肝臟硬度(liver stiffness, LS)和脾臟硬度(spleen stiffness, SS)可用于預(yù)測和評估EV；且有學(xué)者[5-8]認(rèn)為，相比LS，SS可能是診斷和評估EV的更好指標(biāo)。本文對超聲剪切波彈性成像測量肝硬化患者SS用于評估EV的進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 概述

根據(jù)成像原理，超聲剪切波彈性成像可分為瞬時(shí)彈性成像(transient elastography, TE)、聲輻射力脈沖(acoustic radiation force impulse, ARFI)成像及二維剪切波彈性成像(2D-shear wave elastography, 2D-SWE)[9]。

以TE測量LS時(shí)，超聲探頭發(fā)射振動(dòng)脈沖并產(chǎn)生穿過組織傳播的剪切波，超聲探測器利用脈沖回波測量剪切波的傳播速度，并計(jì)算楊氏模量[10]。TE技術(shù)不能提供B型超聲聲像圖，故TE檢查時(shí)不能避開肝內(nèi)大血管和擴(kuò)張的膽管等組織。應(yīng)用ARFI技術(shù)時(shí)，探頭發(fā)射的高能量脈沖波產(chǎn)生的一部分縱波在人體組織內(nèi)經(jīng)聲能吸收轉(zhuǎn)換為剪切波，通過直接測量剪切波速度或轉(zhuǎn)換為楊氏模量E值，可定量評估組織的彈性；與TE不同，檢查者可使用B型超聲直接對肝臟進(jìn)行可視化操作，選擇肝實(shí)質(zhì)均勻區(qū)域并避開大血管或擴(kuò)張膽管進(jìn)行測量。2D-SWE同時(shí)對多個(gè)區(qū)域進(jìn)行高頻率沖擊，產(chǎn)生近似圓柱形的剪切波錐，即“馬赫錐”現(xiàn)象，并通過測量剪切波速度將其轉(zhuǎn)換為楊氏模量E值，再根據(jù)楊氏模量值將其編碼為彩色解剖圖，以定量評估組織硬度；檢查者亦能以B型超聲直接進(jìn)行可視化操作、避開大血管或擴(kuò)張膽管進(jìn)行測量[9]。

2 剪切波彈性成像測量SS評估EV

2.1 TE 一項(xiàng)前瞻性研究[11]對135例慢性肝硬化患者進(jìn)行TE檢查，結(jié)果顯示通過TE測量SS可預(yù)測EV，其受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic, ROC)下的面積(area under the curve，AUC)為0.74，診斷準(zhǔn)確率為80.45%，但不能預(yù)測EV分級；而LS聯(lián)合SS可將診斷EV準(zhǔn)確率提高至89.95%。SHARMA等[5]觀察270例肝硬化患者，發(fā)現(xiàn)根據(jù)SS診斷EV的準(zhǔn)確率高于LS，SS聯(lián)合LS可進(jìn)一步提高診斷效能，使診斷敏感度達(dá)90%、準(zhǔn)確率達(dá)90%。

有學(xué)者[12]提出聯(lián)合應(yīng)用LS、SS和其他可能與EV相關(guān)的檢查指標(biāo)可提高診斷EV的準(zhǔn)確性。門靜脈高壓診治Baveno Ⅵ共識(shí)[13]指出，TE所測LS<20 kPa且血小板計(jì)數(shù)>150 000個(gè)/mm3的晚期代償性肝硬化患者發(fā)生高危EV的可能性低(<5%)，可免于接受內(nèi)鏡檢查；但臨床上僅20%～30%患者符合上述標(biāo)準(zhǔn)。COLECCHIA等[14]構(gòu)建SS與Baveno Ⅵ共識(shí)聯(lián)合模型，以排除CLD中的高危EV，結(jié)果表明，Baveno VI/SS≤46 kPa的聯(lián)合模型(AUC=0.883)較單獨(dú)SS或Baveno Ⅵ(AUC=0.847、0.795)的診斷效能更高，其診斷敏感度為95.7%、特異度為53.1%。

2.2 ARFI TAKUMA等[6]納入白蛋白、脾直徑、血小板計(jì)數(shù)、總膽紅素、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、LS和SS多項(xiàng)檢查參數(shù)，觀察ARFI所測SS預(yù)測EV的效能，發(fā)現(xiàn)SS診斷EV或高危EV的準(zhǔn)確率最高，且針對不同原因肝硬化患者均較高。YE等[7]發(fā)現(xiàn)，LS(Spearmanρ=0.87，P<0.001)和SS(Spearmanρ=0.76，P<0.001)與CLD肝纖維化分期呈線性相關(guān)，LS與EV分級無明顯相關(guān)性，而SS與EV分級呈線性相關(guān)(Spearmanρ=0.65，P<0.001)；SS預(yù)測EV的AUC為0.83,敏感度為84.1%，特異度為81.0%。李瓊等[15]評估LS與SS診斷乙型肝炎肝硬化EV的價(jià)值，發(fā)現(xiàn)以 LS與SS診斷EV的AUC分別為0.877和0.910(P均<0.001),其最佳診斷閾值分別為2.01 m/s和2.84 m/s，敏感度為93.5%和76.1%,特異度為76.0%和92.0%。

SS聯(lián)合其他與EV相關(guān)檢查指標(biāo)有助于提高診斷EV的準(zhǔn)確性。BOTA等[16]采用多元回歸分析，針對SS及其他與EV相關(guān)檢查指標(biāo)構(gòu)建預(yù)測EV模型，其預(yù)測顯著EV評分=-0.572+0.041×LS(m/s)+0.122×SS(m/s)+0.325×腹腔積液(無腹腔積液為1，存在腹腔積液為2)，最佳臨界值>0.395時(shí)，其AUC為0.721，準(zhǔn)確率為69.6%。DARWEESH等[17]應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)方法構(gòu)建預(yù)測EV的影像組學(xué)模型[脾長徑(SD，cm)×0.17+脾靜脈內(nèi)徑(SVD， mm)×0.06+(SS)×0.97]，計(jì)算結(jié)果>6.35時(shí)，其診斷EV的敏感度和特異度分別83%和79%，AUC(0.85)高于單一LS(0.70)或SS(0.76)。

2.3 2D-SWE 2D-SWE所測SS對于診斷EV具有較高價(jià)值。KARAGIANNAKIS等[18]觀察64例肝硬化患者，發(fā)現(xiàn)2D-SWE所測SS<33.7 kPa時(shí)可排除高危EV，其AUC為0.792(P<0.001)。YOKOYAMA等[8]評價(jià)2D-SWE診斷兒童膽道閉鎖癥并發(fā)高危EV的效能，發(fā)現(xiàn)在脾臟直徑、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、轉(zhuǎn)氨酶/血小板比值指數(shù)及SS和LS等參數(shù)中，SS預(yù)測高危EV的AUC最高(0.900)，認(rèn)為根據(jù)2D-SWE所測SS診斷兒童膽道閉鎖癥并發(fā)高危EV更為準(zhǔn)確。

3 SS與LS診斷EV的準(zhǔn)確性及SS評估EV的局限性

有學(xué)者[19]采用薈萃分析，納入32項(xiàng)研究、共3 952例CLD患者，評估采用不同成像技術(shù)所測SS診斷EV和高危EV的準(zhǔn)確性，結(jié)果顯示根據(jù)SS診斷EV和高危EV的敏感度分別為0.87、0.90，特異度分別為0.73、0.66，提示SS能排除高危EV，避免不必要的EGD檢查，可作為監(jiān)測CLD治療效果的有價(jià)值的工具。MA等[20]對比分析SS與LS預(yù)測EV的準(zhǔn)確性，認(rèn)為SS診斷CLD患者EV的效能優(yōu)于LS。上述結(jié)果提示，相比LS，SS是臨床診斷EV的更佳的無創(chuàng)性指標(biāo)。

但是，SS亦存在局限性：①無論采用何種成像技術(shù)，存在大量腹腔積液、脾輕度腫大、脾臟位置較高以及心臟運(yùn)動(dòng)引起的干擾等，使得測量SS的成功率均低于LS；②各研究以不同算法和軟件計(jì)算LS和SS，導(dǎo)致其診斷截?cái)嘀挡町愝^大；③因納入因素較多，將SS與其他相關(guān)因素聯(lián)合構(gòu)建的預(yù)測EV模型計(jì)算較為復(fù)雜，不利于臨床推廣應(yīng)用；④肝靜脈壓力梯度(hepatic venous pressure gradient, HVPG)達(dá)到一定程度時(shí)，在EV之外，還可能出現(xiàn)胃腎分流、脾腎分流及臍靜脈開放等自發(fā)性分流以降低HPVG，此時(shí)測量SS對于評估EV的價(jià)值有待進(jìn)一步觀察[21]。

4 小結(jié)與展望

采用超聲剪切波彈性成像無創(chuàng)性測量SS可用于評估CLD患者EV，具有較高診斷效能。各種成像技術(shù)中，TE受腹腔積液、肥胖和肋間狹窄的影響較大，測量成功率低于2D-SWE和ARFI[22]。ELKRIEF等[23]報(bào)道，2D-SWE測量LS和SS的成功率(均為97%)高于TE(分別為44%和42%),且TE僅能觀察到A型線組合形成的低質(zhì)量圖像，難以避開大血管和擴(kuò)張的膽管，故至少需要重復(fù)測量10次；對于失代償肝硬化患者，TE可能因量程不足而導(dǎo)致結(jié)果準(zhǔn)確性下降[24]。ARFI和2D-SWE測量SS的成功率更高，且均可在B型超聲下實(shí)時(shí)觀察并在任意感興趣位置取樣，未來可能取代TE而成為臨床應(yīng)用更為廣泛的彈性成像工具。FOFIU等[25]對比ARFI與2D-SWE所測SS用于診斷需要治療的EV(varices needing treatment, VNT)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，結(jié)果顯示二者準(zhǔn)確性均較高，提示當(dāng)以其中一種技術(shù)測量失敗時(shí)，可嘗試應(yīng)用另外一種技術(shù)，以提高測量成功率。

與ARFI相比，2D-SWE可在B型超聲聲像圖中實(shí)時(shí)疊加可視化彩色定量彈性圖，同時(shí)獲取解剖學(xué)和組織硬度信息[26]；發(fā)現(xiàn)病變組織與未受累組織因炎癥而分界不清時(shí)，2D-SWE有助于初步區(qū)分良、惡性病變，更準(zhǔn)確、安全地引導(dǎo)活檢[27]。盡管目前ARFI和2D-SWE制造商尚未明確規(guī)定最低測量次數(shù)和可靠測量的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但在約1/4患者中，僅3次ARFI或2D-SWE測量結(jié)果的變異系數(shù)至少20%，可能降低其可靠性，提示有必要進(jìn)行更多次重復(fù)測量。另外，不同廠商提供的硬件及計(jì)算軟件有所不同，即便采用相同成像技術(shù)，以不同設(shè)備獲得的測量結(jié)果仍可能相差較大。期待未來制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以提高測量結(jié)果的可靠性。

總之，超聲剪切波彈性成像測量SS用于評估肝硬化EV具有較高效能，有望替代LS成為臨床應(yīng)用更廣泛的無創(chuàng)評估EV的影像學(xué)指標(biāo)。