剪切波頻散成像在肝臟疾病診斷中的應(yīng)用進(jìn)展

摘" " 要" " 近年來，脂肪肝已成為我國最常見的慢性肝病，若長期忽視則易引發(fā)肝炎、肝纖維化、肝硬化甚至肝功能衰竭及肝癌，增加其相關(guān)死亡率。剪切波彈性成像（SWE）作為定量評估肝臟硬度和疾病分期的首選影像學(xué)檢查方法之一，卻在量化肝臟彈性時忽略了組織黏性，對炎癥或脂肪變性等慢性肝病患者的評估存在一定局限性。剪切波頻散成像（SWD）基于SWE發(fā)展而來，可評估彌漫性肝臟疾病中與組織黏性相關(guān)的剪切波頻散度斜率，其在SWE模式下自動激活，定量評估肝臟組織的彈性和黏性，能更精準(zhǔn)地檢測肝臟疾病的分類及分期，為臨床診斷提供更多依據(jù)。本文就SWD在肝臟彌漫性病變和肝臟局灶性病變術(shù)前診斷中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞" " 超聲檢查；剪切波頻散成像；剪切波頻散斜率；肝臟；黏性

［中圖法分類號］R445.1；R735.7" " "［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A

Application progress of shear wave dispersion in the diagnosis of

liver disease

WANG Tingting1，REN Xinping2

1.Department of Functional Examination，the Third People’s Hospital of Lanzhou，Lanzhou 730000，China.2.Department of Ultrasound Medicine，Ruijin Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University School of Medicine，Shanghai 200023，China

ABSTRACT" " In recent years，fatty liver has become the most common chronic liver disease in our country.If ignored for a long time，it is likely to cause diseases such as hepatitis，liver fibrosis，cirrhosis，and even liver function failure and liver cancer，increasing the related mortality rates.Shear wave elastography（SWE） is one of the preferred imaging methods for quantitative assessment of liver stiffness and disease staging，it ignores the tissue viscosity when quantifying liver elasticity，which has a certain limitations in evaluating patients with chronic liver disease such as inflammation or steatosis.Shear wave dispersion（SWD） is an imaging technique developed based on SWE，which can evaluate the slope of shear wave dispersion related to tissue viscosity in diffuse liver disease.It can be automatically activated in SWE mode to quantitatively evaluate the elasticity and viscosity of liver tissue.The application of SWD can more accurately detect the classification and staging of liver lesions，providing more basis for clinical diagnosis.This article reviews the application progress of SWD in preoperative diagnosis of diffuse and focal liver lesions.

KEY WORDS" " Ultrasonography；Shear wave dispersion；Shear wave dispersion slope；Liver；Viscosity

近年來，隨著人們生活習(xí)慣和飲食結(jié)構(gòu)的改變，脂肪肝已成為我國最為常見的慢性肝病，如長期忽視則易引發(fā)肝炎、肝纖維化、肝硬化甚至肝功能衰竭及肝癌，增加其相關(guān)死亡率。肝臟活檢雖是診斷肝臟疾病的金標(biāo)準(zhǔn)，但因其有創(chuàng)傷，在臨床應(yīng)用受限。超聲技術(shù)因其無創(chuàng)、普及率高、可重復(fù)檢查、患者依從性好等優(yōu)點(diǎn)被臨床廣泛應(yīng)用，其中剪切波彈性成像（shear wave elastography，SWE）是定量評估肝臟硬度和疾病分期的首選影像學(xué)檢查方法之一，但該技術(shù)基于將肝實(shí)質(zhì)視為理想化的均質(zhì)體彈性模型［1-4］，而真實(shí)的肝實(shí)質(zhì)除具有組織彈性外還具有組織黏性，黏性被認(rèn)為是一種不同于彈性的特性［2］。剪切波頻散成像（shear wave dispersion，SWD）基于SWE發(fā)展而來［1-2，5］，其作為評估彌漫性肝臟疾病中與組織黏性相關(guān)的剪切波頻散度斜率的成像技術(shù)，可在SWE模式下自動激活，定量評估肝臟組織彈性及黏性，而彈性與肝纖維化等慢性疾病變化相關(guān)，黏性則可能與肝臟的短期動態(tài)變化相關(guān)。應(yīng)用SWD能更準(zhǔn)確地檢測肝臟病變的分類及分期，為臨床診斷提供更多依據(jù)。本文就SWD在肝臟彌漫性病變和肝臟局灶性病變（focal liver lesions，F(xiàn)LLs）術(shù)前診斷中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

一、SWD概述

SWD通過檢測不同頻率的剪切波傳播速度獲得剪切波速度-頻率曲線，其斜率即為剪切波頻散值，斜率表示頻率分散的程度，與組織黏性呈正相關(guān)；在恒定的剪切力下，組織彈性隨著黏性的增加而增加，斜率也隨之增加［6］。頻散與黏性分量中剪切波速度與衰減頻率依賴性有關(guān)，在組織黏性中，剪切波速度和衰減隨著頻率的增加而更加明顯［7］。故剪切波頻散特性的分析可以作為測量黏性的一種間接方法。目前常用的測量黏性的間接方法有Aixplorer超聲成像系統(tǒng)、剪切波頻散超聲振動測量（shear wave dispersion ultrasound vibrometry，SDUV）技術(shù)和二維SWE。

1.Aixplorer超聲成像系統(tǒng)：于每次剪切波采集后，保存并處理剪切波傳播數(shù)據(jù)，利用剪切波光譜學(xué)技術(shù)估測剪切波頻散值；通過尋找波傳播剖面空間中的最大值獲取剪切波頻譜和頻散曲線，然后擬合頻散曲線，先采用線性回歸確定剪切波頻散曲線的斜率，最后使用Voigt模型估測黏性參數(shù)［1］。

2.SDUV的主要數(shù)據(jù)后處理步驟：使用基于互相關(guān)的斑點(diǎn)追蹤以估測剪切波原始位移，通過將位移-時間曲線映射到均勻的時間網(wǎng)格，并使用帶通濾波以消除背景運(yùn)動，從而獲得條件位移，在95、190、285和380 Hz頻率下估計(jì)剪切波速度，在95～380 Hz的頻率范圍內(nèi)使用Voigt模型擬合估算彈性和黏性［1，8］。

3.二維 SWE的處理步驟：在二維 SWE模式下激活四視圖模式，四視圖包括了剪切波速度或剪切波彈性（速度圖、彈性圖）、剪切波到達(dá)時間輪廓（傳播圖）、灰度和頻散可以同時查看斜率（頻散圖）［1-2］。使用基于彩色多普勒技術(shù)獲得剪切波引起的位移，通過傅里葉變換將每個位置的位移從時域變換到頻域，以估測剪切波在多個頻率下的相位變化；采用相位差法計(jì)算擺動速度，根據(jù)剪切波速度與頻率的分布計(jì)算剪切波速度的梯度，最后將計(jì)算的梯度值疊加在測量位置上，以創(chuàng)建頻散圖［1］。頻散圖可顯示剪切波頻散斜率，計(jì)算剪切波頻散斜率值及其標(biāo)準(zhǔn)差，這是一個與黏性直接相關(guān)的參數(shù)，如組織是頻散的，剪切波的速度和衰減將隨著剪切波的頻率增加而增加［2］。

由于生物組織復(fù)雜，難以選擇適當(dāng)?shù)牧W(xué)模型，目前也缺乏準(zhǔn)確測量肝臟黏性的指南，故比較推薦的方法是無需依賴力學(xué)模型的二維 SWE。

二、SWD在評估肝臟彌漫性病變中的應(yīng)用進(jìn)展

1.SWD在評估肝臟炎性改變中的應(yīng)用進(jìn)展：研究［2，9］表明，非酒精性脂肪性肝炎、病毒性肝炎、急性肝炎及自身免疫性肝炎等肝臟炎癥會誘發(fā)肝纖維化和肝硬化，并導(dǎo)致肝臟黏性增加，進(jìn)而引起原發(fā)性肝癌、肝功能衰竭，從而增加慢性肝病患者相關(guān)死亡率。肝臟疾病不同病因所致的壞死性炎癥模式有所不同，如免疫應(yīng)答介導(dǎo)的肝細(xì)胞損傷是乙型肝炎和丙型肝炎發(fā)病的主要機(jī)制；酒精所致肝臟損傷主要與酒精在機(jī)體代謝過程中產(chǎn)生大量的還原型輔酶Ⅰ改變了肝細(xì)胞內(nèi)的氧化還原狀態(tài)，從而使肝細(xì)胞受損有關(guān)；非酒精性脂肪性肝?。╪onalcoholic fatty liver disease，NAFLD）的重要機(jī)制之一是肝內(nèi)的固有免疫細(xì)胞參與氧應(yīng)激脂質(zhì)過氧化損傷，導(dǎo)致肝細(xì)胞炎癥壞死，可能會影響剪切波頻散斜率的測量結(jié)果［10-11］。如NAFLD患者肝臟彈性略有增加，但仍在正常范圍內(nèi)，而剪切波頻散斜率卻顯著增高［9］，這有助于無創(chuàng)診斷脂肪性肝炎［12］。Sugimoto等［13］研究應(yīng)用SWD測量111例接受肝活檢的疑似NAFLD患者肝臟剪切波頻散斜率，結(jié)果顯示剪切波頻散斜率對≥A1級（輕度）炎癥的診斷效能最高，曲線下面積（AUC）為0.95［95%可信區(qū)間（CI）：0.91～0.10］，靈敏度和特異度分別為94%和100%；診斷≥A2級（中度）炎癥的AUC為0.81（95%CI：0.72～0.89），靈敏度和特異度分別為89%和66%；診斷A3級（顯著）炎癥的AUC為0.85（95%CI：0.74～0.97），靈敏度和特異度分別為83%和77%；有序Logistic回歸分析顯示，剪切波頻散斜率和衰減系數(shù)均為診斷小葉性炎癥分級的獨(dú)立影響因素［OR=1.06（95%CI：1.02～1.10）、1.50（95%CI：1.08～2.08），P=0.001、 0.02］，表明SWD可用于評估NAFLD炎性壞死分級，且具有較高準(zhǔn)確性。孫曉慧等［14］選取經(jīng)病理檢查明確肝臟炎癥分級（G0～G4級）的52例慢性乙型肝炎患者，應(yīng)用SWD檢測其肝臟剪切波頻散斜率，結(jié)果顯示SWD診斷≥G2級肝臟炎癥的AUC、靈敏度和特異度分別為0.965、93.3%和86.5%。表明SWD在評估慢性乙型肝炎患者≥G2級肝臟炎癥活動度方面具有一定價值?？傊?，SWD在鑒別肝臟炎癥分級方面具有較高的診斷效能，可為防止肝炎進(jìn)展為終末期肝病提供機(jī)會［9，13］。

2.SWD在評估肝纖維化引起肝硬化中的應(yīng)用進(jìn)展：肝纖維化和肝硬化是各種原因引起的慢性肝損傷的終末期表現(xiàn)。SWD可用于評估進(jìn)展期慢性肝病或代償期肝硬化患者肝纖維化［1，11］。Sugimoto等［1］總結(jié)了3項(xiàng)關(guān)于肝彌漫性病變彈性和黏性的臨床研究，其中Defffeux等應(yīng)用Aixplorer超聲成像系統(tǒng)測量70例病毒性肝炎患者肝臟彈性和黏性，結(jié)果顯示肝臟黏性預(yù)測F2～F4期肝纖維化的AUC低于肝臟硬度，其未能很好地預(yù)測疾病活動性；Chen等應(yīng)用SDUV技術(shù)測量35例慢性肝病患者肝臟彈性和黏性，結(jié)果顯示肝臟黏性區(qū)分F0～F1期肝纖維化與F2～F4期肝纖維化的AUC低于肝臟彈性的AUC（0.86 vs. 0.98）；Sugimoto等選取經(jīng)活檢證實(shí)的24例NAFLA患者，應(yīng)用二維SWE測量剪切波速度和剪切波頻散斜率值，結(jié)果表明剪切波速度在預(yù)測肝纖維化分期中的診斷價值高于剪切波頻散斜率，而剪切波頻散斜率在預(yù)測壞死性炎癥程度方面的診斷價值高于剪切波速度?？梢姼闻K黏性在預(yù)測肝纖維化分期中的價值低于肝臟彈性。Chen等［8］研究選取經(jīng)肝臟活檢明確肝纖維化分期的10例健康志愿者和35例肝臟疾病患者，應(yīng)用SDUV測量肝臟彈性和黏性，并使用峰值時間（TTP）法測量肝臟彈性，結(jié)果顯示SDUV所測肝臟彈性和黏性預(yù)測肝纖維化分期的AUC為0.98（95%CI：0.92～1.00）、0.86（95%CI：0.72～1.00），TTP所測肝臟有效彈性預(yù)測肝纖維化分期的AUC為0.95（95%CI：0.87～1.00），SDUV所測肝臟彈性與TTP所測肝臟彈性預(yù)測肝纖維化分期的診斷效能相當(dāng)，可見在肝臟彈性測量中忽略黏性可能不會降低其對肝纖維化分期的診斷效能。且該研究后期隨訪發(fā)現(xiàn)，3例低彈性但高黏性患者中2例患者均存有在肝臟活檢和SDUV測量間隔時間內(nèi)有改善的情況，表明肝臟彈性與肝纖維化等慢性病理改變相關(guān)，而肝臟黏性改變可能與肝臟的短期和更動態(tài)的變化相關(guān)。肝硬化作為一個炎癥壞死不斷發(fā)展的過程，SWD因考慮了炎癥壞死因素，能更真實(shí)地反映伴有炎癥的肝纖維化程度［15］?？傊?，肝臟黏性在肝纖維化評估方面的價值低于其彈性，在肝臟彈性測量中忽略肝臟黏性雖然不會降低其對肝纖維化分期的診斷效能，但肝臟黏性亦可為肝纖維化分期提供有效信息。

3.SWD在肝移植患者預(yù)后評估中的應(yīng)用進(jìn)展：慢加急性肝功能衰竭（acute-on-chronic liver failure，ACLF）是以起病急驟、發(fā)展迅速、預(yù)后差、短期（28 d）死亡率高（可達(dá)到23%～74%）為臨床特點(diǎn)的一類肝臟疾?。?6-18］ 。目前對于早期ACLF、肝功能儲備不良的終末期肝病和早期肝細(xì)胞癌患者，肝移植是當(dāng)前最有效的治療手段。然而，移植物損傷（如缺血再灌注或排斥反應(yīng)）常引發(fā)移植肝壞死性炎癥反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致功能障礙［6］。肝臟黏性或許可用以評估肝移植后肝臟功能的短期動態(tài)變化，并在肝移植后評估由細(xì)胞排斥、復(fù)發(fā)性肝炎或膽管炎引起的肝實(shí)質(zhì)損傷。Lee 等［7］研究選取104例接受肝移植患者，應(yīng)用SWD檢測同種異體移植肝的硬度值和剪切波頻散斜率，測量后立即在盡可能靠近檢查區(qū)域進(jìn)行了肝臟活檢，結(jié)果顯示肝臟硬度值、剪切波頻散斜率預(yù)測移植肝損傷的AUC分別為0.75（95%CI：0.65～0.83，Plt;0.01）、0.86 （95%CI：0.77～0.92，Plt;0.01），且剪切波頻散斜率的AUC高于肝臟硬度值的AUC，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.01），可見剪切波頻散斜率在預(yù)測移植肝損傷方面較肝臟硬度值的價值更高。同時該研究還發(fā)現(xiàn)肝纖維化分期和壞死性炎癥反應(yīng)均為剪切波頻散斜率的影響因素，同種異體移植肝損傷的肝纖維化和壞死性炎癥反應(yīng)更為嚴(yán)重，相應(yīng)的剪切波頻散斜率值也會增加?？傊琒WD有助于檢測肝移植患者移植物損傷，且其診斷效能高于肝臟彈性。

4.SWD在肝脂肪變性中的應(yīng)用進(jìn)展：NAFLD是導(dǎo)致肝脂肪變性的最為常見的慢性肝病之一，與代謝綜合征和肥胖密切相關(guān)［13］。Sugimoto等［13］研究結(jié)果顯示，肝臟衰減系數(shù)和剪切波頻散斜率均為預(yù)測NAFLD患者脂肪變性分級的獨(dú)立影響因素［OR=1.04（95%CI：1.01～1.07）、3.51（95%CI：2.37～5.20），均Plt;0.05］，表明衰減系數(shù)和剪切波頻散斜率均為影響肝脂肪變性的重要因素，在脂肪變性分級中具有較高的診斷效能?？傊琒WD可用于評估肝臟脂肪沉積，肝臟黏性有望成為評估肝脂肪變性分級的新指標(biāo)。

三、SWD在FLLs中的應(yīng)用進(jìn)展

肝臟黏性對于準(zhǔn)確評估FLLs患者肝臟彈性較為重要。Dong等［2］選取58例經(jīng)病理確診的FLLs患者（均發(fā)病于肝右葉），其中惡性淋巴瘤40例，包括肝轉(zhuǎn)移灶10例，肝細(xì)胞癌30例；良性淋巴瘤18例，包括血管瘤局灶性結(jié)節(jié)性增生5例，血管瘤13例，采用剪切波頻散斜率評估其肝臟黏性值，表示為肝腫瘤和背景肝實(shí)質(zhì)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果顯示肝轉(zhuǎn)移灶、肝細(xì)胞癌、血管瘤局灶性結(jié)節(jié)性增生、血管瘤肝臟黏性值分別為（14.81±2.35）m·s-1·kHz-1、（14.78±1.86）m·s-1·kHz-1、（13.67±2.72）m·s-1·kHz-1、（13.23±1.31）m·s-1·kHz-1，且惡性FLLs肝臟黏性值高于良性FLLs［（14.79±3.15 ）m·s-1·kHz-1 vs. （13.36±2.76）m·s-1·kHz-1］，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；當(dāng)肝臟黏性值截斷值為13.15 m·s-1·kHz-1、15.45 m·s-1·kHz-1時鑒別診斷肝臟良惡性FLLs的靈敏度分別為83.3%、42.5%，特異度分別為56.5%、94.4%；且剪切波頻散斜率和肝臟黏性值與肝臟惡性FLLs的病理性炎癥和壞死顯著相關(guān)，惡性FLLs中壞死和炎癥變化的增加會導(dǎo)致頻散斜率增加，使其肝臟黏性值升高。張琪等［3］研究選取83例經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的FLLs患者，術(shù)前應(yīng)用SWD測量肝腫瘤內(nèi)部及腫瘤周邊2 cm外肝實(shí)質(zhì)黏性值，結(jié)果顯示良性FLLs肝臟黏性值顯著低于惡性FLLs［（13.47±2.76 ）m·s-1·kHz-1、（15.00±3.82）m·s-1·kHz-1］，且良性FLLs病灶與周邊正常肝實(shí)質(zhì)的黏性值比值［1.01（95%CI：0.75～1.22）］顯著高于惡性FLLs與周邊正常肝實(shí)質(zhì)的黏性值比值［0.88（95%CI：0.54～1.14）］，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均Plt;0.05），表明SWD對術(shù)前鑒別良惡性FLLs具有一定的臨床意義。Jesper等［19］選取46例FLLs患者，其中肝轉(zhuǎn)移灶24例，良性病變22例，結(jié)果顯示肝轉(zhuǎn)移灶肝臟黏性值顯著低于良性病變［（15.2±2.74）m·s-1·kHz-1 vs. （13.0±2.45）m·s-1·kHz-1］，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.01）；王坤等［20］選取103例FLLs患者，其中良性35例，惡性68例，應(yīng)用SWD測量肝臟黏性值鑒別良惡性FLLs，結(jié)果顯示當(dāng)肝臟黏性值gt;15.60 m·s-1·kHz-1時鑒別診斷良惡性FLLs的AUC為0.72，靈敏度為88.2%，特異度為51.4%，準(zhǔn)確率為75.7%；當(dāng)FLLs與周邊肝實(shí)質(zhì)的黏性值比值lt;1.32時鑒別診斷良惡性FLLs的AUC為0.68，靈敏度為58.8%，特異度為74.2%，準(zhǔn)確率為63.1%?？傊?，SWD可作為評價FLLs的新方法［2-3，18］，在所有肝臟黏性參數(shù)中，黏性值可能是區(qū)分良惡性FLLs的最佳指標(biāo)。

四、總結(jié)及展望

總之，SWD可通過測量剪切波頻散斜率預(yù)測壞死性炎癥程度、評估肝脂肪變性分級、檢測肝移植患者移植物損傷，以及鑒別良惡性FLLs；此外，在肝纖維化分期方面，剪切波頻散斜率能夠協(xié)助排除早期肝纖維化，并輔助診斷肝硬化，其有望成為早期篩查及量化肝臟彌漫性病變及FLLs的新方法。

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（收稿日期：2024-05-15）