厦门市中医院超声科 福建 厦门 361009
【摘要】目的:探讨声脉冲辐射力成像技术(ARFI)及脉冲多普勒频谱(PW)在检测非酒精性脂肪肝病(NAFLD)肝纤维化程度中的应用价值,以及两种方法联合诊断评估肝纤维化的意义。方法:选择在我院确诊为非酒精性脂肪肝(NAFLD)的患者308例为实验组,并随机选择30例志愿者作为对照组,分别进行肝脏ARFI测值及PW各参数检查。以病理结果作为金标准,对ARFI测量所得的SWV参数及PW测量所得的血流动力学各相应参数进行统计学分析。结果:(1)随着肝纤维化程度的加深,ARFI肝脏剪切波速度值 VTQ随之增加。(2)随着肝纤维化程度的加重,肝循环指数HCI逐渐降低。(3)通过ROC曲线分析表明:ARFI与PW联合对非酒精性脂肪肝病纤维化程度的诊断准确率最高,ARFI技术高于PW。结论:(1)NAFLD病人中ARFI所测得的剪切波速度VTQ与纤维化严重程度呈显著正相关。(2)ARFI与PW联合在NAFLD肝纤维化程度的评估诊断,较其单一技术诊断效能率高。
关键词:非酒精性脂肪肝病;纤维化;声脉冲辐射力成像;脉冲多普勒频谱;
非酒精性脂肪肝病[1](NAFLD)是指除外酒精、药物、病毒性肝炎及其它明确的肝脏损害因素,以肝脏内出现弥漫性肝细胞大泡性脂肪变为主要特征,部分伴随肝细胞凋亡、坏死、炎细胞浸润及汇管区纤维化等的临床病理综合征,是一类遗传-环境-代谢应激相关性的疾病。
NAFLD病理分型包括单纯性脂肪肝(NAFL)、脂肪性肝炎(NASH)、肝硬化及肝细胞癌[2-6]。其中NASH是在从单纯性脂肪肝进化发展为肝纤维化以及肝硬化过程中的中间阶段,通过在早期阶段对肝纤维化进行治疗,NASH是可以发生逆转[11]的,对NAFLD的病理进展过程来说是疾病发展的拐点,是重要的限速步骤和治疗重点,临床干预将起到至关重要的影响[7]。
目前临床普遍使用肝穿刺活检病理作为NAFLD的诊断及其分型和分期的 “金标准”。因其有创性及诸多禁忌症,临床往往无法普及,因此,寻找评估NAFLD患者肝纤维化程度的无创指标成为界内面临的巨大挑战和热点。故本研究旨在于评估NAFLD肝纤维化的无创检查---ARFI及PW改变,及其与肝穿刺这一金标准的相关性,以期寻找到能替代肝穿刺的客观的、重复性好的无创指标,为临床干预提供有效依据。
1.资料与方法
选择2014年4月~2016年8月来我院就诊并行肝穿刺活检的NAFLD患者共308例,其中男性232例,女性76例;年龄3岁~64岁,平均年龄(35.26±12.38)岁。除外病毒、淤胆性肝病 、酒精性肝病、自身免疫性肝病,另外选择同期我院门诊体检健康的志愿者30例作为对照组,其中男性19例,女性11例;年龄22岁~26岁,平均(24.25±1.32)岁。入选标准参照2010年修订的《非酒精性脂肪性肝病诊疗指南》规范的专家共识,实验方案获我院医学伦理委员会批准,并获得患者及志愿者的知情同意。
西门子ACUSON S2000彩色多普勒超声系统,选用 4C1凸阵探头,频率1.0~4.0MHz,配有声触诊组织定量分析软件,ARFI测量时,选定的ROI区域为距探头表面约5cm处,嘱患者呼气后屏气,避开肝内可见大管道,每个受检者分别检测3次,取平均值。
频谱多普勒工作条件和操作标准一致,左侧卧位,呼气末屏住呼吸5秒左右,血管取样角度<60º,分别检测三次取平均值。PW各参数包括门静脉主干内径及其血流速度,以及肝动脉、静脉,脾动脉、静脉血流动力参数(其中最大血流速度记为Vmax,最小血流速度记为Vmin、平均血流速度记为Vmean、搏动指数为PI、阻力指数为RI、收缩舒张比值为S/D),另外,肝循环指数(HCI)=PPV×PHA/SPPI( PPV:门静脉血流峰值流速,PHA:肝动脉血流峰值流速,SPPI:脾动脉的搏动指数),计算肝固有动脉峰值流速与门静脉峰值流速比(A/P)。
术前常规检查,在超声引导下使用一次性16G自动活检针进行活检。穿刺时避开肝内大血管,尽量确保穿刺组织在弹性测定的感兴趣区内。肝纤维化病理诊断依据2000年9月全国《病毒性肝炎防治方案》中的标准将肝纤维化程度分为0~4 级(S0~S4)。
采用SPSS 19.0软件进行统计分析,计量资料采用Mean(均数)± SD(标准差)表示,纤维化各分期间的SWV跟PW各参数的比较先使用单因素方差分析的统计方法,之后再用最小显著差异t检验对各组均数差异性多重比较,并以 P<0.05表示差异具有统计学意义。以敏感度为纵坐标,1-特异度为横坐标绘制ROC曲线,计算肝纤维化各期的敏感度及特异度。ROC曲线下面积越大表示准确性越高,两组间的比较采用配对计数资料的卡方检验。选取检验水准α=0.05。
病理结果依据2000年9月全国《病毒性肝炎防治方案》,将308例受检者进行分组,SO期30例,S1期161,S2期63例,S3期39例,S4期45例。
如表1,结果显示,随着肝纤维化程度的加深,ARFI肝脏剪切波速度值SWV值也随着增加。
表1 不同纤维化程度的受检者的肝脏剪切波速度值VTQ分布
肝纤维化分期 | 例数 | 剪切波速度(m/s) |
S0 | 30 | 1.26±0.23 |
S1 | 161 | 1.38±0.28 |
S2 | 63 | 1.68±0.33 |
S3 | 39 | 1.83±0.41 |
S4 | 45 | 2.27±0.44 |
随肝纤维化程度的加重,门静脉主干内径(Dpv)有增宽趋势,肝固有动脉峰值流速(HAVmax)会逐渐升高,而门静脉主干峰值流速(PVVmax)则出现降低的趋势。病理不同肝纤维化分期中三者的差异性统计学分析结果如下:
表2 不同肝纤维化程度的Dpv、PVVmax、HAVmax比较
肝纤维化分期 | 例数 | Dpv(mm) | PVVmax(cm/s) | HAVmax(cm/s) |
S0 | 30 | 10.25±0.12 | 21.02±3.98 | 61.58±4.25 |
S1 | 161 | 11.12±0.24* | 19.05±3.88* | 62.78±4.58* |
S2 | 63 | 11.42±0.56* | 18.22±2.58* | 63.28±4.11* |
S3 | 39 | 11.69±0.72* | 17.25±2.25*# | 65.28±5.69*#△ |
S4 | 45 | 12.22±1.11*☆ | 15.35±1.14*#☆ | 72.58±5.29*#△☆ |
*表示同S0相比P<0.05;#表示同S1相比P<0.05;△表示同S2相比P<0.05;☆表示同S3相比P<0.05
肝脏不同纤维化分期所测得脾动脉搏动指数(SPPI)、肝固有动脉峰值流速(PHA)与门静脉峰值流速比(A/P)及肝循环指数(HCI)各参数结果显示脾动脉搏动指数、肝固有动脉峰值流速与门静脉峰值流速比随肝纤维化程度的加重有上升的趋势,肝循环指数有降低的趋势。差异性统计学分析结果如表3
表3 不同肝纤维化程度的SPPI、A/P、HCI比较
肝纤维化分期 | 例数 | SPPI | A/P | HCI |
S0 | 30 | 1.03±0.18 | 3.01±0.62 | 1470.23±322.22 |
S1 | 161 | 1.04±0.11 | 3.52±0.79* | 1306.25±344.74* |
S2 | 63 | 1.22±0.28 | 3.72±0.77* | 1225.43±225.28*# |
S3 | 39 | 1.12±0.37 | 3.94±0.72*# | 1145.78±288.45*#△ |
S4 | 45 | 1.14±0.21 | 4.71±0.91*#☆ | 1032.34±212.55*#△☆ |
*表示同S0相比P<0.05;#表示同S1相比P<0.05;△表示同S2相比P<0.05;☆表示同S3相比P<0.05
计算每组肝纤维化分期的临界值,结果如表4
表4 ARFI对S1-S4期肝纤维化诊断效能的统计分析
肝纤维化分期 | 例数 | 临界值 | 特异度 | 灵敏度 | 准确率 | AUROC |
S1 | 161 | 1.32 | 72.5 | 76.3 | 64 | 0.823 |
S2 | 63 | 1.63 | 92.3 | 88.4 | 71 | 0.868 |
S3 | 39 | 1.78 | 94.5 | 91.0 | 82 | 0.917 |
S4 | 45 | 2.14 | 98.2 | 95.6 | 93 | 0.974 |
选择肝循环指数( HCI)作为指标,计算每组肝纤维化分期的临界值,结果见表5。
表5 HCI诊断 S1-S4期肝纤维化统计分析
肝纤维化分期 | 例数 | 临界值 | 灵敏度 | 特异度 | 准确率 | AUROC |
S1 | 161 | 1332.52 | 75.2 | 71.4 | 63 | 0.798 |
S2 | 63 | 1278.47 | 81.5 | 91.5 | 70 | 0.845 |
S3 | 39 | 1159.68 | 88.2 | 92.5 | 81 | 0.907 |
S4 | 45 | 1078.58 | 94.5 | 97.2 | 87 | 0.921 |
ARFI与PW两者联合评估不同肝纤维化分期的ROC 曲线,结果见表6。
表6 ARFI与PW联合诊断肝纤维化S1-S4期统计分析
肝纤维化分期 | 例数 | 灵敏度 | 特异度 | 准确率 | AUROC |
S1 | 161 | 80.2 | 86.4 | 85 | 0.829 |
S2 | 63 | 91.5 | 87.5 | 88 | 0.899 |
S3 | 39 | 94.2 | 92.5 | 89 | 0.928 |
S4 | 45 | 98.5 | 99.2 | 91 | 0.987 |
通过两者间配对卡方检验得出, ARFI在评价NAFLD肝纤维化程度方面优于PW技术,两者联合对NAFLD纤维化程度的诊断准确率最高。
表9 ARFI、PW及两者联合诊断NAFLD纤维化效能的对比
分期 | ARFI | PW | ARFI+PW | |||||||||
灵敏度 | 特异度 | 准确率 | AUROC | 灵敏度 | 特异度 | 准确率 | AUROC | 灵敏度 | 特异度 | 准确率 | AUROC | |
S1 | 76.3 | 72.5 | 64 | 0.823 | 75.2 | 71.4 | 65 | 0.798 | 80.2 | 86.4 | 85 | 0.829 |
S2 | 88.4 | 92.3 | 71 | 0.868 | 81.5 | 91.5 | 70 | 0.845 | 91.5 | 87.5 | 88 | 0.899 |
S3 | 91.0 | 94.5 | 82 | 0.917 | 88.2 | 92.5 | 81 | 0.907 | 94.2 | 92.5 | 89 | 0.928 |
S4 | 95.6 | 98.2 | 93 | 0.974 | 94.5 | 97.2 | 87 | 0.921 | 98.5 | 99.2 | 91 | 0.987 |
脉冲辐射力成像(ARFI) 是一种无需外部加压就可以对深部软组织硬度进行无创性地定量评估的新技术,利用推力脉冲作用于ROI组织,在受力横向上会产生剪切波,通过软件计算出剪切波速度(即SWV),单位以m/s表示,这种剪切速度值越大说明组织的弹性也越大,间接反映了该组织区域的弹性程度。SWV属于量化指标,操作简便,可重复性检查,可以有效的避免检查操作者主观方面经验及手法等相关因素所产生的影响,及其他相关弹性成像技术的缺点及弊端。目前,已广泛应用于临床各种浅表及腹部脏器。ARFI作为无创性的一种辅助检查方式,同时配合实时超声成像,可提高其检测的成功率;还可在超声引导下实施肝脏穿刺来获得病理样本,显著提升了取样的准确性。
随着NAFLD患者在组织病理学方面的不断变化,在肝细胞当中会逐渐蓄积脂质,浸润相关炎症细胞,如中性粒细胞等,在肝脏当中增生各种纤维组织,窦周间隙发生胶原化等,导致窦周间隙明显受压且变窄。而其内部的血管则因为缺少弹性耐压结构,会使得血流阻力显著增加,导致肝内出现微循环障碍。与此同时,因增生纤维组织、增加合成胶原、肝血窦内皮细胞去微孔化及形成基膜,使得肝血窦发生毛细血管化,Disse间隙发生去毛细血管化且空间变窄,影响到肝细胞的自身营养摄取,在释放排泄物时发生障碍,进一步加重对肝细胞功能所产生的损害。随着肝纤维化的进展,门脉高压的出现,门-体分流的出现,肝脏出现自我保护,致心脏排血量增加,肝动脉供血代偿增加,肠道循环随之增加,从而出现门静脉系统的高动力、高阻力状态[8,9],利用多普勒技术可以用来检测血流动力学信息以及血管形态学改变,,随着肝纤维化的加重可反映肝血流动力学的改变。PW中HCI可同时反映肝脏双重供血系统即肝动脉及门静脉系统的血流动力学状态,能较全面反映肝纤维化下肝内血流灌注情况。
从NAFLD的NASH阶段最终发展进化到肝硬化阶段所反映的是个体肝脏细胞的损伤和再生修复之间的失衡,对于肝纤维化早期阶段是可以逆转的,因此能准确界定NAFLD肝损伤进程,正确区分肝损伤纤维化分期,除了能为临床提供相关预后信息外,还可能改变患者的治疗方案
[10]。
随着肝脏弹性成像技术的不断发展,用弹性成像技术评估肝纤维化,实现无创、客观、可重复性的NAFLD肝纤维化程度的广泛应用指日可待。
综上所述, NAFLD病人中ARFI所测得的剪切波速度SWV与纤维化严重程度呈显著正相关;ARFI与PW联合在NAFLD肝纤维化程度的评估诊断,较其单一技术诊断效能率高。
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