宋樂 綜述,江曉靜 審校
·綜述·
瞬時彈性檢測技術在肝臟疾病診斷中的應用
宋樂綜述,江曉靜審校
目前,瞬時彈性檢測肝臟疾病得到了廣泛應用。越來越多的學者發(fā)現(xiàn)合理應用該技術能夠幫助無創(chuàng)診斷肝纖維化、監(jiān)測治療效果及預估病情。本文主要介紹了該技術的原理、應用、影響因素及前景等方面的研究進展。
肝纖維化;瞬時彈性檢測;診斷
【Abstract】Recently,transient elastography is widely used in diagnosis of patients with chronic liver diseases.Scholars worldwide have found that the technology would be helpful for noninvasive diagnosis of liver fibrosis,monitoring effect of treatment and predicting prognosis of liver disease.This review will focus on the principle,application and impact factors in this technology.
【Key words】Liver fibrosis;Transient elastography;Diagnosis
肝臟疾病的進展通常經(jīng)歷由正常肝組織到肝纖維化甚至肝硬化的過程,檢測其演變對疾病的評估及治療的進行與判斷至關重要。瞬時肝彈性檢測(Fibroscan技術)在診斷慢性肝病患者肝纖維化上具有良好的穩(wěn)定性,在肝臟疾病的應用方面有著廣泛的前景。本文從該技術的原理、應用、影響因素及前景四方面對其進行概述。
人體組織的軟硬度是其一個基本物理特征,軟硬度的變化往往伴隨著組織的病變。對于同一生物組織的彈性系數(shù)變化往往與病理狀態(tài)改變相關。彈性檢測技術能測出組織彈性的本征參數(shù)如楊氏模量等,可利用測定參數(shù)的大小進行疾病診斷及病情嚴重程度分類并評估治療手段的效力。彈性測量方法分為直接及間接測量兩類,除了彈性的直接測量法(印壓和壓縮測試)外,剪切波傳播測量法是一種實用的間接測量組織彈性的方法[1]。
超聲瞬時彈性成像技術由美國學者Paker KJ et al提出,采用20~1000 Hz的機械低頻振蕩器在被測組織內(nèi)產(chǎn)生剪切波來造成一個可逆、可測的小機械形變,使用超聲換能器記錄超聲回波信號,計算出由剪切波傳播所造成的組織偏移,再從位移場計算得到的應變圖中求解剪切波傳播速度[2],根據(jù)剪切波傳播速度與組織剪切模量的理論關系,由此預測組織的彈性特征。
法國Echosens公司出產(chǎn)的Fibroscan正是基于超聲瞬時彈性成像的原理,F(xiàn)ibroscan的探頭上的振動器發(fā)出低頻彈性波(50 Hz)將機械性脈沖傳導至肝組織,超聲換能器發(fā)射頻率為3.5 MHz的超聲波跟蹤彈性波的傳播并測量其速度,最終轉(zhuǎn)化為肝硬度值,用以評估不同病理肝病病人肝纖維化的程度[3]。是彈性檢測目前最成功的臨床應用。Fibroscan測量皮膚下25至65毫米肝臟體積,接近一個直徑1厘米,長4厘米圓柱體。這個體積是至少100倍活檢樣本,有利于減少取樣誤差,能更好的代表肝實質(zhì)[4]。超聲成像可利用A模或B模超聲獲取組織的形變及厚度。其中A模單探頭超聲利用從組織不同界面反射回來的信號獲取厚度和形變信息,優(yōu)點是形變計算量少,可使系統(tǒng)設計簡單使用[5]。Fibroscan即使用A模超聲進行操作,由探頭將超聲波傳導至患者肝臟,后者在肝臟內(nèi)傳播能誘發(fā)剪切波,通過檢測剪切波在肝臟的傳導速度測定患者肝臟的彈性值(KPa)[6]。組織越堅硬,剪切波傳播速度越快,彈性值越高。
2.1對肝臟纖維化診斷瞬時彈性檢測具有簡單、快速、客觀、無創(chuàng),重復性高的特點。能夠較準確的識別出明顯肝纖維化、進展期肝纖維化和早期肝硬化。Fibroscan問世以來,在病毒性肝炎肝纖維化的診斷方面得到廣泛應用。肝彈性檢測的首個驗證性研究是在對慢性丙型肝炎纖維化的診斷上,Sandrin et al認為Fibroscan能夠診斷肝纖維化[7]。其后,研究發(fā)現(xiàn)慢性乙型肝炎患者肝臟硬度與纖維分期也呈顯著正相關。Mirella在對乙型肝炎及丙肝患者的研究中發(fā)現(xiàn),纖維化和炎癥壞死活動度是影響Fibroscan檢測值的2個獨立因素[8]。
已有大量研究者證實Fibroscan在病毒性肝炎肝纖維化程度評估中有較好的應用價值。除了病毒性肝炎,F(xiàn)ibroscan還被用于其它肝臟疾病,例如對原發(fā)性膽汁性肝硬化纖維化預測[9];對藥物性肝損傷患者肝損傷的肝纖維化診斷[10];還有在酒精性脂肪肝和非酒精性脂肪肝肝纖維化的應用[11,12]等等。
2.2對肝臟疾病預后及并發(fā)癥的預測評估作用隨著肝纖維化的增加,肝硬化及并發(fā)癥的機會增加,這種風險早在肝纖維化F2階段就已出現(xiàn)[13]。Ikeda研究中發(fā)現(xiàn)肝纖維化F3發(fā)展為肝硬化和肝癌患者的相對危險度高于肝纖維化處于F1、F2時[14]。肝臟彈性值(LSM)與Child-Pugh評分及MELD評分有良好的相關性。陳永鵬等研究認為LSM<32.2 kPa時排除Child-Pugh C級的可能性為99.4%,LSM≥35.3 kPa時診斷Child-Pugh B/C級的可能性為82.O%[15]。謝建亮等研究認為瞬時彈性掃描預測肝硬化Child-PughB/C級、Child-PughC級的受試者工作特征曲線下面積(AUROC)分別為0.906、0.934[16]??梢妼Ω斡不颊咝兴矔r彈性檢測可及時了解肝功能失代償狀態(tài)。近期已有學者關注到瞬時彈性技術在評估肝硬化并發(fā)癥及疾病預后方面的作用。Corpechot在一項對原發(fā)性膽汁性肝硬化患者進行的觀察中發(fā)現(xiàn),當LSM值增加大于2.1 kPa/年時發(fā)生失代償期肝硬化、肝移植或死亡的風險增加8.4倍[17]。陳國鳳等顯示Fibroscan檢測值>27.7 kPa時,肝硬化患者發(fā)生腹水的風險明顯增高[18]。香港大學的Wong等采用了一種新型的LSM-HCC評分方法預測原發(fā)性肝癌(HCC),這種包括測定LSM及患者年齡、病毒量、血生化指標的評分方法為臨床醫(yī)生檢測乙型肝炎患者抗病毒治療水平和預測肝癌提供了有力的工具[19]。
對門靜脈高壓這一重要并發(fā)癥方面的研究更是成為了當今研究熱點。食管胃底靜脈曲張是門靜脈高壓的主要表現(xiàn)之一,破裂出血為肝硬化患者最常見死因之一。學者研究發(fā)現(xiàn)肝臟及脾臟的彈性測定與門脈壓力有較高的相關性。Fibroscan檢測肝臟硬度可作為評價肝硬化患者食管胃底靜脈曲張的一種有效的非侵入性方法[20]。肝臟彈性檢測可幫助篩選需要進行上消化道內(nèi)窺鏡檢查的患者[21]。李庭紅等發(fā)現(xiàn)應用Fibroscan檢測脾臟硬度值預測食管胃底靜脈曲張的靈敏度、特異度高于肝臟硬度值及血小板計數(shù)/脾厚度[22]。隨著食管靜脈曲張程度的增加,患者肝臟、脾臟彈性檢測值有明顯的上升趨勢。Berzigotti認為肝臟彈性檢測結(jié)合血小板計數(shù)、脾臟大小可預測病毒性肝炎患者食管胃底靜脈曲張的存在及嚴重性[23],Bota等提出聯(lián)合肝臟彈性值、脾臟彈性值及腹水存在來預測食道靜脈曲張[24]。內(nèi)鏡下治療可降低食管胃底靜脈曲張出血風險,肝臟及脾臟彈性指數(shù)可敏感地反應內(nèi)鏡下食管胃底靜脈曲張治療的門脈壓力改變,指導療效的評估[25]。
2.3對肝臟疾病治療的監(jiān)測作用慢性肝病的治療目標是最大程度的抑制病毒,減輕肝細胞炎癥壞死和肝纖維化,延緩或減少肝臟硬化、肝功失代償、肝細胞癌及并發(fā)癥的發(fā)生。監(jiān)測肝纖維化程度是慢性肝病治療管理的關鍵要素。合理、規(guī)范的抗病毒治療可延緩甚至逆轉(zhuǎn)肝纖維化進程,定期檢測肝臟彈性,可幫助醫(yī)患了解抗病毒后抗肝纖維化治療效果,值得臨床推廣應用。已有許多文獻報道用瞬時肝彈性檢測抗病毒藥物的抗纖維化作用。例如,郭風彩等研究顯示經(jīng)過2年恩替卡韋抗病毒治療,乙型肝炎代償期肝硬化患者肝臟纖維化程度改善,彈性值較抗病毒前下降[26]。在病情評估上,對于肝臟硬度基線水平低的丙型肝炎患者實現(xiàn)持續(xù)病毒學應答(SVR)的機會更高,同時抗病毒治療后肝硬度可能較前下降[27]。
另一方面,中藥對抗纖維化治療具有獨特的優(yōu)勢,已有學者嘗試用瞬時肝彈性檢測評估中藥的抗纖維化作用。如:袁成民等認為芪冬復肝合劑具有益氣養(yǎng)陰、活血散結(jié)的特點,用芪冬復肝合劑治療后LSM較治療前改善[28];王玉忠用Fibroscan驗證了復方鱉甲軟肝片中西醫(yī)結(jié)合治療丙肝肝硬化肝纖維化的療效優(yōu)于單純西藥治療[29]。利用瞬時肝彈性檢測中藥制劑的抗肝纖維化作用,勢必對我國獨特的中醫(yī)制劑的治療效果提供可靠依據(jù)。肝移植領域,瞬時彈性成像技術可應用于肝移植后肝炎復發(fā)或肝纖維化的隨訪評估。丁元等認為采用瞬時彈性成像技術檢測肝臟LSM與肝移植受者術后肝腎功能有一定關聯(lián),對肝移植后早期預后可能有預測價值[30]。
2.4實驗室研究武榮等研究探討認為應用實時剪切波彈性成像技術評估超聲造影引導下局部注射止血劑治療肝創(chuàng)傷模型局部修復的效果可靠,由此剪切波彈性成像檢查有可能成為一種無創(chuàng)性評估創(chuàng)傷后非手術治療效果及預后的方法[31]。此實驗對象為新西蘭兔肝創(chuàng)傷模型,運用的是AixPlorer實時剪切波彈性成像超聲診斷儀。如何利用Fibroscan進行急性肝創(chuàng)傷及治療的評估,還存在定位困難等難題,但因其可移動性,適用于手術室、床旁、戰(zhàn)地等特殊地點,其臨床應用仍有前景。
健康人群受年齡的影響,肝臟的硬度隨年齡呈遞增狀態(tài)[32]。肝臟組織炎癥影響Fibroscan診斷肝纖維化的準確性[33]。Zeng X比較了乙型肝炎患者肝組織病理活檢與LSM值的關系,發(fā)現(xiàn)肝臟病理提示炎癥分級越高,LSM值隨肝臟組織炎癥增加;但病理提示纖維化程度較重的肝臟LSM受肝臟組織炎癥影響不顯著[34]。有學者認為進食對肝臟硬度有影響。Arena等檢測到用餐對用來預測慢性丙肝患者肝纖維分期的肝臟硬度測量的準確性的混雜作用的證據(jù),建議在行檢測前120分鐘禁飲食[35]。夏長虹等研究應用Fibrotouch的B超建議優(yōu)選檢測位點及方向進行檢測,其進食對肝臟彈性檢測無明顯影響[36]。在正常肝組織的應用受到呼吸、測量部位影響[37],因為受超聲信號穿透力局限,肥胖、肋間隙狹窄、腹水等也可影響檢測結(jié)果。同時其檢測可因代謝性因素產(chǎn)生影響如體重指數(shù)(BMI)大于28~30 kg/m2,2型糖尿病等[38,39]。You SC研究發(fā)現(xiàn)高體重指數(shù)、高轉(zhuǎn)氨酶、較厚的頸動脈內(nèi)膜中層厚度和較重的頸動脈斑塊是LSM的獨立影響因素[40],同時You SC研究表明非酒精性脂肪性肝病患者的冠狀動脈鈣化評分較高與LSM獨立相關。由此,在冠心病高危人群,F(xiàn)ibroscan的應用及界定需進一步研究。尚需注意,因為病毒性肝病、酒精性相關肝病、非酒精性脂肪肝、膽管疾病、血吸蟲肝病等導致的肝纖維化分布有所不同,使用肝臟彈性檢測進行肝纖維化預測分級時要根據(jù)病因選擇不同的截斷值[41]。LSM值高時尚需排除合并血管瘤的混雜因素[42]。可見影響瞬時彈性檢測的因素眾多,規(guī)范操作及合理的分析檢測結(jié)果是應用好該技術的前提。
肝纖維化是肝臟疾病的重要病理變化,其程度直接影響患者的治療方案及預后。日前瞬時彈性檢測技術已廣泛應用,為肝纖維無創(chuàng)診斷提供了良好的技術支持。但測量的影響因素較多,研究者開始探索如何使其更好的為醫(yī)學服務。首先,是對設備本身的改良,通過設備軟件硬件不斷升級[43],提高設備的應用價值。用XL型探頭瞬時彈性儀代替M型探頭瞬時彈性儀解決肥胖患者肝臟彈性檢測成功率低的問題得到認可。S2型探頭用于兒童及較小肋間隙成人,提高了該類人群的探測成功率[44]。目前Fibroscan不具備引導功能,其檢測可能受肝臟復雜結(jié)構(gòu)影響(如大血管及膽管)。鄭永平等提出在瞬時彈性測量上結(jié)合B超圖像進行引導可能得到更加可靠、準確的結(jié)果[45]。現(xiàn)在關于肝纖維化無創(chuàng)檢查系統(tǒng)的研究方興未艾,可通過聯(lián)合多指標構(gòu)建改良的綜合診斷模型提高診斷的準確性[46]。相信隨著對該項技術研究的深入探索其必將更好地應用于臨床。
[1]黃燕平,鄭永平.基于超聲的組織彈性測量之剪切波傳播法.中國醫(yī)療設備,2011,26(10):1-12.
[2]沈洋,凌濤,姚惠,等.超聲瞬時彈性成像算法與系統(tǒng)設計.集成技術,2012,1(1):94-99.
[3]田麗艷,陸倫根.肝纖維化影像學診斷研究進展.國際消化病雜志,2013,33(5):292-294.
[4]Sandrin L,F(xiàn)ourquet B.Transient elastography:a new noninvasive method for assessment of hepatic fibrosis.Ultrasound Med Biol,2003,29(12):1705-1713.
[5]鄭永平,黃燕平.生物組織彈性測量:技術、儀器和應用.中國醫(yī)療設備,2011,26(5):1-15.
[6]李文庭,高人燾.Fibroscan臨床應用進展.國際流行病學傳染病學雜志,2012,39(5):344-348.
[7]Sandrin L,F(xiàn)ourquet B,Hasquenoph JM,et al.Transient elastography:a new noninvasive method for assessment of hepatic fibrosis.Ultrasound Med Biol,2003,29(12):1705-1713.
[8]Fraquelli M,Rigamonti C,Casazza G,et a1.Etiology-related determinants of liver stiffness values in chronic viral hepatitis B or C.J Hepatol,2011,54(4):621-628.
[9]李冰,紀冬,牛小霞,等.Fibroscan對原發(fā)性膽汁性肝硬化患者肝纖維化的診斷價值.肝臟,2014,19(8):585-587.
[10]戴維佳,阮雋,湯偉亮,等.肝臟瞬時彈性超聲在藥物性肝損傷患者肝纖維化診斷中的作用.中華傳染病雜志,2013,31(9):529-532.
[11]沈峰,范建高.瞬時彈性成像技術在脂肪性肝病中的應用現(xiàn)狀.中華肝臟病雜志,2014,22(9):643-646.
[12]Pathik P,Ravindra S,Ajay C,et al.Fibroscan versus simple noninvasive screening tools in predicting fibrosis in high-risk nonalcoholic fatty liver disease patients from Western India. Ann Gastroenterol,2015,28(2):281-286.
[13]Grace LH Wong.Prediction of fibrosis progression in chronic viral hepatitis.Clin Mol Hepatol,2014,20(3):228-236.
[14]Ikeda K,SaitohS,Suzuki Y,et al.Diseaseprogressionand hepatocellularcarcinogenesisinpatientswithchronicviral hepatitis:a prospective observation of 2215 patients.J Hepatol,1998,28(6):930-938.
[15]陳永鵬,梁攜兒,張琪,等.瞬時彈性掃描檢測慢性乙型肝炎病情嚴重程度的研究.中華內(nèi)科雜志,2011,50(9):758-762.
[16]謝建亮,旭鵬,楊嘹嘹.瞬時彈性掃描檢測乙型肝炎后肝硬化病情嚴重程度的研究.中國基層醫(yī)藥,2013,20(13):2001-2002.
[17]Corpechot C,Carrat F,Poujol-Robert A,et al.Noninvasive elastography-based assessment of liver fibrosis progression and prognosis in primary biliary cirrhosis.Hepatology,2012,56(1):198-208.
[18]陳國鳳.瞬時彈性成像的研究進展及臨床應用.解放軍醫(yī)學雜志,201l,36(2):1131-1133.
[19]Wong GK,Chan HL,Wong CK,et al.Liver stiffness-based optimization of hepatocellular carcinoma riskscoreinpatients with chronic hepatitis B.J Hepatol,2014,60(2):339-345.
[20]Hu Z,Li Y,Li C,et al.Using ultrasonic transient elastometry(FibroScan)to predict esophageal varices in patients with viral liver cirrhosis.Ultrasound Med Biol,2015,41(6):1530-1537.
[21]李梵,閆濤,邵清.肝硬化患者食管靜脈曲張程度無創(chuàng)診斷的臨床研究.中華肝臟病雜志,2014,22(8):600-603.
[22]李庭紅,劉芳,韓濤.脾臟硬度對肝硬化患者食管胃底靜脈曲張的評估.中華傳染病雜志,2012,30(10):603-608.
[23]Berzigotti A,Bosch J,Boyer TD.Use of noninvasive markers of portal hypertension and timing of screening endoscopy for gastroesophagealvarices inpatientswithchronicliverdisease. Hepatology,2014,59(2):729-731.
[24]Bota S,Sporea I,Sirli R,et al.Can ARFI elastography predict the presence of significant esophageal varices in newly diagnosed cirrhotic patients.Ann Hepatol,2012,11(4):519-525.
[25]唐文博,焦子育,穆晨.內(nèi)鏡下食管胃底靜脈曲張治療對肝硬化患者肝臟及彈性指數(shù)的影響.中國醫(yī)學影像學雜志,2013,21(5):374-376.
[26]郭風彩,濮翔科,龔菁.瞬時彈性掃描儀在評價恩替卡韋治療乙型肝炎代償期肝硬化患者中的作用.中華傳染病雜志,2012,30(9):555-557.
[27]Patel K,F(xiàn)riedrich-Rust M,Lurie Y,et al.FibroSURE and FibroScan in relation to treatment response in chronic hepatitis C virus.World J Gastroenterol,2011,17(41):4581-4589.
[28]袁成民,孫慶勇,楊鉑,等.瞬時肝彈性測定評價芪冬復肝合劑的抗肝纖維化作用.中國中醫(yī)藥科技,2013,20(5):455-466.
[29]王玉忠.Fibroscan驗證鱉甲軟肝片抗纖維化臨床觀察.山西中醫(yī),2013,29(6):15-17.
[30]丁元,劉建華,嚴盛,等.應用瞬時彈性成像技術預測肝移植早期預后.中華器官移植雜志,2014,35(6):346-349.
[31]武榮,羅渝昆,呂發(fā)勤,等.剪切波彈性成像技術評價肝創(chuàng)傷執(zhí)行治療預后的動物實驗研究.中華醫(yī)學超聲雜志,2011,8(9):1914-1921.
[32]趙夏夏,吳永勝,苗英,等.不同年齡段人群正常肝臟彈性成像定量的相關性分析.西北國防醫(yī)學雜,2012,33(5):539-541.
[33]劉志權,馮軍花,葉立紅,等.肝組織炎癥對瞬時彈性成像技術診斷慢性乙型肝炎肝纖維化分期的影響.實用醫(yī)學雜志,2013,29(3):401-403.
[34]Zeng X,Xu C,He D,et al.Influence of hepatic inflammation on FibroScan findings in diagnosing fibrosis in patients with chronic hepatitis B.Ultrasound Med Biol,2015,41(6):1538-1544.
[35]ArenaU,LupsorPlatonM,StasiC,etal.Liverstiffnessis influenced by a standardized meal inpatients withchronic hepatitisCvirusatdifferentstagesoffibroticevolution. Hepatology,2013,58(1):65-72.
[36]夏長虹,王偉芳,曹建彪,等.進食對肝臟瞬時彈性檢測儀檢測肝臟硬度值的影響.北京醫(yī)學,2014,36(6):462-464.
[37]張植蘭,朱才義.實時剪切波彈性成像技術在肝臟中的應用現(xiàn)狀.中華醫(yī)學超聲雜志,2014,11(2):108-110.
[38]Castera L,F(xiàn)oucher J,Bermard PH,et a1.Pitfalls of liver stiffness measurement:a5-yearprospectivestudyof13,369 examinations.Hepatology,2010,51(3):828-835.
[39]Myers RP,Pomier I,Kirsch R,et a1.Discordance in fibrosis staging between liver biopsy and transient elastography using the FibroScan XL probe.J Hepatol,2012,56(3):564-570.
[40]You SC,Kim KJ,Kim SU,etal.Factors associated with significant liver fibrosis assessed using transient elastography in general population.World J Gastroenterol,2015,21(4):1158-1166.
[41]馬科,丁紅方,寧琴,等.Fibroscan檢測肝纖維化影響因素的研究進展.肝臟,2010,15(3):204-206.
[42]Aalaei-AndabiliSH,MehrnoushL,SalimiS,etal.Liver Hemangioma might lead to overestimation of liver fibrosis by Fibroscan:A missed issue in two Cases.Hepat Mon,2012,12(6):408-410.
[43]李冰,張健,陳國鳳,等.Fibroscan臨床應用新進展.傳染病信息,2013,26(3):186-189.
[44]Pradhan F,Ladak F,Tracey J,et al.Feasibility and reliability of the FibroScan S2(pediatric)probe compared with the M probe for liver stiffness measurement in small adults with chronic liver disease.Ann Hepatol,2013,12(1):100-107.
[45]黃燕平,鄭永平.基于超聲的組織彈性測量之剪切波傳播法.中國醫(yī)療設備,2011,26(10):1-12.
[46]周家玲,魏巍,尤紅.肝纖維化無創(chuàng)技術的臨床研究及進展.臨床肝膽病雜志,2014,30(7):604-607.
(收稿:2015-06-25)
(本文編輯:朱傳龍)
Application of transient elastography in diagnosis of liver fibrosis
Song Le,Jiang Xiaojing.Department of Infectious
Disease,General Hospital,Guangzhou Military Command,Wuhan 430070,China
10.3969/j.issn.1672-5069.2016.01.031
430070武漢市廣州軍區(qū)武漢總醫(yī)院感染內(nèi)科
宋樂,女,35歲,碩士研究生,主治醫(yī)師。主要從事感染性疾病臨床研究。
江曉靜,E-mail:xjjiang2003@126.com