超声弹性成像在儿童肝脏中的应用进展
2017-05-03 来源:中国医学影像技术
作者:夏清蓉,南华大学儿科学院;段星星,何静波,湖南省儿童医院超声科

 

近年来,儿童肝纤维化的疾病谱不断变化和增加。肝纤维化势必导致肝脏硬度值(liver stiffness measurement,LSM的改变,而超声弹性成像可直接或间接反映LSM的变化,目前该技术在儿童肝脏中的应用亦有一些研究,多集中于胆道闭锁(biliary atresia,BA)和慢性肝病,针对正常儿童肝脏的研究报道较少。现就超声弹性成像在儿童肝脏中的应用进展进行综述。

 

1.超声弹性成像的分类、基本原理及优缺点

 

欧洲新的超声弹性成像指南将弹性成像技术分为两大类:准静态(压迫式)弹性成像和动态剪切波弹性成像。准静态弹性成像主要是实时组织弹性成像(real-time tissue elastography,RTE,动态剪切波弹性成像则包括瞬时弹性成像(transient elastography,TE)、声辐射力弹性成像(acoustic radiation force impulse imaging,ARFI)和实时剪切波弹性成像(shear wave elastography,SWE)。准静态弹性成像反映的是组织的相对硬度,其基本原理是恒定压力作用于物体表面引起组织形变,通过采集施压前后组织射频回波信息得到组织应变信息,RTE是基于此原理的弹性成像技术。

 

新一代RTE技术可检测心脏搏动压迫肝组织产生的形变,采用组织弥散定量分析技术对弹性图像进行分析,自动获得肝纤维化指数等11项参数。动态剪切波弹性成像反映的是组织的绝对硬度(杨氏模量)。TE(包括Fibroscan肝纤维化扫描仪)是最常用的一种基于剪切波的弹性成像技术,是由一个外部的驱动器产生机械脉冲,基于反射回的超声波估算组织位移,从而评估组织硬度ARFI利用声辐射在组织中传播,通过检测剪切波传播速度对感兴趣区进行模量估计。SWE则是通过声辐射力脉冲在组织不同深度上连续聚焦,使局部组织产生横向剪切波,通过超高速成像技术探测并彩色编码后实时显示组织的弹性图,并定量分析组织杨氏模量值。

 

各种超声弹性成像的共同优点是易操作、可重复性强、耐受性好,对大多数人群适用,但亦有各自优缺点:①新一代RTE不受施加压力大小和压放频率快慢的干扰,可避免主观因素影响,提高了诊断的准确度,但RTE所反映的是与周围组织相比较的相对硬度值,因而对病灶的取样要求较高,需与周围组织相当且处于同一水平;②TE因需要特殊的机械震荡器产生剪切波,因此在肥胖、肋间隙窄及有腹腔积液(Fibro Scan XL探头除外)的患者中不宜使用,且难以扩展到二维成像,不能避开肝内非目标结构;③ARFI在肥胖患者中应用亦受限,取样面积有限且局部能量较高,但可用于有腹腔积液的患者;@SWE受干扰因素较少,可用于有腹腔积液和肥胖的患者,且敏感度和特异度较高,但单点SWE仍受呼吸、压力等人为因素的影响。

 

2.探头及检测部位的选择

 

由于儿童个体差异较大,适于成人的超声探头显然不完全适用于儿童。直径较小的S探头的出现使得超声弹性成像在儿童肝脏中的应用得以实现S探头比M探头频率更高,检测深度为15~50mm,适用于肋间隙狭窄及肝脏较成人小的儿童。研究显示,当儿童胸廓周长<45 cm时,S探头较M探头更适宜,当胸廓周长>45 cm时M探头亦可接受,但当儿童年龄<5岁时,S探头的失败率亦会有所升高。当胸腹壁厚度>15mm时,M探头应作为首选。因此,对儿童肝脏超声弹性成像时,选择探头应从胸廓周长、胸腹壁厚度及年龄等多方面综合考虑。

 

对于弹性成像检测肝脏部位的选择,Fibroscan、ARFISWE均需避开心脏大血管,故多选择右肝前叶下段,其次为右肝后叶下段;RTE因可探测由心血管搏动而导致的肝脏形变,故多选择剑下肝左叶纵切面;所选切面均需避开肝内血管及胆嚢。

 

3.超声弹性成像在正常儿童肝脏中的应用

 

Eiler等3采用ARFI技术对132例0~17岁正常儿童肝脏进行研究,结果显示LSM的平均值为(1.16±0.14)m/s,年龄和检测深度均对结果无明显影响;性别对结果有影响,女性LSM低于男性;肝脏不同叶间的LSM亦有差异,肝右叶LSM低于左叶。此外,Hanquinet等采用ARFI测得健康儿童的剪切波速度(share wave velocities,SWV)平均值为1.12m/s;Noruegas等6采用ARFI检测20名正常儿童(1~16岁,中位年龄8.0岁)的肝脏,测得平均SWV为1.11m/s。Shin等[19]采用TE检测正常儿童的LSM,结果为(3.9±0.7)kPa;Cho等[8]采用Fi-broScan检测健康儿童(1~17岁,中位年龄11.0岁)的LSM为(3.9±0.9)kPa。从以上数据可以看出虽然各样本量不同,但不同研究者间的结果相近,表明ARFI和TE对正常儿童LSM检测差异性小、可重复性高,结果可靠。相信随着研究的深入,将得到更加准确的正常参考值。

 

4.TE在儿童肝脏疾病中的应用

 

4.1TE在BA中的应用

 

肝纤维化的程度是评估BA预后、决定治疗方案及评价手术效果的关键TE可通过检测LSM来反映肝纤维化的程度,进而提示BA的病程。沈秋龙等研究表明Fibroscan可作为一种在BA患儿中评估肝纤维化的无创技术,区分肝硬化的LSM临界值为15.15kPa。Honsawek等采用TE对BA患儿Kasai肝门肠吻合手术后行LSM检测时,发现其LSM较正常儿童大大增高,且有黄疸的患儿平均LSM较无黄疸者高。舒俊等[25]发现BA术后LSM呈动态变化,约在术后3个月最高。Hahn等采用TE对BA术前、术后儿童均行LSM的测定,发现LSM是Kasai肝门肠吻合术后与肝脏相关并发症发展的最重要的独立影响因素,并得出预测并发症的LSM的临界值是19.9kPa,具有85.3%的敏感度和95.2%的特异度,提示TE通过测量LSM对预测Kasai肝门肠吻合术后并发症十分有效。Chongsrisawat等研究发现BA患儿的LSM显著高于正常对照组;TE预测食管胃底静脉曲张的敏感度及特异度分别为84%、77%,有食管胃底静脉曲张患儿的LSM较无静脉曲张的显著增高,提示TE是预测食管胃底静脉曲张有利工具。

 

4.2TE在其他儿童肝脏疾病中的应用

 

Fitzpatrick等研究报道,在不同种类慢性肝病中,TE在自身免疫性肝病(中位年龄13.5岁)和肝移植术后患儿中应用效果最佳。Awad等在对慢性丙型肝炎患儿[平均(10.13±3.4岁]研究中发现,LSM随着肝纤维化程度的增加而增高,且对晚期肝纤维化和肝硬化的诊断准确率较高。Cho等研究认为Fibro Scan可作为筛选肥胖儿童(3.5~17.6岁,中位年龄13岁)肝脂肪变性和肝纤维化的有效方法。Malbrunot-Wagner等对嚢性肝纤维化患儿(年龄9~18岁)进行研究,结果显示有食管静脉曲张者平均LSM较无食管静脉曲张者高,当采用12kPa作为阈值时,6例中有4例无食管静脉曲张的患儿无需胃镜检查。以上研究提示TE可非侵入性检测不同病因所致的儿童慢性肝病的LSM改变。

 

5.ARFI在儿童肝脏疾病中的应用

 

Hanquinet等采用ARFI检测慢性肝病患儿,其肝脏平均LSM为1.99m/s,当SWV=1.34m/s时,ARFI预测肝纤维化程度效能优于METAVIR评分和肝纤维化半定量计分系统;当SWV=2m/s时,检测肝纤维化半定量计分>4或METAVIR>F2的敏感度为100%Noruegas等对慢性肝病患儿和计划肝移植患儿(年龄1~16岁,中位年龄8.0岁)行肝脏检测,发现SWV与儿童肝纤维化程度相关,并可分辨出肝纤维化的不同阶段,甚至可替代肝活检Ttmita等研究发现儿童移植肝LSM随着门静脉周围纤维化和肝纤维化等级的增加而增高,提示ARFI可用于评估移植肝的纤维化情况。

 

6.RTE及SWE在儿童肝脏疾病中的应用

 

贺晓采用RTE对婴儿肝炎综合征(infantile hepatitis syndrome,IHS和BA进行诊断及鉴别诊断时发现,肝纤维化患儿[年龄4~182天,平均(69.536.2天]RTE评分为(2.61±1.05)分,BA组儿童RTE评分较淤胆型IHS组高,且RTE评分与肝纤维化病理分期具有较高的相关性(r=0.968,P<0.01)。姜爽爽等研究发现大多BA肝脏RTE评分>1分,IHS肝脏RTE评分<1分,提示二维超声结合RTE评分可有效提高BA与IHS的诊断和鉴别诊断的准确率。

 

Tutar等采用SWE对儿童慢性肝病研究中发现患儿组弹性模量值与肝活检结果呈正相关;根据METAVIR评分标准将患儿分为4组:F0组,无纤维化;F1组,汇管区纤维性扩大,无纤维隔;F2组,汇管区纤维性扩大,少量纤维隔;F3组,多数纤维间隔形成,无硬化结节形成;F4组,肝硬化。F0组与对照组弹性模量平均值差异无统计学意义(P>0.05),而F1、F2、F3和F4组弹性模量平均值均高于对照组,非酒精性脂肪肝组弹性模量值高于慢性肝病组,所以SWE虽可检测肝纤维化,但对纤维化分期尚不能完全分辨,尤其存在肝脂肪变性时应谨慎评估。

 

7.不足与展望

 

超声检查时需受检者配合,但儿童配合能力有限,故对不合作儿童需镇静或熟睡后实施,检测时需尽量缩短时间,为此实时弹性成像技术纷纷推出,且在成人应用中取得较好效果,但在儿童应用中的报道鲜见,故尚需大样本多中心进一步研究验证其在儿童患者中成像稳定性及结果可靠性;虽有研究认为超声弹性成像可判断儿童有无肝纤维化或肝硬化,但对具体肝纤维化分级的诊断效能及其影响因素尚不十分明确。超声弹性成像技术扩展了常规超声的诊断范围,弥补了传统超声的不足,为传统超声图像提供了补充信息。相信随着科技的进步及计算机运算方法的改进,超声弹性成像一定能够克服现有不足,将具有更加广阔的应用前景。

 

来源:中国医学影像技术2016年第32卷第8期


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