作者：王红卫，罗渝昆，解放军总医院超声诊断科

超声弹性成像，又称“E超”。自Ophir等于1991年提出弹性成像的概念以来，超声弹性成像迅速发展。其对组织弹性信息的获得给超声诊断带来一次质的飞越。弹性成像的基本原理是对组织施加一个动态或静态/准静态的激励，在弹性力学、生物力学等物理规律的作用下，组织将产生一个响应，根据响应程度的不同，反映组织内部弹性模量的差异。

欧洲超声医学与生物学联合会根据对肝脏施压方式的不同，将肝脏弹性成像大致分为两类：①应变弹性成像或准静态弹性成像（定性弹性），如实时弹性成像。②剪切波弹性成像（定量弹性），包括瞬时弹性成像（transient elastography，TE）、点式剪切波弹性成像［声辐射力脉冲成像（acoustic radiation force impulse elastography，ARFI）、ElastPQ技术等］和实时剪切波弹性成像（real time shear wave elastography，SWE）［二维SWE（two-dimensional SWE，2D SWE）和三维SWE］。现就2D SWE的原理、肝脏SWE测值正常范围及2D SWE在不同肝脏疾病中的应用予以综述。

1.2D SWE的原理

2D SWE为一种可对组织弹性进行评估和可视化的新技术。其通过在不同深度发射连续聚焦的声辐射力脉冲，对组织产生“推力”，该“推力”使在被聚焦部位的组织粒子产生横向剪切波，然后再利用超高速成像系统采集剪切波，以彩色编码技术获得实时二维弹性图像及定量反映组织硬度的杨氏模量值。杨氏模量计算公式为：E=3ρC²（E为杨氏模量，C表示剪切波传播速度，ρ表示组织密度），杨氏模量值越大，组织的硬度越高。

由于剪切波与传统声波不同，为横波。故其传播速度远远低于声速的传播，为1～10m/s。且剪切波在组织中可迅速衰减，所以不能在液性及低黏度组织中传播。不同仪器厂家可采用不同的剪切波发射和采集方法。其中，法国声科公司采用超高速的ARFI发射器，快速依次发射焦点深度不同的点聚焦ARFI，由于发射脉冲的速度远远快于剪切波的传播速度，连续快速发射的点聚焦脉冲也可以形成一束近似于柱状的推力。

这种技术是基于Bercoff等提出的超声剪切成像原理。其能在更大的范围内产生足够强的剪切波。一方面，超声剪切成像可以使剪切波相干增强，提高振幅和增加传播距离；另一方面，其也能分散聚焦产生的能量。而迈瑞公司采用常规的ARFI，并对ARFI实施了多点聚焦。经过聚焦的ARFI会产生一束柱状的“推力”，并产生一个较大范围、较强的可被探测到的剪切波。在剪切波信息采集上，声科采取了高速成像的方式，以超高速的扫描仪高速成像，最高可以达到20000Hz。随后，超声仪对每帧图像上的剪切波脉冲所处位置进行判定并通过每处位置上的剪切波到达时间计算出该处的剪切波传播速度。

这种策略能较快完成一幅完整图像上的剪切波传播速度的计算，为实现真正的实时弹性成像提供了可能。迈瑞则采用高度平行的接受波束形成和带状的传输波，以每秒1000帧的速度对剪切波进行采样，其可以快速对数平方厘米范围内的剪切波快速采样并快速处理。

2.正常肝脏的2D SWE测值

2017年欧洲超声医学和生物学联合会更新的肝脏弹性超声临床应用指南和建议推荐，肝脏剪切波检查应至少在餐后2h进行，且最好在禁食一夜后检查，同时检查至少在休息10min后；采取仰卧位，上举右手臂。应在屏气弹性图像稳定3s以上时进行测量，同时应避免屏气时深吸气；探头置于右肋间，选取肝右叶包膜下1～2 cm至6 cm之间测量，感兴趣区域（region of interest，ROI）直径至少10mm以上，最好在15mm以上，同时应避开肝内血管、胆囊等不能传播剪切波的液性区域；至少测量3次，结果用中位数及四分位数间距表示。此外，对肝脏弹性成像的系列研究也得出类似结论：最佳检测部位为右肝S5和S6叶、最佳检测深度为肝包膜下1～4 cm、ROI直径选取20mm和测量5次取平均值表示测量结果。

目前认为，应用2D SWE技术可定量检测肝脏的杨氏模量值，但对影响正常肝脏弹性测值的相关指标研究存在不同结论。姜镔等、王一娇等的研究均得出，SWE测值与年龄有关，而与性别无关。但Suh等认为，年龄、脂肪肝和体质指数（body mass index，BMI）对SWE测值均无影响。Huang等也得出，肝脏平均SWE测值不受年龄、ROI和BMI的影响，而性别及测量的肝段、深度对SWE测值有显著影响。张悦等研究发现，男性SWE测值稍高于女性，但不同年龄组及轻度炎症组与正常组之间差异均无统计学意义。而王一娇等认为，SWE测值与操作者、ROI直径无关。安力春等运用SWE测量肝弹性模量值时发现，受检者呼吸时相对于肝脏SWE测值无影响，但测量深度的不同可影响肝脏SWE测值，随着深度的增加，肝弹性模量增加。

3.2D SWE在不同肝脏疾病诊断中的应用

3.1慢性肝病

慢性肝病不及时治疗可导致肝纤维化甚至肝硬化。因此，准确判断肝纤维化程度对慢性肝病的有效治疗有重要意义。目前，肝穿刺活检仍是肝纤维化评价的“金标准”。然而，肝穿刺活检是侵入性的，有并发症的风险。此外，肝活检获取的肝组织仅为整个肝脏的1/50000，而标本长度不够和标本破碎是造成病理诊断失败的常见原因，这些均限制了肝脏穿刺活检的重复使用。近年来，2D SWE在不同病因引起的肝纤维化分级中均取得了较好的敏感性、曲线下面积（area under curve，AUC）。

TE作为最早应用于肝脏弹性检测的技术已被欧洲超声医学与生物学联合会推荐应用于肝纤维化程度的判断。有文献报道，2D SWE诊断肝纤维化检测的成功率（98.2%～98.9%）高于TE。Ferraioli等对丙型肝炎患者进行研究发现，SWE在诊断F≥2的诊断效能上（AUC）优于TE，诊断F≥3和F=4的效能与TE相当。Cassinotto等对比SWE、TE、ARFI发现，三者与肝纤维化分级的相关性分别为0.79、0.70、0.64；且在诊断F≥3时，2D SWE较TE更准确；在诊断F≥2时，2D SWE较ARFI更准确。近年来一项多中心Meta分析结果也证明，在乙型肝炎患者中2D SWE较TE具有更好的诊断效能。

3.2局灶性病变

2D SWE可以测得肝脏局灶性病变及其周围软组织的弹性变化，但由于该方法在肝脏局灶性病变的鉴别诊断效能不高，目前相关研究较少。一项用SWE评估了139个肝脏局灶性病变的研究表明，其可以用于肝脏腺瘤［平均弹性值为（9.4±4.3）kPa］和局灶性结节性增生［（33±14.7）kPa］的鉴别，以及肝癌［（14.86±10）kPa］和胆管癌［（56.9±25.6）kPa］的鉴别。

Ronot等研究发现，2D SWE并不能用于区分良恶性病变，但它可以用于鉴别肝脏局灶性增生结节和其他良性病变（良性病变通常弹性值较低），以及用于鉴别各种腺瘤类型（毛细血管扩张性腺瘤或炎症性腺瘤较脂肪性腺瘤弹性更高）。Jiao等的Meta分析纳入1046个肝脏局灶性结节（恶性679个），结果发现2D SWE在鉴别良恶性病变中灵敏度（82.2%）和特异度（80.2%）较高，AUC为0.87。且该研究认为，SWE可以作为常规超声检查的有益补充。

Jeong等在一项2D SWE预测乙型肝炎患者肝癌风险的研究中发现，年龄≥50岁和SWE测值≥10kPa是患肝癌风险增加的独立影响因素；无论患者是否进行抗病毒治疗，SWE测得肝脏弹性值升高均与乙型肝炎患者患癌风险增加呈正相关。

2D SWE在肝脏局灶性病变的评估上存在一定的局限性：①由于心脏搏动影响，测量肝左叶的病变弹性值较困难；②深部病灶不能被准确测量（由于探测深度的限制，与声功率有关）；③受取样框的限制，病灶＞3 cm不能被取样框完全包括，从而影响评估准确性。

3.3脂肪肝

2D SWE在脂肪肝程度的诊断价值不一致。赵一冰等以磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）mDixon方法（该方法被认为可准确快速定量测量脂肪水平）为参考，分析2D SWE技术测量人体脂肪肝硬度与MRI mDixon方法测量脂肪水平的相关性，结果得出SWE测值与MRI脂肪水平的相关系数为0.877。汪惠鹏等应用2D SWE技术测量肝功能正常的单纯性脂肪肝患者及正常成人的肝杨氏模量值，结果表明单纯性脂肪肝患者的肝杨氏模量值明显低于正常成人，而脂肪肝的严重程度与肝杨氏模量值呈弱负相关，这可能由肝细胞脂肪变性后使肝组织变软所致。且脂肪肝各亚组间杨氏模量值的比较，仅轻度组与重度组比较差异有统计学意义，表明2D SWE技术在脂肪水平相差不大时的区分能力有限。

另有研究表明，肝脏的硬度随脂肪肝的严重程度增加而增加，这可能由于研究对象包含肝功能异常的患者，而肝功能异常患者多为中、重度脂肪肝，且常伴发脂肪性肝炎，甚至肝硬化，故使测得的肝杨氏模量值明显升高。

3.4肝移植

2D SWE对肝移植术后评价具有潜在价值。Yoon等研究发现，肝移植术后4周，急性排斥反应患者的SWE测值显著高于无排斥反应者。然而，在不到4周时SWE测值的升高可无明显病理变化，因为肝移植经历了一定程度的缺血/再灌注损伤，其可导致胆小管胆汁淤积和肝细胞气球样变，以及非特异性的肝门或肝小叶炎症。这种组织损伤通常持续超过2～3周才能恢复。可见，2D SWE对移植后的肝脏评估是可行的，且以10.82kPa为诊断界值诊断急性细胞排斥反应较肝功能化验检查有更高的特异度（特异度＞80%）。

Wang等报道了1例49岁的右叶肝移植受者，移植后不久便出现右肝静脉吻合口狭窄。2D SWE测定右肝前段肝脏硬度为17.07kPa，患者再次进行支架置入血管成形术后2d右肝前段弹性值降至9.08kPa，2周后降至与右肝后段相等的硬度。故认为，SWE可作为一种非侵入性工具来评估移植术后肝静脉淤血的变化。

3.5门静脉高压

Procopet等研究发现，当肝静脉压力梯度（hepatic venous pressure gradient，HVPG）＜10mmHg（1mmHg=0.133kPa）（未达到临床显著门静脉高压）时，肝脏弹性值与HVPG呈正相关；但如果HVPG≥10mmHg，肝脏弹性值与HVPG则无相关性。以肝脏SWE测值15kPa为标准诊断门静脉高压，其灵敏度和特异度均＞90%。Choi等研究发现，在肝硬化患者中HVPG和SWE测量的肝脏弹性值呈中度相关（r=0.593）。此外，肝脏弹性值的变化与HVPG变化密切相关。肝脏弹性值下降2%以上，门静脉高压有缓解趋势；肝脏弹性值增加1%以上，提示门静脉高压加重。因此，肝脏弹性值在门静脉高压程度的无创监测中发挥重要作用。

在监测患者的门静脉高压时，2D SWE有望代替HVPG测量。近年来，试图通过测量脾脏弹性来评估门静脉高压的研究正在增多。然而，2D SWE得到的结果往往不令人满意，其对脾脏的测量只有60%左右可以获得合格的数据，且对于未增大的脾脏测量更加困难。即使脾脏的弹性可以测量，其相对一维TE也没有更好的判别能力。因此，2D SWE对门静脉高压的判断还需进一步研究。

4.小结

2D SWE技术发展迅速，通过分别对其原理、肝脏SWE测值正常范围及在慢性肝病、肝局灶性病变、脂肪肝、肝移植、门静脉高压中的应用进行总结，并对正常肝脏的2D SWE测值及影响因素进行归纳发现，2D SWE前景广泛。尤其在慢性肝病导致的肝纤维化分级诊断中，较TE具有更好的诊断效能。然而，由于2D SWE是新兴技术，故对其测量标准及影响因素仍不十分明确，未来需要大样本、前瞻性、多中心的研究来探索2D SWE诊断的可能影响因素及挖掘其诊断潜能。

来源：王红卫,罗渝昆.实时二维剪切波弹性成像在肝脏疾病诊断中的应用进展[J].医学综述,2018,24(12):2456-2461.

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