实时超声弹性定量参数与肝纤维化分期的相关性

引用本文

郭静文, 陈越峰, 周瑞莉, 李妙珊, 郭汉涛. 实时超声弹性定量参数与肝纤维化分期的相关性.循证医学, 2016,16(6): 352-354
GUO Jing-wen, CHEN Yue-feng, ZHOU Rui-li, LI Miao-shan, GUO Han-tao. The Correlation between Quantitative Parameters of Real-Time Ultrasound and Liver Fibrosis Stage. Journal of Evidence-based Medicine, 2016,16(6): 352-354 复制到剪切板

Doi:10.12019/j.issn.1671-5144.2016.06.013
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实时超声弹性定量参数与肝纤维化分期的相关性

郭静文, 陈越峰, 周瑞莉, 李妙珊, 郭汉涛

广东省人民医院影像医学部超声科、广东省医学科学院, 广州 510080

通讯作者:陈越峰,Tel：020-83827812; E-mail:mzzman@163.com

作者简介：郭静文（1984-）,女,广东汕头人,医学学士,主要从事腹部超声工作。

摘要

目的探索实时超声弹性定量参数与肝纤维化分期的相关性,筛选与纤维化程度密切相关的定量参数。方法对106例慢性乙型肝炎患者行组织弥散定量分析检查,得出定量参数,并与肝纤维化病理分期进行比较。用Spearman秩相关分析定量参数与肝纤维化分期的关系, 用受试者工作特性曲线下面积分析各参数的诊断价值。结果 Spearman秩相关分析显示,在获得的11个弹性定量参数中,应变均值（MEAN）、蓝色领域百分比（AREA）与肝纤维化病理分期相关性最高,分别为-0.79、0.84（P<0.01）。实时组织弹性图像评分为F0、≥F1、≥F2、≥F3、F4时MEAN和AREA的受试者工作特性曲线下面积分别为0.92、0.93,0.93、0.92,0.93、0.91,0.91、0.94,0.94、0.94。结论实时超声弹性定量参数可评估肝纤维化的程度,AREA、MEAN与肝纤维化病理分期相关性最高。 MEAN和AREA各期受试者工作特征曲线下面积均>0.90,对肝纤维化分期的诊断价值较高。

关键词: 超声弹性成像; 组织弥散定量分析; 肝纤维化

中图分类号:R445.1;R512.6+2 文献标识码:A 收稿日期:2016-10-20

The Correlation between Quantitative Parameters of Real-Time Ultrasound and Liver Fibrosis Stage

GUO Jing-wen, CHEN Yue-feng, ZHOU Rui-li, LI Miao-shan, GUO Han-tao

Department of Ultrasound, Department of Imaging Medicine, Guangdong General Hospital, Guangdong Academy of Medical Sciences, Guangzhou 510080, China

Abstract

Objective To explore the correlation between quantitative parameters of real-time ultrasound and liver fibrosis stage, and to screen the quantitative parameters closely related to the degree of fibrosis.Methods The quantitative parameters were obtained from 106 patients with chronic hepatitis B, and compared with the pathological staging of liver fibrosis. The relationship between quantitative parameters and liver fibrosis stage was analyzed by Spearman rank correlation analysis, the diagnostic value was analyzed by ROC curve analysis.ResultsSpearman rank correlation analysis showed that the correlation coefficients of AREA and MEAN were the largest in the eleven elastic quantitative parameters, and were -0.79, 0.84 （P<0.01）, image real-time tissue elasticity score was F0, greater than or equal to F1, greater than or equal to F2, greater than or equal to F3, and F4, ROC area under the MEAN and AREA were 0.92, 0.93; 0.93, 0.92; 0.93, 0.91; 0.94, 0.94.Conclusion Real-time ultrasonic quantitative parameters can be used to evaluate the degree of liver fibrosis. The correlation between AREA and MEAN and the pathologic stage is the most significant, thus indicating good diagnostic value. The ROC area under the MEAN and AREA were larger than 0.9, and the diagnosis value of liver fibrosis stage was high.

Key words: ultrasonic electrography; quantitative analysis of tissue diffusion; liver fibrosis

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目前, 实时组织弹性成像（real-time tissue elastography, RTE）定量分析技术在肝脏疾病诊断中的运用主要用于对肝纤维化程度的评估, 因其具有无创、易操作、价格低廉、可重复性强等优点而在肝纤维化的诊断中被广泛认可, 但其缺乏统一的量化指标和定量标准, 因此对肝纤维化的弹性定量参数进行深入探讨具有重要的临床价值。本研究应用组织弥散定量分析技术评估不同程度肝纤维化患者的弹性定量参数, 筛选与肝纤维化程度密切相关的参数并评价其诊断价值。

1 材料与方法

1.1 研究对象

选取106例2015年在广东省人民医院感染科住院的慢性乙型肝炎患者, 其中男性58例, 女性48例, 22~64岁, 平均（36.3± 13.6）岁。所有病例均排除合并其它肝脏疾病, 无心脏、肺、肾脏等病变。

1.2 仪器与方法

采用日立HI VISION Preirus彩色超声诊断仪, 线阵探头, 频率3~7 MHz。配备Strain Histogram Measurement软件计算系统。106例患者在行肝穿刺活检前先行组织弥散定量分析。患者取仰卧位, 双手置于头后, 充分暴露右上腹, 选择肝右叶检测部位与肝穿剌活检部位保持一致, 嘱患者配合呼吸, 避开肝内重要管道结构, 启动弹性成像功能, 将感兴趣区（region of interest, ROI）置于肝包膜下约1.5 cm处, 设置感兴趣区的大小为3.0 cm× 2.5 cm。检查时, 探头朝向患者的心脏方向（因肝脏受心脏搏动的影响在屏幕左下方出现压力波形曲线图, 代表受心脏规律运动肝脏组织产生的弹性模量变化, 而这种弹性模量变化由曲线波谷反映出来）, 选取连续3个稳定波形中的1个波谷处形成的弹性图, 为保证弹性图的稳定性, 每次图像采集必须保持至少2秒, 稳定的弹性图表现为红蓝绿三色相间, 然后启动组织弥散定量分析软件, 选取整个弹性图为分析区域, 分析后将得到应变均值（MEAN）、蓝色领域百分比（AREA）、标准偏差（SD）、峰度（KURT）、复杂度（COMP）、偏度（SKEW）、对比度（CONT）、杂乱度（IDM）、均等性（ENT）、一致性（ASM）及相关性（CORR）11个弹性图像的量化数据（图1）。在弹性成像过程中, 每个患者均取5帧图像进行组织弥散定量分析, 记录各项定量参数, 最后再取其5次的平均值。

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	图1 肝组织弥散定量分析超声图像

1.3 实时超声弹性成像评分

弹性图像根据颜色不同给予评分, 根据所储存的图像ROI区域中显示的不同颜色（即不同相对硬度）给出综合评分, 将弹性图像分为0~4分：ROI区域内几乎全部为绿色或仅掺杂少许红色为0分（F0）; ROI区域内几乎全部为绿色仅掺杂条索状蓝色为1分（F1）; ROI区域内以绿色为主伴条索状或片状蓝色为2分（F2）; ROI区域内蓝色与绿色几乎各半为3分（F3）; ROI区域内以蓝色为主或伴有少许绿色或红色为4分（F4）。

1.4 肝组织穿刺活检

106例患者均行超声引导下肝穿刺病理活检, 取材部位与超声弹性检查感兴趣区域一致, 且活检标本均符合病理诊断要求。病理分期依据病毒性肝炎防治方案中慢性肝炎纤维化分期标准^[1]：S0期无纤维化; S1期汇管区纤维化扩大, 局限窦周及小叶内纤维化; S2期汇管区周围纤维化, 纤维隔形成, 小叶结构保留; S3期纤维间隔伴小叶结构紊乱, 无肝硬化; S4期早期肝硬化。

1.5 统计学方法

应用SPSS 13.0统计软件包进行统计学分析。以穿刺活检病理结果为诊断金标准。应用Spearman秩相关检验分析弹性定量参数与纤维化分期之间的相关性。肝纤维化不同病理分期之间定量参数的差异比较用方差齐性检验和单因素方差分析; 计算各定量参数受试者工作特性（receiver operator characteristic, ROC）曲线下面积, 评价其诊断价值。P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者的基本信息

106例慢性乙型肝炎患者中, S0期34例, S1期24例, S2期20例, S3 期12例, S4期16例。随着病理分期加重, 实时组织弹性图像由绿色分布为主逐渐变化为杂乱无序蓝色分布。

2.2 超声弹性定量参数与肝纤维化分期的相关性

患者的组织弥散定量分析参数与肝纤维化病理分期相关分析结果见表1。在获得的11个弹性定量参数中, MEAN、AREA与肝纤维化病理分期相关性最高, 分别为-0.79、0.84, P< 0.01。

表1 组织弥散定量分析参数与病理分期相关性分析结果

2.3 超声弹性定量参数的ROC曲线下面积

实时组织弹性图像评分为F0、≥ F1, ≥ F2、≥ F3、F4时MEAN的ROC曲线下面积分别为0.92、0.93、0.93、0.91、0.94。评分为F0、≥ F1、≥ F2、≥ F3、F4时AREA的ROC曲线下面积分别为0.93、0.92、0.91、0.94、0.94。其余定量参数在ROC曲线下面积均< 0.70。见表2 。MEAN和AREA各期ROC曲线下面积均> 0.90, 表示其对肝纤维化分期的诊断价值较高。

表2 组织弥散定量分析参数的ROC 曲线下面积

3 讨论

肝纤维化是各类肝脏疾病的主要早期病理改变, 早期肝纤维化可通过治疗得以逆转, 而随着肝纤维化程度的不断进展形成肝硬化时则不可逆转, 肝硬化会带来门脉高压、食管胃底静脉曲张、腹水甚至肝性脑病等严重并发症, 这大大降低了患者的生活质量且需要花费大量费用, 因此肝纤维化的早期诊断和治疗至关重要。而以往的肝纤维化诊断金标准主要依靠肝穿刺病理活检, 该检查有创、可能带来腹腔活动性出血等并发症, 且费用高而不被患者普遍接受。因此寻找一种有效可行、可作为普遍筛查手段的早期诊断肝纤维化技术尤为重要。

近年来, 国内外学者进行了大量的探索, 研究出了早期诊断肝纤维化的新的技术— RTE, 它的出现无疑给早期慢性肝炎患者带来了福音, 因其无创、操作简单、费用低廉、可重复性强等优点而在肝纤维化的早期诊断中被广泛认可。RTE通过了解组织弹性的信息, 可用来评价组织的软硬程度, 具有非常重要的临床价值和广阔的应用前景。RTE在乳腺、甲状腺等肿瘤的诊断及鉴别诊断中已有广泛应用^{[2, 3]}。在肝纤维化的弹性分析方面, 已有学者尝试运用5分法去鉴别诊断肝纤维化的有无^{[4, 5]}, 获得了较高的敏感性和准确性。但弹性图像的弹性评分是非定量化诊断, 在一定程度上受检查者的主观因素影响, 会造成一定的误差^[6]。组织弥散定量分析是在RTE的基础上最近新发展起来的弹性定量分析技术, 其单纯依靠患者自身心脏搏动能力形成的组织压缩进行成像, 减少了手动施压的人为因素影响, 提高了弹性成像信号采集的敏感性。组织弥散定量分析对ROI进行成像时, 除了根据所测组织软硬度给出彩色编码图外, 调用内置Strain Histogram Measurement数据处理系统对ROI进行解析, 可得到MEAN、AREA等多个定量参数。通过对这些定量参数的分析研究来评估它们在肝纤维化判定上的价值, 克服了早期实时组织超声弹性检查受操作者主观因素影响的缺点, 可实现定量分析, 具有重要的临床应用价值。

目前, 组织定量分析技术在肝纤维化诊断中应用逐渐增多, 但在众多定量参数中哪些对肝纤维化最有诊断意义尚无统一的标准, 影响其在临床上的进一步应用。本研究结果显示：随着病理分期加重, 实时组织弹性图像由绿色分布为主逐渐变化为杂乱无序蓝色分布, 表明肝组织硬度随病理分期加重逐渐增加。MEAN、AREA与肝纤维化病理分期高度相关, 相关系数分别为-0.79、0.84, P< 0.01。ROC曲线显示MEAN、AREA评价肝纤维化各分期的曲线下面积均> 0.90, 其他定量参数各纤维化分期的ROC曲线下面积均< 0.70。AREA为取样框内蓝色面积百分比, 利用AREA鉴别肝纤维化程度与RTE半定量分析原理相似, 但半定量分析为人为判断取样框内的颜色分布, 而AREA为机器运算, 更为客观。MEAN代表取样框内组织硬度的平均水平, 利用MEAN鉴别肝纤维化程度符合理论推断。由此可见, 组织弥散定量分析可获得反映肝纤维化的多种参数, MEAN、AREA是评估肝纤维化程度最佳的超声弹性定量参数, 具有较好的诊断价值。

作为一项新的技术, 组织弥散定量分析可反映肝纤维化的严重程度, 但目前研究的结果对肝纤维化分期的定量参数数值尚无统一的临界值标准, 这还需要深入探讨, 得出适合判断肝纤维化定量参数的临界值。同时实时组织弥散定量分析弹性图的产生需要依靠心脏搏动给肝脏施加压力, 不同受试者的心脏搏动力度不同, 对本研究结果是否有影响需待进一步研究。

综上所述, 组织弥散定量分析是一种无创、安全、价廉、可动态评价肝脏纤维化程度的检查方法, 并且能进行定量分期, 给出量化数值, 对肝纤维化分期的诊断具有重要意义。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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朱庆莉, 姜玉新, 刘赫, 等. 常规超声结合超声弹性成像对乳腺导管内癌诊断的初步探讨[J]. 中国医学影像技术, 2008, 24(5): 683-686.

Objective To determine the features of non-invasive breast cancers on conventional US and elastograms thus further explore their diagnostic values in the non-invasive breast cancers. Methods Pathologically proved 17 non-invasive breast cancers with preoperative US and real-time elastogram were selected from 308 consecutive patients. They underwent biopsy with either palpable, nipple discharge or ultrasonically visible breast lesions. The features on gray scale US, color Doppler flow imaging (CDFI) and elastogram were documented. Results Of 17 cancers, one lesion was negative either the US or mammography. In the remaining 16 lesions detected on US, 11 of them were masses and 5 of them were ductal distortion. Six lesions featured with micro-calcification on US. CDFI demonstrated absence of color flow in 2 lesions, median flow in 8 and abundant flow in 6. The larger cancers showed statistically significantly abundant flow than those of small ones ( P ＜0.005). US correctly categorized these 16 lesions to BI-RADS 4 or 5. On elastogram, 15 were scored as 4 and 5 and 1 was scored as 3. A specific mosaic pattern was found in 7 of DCIS, which was some small round hard areas blended with normal hardness tissues. Conclusion DCIS featured as mass and ductal distortion with or without micro-calcification on US. It was more likely for elastography to detect the differences on tissue hardness between the non-invasive breast cancers and could be helpful to detect and characterize non-invasive breast cancers.

目的通过乳腺导管内癌病变在常规超声及超声弹性图中各种表现,探讨二者对导管内癌的诊断价值。[WTHZ] 方法经术后病理证实的17例乳腺导管内癌病灶,术前经常规超声及实时超声弹性成像检查,观察病变的灰阶、彩色多普勒血流显像及弹性图特征。结果 17例患者中,1例患者在超声及钼靶X线摄影均为假阴性,余16例灰阶声像图表现为肿块型11例,局部乳腺结构紊乱型;无血流者2例,中等血流8例,血流丰富6例,病灶范围较大者(≥2 cm)血流相对丰富( P ＝0.011);16例病变常规超声诊断均诊断为恶性(7例为BI-RADS 4级,9例为BI-RADS 5级)。16例病灶超声弹性成像表现为 3级1例,4~5级15例。结论 DCIS超声声像图主要表现为肿块或局部乳腺结构紊乱。弹性成像可识别DCIS和正常组织间的弹性差异,可能对于准确识别DCIS病变、鉴别诊断方面有潜在的用途。

... RTE在乳腺、甲状腺等肿瘤的诊断及鉴别诊断中已有广泛应用^[2,3] ...

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... RTE在乳腺、甲状腺等肿瘤的诊断及鉴别诊断中已有广泛应用^[2,3] ...

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... 在肝纤维化的弹性分析方面,已有学者尝试运用5分法去鉴别诊断肝纤维化的有无^[4,5],获得了较高的敏感性和准确性 ...

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丛淑珍, 裴书芳, 甘科红, 等. 慢性乙型肝炎肝纤维化超声弹性成像与病理对照研究[J]. 中华超声影像学杂志, 2011, 20(2): 134-137.

目的探讨超声弹性成像对肝纤维化的诊断价值.方法应用超声弹性成像对120例慢性乙型肝炎患者进行检查并进行弹性评分,分析弹性评分与肝纤维化病理分期的相关性,比较弹性评分评价肝纤维化与病理诊断的差异性.结果弹性评分与肝纤维化程度呈显著正相关(r=0.875,P＜0.01),Marginal Homogeneity检验(Z=-1.144,P=0.149＞0.05)显示弹性评分与病理诊断在评价肝纤维化上差异无统计学意义.超声弹性成像诊断肝纤维化的敏感度、特异度、准确度分别为92.5%、85.0%、90.0%.结论超声弹性成像有助于肝纤维化的评价. Abstract： Objective To investigate the value of ultrasound elastosonography in the diagnosis of liver fibrosis. Methods One hundred and twenty patients with chronic hepatitis B were examined by ultrasound elastosonography and given elasticity scores,the correlation coefficient between the elasticity scores and the histologic fibrosis stage was evaluated and its difference in the diagnosis of liver fibrosis was compared. Results The Spearman's correlation coefficient between the elasticity scores and the histologic fibrosis stage was 0. 875,which was highly significant ( P＜0. 01). There was no significantly difference between elasticity scores and fibrosis staging in the diagnosis of liver fibrosis by Marginal Homogeneity (Z=- 1. 144, P = 0. 149). The sensitivity,specificity and accuracy of ultrasonic elastography for diagnosing liver fibrosis were 92. 5%, 85.0%, 90.0%, respectively. Conclusions Elastosonography is helpful for the diagnosis of liver fibrosis.

... 在肝纤维化的弹性分析方面,已有学者尝试运用5分法去鉴别诊断肝纤维化的有无^[4,5],获得了较高的敏感性和准确性 ...

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裴书芳, 丛淑珍, 冯占武, 等. 实时组织弹性成像诊断肝纤维化[J]. 中国医学影像技术, 2010, 26(5): 893-895.

Objective To observe the value of real-time tissue elastography (RTE) in diagnosing liver fibrosis. Methods RTE was performed in 70 patients with chronic hepatitis B to classify them into five groups ( scores 0-4, 0: negative, 1-4 : positive). The elastogram were compared with the fingdings of pathology. Results Fifty-two patients were RTE positive, 18 were RTE negative. The sensitivity, specificity and the accuracy rate of RTE for diagnosing liver fibrosis was 97.73% (43/44), 65.38% (17/26), 85.71% (60/70), respectively. Taking RTE positive as the diagnosis standard of liver fibrosis, the area under the curve of ROC was 0.92 . Conclusion RTE is a new and promising sonography-based noninvasive method for the assessment of liver fibrosis in patients with chronic hepatitis B.

目的评价实时组织弹性成像(RTE)在诊断肝纤维化中的价值。方法应用RTE对70例慢性乙型病毒性肝炎(乙肝)患者的肝脏纤维化程度进行评分,分为0~4分,0分为阴性,1~4为阳性,并与肝组织纤维化病理学分期进行对照。结果 RTE评为阳性者52例,评为阴性者18例,RTE诊断肝纤维化的敏感度、特异度、准确率分别为97.73%(43/44),65.38%(17/26)和85.71%(60/70)。以RTE阳性作为肝纤维化的诊断标准,通过ROC曲线分析弹性图像硬度评分的曲线下面积为0.92。结论 RTE为诊断肝纤维化提供了新的手段,是一项具有发展前景的新的无创性的诊断方法。

... 但弹性图像的弹性评分是非定量化诊断,在一定程度上受检查者的主观因素影响,会造成一定的误差^[6] ...