超声弹性成像在肝纤维化诊断中的研究进展与无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断方法

摘要：本文通过对超声弹性成像分类及工作原理，并对肝纤维化及其分期诊断研究作出综述，讨论超声弹性成像诊断 纤维化的局限性及对其展望。

关键词：超声；弹性成像；慢性肝炎；肝纤维化；诊断

肝纤维化是一种病理生理过程，是由于各种因素导致 肝脏损伤，在损伤修复过程中结缔组织异常增生所致，它 早期是可逆的，如果损伤因素早期被发现去除，则肝脏可 恢复至正常，如损伤因子持续存在，则纤维化逐渐就会发 展成肝硬化甚至导致肝癌，而导致肝纤维化最常见的因素 是慢性乙型肝炎。据统计，我国现在存在2000万慢性乙 肝患者，给社会及家庭带来沉重的经济负担，也给患者带 来重大的痛苦。因此早期诊断、准确评价其分期，采取积 极的治疗，既可避免或延缓转变为肝硬化或肝癌，又能提 高患者的生存质量。当前肝穿活检仍然是鉴定肝纤维化分 期的“金标准”。鉴于该技术操作繁杂，不仅有创而且并 发症也多，最重要的是不能动态监测肝纤维化的病程，因 此寻求一种无创、安全并可动态监测肝纤维化病情发展的 诊断方法便成为了目前学者们重点研究的方向。超声弹性 成像的问世及超声弹性成像技术的飞速发展并应用于临床 诊断研究正好填补了这一空白，它简捷、易操作，在门诊 或床边即可完成，并且可达到量化，所得结果准确可靠、 重复性好，已经成为肝纤维化诊断和监测的重要方法。

近些年影像技术随着计算机水平的高速进步得到蓬勃 发展，弹性成像技术已成为评价组织硬度的一种无创性全 新技术并应用于临床研究。当肝损害进展到肝纤维化期 时，其组织硬度明显增加，弹性下降，从而通过检测其硬 度变化可精确反应其纤维化的程度¹。同时超声弹性成像 具有方便、快捷、经济以及重复性强等多种优异的特性， 将来有望取代肝穿活检来评价肝纤维化的分期。本文就超 声弹性成像在肝纤维化诊断中的研究进展作如下综述。

1超声弹性成像分类及工作原理

超声弹性成像目前大致可分为以下三种类型，即静态 /准静态弹性成像、声剪切波弹性成像与振动弹性成像。 下面就各成像工作原理进行逐一阐述。

1. 1 静态/准静态弹性成像（static quasi-static elastic ima­ging, SQSE)

SQSE的基本原理是运用探头对组织施加一个内部或 外部的动态、静态或准静态的激励，再收集被检测组织受 压前后的回波信号，估测组织内部位移的改变并算出其应 变水平，再进行灰阶或彩色编码后成像，从而直接或间接 反映该组织的弹性模量这一生物力学属性。研发的实时超声弹性成像（qeal-time tissue elastogra-

phy, RTE)设备是最早的代表，早期主要应用于浅表组 织。最新的RTE技术是运用患者自身心血管搏动力量对 肝脏产生的挤压成像，得到以下11个特征量参数，即应 变均值、标准偏差值、蓝色区域百分比、复杂度、偏度、 峰度、对比度、均等性、杂乱度、一致性、相关性，再以 日本丙肝纤维化公式作为参考便可计算出能够评价肝纤维 化分期的肝纤维化指数（liver fibrosis index, LF index)。依 据肝纤维化指数的高低予以分级同病理分期基本保持一 致。

1.2 声剪切波弹性成像（acousticshearwave elastic imaging, ASWE)

它是一种新的成像技术，它通过声辐射力激发产生剪 切波，使组织发生形变，通过测量ROI内剪切波速度能够 客观准确的评价组织硬度及弹性的弹性模量绝对值。它主 要包括瞬时弹性成像（transient elastgraphy)、点定量弹性成 像（elastography point quantification, ElastPQ)、超局速剪切 波弹性成像（supersonic shear imaging, SSI)、剪切波频散 超声振动成像（shear wave dispersion ultrasound vibration ima­ging, SDUVI)等²。超声瞬时弹性成像以法国Echosens公 司研发的FibroScan为瞬时超声弹性的代表。Fibroscan由 探头和信号处理器组成。Fibroscan测量信息的采集来源于 肝脏内直径约为1 cm,高度为4 cm的圆柱体区域，这一 测量体积相当于肝活检所获得组织标本量的100倍，因而 有研究者认为它比肝活检样本更具代表性³。据报道点定 量弹性成像技术、 超高速剪切波弹性成像、 剪切波频散超 声振动成像均在评估肝脏硬度，尤其是定量评估肝纤维化 方面具有较高的价值^3-4。

1.      3 声辐射力脉冲弹性成像技术（Acoustic Radiation Force Impulse Imaging, ARFI)

ARFI是振动性弹性成像中的代表，其工作原理是运 用调制的聚焦低频声脉冲激励生物黏弹性组织内产生声剪 切波，采取特别的方法获得组织内剪切波信号与其在组织 内的传播速度、组织硬度。德国西门子公司在ARFI的基 础上研究产生了声触诊组织量化技术，它以二维声像图像 为基础上，可对感兴趣区域进行剪切波速度评估，以便得 到该区域组织的弹性模量值，以此判定组织的硬度。

2超声弹性成像对肝纤维化及其分期的诊断研究

2. 1实时超声弹性成像在肝纤维化诊断及分期中的应用

肝纤维化的诊断及分期的精确与否对选择恰当的治疗 时机及其预后的判断具有十分重要的意义。目前有文献报 道⁵, RTE已应用于肝纤维化的诊断，并可半定量评价肝 脏纤维化程度及分期。程全安等⁶选取肝纤维化患者40 例行肝穿后24小时内做实时超声弹性成像检查，观察肝 纤维化病理分期与实时超声弹性成像检查结果相关性，发 现它们呈正相关，肝纤维化越严重弹性成像评分结果越 高。最近国外学者Klibansky等⁷的研究提示RTE评分与 肝纤维化病理分级的相关性较好。张馨等⁸对不同病理分 期的肝纤维化患者224例应用复旦中山医院弹性成像评分 标准将患者分级，通过和病理分期对比，得出结果，F0、 H、F2级为肝纤维化，而F3级为分界点，F4级为肝硬 化。表明利用RTE和病理组织学分期在肝纤维化分级上 存在较高的_致性。另外孟艳等⁹曾对150例慢性病毒性 肝炎患者进行RTE扫查测量分析和病理组织分期对照研 究也证实了上述结果。由此可见RTE可作为无创性评价 肝纤维化程度的一种最新手段。最近研究结果^[10]显示， LF index值为3. 1时，肝纤维化诊断的敏感性竟达100% , 特异性为85% ,说明应用LF index对早期肝硬化的诊断准 确度会更高。上诉研究证实实施超声弹性成像技术已经成 为一种无创诊断肝纤维化及分期的有效手段。

2.2声剪切波弹性成像在肝纤维化诊断及分期中的应用 研究

Fibroscan于2003年问世后，国外学者在慢性肝病致 肝纤维化方面进行了大量的研究。Marcellin等^[11]对173 例欧洲CHB患者进行了肝活检和FS的前瞻性研究。结果 发现，肝脏硬度与肝纤维化显著正相关。敏感性和特异性 之和到达最大限度时，诊断F&2期和F4期准确性最高 时，cutoff值分别为7.2和11.0 KPa;准确性最高时，诊 断F&2期和F4期LSM cutoff值分别为7. 2和18. 2 KPa。 国内学者桑亮等^[12]的通过对其研究结果做logistic回归分 析发现，实时剪切波超声成像杨氏模量的R值为0.778, 对肝纤维化程度具有很高的评价能力，并且可以作为单独 指标进行肝纤维化判定。Chan等^[13]认为应用Fibroscan检 测可使62%ALT水平正常和58%的ALT升高患者避免肝 穿检查。近几年大量研究证明Fibroscan测量肝脏硬度达 到或超越肝组织活检，大于95%的患者可以用Fibroscan 对肝纤维化的水平进行定量检测，并且操作简便、结果准 确。目前，我国利用Fibroscan检测乙型肝炎肝纤维化程 度的评价仍处于临床实验研究阶段。单蓉等^[14]对经肝活 检证实的59例乙肝患者测定其硬度值，并应用受试者工 作特征（ROC)曲线分析方法，以肝活检病理学结果为金标 准对FS临床价值进行分析，结果显示肝纤维化程度越高， 硬度值越高，与病理学结果存在良好的相关性，说明Fi­broscan 在乙肝相关肝纤维化诊断中是一种非常有效的检查 手段。

点定量弹性成像在肝纤维诊断及其治疗后疗效的评价 的应用中受到较多因素影响，国内学者研究^[15发现， ElastPQ不受操作者影响，重复性好，但受呼吸影响，研 究结果显示呼气末所测肝脏硬度明显高于吸气末，因此在 测量不同位置肝脏硬度时应选择同一呼气或吸气时相，并

且研究者建议测量肝脏硬度值时尽可能在肋间进行，在肋 间进行更易操作，测值更稳定。超高速剪切波弹性成像及 剪切波频散振动成像及应用于肝脏纤维化报道较少，处于 研究阶段。

2.3声辐射力脉冲弹性成像技术在肝纤维化分期中的应 用研究

ARFI是_种新型检测及评价组织弹性的先进技术， 当前多数应用于乳腺、甲状腺等浅表器官的良恶性结节的 分级评定，而应用于肝纤维化的诊断还处于研究时期。 Wang等^[16]将其用于肝脏纤维化的定量检测和分期，认为 可以作为检测肝脏纤维化程度的有效方法，对肝脏纤维化 的分期与活检分期具有良好的一致性。现在，ARFI中的 声触诊量化技术能够检测剪切波速度（shear wave velocity, SWV),用此来评价组织的硬度水平。徐秋晨等^[17利用声 触诊组织量化技术对115例不同程度肝纤维化的患者的肝 脏检测SWV,然后剖析SWV与每位患者各种临床指标之 间的相关性，通过绘制ROC曲线来评价检测SWV对肝纤 维化诊断临床价值。结果表明，肝脏SWV与纤维化分级 的相关关系最密切（/3 =0.431),证实了肝脏SWV测值可 直接反映肝脏硬度，与纤维化病理分级也高度一致，可无 创应用于肝纤维化程度的评价。近期国内学者利用声辐射 力脉冲弹性成像技术评估大鼠非酒精性肝纤维化的研究也 证实了该种弹性成像可准确评估肝纤维化程度^[18。国外 Woo ^[19等研究结果与上述研究结果高度相似，并且发现由 ARFI技术测量的肝脏硬度较SSI技术更加可靠。

3超声弹性成像诊断肝纤维化的局限性

超声弹性成像虽在无创、定量评价肝纤维化的程度上 具有诸多优点，但由于其属于新生技术，必然有其自身的 不足，它的局限性就影响了它对肝脏纤维化诊断的准确 性，也不利于临床广泛普及。RTE经腹探查肝脏的缺点如 下：（1)扫查深度不够（<5 cm),不能精确广发的对所有 肝组织进行彻底扫查；（2)当下应用弹性成像来评价肝脏 组织的平均硬度仍没有形成统一的定量测量方法，并而 Fibroscan与ARFI在体表质量指数>30 kg/m²及女性人群 中会测量的成功率明显减低。最后，年龄偏大、体型肥 胖、肝内胆红素增高、肝损伤急性期、腹腔大量积液、肝 脏周围大血管、脂肪病变和肋间隙狭窄等各种因素均成为 了限制弹性成像在肝纤维化诊断应用中的绊脚石。

4超声弹性成像对肝纤维化诊断的展望

超声弹性成像作为一种新的技术已广泛应用于临床， 它可用于各种组织硬度的评价，也可用于肿瘤良恶性的鉴 别诊断，由于目前超声弹性成像对肝纤维化的诊断及分级 评价多集中在病毒性慢性肝炎性肝病上，并且肝纤维化分 级相对应的弹性模量界限值也未明确固定，同时其测量值 还受到肝纤维化以外一些因素的影响，所以仍然需要投入 更多的研究来进一步完善其评价能力，使其评价的准确性 得到更高的提升。但是我们有理由相信，随着弹性成像技 术的不断发展及学者们的孜孜不倦的研究，弹性成像有望 成为取代肝穿活检而诊断肝纤维化的最佳方法。

成都华西华科研究所

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