肝脏横向剪切波速度与肝纤维化指标的相关性及其在肝硬化Child-Pugh分级中的应用

傅庆印　虞梅　倪娟　梅琪　徐祥勇　崔剑巍　张菁　田雨香

(上海市徐汇区大华医院超声科，*肝科，#检验科，上海　200237)



·论著·

肝脏横向剪切波速度与肝纤维化指标的相关性及其在肝硬化Child-Pugh分级中的应用

傅庆印虞梅倪娟梅琪徐祥勇崔剑巍*张菁*田雨香#

(上海市徐汇区大华医院超声科，*肝科，#检验科，上海200237)

摘要目的：探讨声脉冲辐射力成像(acoustic radiation force impulse，ARFI)技术测得的肝脏横向剪切波速度(shear wave velocity，Vs)与肝纤维化指标的相关性及在诊断肝硬化、肝硬化Child-Pugh分级中的应用。方法： 回顾分析2013年7月—2014年7月在上海市徐汇区大华医院就诊的150例肝硬化患者及50例健康人应用ARFI技术测得的Vs值，将150例肝硬化患者作为观察组并按照Child-Pugh分级标准分为A级50例、B级50例、C级50例，将50例健康人作为对照组。所有研究对象均行血清肝纤维化4项指标(透明质酸、层黏蛋白、Ⅲ型前胶原、Ⅳ型胶原)的检测，采用独立样本t检验比较观察组与对照组间测量指标的差异；将观察组Vs值与血清肝纤维化4项指标值进行Pearson直线相关分析及受试者工作特征(receiver operator characteristic，ROC)曲线分析。结果：观察组Vs值、透明质酸、层黏蛋白、Ⅲ型前胶原、Ⅳ型胶原值均高于对照组(P<0.01)；观察组Vs值与透明质酸、层黏蛋白、Ⅲ型前胶原、Ⅳ型胶原值均呈正相关(r=0.672、0.672、0.765、0.568，P<0.01)；Vs值与血清肝纤维化4项指标在Child A级中的ROC曲线下面积分别为0.85、0.65、0.71、0.63、0.73，在Child B级中的ROC曲线下面积分别为0.93、0.83、0.86、0.84、0.80；在Child C级中的ROC曲线下面积分别为0.99、0.94、0.85、0.95、0.94。结论：Vs值为无创性反映肝脏弹性及硬度的指标，与血清肝纤维化指标具有显著的相关性，其敏感性及特异性较血清肝纤维化4项指标更好，可对肝硬化程度的评估做出定性分析，为临床治疗提供依据。

关键词声脉冲辐射力成像技术；横向剪切波速度；肝纤维化；肝硬化；Child-Pugh分级

肝硬化是一种常见的慢性进行性肝病，按Child-Pugh分级方法可分为三级。肝硬化Child-Pugh是人工肝治疗和肝移植手术病例选择的重要依据[1]，可对肝硬化程度进行准确评估。

肝脏穿刺活组织检查是诊断肝硬化的“金标准”，但其存在创伤性，患者常难以接受。而彩色多普勒超声、CT、MRI、血清肝纤维化指标等作为判断肝硬化程度的非创伤性检查手段[2-3]，广泛应用于临床中。声脉冲辐射力成像(acoustic radiation force impulse，ARFI)作为定量评估脏器弹性程度的诊断技术近年来已被广泛应用于临床。本研究以病理组织学为标准，比较ARFI技术测得的肝脏横向剪切波速度(shear wave velocity，Vs)值与血清肝纤维化指标的相关性，探讨两者联合在评估肝硬化分级中的价值。

1资料与方法

1.1一般资料选择2013年7月—2014年7月在上海市徐汇区大华医院就诊的肝硬化患者150例作为观察组，其中男性96例，女性54例；年龄41～85岁，平均年龄(58±9)岁。150例患者均依据CT、MRI、生化检查、肝脏穿刺活组织检查结果及临床表现等明确诊断，并排除肝癌及其它恶性病变。根据Child-Pugh肝功能分级积分法，按照血清白蛋白、总胆红素、凝血酶原时间、腹水、肝性脑病情况进行评分，分为A、B、C三级，各50例。另选择50例无肝脏病变、肝功能正常的健康体检者作为对照组，其中男性24例，女性26例，年龄40～80岁，平均年龄(56±10)岁。各组年龄、性别比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2方法选用德国西门子Acuson S2000超声成像系统，配有ARFI成像技术软件。检查时使用4C1凸阵探头，频率1.5～4.0 MHz。所有研究对象均选择肝右前叶进行ARFI检查。检查时嘱被检者屏气，选择感兴趣区并距探头表面4～5 cm，避开管道结构的肝实质,测量5次肝脏Vs，取平均值(单位为m/s)。采用时间分辨荧光免疫分析法测定透明质酸(hyaluronic acid，HA)、层黏蛋白(laminin，LN)、Ⅲ型前胶原(procollagen peptide Ⅲ，PCⅢ)、Ⅳ型胶原(collagen type Ⅳ，Ⅳ-C)。抽取研究对象晨起空腹静脉血5 mL，将血标本在室温静置约30 min，然后离心分离，将血清置于EP管内，在-70 ℃条件下保存备用；按各试剂盒说明书进行测定。

1.3统计学处理采用SPSS 19.0软件进行统计学处理，计量资料采用均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；变量间的相关分析采用Pearson直线相关分析。采用受试者工作特征(receiver operator characteristic，ROC)曲线分析Vs与肝纤维化4项指标的灵敏性、特异性，并利用ROC确定各肝硬化分级对应的Vs与肝纤维化4项指标的约登指数，ROC曲线下面积越接近1提示诊断准确性越高。检验水准取α=0.05，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1组间各项指标的比较观察组各级的Vs值、HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C值均高于对照组(P<0.01)，见表1。观察组间不同Child分级患者与对照组Vs值分布见图1。

2.2观察组Vs值与血清肝纤维化4项指标相关性分析观察组Vs值与HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C均呈正相关(r=0.672、0.672、0.765、0.568，P<0.01)。

2.3观察组Vs值与血清肝纤维化4项指标的ROC曲线分析观察组不同Child分级患者的Vs值和血清肝纤维化4项指标敏感性、特异性、约登指数、ROC曲线下面积见表2，其中Child C级肝硬化患者的ROC曲线见图2。结果显示，Vs值的ROC曲线下面积大于血清肝纤维化4项指标，其中在Child C级时ROC曲线下面积最大，达0.99。

±s)

注：与对照组比较，*P<0.01

表2　观察组Vs与血清肝纤维化4项指标值的比较

图1　不同Child分级的肝硬化患者与对照组Vs值分布图

图2　Vs和血清肝纤维化4项指标的ROC曲线(Child C级)

3讨论

肝硬化是由多种原因引起的一种慢性、进行性、弥漫性病变，早期没有明显的特异症状，晚期可出现多种并发症，作为终末期的肝脏病变，其治疗困难，病死率较高。肝脏穿刺活组织病理组织学检查能直观地反映肝脏病变及分布特点，因此是目前诊断肝硬化的“金标准”。但肝脏穿刺活组织检查是创伤性检查，其并发症的发病率为0.3%～0.6%，死亡率为 0.05%；其次，穿刺取样有时存在误差，误差率达24%；而不同病理诊断医师或同一病理诊断医师在不同操作时间的诊断误差率亦达10%～20%；另外，由于穿刺时取样标本仅是肝脏面积的1/50 000，其代表性就会受到限制[4-5]，所以患者常难接受肝脏穿刺活组织检查，使其难以普及。血清肝纤维化4项指标具有较好的灵敏度及特异性，但无法准确地评估肝硬化程度。所以寻找一种简单方便、准确度高、特异性好、且适合重复操作的非创伤性评估肝硬化的定量技术，成为近年来研究的重点。ARFI技术是实时动态超声弹性成像技术，通过实时动态超声精确取样，向需要探测组织硬度的感兴趣区发射推进脉冲，使局部产生形变并产生横向传递的剪切波，经特定的电子系统采集组织内剪切波信号并验算出Vs值，进而估计组织特性模量[6]。ARFI能够对肝脏病变进行准确评估，同时弥补了肝脏穿刺活组织检查和血清肝纤维化指标的不足。

本研究结果显示，观察组中Vs值随肝硬化程度的增加而增加(Child A

本研究中观察组的Vs值与HA、LN、PCⅢ、Ⅳ-C 均呈正相关。梅琪等[11]探讨ARFI技术测得值与肝纤维化4项指标在肝纤维化、肝硬化诊断中的相关性，结果显示其分别与HA(r=0.48，P<0.01)、LN(r=0.44，P<0.01)、Ⅳ-C(r=0.41，P<0.01)等值呈正相关。Friedrieh-Rust等[12]报道，86例肝纤维化患者的ARFI技术测得值与血清肝纤维化4项指标呈正相关。本研究结果与此一致。所以，可应用ARFI技术与肝纤维化4项指标的相关性来评价肝硬化的程度。

ROC曲线下面积越大，诊断的准确性就越高[13]；当ROC曲线下面积>0.8时常被认为是好的判断标准[14]。本研究中随着肝硬化程度的增加，Vs值及血清肝纤维化4项指标的ROC曲线下面积也增加，说明两者对肝硬化的评估效果均较好，尤其以Vs值更能准确地定量评估肝硬化程度。Fierbinteanu-Braticevici等[15]的研究也显示，肝纤维化分期≥2、≥3的ARFI测量值ROC曲线下面积分别为0.90、0.99，表明ARFI技术对肝硬化有较高的诊断效能，较血清肝纤维化有更好的敏感性及特异性。

综上所述，ARFI技术弹性成像方法具有简单、方便、易于操作等特点，患者接受度高，且能精确量化肝硬化程度。由于本研究无法排除抽样不均带来的误差，因此为更好地了解ARFI技术与肝纤维化4项指标对肝硬化诊断与肝硬化程度评估作用，还需多中心、大样本的研究支持。

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Correlation between Liver Shear Wave Velocity and Serum Fibrosis Markers and Its Application in Child-Pugh Scoring for Liver Cirrhosis

FUQingyinYUMeiNIJuanMEIQiXUXiangyongCUIJianwei*ZHANGJing*TIANYuxiang#DepartmentofUltrasound,*DepartmentofHepatopathy,#DeparmentofClinicalLaboratory,DahuaHospitalinXuhuiDistrict,Shanghai200237,China

AbstractObjective：To explore the correlation between liver shear wave velocity(Vs) measured with acoustic radiation force impulse (ARFI) imaging technique and serum fibrosis indexes and its application in the diagnosis of liver cirrhosis and Child-Pugh scoring for cirrhosis. Methods:The liver Vs value measured with ARFI technique of 150 patients with liver cirrhosis (observation group) and 50 healthy volunteers(control group) who visited Shanghai Dahua Hospital in Xuhui District during Jul 2013 and Jul 2014 were analyzed retrospectively.The 150 patients with liver cirrhosis were set as observation group and further divided into Class A(n=50),Class B(n=50) and Class C(n=50) according to Child-Pugh scoring system.The 50 healthy volunteers were set as control group. Serum fibrosis indexes testing,including hyaluronic acid(HA) and laminin(LN), procollagenⅢ(PCⅢ) and collagenⅣ(Ⅳ-C), were performed in all subjects. Differences between the observation group and the control group regarding indexes were compared by using independent sample t-test. Pearson correlation analysis and receiver operator characteristic(ROC)curve analysis were conducted between Vs and four serum indexes in the observation group. Results: The values of Vs, HA, LN, PCⅢ and Ⅳ-C in the observation group were higher than those in the control group(P<0.01). Furthermore, the Vs value in the observation group demonstrated positive correlation with HA,LN,PCⅢ and Ⅳ-C, and the correlation coefficients were 0.672, 0.672, 0.765 and 0.568, respectively(P<0.01). Area under ROC curve of the values of Vs and serum inedxes were 0.85 0.65,0.71,0.63,0.73 in Class A, 0.93,0.83,0.86,0.84,0.80 in Class B, and 0.99,0.94,0.85,0.95,0.94 in Class C, respectively. Conclusions: Vs, a non-invasive marker for liver elasticity and stiffness, is significantly correlated with serum fibrosis indexes.Its sensitivity and specificity are superior to those of four serum fibrosis indexes. It could provide qualitative analysis for evaluating the severity of liver cirrhosis, so as to offer valuable evidence for further clinical treatment.

Key WordsAcoustic radiation force impulse；Shear wave velocity；Liver fibrosis；Liver cirrhosis；Child-Pugh scoring

通讯作者虞梅，E-mail：dhyyym@126.com

基金项目：上海市中医药事业发展三年行动计划(编号：ZYSNXD-CC-ZDYJ 022)

中图分类号R 575.2

文献标识码A