超声剪切波弹性成像预测食管胃底静脉曲张的研究进展

杨凯，马苏美

1.兰州大学第一临床医学院，甘肃 兰州 730099；2.兰州大学第一医院超声科，甘肃 兰州 730099

肝硬化是多种慢性肝病肝脏损害的最终共同病理途径，其病因在不同地区存在差异，在西方国家最常见的原因为酒精中毒、慢性丙型肝炎和非酒精性脂肪性肝病，而在亚太地区为慢性乙型肝炎[1]。肝硬化的病理特征包括肝细胞的变性和坏死、肝实质被纤维化组织和再生结节取代、肝功能丧失，并最终导致门静脉高压及相关并发症（静脉曲张出血、肝性脑病、腹水、肝肾综合征等）[2]，其中静脉曲张出血最常见、严重，是肝硬化患者常见的死亡原因。因此，积极地监控和筛查肝硬化患者的静脉曲张情况非常必要[3]。

肝静脉压力梯度可用于评估食管胃底静脉曲张（esophageal and gastric varices，EGV），该方法也是目前评估门静脉压力变化的“金标准”[4]。肝静脉压力梯度在评估门静脉高压症的进展以及对EGV的诊断、风险分层等临床应用中是一个可靠的替代标志物，但其作为有创检查，患者接受度多较低。而内镜检查作为更为准确的评估方法，同样因具有侵入性令许多患者难以接受，并可能引起患者剧烈咳嗽、呕吐进而造成静脉破裂的风险。超声弹性成像能够无创性地评估门静脉压力以及预测EGV的风险，同时还具有便捷、经济、安全、快速、实时等优点，已逐步应用于人体全身器官的相关研究[5-6]。因此，超声弹性成像技术在预测EGV方面具有非常可观的临床价值，本文就该方向目前的研究进展进行综述。

1 超声弹性成像原理

弹性、硬度是生物本身具有的一种属性，在临床工作中，医师通过感知组织的硬度判断其良恶性，但结果判断通常具有很强的主观性，且重复性不高。弹性成像技术通过对组织施加一个内部（如呼吸、心血管搏动）或外部的动态、静态/准静态的激励，使组织产生位移、应变及速度的分布等差异，进而将不同组织的差异信号进行收集、编码、计算，以图像或参数值的形式对组织的硬度进行定性、定量分析，得到组织的弹性信息[7]，从而客观地评价组织间硬度的差异。

2 二维剪切波弹性成像（two-dimensional shearwave elastography，2D-SWE）的原理

目前针对门静脉压力评估的超声弹性成像技术主要包括瞬时弹性成像（transient elastography，TE）、声辐射力脉冲成像和2D-SWE。TE是第一种用于评估肝硬度的剪切波成像方法，已广泛用于肝纤维化的无创评估、门静脉压力评估以及EGV破裂出血风险评估，并已形成Baveno共识[8]；但不能用于有腹水、体重指数高、肋间隙变窄及谷丙转氨酶水平升高的患者，会使其弹性测量的成功率明显降低。而2D-SWE采用安全的声辐射脉冲，在组织内进行多点连续聚焦，产生一个近似圆柱形的剪切波锥，其效率为普通波源条件下的4～8倍，明显增大了振幅和传播距离，很好地避免了上述因素的影响。2D-SWE对被检测组织的剪切波速度进行定量测量，经过编码处理形成叠加在B型图像上的实时可视化彩色定量弹性图[9-10]。

3 2D-SWE 的应用

3.1 2D-SWE对肝纤维化的评估 肝纤维化是肝硬化患者早期的病理改变，此阶段部分患者的肝纤维化是可逆的，早期干预和治疗可以在很大程度上减缓其发生发展速度，因此对肝纤维化的筛查极为重要。

一项对114例肝纤维化患者的前瞻性研究发现，2D-SWE预测F≥1、F≥2、F≥3以及F=4期肝纤维化的曲线下面积（AUC）分别为0.773、0.865、0.946和0.950，检测肝纤维化的敏感度、特异度分别为90.9%和88.4%，2D-SWE在肝纤维化分期中具有显著的诊断效能[11]。随着肝脏纤维化程度加重，2D-SWE的诊断效能不断提升，但相比于中晚期肝纤维化，对早期肝纤维化的诊断能力明显不足，后续研究应寻找其他检测指标进行联合诊断以补充不足。Wei等[12]研究显示2D-SWE检测慢性乙型肝炎患者显著肝纤维化的总体敏感度为88%，特异度为83%，AUC为0.92，同样证实2D-SWE是预测肝纤维化的良好方法。唐永丽等[13]对非酒精性脂肪性肝病肝纤维化的研究发现，2D-SWE诊断肝纤维化组以及肝硬化组的AUC分别为0.875、0.930。因此，不论是何种病因导致的肝纤维化和肝硬化，2DSWE的诊断效能是明确的、客观的。

Herrmann等[14]研究显示2D-SWE对乙型病毒性肝炎、丙型病毒性肝炎及非酒精性脂肪性肝病患者显著肝纤维化、肝硬化评估的AUC均大于TE，且这种差异在乙型病毒性肝炎中最明显。Gao等[15]探讨2DSWE在慢性乙型肝炎中的诊断效能，发现在肝硬化患者中2D-SWE的AUC为0.87，高于TE、谷草转氨酶、血小板比率指数和FIB-4指数，且慢性感染组高于慢性肝炎组。Wang等[16]关于2D-SWE的放射组学诊断肝纤维化的多中心研究显示，2D-SWE具有很好的准确度（在实验队列中的AUC为0.87、0.81，在验证队列中的AUC为0.86、0.85），均高于生物学标志物（AUC均≤0.75）。

总体而言，2D-SWE对于肝脏纤维化的诊断价值具有很好的表现，并且很大程度上优于其他生物标志物，在今后能够更好地服务临床，提高肝纤维化的诊断效能。

3.2 2D-SWE与肝静脉压力梯度 由肝静脉压力梯度测得，门静脉压力正常值为3～5 mmHg，若≥10 mmHg则为临床显著门静脉高压症（clinically significant portal hypertension，CSPH）。CSPH是静脉曲张形成、肝硬化失代偿、术后肝功能衰竭及肝细胞肝癌发生的独立危险因素，因此，积极监测门静脉压力对于具有肝脏基础疾病的患者是必要、迫切的。

由于门静脉高压所导致的静脉回流受阻，使肝脏及脾脏发生纤维组织增生，进而导致其超声表现为硬度值增加。目前2D-SWE评估门静脉压力的价值得到肯定。Thiele等[17]通过2D-SWE测量肝脏硬度，发现患者肝脏硬度＜14 kPa时可排除CSPH。Suh等[18]研究显示2D-SWE对CSPH的AUC为0.88，总体敏感度及特异度均为85%，同时得到肝硬度与肝静脉压力梯度之间的总体相关系数为0.751。Jansen等[19]基于2D-SWE诊断CSPH的研究发现，2D-SWE对于排除CSPH的敏感度为89.2%，特异度为91.4%，肝硬度与脾硬度的AUC分别为0.861和0.837，截断值为24.6 kPa和26.3 kPa，该研究提示肝、脾弹性成像可用于区分CSPH与非CSPH，是一种筛查CSPH的无创性检测方法。Buechter等[20]发现脾脏硬度与门静脉压力呈正相关，当患者行经颈静脉肝内门体分流术后，由于门静脉血流减少，压力降低，促使患者脾脏硬度较术前降低。Elkrief等[21]同样证实肝脏弹性值与门静脉压力的相关性，当肝脏弹性值＞24.6 kPa时，其诊断CSPH的准确度为82%，肝脏弹性值较脾脏弹性值对CSPH具有更好的诊断效能（AUC分别为0.87、0.64）。张智林等[22]在一项关于鉴别特发性门静脉高压与肝硬化门静脉高压的研究中发现，肝硬度值＜14.60 kPa和脾肝硬度值比＞2.71为鉴别两者的最佳截断值，侧面证实2D-SWE对门静脉高压的诊断价值。总之，对于有肝脏基础疾病且具有发生门静脉高压风险的患者，应当尽早地常规使用2D-SWE技术检测肝、脾硬度，防止发生CSPH。

3.3 2D-SWE预测EGV风险的价值 关于EGV预测及高风险EGV的超声弹性成像评估目前已有大量研究，其中主要以TE为主。2015年Baveno VI会议指出，当利用TE检测得出肝脏弹性值＜20 kPa，并且血小板计数＞150×109/L时，发生EGV且需要治疗的风险非常低，患者可避免内镜检查，每年重复进行TE和血小板计数随访即可[23]。与此同时，关于2D-SWE的研究也不断增加。Xie等[24]研究发现当肝脏弹性值＜14.5 kPa、血小板计数＞110×109/L时，可以排除高风险静脉曲张并且避免内镜检查，其准确度为96.80%，而大于此标准的患者则指向为高风险静脉曲张。Fofiu等[25]利用2D-SWE改良的Baveno标准对208名受试者进行研究，使98%的受试者成功正确分类为是/不是高风险静脉曲张，且成绩与原始Baveno标准极为相似（AUC为0.80）。Yan等[26]对268例患者研究发现，2D-SWE测量的肝脏弹性值用于预测EGV及高风险EGV的AUC分别为0.90、0.93，将Baveno VI标准扩大为肝脏弹性值＜16 kPa、血小板计数＞60×109/L后，使51.4%～52.7%的患者避免了内镜检查，较原始标准明显提高（15.1%～17.1%）。因此，对于2D-SWE在Baveno VI标准中的应用具有研究意义，并且基于2D-SWE的技术优势，其诊断效能也优于TE。刘丹等[27]发现脾脏2D-SWE与TE均对肝硬化EGV程度有一定诊断价值，两种方法对轻度EGV的诊断价值相当，但2D-SWE对中、重度EGV的诊断价值较TE高（2D-SWE的AUC分别为0.985、0.994，TE的AUC分别为0.872、0.926），因此2D-SWE或许会代替TE成为新的诊断标准。

此外，2D-SWE对于肝脏弹性值及脾脏弹性值预测EGV的效能也不同。有研究发现对于脾脏硬度值很低的患者，即使不满足Baveno VI标准，其发生高风险EGV的风险依旧很低，因此在Baveno VI标准中加入脾脏硬度可以更大程度地增加免内镜比例[28]。Cho等[29]证实脾脏弹性值优于肝脏弹性值，两者预测高风险静脉曲张的AUC分别为0.844、0.757，与郭芸蕾等[30]、贾恩亮等[31]的研究结果一致，均证明脾脏弹性值优于肝脏弹性值；并且Cho等[29]在Baveno VI的标准中加入脾脏硬度值使免内镜比例从18.6%（单纯Baveno VI标准）升至36.1%，这一差别可能是由于脾脏较肝脏不受胆汁淤积、抗病毒药物治疗等的影响，表现得更加独立，因而具有更好的诊断效能。朱宇莉等[32]对102例经临床或影像确诊的乙型病毒性肝炎肝硬化进行研究，得到肝脏2D-SWE、脾脏2D-SWE以及血小板比率指数预测中重度EGV的AUC分别为0.84、0.87及0.77，三者联合的AUC为0.95，显著高于单一指标，提示2D-SWE联合其他指标可能会进一步提高对EGV的预测准确度。

4 小结

对于弹性成像技术，TE在出现时间、研究程度和推广范围方面均具有优势。然而，2D-SWE在很多方面弥补了TE的不足，如受腹水、肥胖等因素的干扰小，结果不受操作者影响，具有较好的可重复性，测量成功率更高等。尽管目前关于2D-SWE预测EGV及高风险EGV的研究较少，但均得到2D-SWE较TE具有显著优势的结论。因此，2D-SWE在通过测量肝脏、脾脏硬度，预测EGV及高风险EGV方面具有十分可观的前景，其中又以测量脾脏硬度更为优秀，但仍需展开更多的基础研究以加强其诊断效能，有希望进一步提高对EGV无创预测的能力。