声脉冲辐射力技术检测慢性乙肝病毒携带者肝纤维化程度的应用价值*

杨绿敏 胡萍香 肖小鹏

广州中医药大学附属深圳医院超声科 (广东深圳，518033)

近年来，无创性诊断方法的确立已成为国内外学者关注的热点。目前常用临床评估、血清学指标和影像学常规检查等多种方法进行肝纤维化的评价，但其敏感性和特异性尚无法令人满意。声脉冲辐射力技术 (ARFI)作为一种新的肝纤维化评估检测方法，其具有操作简便、无创、快速、可重复、客观定量等特点。笔者对应用声脉冲辐射力技术在乙肝病毒携带者中无创性检测早期肝纤维化的应用价值进行综述。

1 乙肝病毒 (HBV)感染现状

HBV感染是全球性公共卫生问题。据报道全球约20亿人曾感染过HBV，其中3.5亿人为慢性HBV感染者，据估计每年约有100万人死于HBV感染所致的肝衰竭、肝硬化及HCC等相关性疾病［1～3］。目前，我国的HBV携带率约占总人口的7.18% ，全国约有9300万人携带HBV，其中乙型肝炎患者大约有2000万［4，5］。而慢性乙肝病毒携带者 (ASC) 是指乙肝病毒表面抗原 (HBsAg)持续阳性6个月以上，无肝病相关的症状和体征，血清转氨酶基本正常的慢性乙肝病毒感染者［5］，它虽然无相关临床症状和体征，但作为慢性HBV感染的一种状态，其危害性亦不容小视。

2 ASC肝组织病理改变及危害性

ASC肝脏病变常见的病理转归也是肝纤维化。肝纤维化是肝组织内纤维成分的生成与降解失衡，导致过多的胶原纤维 (细胞外基质)在肝组织内沉积，是机体对慢性肝损伤的一种修复反应，是慢性肝病的共有病理变化，是肝硬化的必然过程。其显示为肝细胞炎症坏死、局部网状纤维支架塌陷、融合成胶原纤维，初期增生的纤维组织形成小的条索，在尚未形成间隔而改建肝小叶结构时，为可逆性病变［6］。如于此时消除病因，纤维化可被逐渐逆转;如继续进展，形成假小叶，达到肝硬化的阶段则难以或不可能逆转。所以，在早期及时诊断对患者的治疗及预后有很大帮助。目前，国际慢性肝炎新的分级、分期标准建议将肝脏纤维增生作为病情分期的依据［7］，分期方法 (scheuer分期法)为：0期 (S0)：无纤维化;1期 (S1)：汇管区纤维化扩大，局限窦周和小叶内纤维化;2期 (S2)：汇管区周围纤维化，纤维间隔形成，小叶结构保留;3期 (S3)：纤维间隔伴小叶结构紊乱，无肝硬化;4期 (S4)：早期肝硬化。

肝组织活检显示，80%以上ASC的肝组织有不同程度的病理改变，约20%～30%病理检查显示肝脏炎症或纤维化大于或等于2期。部分ASC一旦出现症状时已是肝纤维化严重阶段或接近肝硬化了，延误了治疗时期。如能为ASC在肝纤维化早期阶段及时作出诊断，为临床提供治疗依据而加以干预，就能阻断、减轻乃至逆转肝纤维化，在很大程度上改善这些患者的预后［8～10］。因此，对ASC肝纤维化程度的评估是判断病情、确定治疗方案及随访疗效的关键环节。

3 肝纤维化的检测方法

3.1 肝脏活组织病理检查 肝实质的病理组织学检查是肝纤维化的“金标准”，它能直观地反映肝脏病变程度及分布特点，是诊断、衡量炎症活动度、纤维化程度及判定药物疗效的最为有效而准确的检查方法。至今没有哪种检查方法能取而代之。但该方法有一定的创伤性，患者不易接受。由于肝纤维化在肝内分布不均匀，且肝穿刺组织仅占全肝的五万分之一，可造成取样误差;观察者间的差异也影响病理诊断的准确性;不宜反复穿刺，不能动态观察和随访;对于基层医院有一定的技术难度，临床广泛开展受到一定的限制［11，12］。这些使肝纤维化的病理诊断面临困难。

3.2 肝纤维化的无创检测 构建一种与病理诊断结果相关性良好，能准确反映肝纤维化程度和进展的无创性检查诊断模型成为许多学者的不懈努力。

3.2.1 瞬时弹性成像技术 (Fibroscan) 组织的弹性信息对于组织纤维增生程度的诊断具有重要的参考价值。临床医师通过触诊感知组织的弹性，但触诊存在诸多影响因素，如易受医生主观经验影响，难以准确地量化组织弹性信息，并且只能检查体表组织，无法检查深层组织。目前常规影像学检查方法，如X线、超声、CT及MRI等，均显示组织的解剖信息、血流特征等，无法直接提供组织弹性信息。1991年Ophir等［13］人提出了超声弹性成像 (elastography，elasticity imaging)理论，并引入医学领域。弹性成像的基本原理是对组织施加一个内部 (包括自身的)或外部的动态或静态/准静态的激励，组织将遵循弹性力学、生物力学等物理规律产生一个响应，例如位移、应变、速度的分布产生一定改变。利用超声成像方法，结合数字信号处理或数字图像处理技术，估计出组织内部的相应变化，间接或直接反映组织内部的弹性模量等力学属性的差异即超声弹性成像［14，15］。生物组织的弹性或者硬度很大程度上依赖于组织的分子构成以及这些分子构成块在微观、宏观上的组织形式。肝组织纤维成分的增加会导致肝组织硬度的增加，通过无创性的检测肝组织的硬度信息从而达到估测肝纤维化的程度成为一种新的检测方法。近年来应用Fibroscan弹性成像技术检测慢性肝病患者肝纤维化程度逐渐成熟。这一检查技术优势在于无创伤性、操作简便、可重复性好，能够比较准确地识别出轻度肝纤维化和重度肝纤维化/早期肝硬化［16，17］，丰富了临床医师的诊断信息［18］。但也有一定的局限性，其测定成功率受肥胖、肋间隙大小等因素影响，其测定值受肝脏脂肪变、炎症坏死及胆汁淤积的影响，且不易准确区分相邻的两级肝纤维化。有待进一步研究解决。

3.2.2 其他肝纤维化无创检查方法 目前肝纤维化无创检查方法还有：临床评估 、血清学指标［主要包括细胞外基质(ECM)成分及其裂解物、ECM代谢相关的酶、整合素/黏附分子、相关细胞因子4大类］、影像学常规检查 (主要是二维超声及CT、磁共振常规检查)等［19，20］。上述这些检查方法，在肝纤维化晚期阶段有较高的诊断价值，而在早期肝纤维化诊断方面敏感性、特异性均不高［21］，不能做出早期诊断。超声造影成为另一种评价肝纤维化的方法，认为可将对比剂在肝静脉内出现的时间缩短、峰值时间提前作为无创诊断肝纤维化的指标，但也受造影剂的种类、剂量、推注方式及不同成像方式、取样部位等多种因素影响而导致检测结果不稳定、缺乏可比性。

4 声脉冲辐射力成像技术 (Acoustic Radiation Force Impulse technique，ARFI)原理及方法

ARFI技术是近来推出的一种建立在超声基础上检查生物组织弹性硬度的一项超声成像诊断技术，该方法也称为声触诊组织量化技术 (virtual tough tissues quantification，VTQ)，其原理是结合常规超声影像利用调制的聚焦超声波束在生物黏弹性组织内产生声剪切波 (shear wave velocity，SWV)，然后用特定的电子系统采集组织内剪切波信号，由于聚焦区外声辐射力迅速衰减，剪切波只局限于组织内部区域，因此可以获得感兴趣区域的低频剪切波的传播速度，进而通过检测剪切波传播速度进行组织弹性模量估计，估测出受检组织弹性值，以声波速度单位(m/s)表示［22］。德国西门子公司在彩色多普勒超声诊断仪上融合该技术原理研制出ACUSON S2000超声诊断仪，其可以对多脏器多部位进行组织弹性量化检测成像。在具体应用于肝脏检测时，先在灰阶超声二维切面下确定肝内需要进行弹性硬度检测的感兴趣区，探头发射推力脉冲，肝组织受力后会产生纵向压缩和横向振动，探头接收后演算出感兴趣区低频剪切波的传播波速，间接反映该区域肝组织的弹性程度。因此，声脉冲辐射力成像技术可从横向弹性参数上间接反映肝组织的弹性程度。由于肝纤维化为肝内胶原纤维逐渐增多而导致肝组织弹性增加的过程，根据肝纤维化与肝脏弹性程度之间的关联性，从而推测肝纤维化的程度［23］。ARFI技术检查与常规超声检查一样，无不适，安全方便，操作简便。其特点是无创、快速、可重复、客观定量评价肝纤维化。

5 ARFI技术诊断肝纤维化程度的临床研究

近来，有关应用ARFI技术诊断肝组织纤维化程度的临床研究日益增加，Alina Popescu等［24］对82例无肝病受试者做了ARFI检测，得出正常肝脏ARFI剪切波速度值为 (1.15±0.21)m/s，且男女组之间、各年龄组之间剪切波速度值无明显差异。Monica Lupsor等［25］对112例慢性丙型肝炎患者进行了ARFI检测，并将ARFI剪切波速度值与肝组织病理检测结果进行对比分析，结果其与肝纤维化分期 (Metavir分期)存在相关性 (r=0.717，P＜0.0001)，与坏死性炎症相关 (r=0.321，P=0.014)。与肝组织脂肪浸润无相关性 (r=0.122，P=0.321)。测定的 ARFI剪切波速度值的界限值分别为1.19m/s(F≥1)，1.34 m/s(F≥2)，1.61 m/s(F≥3) 和2.00 m/s(F4) ，AUROC 分别为：0.709(F≥1)，0.851(F≥2)，0.869(F≥3) 和 0.911(F4)。而 Carmen Fierbinteanu-Braticevici等［26］报道了用ARFI技术检测100例慢性丙型肝炎患者，结果测定以剪切波速度值1.185m/s为界限值诊断F1期纤维化的敏感性是0.89，特异性是0.87;以1.215m/s为界限值诊断F2期的敏感性是100%，特异性是0.71;以1.54m/s为界限值诊断F3期纤维化的敏感性是0.97，特异性是100%;以1.94m/s为界限值诊断F4期的敏感性是100%，特异性是0.98。(F1期、F2期、F3期、F4期系肝纤维化Metavir分期)

在国内已有部分研究单位在开展ARFI技术对慢性肝病患者肝纤维化程度检测的临床验证研究。丁红等［23］使用ARFI技术检测320例受检者肝脏，包括无肝病或脂肪肝的志愿者173例、HBV阳性而病理显示无肝硬化的患者84例和乙型肝炎后病理证实肝硬化的患者63例，比较3组受检者的肝右叶感兴趣区的横向剪切波速度值。结果：3组受检者的肝右叶感兴趣区剪切波速度值有显著差异 (P＜0.001)，随着慢性肝病程度的加重，剪切波速度值增加，两者有一定相关性。张新力等［27］，应用ARFI技术对115例拟行超声引导下肝穿刺活检慢性肝病患者和80例健康成人行肝检查，并对检查结果进行对比分析，得出慢性肝病组和健康组之间ARFI剪切波速度值比较差异有显著意义 (P=0.0000);慢性肝病患者不同病理分期间的剪切波速度值除S0与S1外，其他病理分期间差异均有显著性意义 (P=0.0000);将S0～S2合并为轻度肝纤维化，S3～S4合并为中-重度肝纤维化，用ROC曲线分析阈值，当剪切波速度值≥1.4m/s时，诊断中-重度肝纤维化的敏感性和特异性分别为85.4%和64.7%。

冯卉［28］对ARFI技术与Fibrosrcan弹性成像技术做了对比研究，相比来说：①两种技术的弹性测值与肝纤维化程度均存在相关性，肝组织弹性量化值越高，其纤维化程度越重。②ARFI技术对早期肝纤维化的诊断价值要高于Fibsrcan。③ARFI技术可自主选定感兴趣区，实时性、多选择性的优点突出，操作方式较Fibroscan更为简便。④ARFI检测成功率高于Fibroscan技术 (Fibsrcan受到肋间隙过窄、脂肪肝、腹水、肥胖、肝外胆汁淤积等影响)。⑤ARFI技术是在二维超声成像下检测，具有良好的定位功能，Fibroscan属一维弹性测量技术，不易避开大血管及胆囊，不能判断实际测量的具体位置。

另外有研究表明［29，30］，在受 ARFI检测的病毒性肝病患者中，ARFI剪切波速度值在伴随急性肝损害的慢性肝病患者中会显著增高，甚至达到肝硬化水平，但患者缺乏相应证据(包括肝病理学证据)，同一急性肝损害患者随着病情好转，ARFI剪切波速度值也随之下降。Karlas TF等［31］检测了3例急性肝损伤的患者其 ARFI剪切波速度值分别为3.0、2.5、2.7m/s与33例健康对照组 (剪切波速度值中位数1.13 m/s)有显著差异，近似于21例肝硬化患者剪切波速度值 (中位数2.93m/s)。提示慢性病毒性肝病患者ARFI检查结果可能受肝脏炎症影响。而邱梅等［32］把 ALT水平及病理炎性程度(G)纳入Logistic回归方程式与剪切波速进行分析表明：肝脏的炎性程度并未明显影响肝剪切波波速。肝脏的炎性损伤是否为ARFI检测的影响因素还有待于进一步研究。

初步的研究显示ARFI技术对慢性肝病患者肝纤维化检测有较高的准确性、敏感性和特异性，但也有许多问题有待研究解决：体重指数 (BMI)、病程、年龄等因素对ARFI技术检测值的影响;ARFI技术检测肝左叶时受到心脏搏动的影响;ARFI技术检测不同原因引起肝纤维化的差别;ARFI剪切波速值，在一个较窄的范围内，各个纤维化分级之间剪切波速值存在着重叠，不同病理纤维化等级间的剪切波速界限值的确定等，需要多中心、大样本临床病例来进一步评价。

6 ARFI技术检测ASC肝纤维化程度的应用前景

我国是个肝病大国，ASC数量巨大，其肝纤维化如能在早期阶段及时检测发现，并行相应的抗病毒、抗纤维化治疗，能极大的改善预后，具有重要的临床意义和巨大的经济价值。而肝组织病理活检这一“金标准”不可能在这一巨大群体中普遍开展，无创性的肝纤维化检测方法显得格外重要。目前国内外有部分专家学者运用ARFI技术来评价肝组织的弹性以间接评估肝组织的纤维化程度，其研究对象主要是慢性丙型肝炎等慢性肝病患者，而特别针对于ASC群体运用ARFI技术来评价早期肝纤维化的研究甚少。ARFI技术检测ASC肝纤维化程度的临床可行性、敏感性、特异性和准确性需要持严谨的科学态度进行评估、探索和优化，使之能够为ASC早期肝纤维化诊断提供无创、量化标准，为ASC的治疗及疗效评价提供科学依据。

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