超声剪切波弹性成像联合血液生化指标对胆道闭锁的诊断价值

姚桃月 段星星 周梦洁 杨 柳 陈文娟

胆道闭锁（biliary atresia，BA）是婴幼儿期致死性肝胆系统疾病之一，肝门肠吻合术（Kasai 手术）是其主要治疗方式，手术日龄与患者预后密切相关，因此BA 的早期诊断显得尤为重要。 目前血液生化指标和常规肝胆超声是临床诊断BA 常用的无创检查方法，但对于表现不典型的BA 患者，诊断仍有困难。 进行性肝纤维化是BA 患者独特的病理特征，势必会造成肝脏硬度变化，超声弹性成像通过获取组织弹性系数，无创评估组织硬度，而剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）是目前较先进的超声弹性成像技术之一。 近年来，国内外有大量文献报道SWE 技术在诊断BA 上的应用，但由于不同品牌、技术类型、数据处理方法不同，导致结果不尽相同［2－5］。 本研究运用Toshiba Aplio 500 超声诊断仪对日龄在90 d 内的胆汁淤积肝病（infantile cholestatic hepatopathy，ICH）患者进行肝脏SWE检查，探讨SWE 联合常规肝胆超声或血液生化指标对BA 的诊断价值。

材料与方法

一、一般资料

收集湖南省儿童医院2016 年9 月至2017 年12月拟诊为ICH 患者的临床基本资料及影像学资料。纳入标准：3 个月以内婴儿包括新生儿期血清总胆红素＜85 μmol／L（5 mg／dL），直接胆红素＞17. 1 μmol／L（1.0 mg／dL）；血清总胆红素＞85 μmol／L 且直接胆红素值占总胆红素的比例≥20%［6］。 排除标准：临床及影像资料不齐全或有其它肝胆疾病或影响肝功能的疾病。 本研究共纳入ICH 婴幼儿57例，日龄在7 ～90 d，其中男36 例，女21 例。 经术中胆管造影及肝活检确诊为BA 者归为BA 组（n＝24），其中男14 例，女10 例，平均日龄（57.7 ±18.5）d（26～90 d））。 经内科治疗黄疸消退，临床排除BA 者归为Non-BA 组（n＝33），其中男22 例，女11 例，平均日龄（53.6 ±26.7）d（7 ～90 d），临床最终诊断包括婴儿肝炎综合征及新生儿肝炎。 两组间日龄及性别比构成差异均无统计学意义（P＜0.001）。

本研究经湖南省儿童医院伦理委员会审核批准（伦理编号：HCHLL－2018 －46），并与患者的法定监护人签署知情同意书。 收集患者实验室检查资料，包括谷氨酰转肽酶（gamma glutamyl transpeptadase，GGT）、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、 丙 氨 酸 转 氨 酶（alanine aminotransferase，ALT）、天冬氨酸转氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、总胆红素（total bilirubin，TBIL）、直接胆红素（direct bilirubin，DBIL）、间接胆红素（indirect bilirubin，IBIL）、总胆汁酸（total bile acid，TBA）。

二、仪器与方法

应用东芝Aplio500 超声诊断仪，14L5 线阵探头，频率10 ～14 MHz 配备SWE 成像软件。

1. 超声检查：检查前空腹4 h，取仰卧位，充分暴露上腹部，应用14L5 线阵探头仔细扫查肝脏、胆囊、脾脏，重点观察肝门区是否有纤维块、胆囊大小及形态是否异常、是否有肝包膜下血流信号。 三角形纤维索块（triangular cord sign，TC）在门静脉分叉处前回声增强的区域测量，厚度＞4 mm 认为是阳性；胆囊形态异常［7］：胆囊长度＜19 mm，宽度＜5 mm，胆囊壁不清晰，胆囊壁黏膜层回声不光整，呈小憩室样改变，胆囊形态不规则，胆囊缺失；肝包膜下血流信号阳性（hepatic subcapsular flow，HSF）［8］：剑突下横扫肝脏，肝镰状韧带显示于屏幕中间，彩色取样框1 cm（高） ×4 cm（宽），能量增益率80%～92%，脉冲重复频率1 200 ～1 500 Hz，速度量程5 cm／s，肝动脉分支血流信号直达肝包膜下即认为肝包膜下血流信号阳性；同时观察肝脏大小，肝脏实质光点，肝门区淋巴结、胆总管、脾脏大小。

2. SWE 检查：常规超声检查完成后，切换至弹性检测模式（检测范围0 ～70 KPa），待患者呼吸平缓时于同一部位连续采集5 次以上弹性图。 取样框置于右肝前叶下段距肝包膜1 cm，其大小约1 cm×1 cm，注意避开肺部气体、胆囊、胆管、血管的干扰。在取样框血流信号中心放置圆形感兴趣区（region of interest，ROI），直径约0.8 cm。 按图像质量控制要求采集数据：剪切波传播图中曲线平直、分布规则，感兴趣区的标准差（standarddeviation，SD）≤平均值的10%。 SWE 检查与血液生化检测间隔时间不超过3 d。 操作者要求从事腹部超声工作3 年以上，经弹性成像操作培训，单独完成SWE 检查50 例以上。

三、统计学处理

采用SPSS21.0 统计软件进行数据的整理与分析。 服从正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，两组间比较采用独立样本t检验；非正态分布的计量资料采用中位数和四分位数间距［M（P25，P75）］表示，组间比较采用非参数检验。 超声声像特征等计数资料的组间比较采用χ2检验或Fisher 精确概率法。 采用ROC 曲线来检验各指标对BA 的诊断效能。 比较分析各指标及指标联合诊断BA 的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及准确性。 以P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

一、 血液生化检查结果

1. 两组患者血液生化指标的比较：BA 组患者GGT、TBA、TBIL、DBIL、IBIL 水平均高于Non-BA 组，差异有统计学意义（P＜0.05），而两组间ALT、AST、ALP 水平差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 BA 组和Non-BA 组血生化指标比较（x±s）Table 1 Comparison of blood biochemical indicators between BA and non-BA groups（x±s）

2. 血液生化指标对BA 的诊断效能：应用ROC曲线评估各血液生化指标对BA 的诊断效能，发现GGT、TBA、TBIL、DBIL 的AUC 分别为0.831（95%CI：0.727 ～0.936）、0.749（95%CI：0.625 ～0.874）、0.792（95%CI：0. 675 ～0. 908）、0.750（95%CI：0.624 ～0.876）。 其中GGT 的ROC 曲线下面积最大，见图1。

ROC 曲线分析显示，当GGT 最佳截断值取282.165 IU／L 时，约登指数最大，即0.508，诊断BA的灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、准确性分别为75.0%、75.8%、69.2%、80.6%、75.4%，各血生化指标最佳截断值及诊断效能见表2。

图1 血生化指标诊断BA 的ROC 曲线Fig.1 ROC curve of blood biochemical indicators for diagnosing BA

表2 血液生化检测对BA 的诊断效能Table 2 Diagnostic performance of blood biochemical indicators

二、常规肝胆超声检查

57 例胆汁淤积性肝病患者中胆囊异常者有31例，其中22 例（71%）为BA 患者，9 例（29%）为Non-BA 患者；6 例术前超声胆囊窝未探及胆囊声像，术中探查亦未发现胆囊，均为BA 患者；11 例在胆囊窝可以观察到胆囊，其中8 例胆囊壁僵硬、形态不规则、厚度不均匀，均为BA 患者，3 例发育尚可，均为Non-BA 患者；14 例胆囊小且空虚，呈裂隙样改变，8 例为BA 患者，术中证实为胆囊发育不良，6 例为Non-BA 患者。 肝门区TC 征阳性者有8 例，均为BA 患者，术中探查肝门区均可见到纤维块，BA 组其余患者有4 例术前超声肝门区未探及TC 征，术中探查可见纤维块，年龄均在30 d 左右；Non-BA 组患者TC 征均为阴性。 HSF 阳性者有15 例，其中12例为BA 患者，3 例为Non-BA 患者。 常规肝胆超声声像指标见图2。

图2 常规肝胆超声声像指标 A：胆囊形态学异常（小胆囊，胆囊形态不规则，僵硬，黏膜面毛糙）；B：胆囊区未探及胆囊声像； C：TC 征为门静脉前方不规则高回声区，厚度＞4 mm； D：肝包膜下血流为肝镰状韧带处剑下横切面彩色血流信号直达肝包膜下Fig.2 Conventional ultrasonographic indicators of liver and gallbladder

BA 组和Non-BA 组常规超声检查声像指标比较见表3，其中BA 组与Non-BA 组间胆囊异常、TC征、HSF 差异均有统计学意义（P＜0.05），其诊断BA 的准确性分别为82.5%、71.9%、73.9%，胆囊异常诊断BA 的准确性最高。 各指标诊断BA 的灵敏度、特异性、阳性预测值、阴性预测值、准确性见表4。

表3 BA 组和Non-BA 组超声检查指标比较（例）Table 3 Comparison of conventional ultrasonographic indicators between BA and non-BA groups （case number）

表4 常规超声检查指标对BA 的诊断价值Table 4 Diagnostic performance of conventional ultrasonographic indicators

三、 SWE 检查结果

1. LSM 比较：BA 组、Non-BA 组LSM 值分别为（16.2 ±4.0）KPa 和（10.7 ±2.9）KPa，差异有统计学意义（t＝5.747，P＜0.001），见图3、图4。

2. LSM 诊断BA 的效能：LSM 诊断BA 的ROC曲线下面积为0. 822，当最佳临界值为11. 9 KPa时，其诊断BA 的灵敏度、特异性、阳性预测值、阴性预测值、准确性分别为91. 7%、72. 7%、71. 0%、92.3%、80.7%，见图5 及表5。

四、不同指标及指标联合对BA 的诊断效能

取血生化指标、常规超声中诊断价值最大的指标联合LSM 进行串联试验，即两项检查均为阳性才能诊断为阳性。 所有单项指标中，胆囊异常、LSM、GGT诊断BA 的灵敏度分别为95.8%、91.7%、75.0%，胆囊异常灵敏度最高，甚至优于LSM。 联合诊断试验中，GB 异常联合LSM 诊断效能最佳，诊断BA 的灵敏度、特异性、准确性分别为87.5%、93.9%、91.2%，但其灵敏度不如GB 异常。 GGT 联合LSM 或胆囊异常诊断BA 的效能接近，其灵敏度、特异性、准确性分别为75.0%、70.8%、87.9%、87.9%、82.5%、80.7%。不同指标及指标联合对BA 的诊断效能见表5。

图3 Non-BA 组肝SWE 检查 注 A：肝SWE 弹性图，ROI 区（感兴趣区）LSM 为9.9 kPa，标准差为0.8 kPa； B：肝SWE 传播图，取样框内曲线规则 图4 BA 组肝SWE 检查 注 A：肝SWE 弹性图，ROI 区（感兴趣区）LSM 为13.3 kPa，标准差为1.0 kPa； B：肝SWE 传播图，取样框内曲线规则Fig.3 SWE measurement in a 67-day-old boy from non-BA group A：a LSM in a region of interest of 9.9 kPa；B：SWE map in a propagation mode Fig.4 SWE measurements in a 55-day-old BA boy A：LSM in a region of interest was 13.3 kPa； B：SWE map in a propagation mode

讨 论

胆道闭锁（biliary atresia，BA）是危及婴幼儿生命的严重肝胆系统疾病，出生后3 个月内未得到及时有效的外科治疗，患者将在2 岁内发展至胆汁性肝硬化、肝衰竭，甚至死亡。 早期行Kasai 手术是重建胆汁有效引流和提高疾病远期预后的关键，故BA患者的早期诊断对其预后十分重要［9］。

BA 的病理特征是进行性胆管闭塞，其在生命早期发展为严重肝纤维化和肝硬化，势必引起肝脏硬度的改变。 而超声弹性成像是近年无创评估肝脏硬度最有前景的技术之一。 欧洲超声医学与生物学联合会（European Federation of Societies for Ultrasound in Medicine and Biology，EFSUMB）《弹性成像临床应用指南与建议（2017）》以及世界超声医学与生物学联合会（World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology，WFSUMB）《超声弹性成像临床应用指南与建议（2015）》指出，弹性成像技术有利于评估肝脏弥漫性疾病肝纤维化程度［3，10，11］。SWE 是目前较先进的超声弹性成像技术之一，利用声辐射力脉冲在组织不同深度连续聚焦，产生马赫锥现象，获得组织定量弹性模量值。 该检查操作简便且无创，重复性好，临床应用价值高。

利用ROC 曲线分析显示，当LSM 最佳截断值取11.9 KPa 时，曲线下面积为0.822，其诊断BA 的灵敏度、特异性、准确性分别为91.7%、72. 7%、80.7%，说明该参数灵敏度较好，对BA 的早期诊断有较大帮助，但特异性稍低。 Wang 等［12］研究显示诊断BA 最佳LSM 截断值为8.68 KPa，曲线下面积为0.997，灵敏度和特异度分别为97.4%和100%，高于本研究结果，原因可能是该研究纳入了所有研究对象（包括病例组与对照组）来分析LSM 诊断BA的效能，而本研究是在胆汁淤积性肝病患者中分析LSM 诊断BA 的效能，其次Non-BA 组所包含的疾病种类、研究对象日龄、样本量大小、操作仪器设备等也存在差异。

常规肝胆超声检查是目前临床诊断BA 最常用的影像学方法。 有文献显示肝门区TC 征、胆囊异常、HSF 能较准确地从ICH 患者中鉴别出BA 患者［7，8，13］。 本研究显示三者中肝门区TC 征特异度最高，可达100%。 但其灵敏度最低，仅33.3%，低于既往研究结果，可能与BA 患者早期肝门区三角形纤维块尚未形成或太小以致超声高频探头未能探及、操作者经验、仪器设备等因素有关［14］。 Sun等［15］研究显示胆囊形态异常诊断BA 的灵敏度、特异性分别为99.3%和83.9%。 本研究显示胆囊形态异常诊断BA 灵敏度最高可达95.8%，其灵敏度超过LSM，但其特异性仅72.7%，不如肝门TC 征。可见，SWE 技术在诊断BA 的灵敏度和特异性上可能并不优于常规肝胆超声的一些典型征像。

临床诊断BA 首要观察指标是血生化结果。 本研究发现血生化指标中GGT 诊断BA 的效能最高，其灵敏度、特异度、准确性分别为75%、75. 8%、75.4%，与Mohamed 等研究［16］结果接近。 GGT 经胆道排泄，在胆汁梗阻性淤积时，GGT 可逆流入血引起血GGT 显著升高，是反应胆汁淤积程度的灵敏指标。 但本研究结果显示其诊断BA 的灵敏度、准确性均不如胆囊形态异常、LSM。

BA 患者实验室检查和超声表现多样，依靠单一的指标易导致漏诊和误诊。 联合诊断试验中，胆囊异常联合LSM 具有最佳诊断效能，其诊断BA 的灵敏度、特异度、准确性分别为87. 5%、93. 9%、91.2%，特异度及准确性较胆囊形态异常、LSM 提高，但灵敏度不如胆囊异常声像。 说明胆囊形态异常仍是术前诊断BA 较敏感的依据，甚至超过LSM，但特异性稍低。 若临床工作中一例BA 患者常规超声检查结果正常，则易导致漏诊。 如果此时能在常规超声的基础上增加肝脏的SWE 检查，通过测量肝硬度值，或许能为临床早期正确诊断BA 提供依据。由于SWE 成像软件是内置于超声诊断仪器中，只需在常规肝胆操作的基础上切换至弹性成像界面即可进行下一步操作，简便且无创，无需二次镇静，具有较高的临床实用价值。 Zhou 等［14］研究报道SWE联合常规超声并不能提高诊断BA 的准确性，与本研究结果不同。 可能的原因有： ①医师经验不同，对肝门区纤维块、胆囊细微结构分辨率及识别能力有差异； ②Zhou 等［14］研究超声诊断BA 的声像特征中纳入TC 征和胆囊异常两项指标，本研究联合诊断试验中仅纳入诊断价值最大的胆囊异常声像这一项指标。 本研究显示血生化GGT 联合LSM，诊断BA 的特异度、准确性提高，与方园园等［17，18］的研究结果相似，但其诊断效能并不如常规超声联合LSM。

本研究存在一些局限性。 首先，样本量太小，BA 组月龄跨度大，导致LSM 均值较既往文献报道稍高，需要扩大样本进一步验证LSM 诊断BA 的参考值。 其次，由于操作者经验尚浅，没有对不同研究者进行肝SWE 检测结果的比较。

总之，SWE 是超声诊断BA 有价值的参考指标，肝SWE 检查联合常规超声或血生化指标对BA 有较好的诊断效能，但其灵敏度可能略低于常规超声。