弹性成像技术在脂肪胰诊断中的应用研究

肖春莹 许亚平 彭 瑞 陈依婷 姜璐璐

1.台州市中心医院超声科，浙江台州 318000；2.温岭市第一人民医院超声科，浙江温岭 317500

脂肪胰是以胰腺间质脂肪堆积及腺泡细胞脂肪变性为显著特征的临床病理综合征，与代谢、环境、氧化应激等诸多因素关系密切[1]。脂肪胰最常见的病因是肥胖和代谢综合征，其他病因可能包括一些先天性疾病、有毒物质或病毒性疾病。临床研究发现，脂肪胰患者2 型糖尿病、非酒精性脂肪肝及心血管疾病等发病率增加，急性胰腺炎、胰腺癌及胰腺术后并发症的风险升高，因此早期诊断和评估脂肪胰对临床诊疗至关重要[2]。声触诊弹性成像（sound touch elastography，STE）和声触诊弹性测量（sound touch quantify，STQ）是目前国内最新的一项弹性成像技术，分属剪切波弹性成像[3]。STE 基于声辐射力效应，可获得感兴趣区域内彩色编码的弹性图像，可直观反映组织硬度；STQ 能显示相应的弹性测量值，且STE、STQ 可同时在一台超声机器操作，极大丰富超声弹性成像技术在临床中的应用范围。本文旨在探讨STE 和STQ 技术在脂肪胰诊断中的可行性及临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2021 年1～12 月于台州市中心医院经CT诊断为脂肪胰的53 例患者纳入实验组，其中男39例，女14 例，年龄25～60 岁，平均（36.1±9.3）岁；另选取同期CT 检查正常的40 例健康体检者纳入对照组，其中男25 例，女15 例，年龄24～58 岁，平均（34.2±8.9）岁。脂肪胰CT 诊断标准：测量并计算胰腺和脾脏的CT 值差值（P–S）、比值（P/S），将P–S<–20 或P/S<0.7 诊断为脂肪胰[4,5]。所有受试者年龄>20 岁，CT 及常规腹部超声无明显占位病变，无过量饮酒（男性>280g/周、女性>140g/周），无肝炎病史、手术史，无不明原因脾大，无代谢性疾病，无药物治疗引起的代谢紊乱。受试者均签署知情同意书，本研究经台州市中心医院科研伦理审查委员会批准（批件号：2021–11）。

1.2 方法

记录两组受试者的一般资料，包括身高、体重、体质量指数（body mass index，BMI）。受试者禁食水8～12h 后取肘正中静脉血测定空腹血糖（fasting blood glucose，FBG）、空腹胰岛素（fasting insulin，FINS）、甘油三酯（triglyceride，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）。

采用迈瑞Resona 7 彩色多普勒超声诊断仪，SC6–1U 型凸阵探头，中心频率1.0～6.0MHz。配备STE 和STQ 技术。二维超声检查：受试者空腹8～12h 后于清晨行上腹部超声检查，患者仰卧位，根据胰腺位置调节合适图像深度，于肝左叶胃体后方横切扫查胰腺长轴，获取胰腺头部、体部、尾部最佳图像，冻结图像后，观察胰腺形态、内部回声，在下腔静脉前方、腹主动脉前方、脊柱左缘分别测量胰腺头部、体部、尾部厚度，分别大于2.5cm、2.0cm、1.5cm 则诊断为胰腺体积增大[6]，同时记录受试者是否合并脂肪肝。腹腔内脏脂肪（visceral adipose tissue，VAT）测量：纵切探头，于腹主动脉长轴水平，脐上2cm 处测量腹直肌内侧面至腹主动脉前壁的垂直距离。腹部皮下脂肪（subcutaneous adipose tissu，SAT）测量：纵切探头，在脐上2cm 处测量皮肤层与腹直肌白线之间的距离[7]。STE 及STQ 检查：二维超声检查胰腺基础上，将图像放大，冻结后，选取STE 模式。调节取样框大小约1cm×0.5cm，放置在胰腺实质中央处，尽量避开主胰管和肠系膜上动、静脉，嘱患者保持不动并配合屏气2～5s，图像稳定后，启动STE 功能进行弹性成像。操作过程中可将图像感兴趣区域置于取样框中央，同时记录取样深度，并将弹性标尺范围设定为0～30kPa。记录STE值。重复上述扫查步骤，启动STQ 功能进行弹性测量，记录STQ 值。STE 及STQ 检测成功标准：图像应满足呼吸运动指数≥4 颗星，可信度指数≥90%。每个部位测量5 次取平均值，同时应满足成功率≥60%且变异度<30%；不满足上述条件者则认定检测失败[8]。

1.3 统计学方法

应用SPSS 22.0 统计软件进行数据分析。计量资料采用均数±标准差（）表示，比较采用独立样本t检验，计数资料以例数（百分率）[n（%）]表示，比较采用χ2检验。操作者5 次测量STE 及STQ 值的可重复性采用组内相关系数（intraclass correlation coefficient，ICC）描述。各因素与STE、STQ 测量值的相关性采用Pearson 线性相关分析。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组受试者的胰腺STE、STQ 检测参数比较

对照组受试者的胰腺STE 检测失败7 例，其中3 例图像未满足呼吸运动指数≥4 颗星，4 例可信度指数均<90%（分别为85%、84%、79%、77%）；STQ 检测失败5 例，其中5 例变异度均>30%（分别为31%、34%、37%、40%、41%）。实验组患者的胰腺STE 检测失败11 例，其中5 例图像未满足呼吸运动指数≥4 颗星，3 例可信度指数均<90%（分别为88%、71%、70%），3 例变异度均>30%（分别为37%、41%、55%）；STQ 检测失败7 例，2 例可信度指数均<90%（分别为86%、71%），5 例变异指数均>30%（分别为33%、35%、39%、42%、46%）。两组受试者的胰腺STE、STQ 检测成功率比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；两组受试者的胰腺STE、STQ检测变异度比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；实验组患者的胰腺STE、STQ 平均值均显著低于对照组（P<0.05），见表1。

表1 两组受试者的胰腺STE、STQ 检测参数比较

2.2 两组受试者的胰腺STE、STQ 可重复性分析

两组受试者的胰腺STE、STQ 各测值在去除最大值、最小值后，ICC 均>0.75，见表2。

表2 两组受试者的胰腺STE、STQ 测值组内相关性分析

2.3 实验组患者的胰腺STE、STQ 平均值与临床特征相关性分析

实验组患者的胰腺STE、STQ 平均值与性别、年龄、身高、TC、FBG、FINS、胰腺体积、SAT、脂肪肝、取样深度均无显著相关性（P>0.05）；实验组患者的胰腺STE、STQ 平均值与BMI、TG、VAT均呈负相关（P<0.05），见表3。

表3 实验组患者的胰腺STE、STQ 平均值与临床特征 相关性分析

3 讨论

脂肪胰是一种以胰腺脂肪浸润或胰岛细胞脂肪变性为病理特征的疾病。研究显示胰腺脂肪浸润与多种代谢紊乱性疾病相关，及时准确的脂肪胰诊断有助于预防代谢紊乱性疾病[9]。临床诊断脂肪胰的方法主要为CT、内镜超声、病理诊断，但多因操作困难、费用高及侵入性未能成为检测脂肪胰的首选方法[10]。超声提示胰腺回声增强广泛应用于脂肪胰筛查，但研究表明，脂肪沉积、慢性纤维化、2 型糖尿病等均可出现胰腺回声增强，因此通过回声判断脂肪胰并不准确[11]。超声弹性成像技术可无创、定量评估受检组织的硬度，已广泛用于临床。

本研究结果显示，两组受试者的胰腺STE、STQ检测成功率和检测变异度比较，差异均无统计学意义，与Xia 等[12]研究结果相近，提示无论在健康人群还是脂肪胰患者中，STE、STQ 检测都具有较高的成功率，且稳定性强，适用范围广。2015 年《日本胰腺超声弹性成像临床实践指南》介绍胰腺超声弹性成像依据物理量（应变、剪切波）不同的分类和使用方法，为临床胰腺弹性研究提供了技术支持和理论依据[13]。胰腺应变弹性成像通过腹主动脉搏动下产生应变等级获取弹性参数，由于胰腺头部、体部、尾部与腹主动脉解剖方位的不同，胰头和胰尾很难获得准确图像。胰腺剪切波弹性成像是基于发射声辐射力脉冲到胰腺组织任意位置，通过病变组织剪切波传播速度获取弹性模量值实现疾病诊断，Kawada 等[14]通过剪切波弹性成像检测胰头、胰体、胰尾的成功率分别为80%、83%和68%，大大提高胰腺的诊断效能。本研究所应用的STE、STQ 技术，是我国自主研发的弹性成像技术，分属于剪切波弹性成像。在STE 检查中，通过域扫描技术的应用，可跟踪横波在组织不同深度的传播路径，大大提高横波的传播效率，迅速获得感兴趣区剪切波速度，避免负面的生物效应。在STQ 检测中，在灰度模式下，可对剪切波弹性成像进行多次实时测量，根据多重测量的平均值计算结果，可大大提高检测的可靠性[15]。本研究进一步分析发现两组受试者胰腺STE、STQ 的ICC 均>0.75，说明STE、STQ 测量值较为稳定、可靠，与既往研究结果一致，也为通过组织硬度评估脂肪胰提供了理论支持。

本研究中，实验组患者的胰腺STE、STQ 平均值均显著低于对照组，弹性参数大小主要取决于病变组织的细微结构、实质细胞及结缔组织含量等变化，弹性参数越大，诊断的组织越硬，弹性参数越小，诊断的组织越软，分析原因可能是胰腺内脂肪含量的增加会使胰腺组织变软，胰腺组织内脂滴数量增多，导致腺泡或胰岛细胞肿胀，胰腺实质内张力增加，杨氏模量测值降低。张颖[16]研究发现正常人群胰腺SWV 值明显大于脂肪胰患者。朱燕云[17]对早期高脂饮食脂肪胰子鼠研究发现，超声弹性杨氏模量随着脂质在胰腺的沉积而降低，二者呈强负相关，说明子鼠脂肪胰越严重，其测得杨氏模量值越低，认为STE、STQ 可作为一种定量评估胰腺硬度的方法。

本研究结果显示，实验组患者的胰腺STE、STQ平均值不受性别、年龄、身高、TC、FBG、FINS、胰腺体积、SAT、脂肪肝、取样深度的影响，但与BMI、TG、VAT 均呈负相关。肥胖被认为是引起人类多种慢性代谢性疾病的重要因素，肥胖（BMI>28kg/m2）能够引起体内脂类代谢失衡，当人体能量摄入过多又无法代谢多余的脂质时，TG 便在细胞内积聚，致使增生和肥大的脂肪细胞取代受损的胰腺，因此BMI 和TG 水平与胰腺STE、STQ 测值密切相关，且随着BMI 增大和TG 水平升高，胰腺实质越软，弹性参数降低。VAT 主要位于内脏器官、肠系膜及大动脉周围，具有丰富的神经分布和血管供应，可输出脂肪因子、白细胞介素–6、肿瘤坏死因子–α 等炎症因子和游离脂肪酸等，通过影响敏感性脂肪酶、甘油三酯脂肪酶的表达，降低脂肪组织的储脂能力，造成胰腺实质内脂肪的堆积[18]。因此，VAT 与胰腺弹性参数密切相关，随着VAT 的增加，胰腺脂肪浸润程度增加，STE、STQ 测值减低。本研究中，93例受试者STE 检测失败18 例、STQ 测量失败12 例，分析其原因，可能因胰腺是腹膜后位器官，易受呼吸的影响。因此，在测量过程中应嘱患者屏气配合，同时为防止消化液和胰液分泌对胰腺弹性参数值的测定，应在空腹后进行超声弹性测量。此外，为避免其他结构干扰，取样框选取时应尽量避开主胰管和肠系膜上动脉。

综上，本研究通过STQ、STE 技术对脂肪胰的弹性测量进行初步探索，发现与健康者相比，脂肪胰患者胰腺普遍质地较软，STE、STQ 在脂肪胰的弹性评估中稳定性高、重复性好。本研究由于样本量有限，没有通过超声弹性参数对脂肪胰进行预测值测定，将在后续研究中进一步完善。