趙一冰， 張淑敏， 張勇， 程曉光， 陳濤

·肝臟脂肪定量診斷影像學(xué)專題·

超聲實(shí)時(shí)剪切波彈性成像評(píng)價(jià)脂肪肝的價(jià)值

趙一冰， 張淑敏， 張勇， 程曉光， 陳濤

目的：應(yīng)用超聲實(shí)時(shí)剪切波彈性成像(SWE)技術(shù)測(cè)量人體脂肪肝硬度的變化，分析脂肪肝硬度(kPaMean)與MR mDixon測(cè)得的脂肪含量的相關(guān)性，探討脂肪肝硬度的診斷閾值及SWE技術(shù)對(duì)脂肪肝的診斷價(jià)值。方法：對(duì)26例志愿者行傳統(tǒng)二維超聲、SWE及MR mDixon序列檢查。超聲檢查由兩位醫(yī)師分別進(jìn)行操作和數(shù)據(jù)測(cè)量,并分析兩位醫(yī)師間的一致性；通過(guò)計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)r1、r2分析兩位醫(yī)師內(nèi)的可重復(fù)性。對(duì)SWE測(cè)得的硬度值、速度值及MR mDixon測(cè)得的脂肪含量分別與傳統(tǒng)超聲在脂肪肝檢出及分度上進(jìn)行一致性分析，繪制散點(diǎn)圖，并得到kPaMean診斷閾值；對(duì)SWE和MR mDixon的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析,計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)。結(jié)果：檢驗(yàn)兩位醫(yī)師間的一致性的Bland-Altman散點(diǎn)圖顯示26例中有24個(gè)數(shù)據(jù)位于95﹪一致性界限內(nèi)；檢驗(yàn)兩位醫(yī)師內(nèi)的可重復(fù)性的Pearson相關(guān)系數(shù)r1=0.917、r2=0.921(P值均<0.05)；分別計(jì)算kPaMean界值=4、5、6時(shí)的Kappa值，當(dāng)楊氏模量診斷閾值kPaMean為5kPa時(shí)，Kappa值為0.819>0.75(P<0.05)；SWE測(cè)得的硬度值(kPaMean)、速度值與MR脂肪含量的Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.877、0.867，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05)。結(jié)論：SWE成像技術(shù)診斷脂肪肝具有較好的穩(wěn)定性，可為臨床提供脂肪肝患者肝臟硬度方面的信息，與MR mDixon序列檢測(cè)的肝臟脂肪含量有很高的相關(guān)性。

脂肪肝； 實(shí)時(shí)剪切波彈性成像； 超聲檢查; mDixon序列; 磁共振成像

脂肪肝的發(fā)病率逐年升高，如今已成為我國(guó)重要的肝病之一，嚴(yán)重威脅國(guó)人健康。近年來(lái)，超聲成像技術(shù)從過(guò)去的解剖學(xué)成像發(fā)展為如今的功能學(xué)成像,其中，超聲實(shí)時(shí)剪切波彈性成像(shear wave elastrography,SWE)技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新的功能學(xué)超聲技術(shù)之一，可用于定量評(píng)價(jià)組織的軟硬程度[1]。目前已經(jīng)有SWE技術(shù)應(yīng)用于定量評(píng)價(jià)肝臟彌漫性病變的研究[2]。MR mDixon技術(shù)可快速、準(zhǔn)確測(cè)量肝臟脂肪含量，是一種能定量測(cè)量肝臟脂肪含量的影像學(xué)檢查方法，這兩種技術(shù)目前均為影像學(xué)研究的熱點(diǎn)。本研究通過(guò)應(yīng)用SWE技術(shù)測(cè)量人體脂肪肝彈性值的變化，與傳統(tǒng)二維超聲和MR mDixon序列測(cè)量的肝臟脂肪含量進(jìn)行對(duì)比，旨在探討脂肪肝硬度的診斷閾值以及脂肪肝硬度與脂肪含量的相關(guān)性，評(píng)價(jià)超聲SWE技術(shù)對(duì)脂肪肝的診斷價(jià)值。

材料與方法

1.病例資料

2016年3月-2016年8月間選取28例志愿者在我院行腹部超聲及MRI檢查。超聲檢查包括傳統(tǒng)超聲和SWE彈性成像，MRI檢查基于mDixon方法,超聲與MRI檢查時(shí)間間隔在1周以內(nèi)。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：超聲或MRI檢查有明顯偽影或質(zhì)量不佳致無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量者、有MRI檢查禁忌癥者(如有幽閉恐懼癥、心臟起搏器或金屬植入物等) 。有2例重度脂肪肝志愿者超聲檢查失敗，未測(cè)出彈性值。本研究共納入26例志愿者，其中男19例，女7例，年齡22～69歲，平均(30.74±8.46)歲。

2.檢查方法

采用Supersonic Imagine Aixplorer型實(shí)時(shí)剪切波彈性成像超聲診斷儀行超聲檢查。參數(shù)設(shè)置：超聲診斷儀探頭頻率設(shè)置為3～12 MHz，選擇二維彩色編碼顯示扇形取樣框內(nèi)組織彈性模量分布，分別以紅色、藍(lán)色、黃色代表組織“偏硬”、“偏軟”和中間過(guò)度區(qū)域，彈性模量量程設(shè)置為0～40 KPa。將探頭平行放置于受檢者肋間隙內(nèi)，避免肋骨聲影干擾，行二維灰階超聲常規(guī)掃查肝臟，測(cè)量皮膚至肝包膜距離，然后將掃查模式切換至彈性成像，選取肝右葉作為觀察對(duì)象，盡量避開(kāi)血管、膽管。選擇取樣框?yàn)樯刃?，將取樣框調(diào)節(jié)至4 cm×3 cm大小，將探頭與皮膚緊密貼合，囑志愿者屏住呼吸3～5 s，待圖像靜置3 s穩(wěn)定后凍結(jié)、保存。興趣區(qū)設(shè)置為圓形，直徑20 mm，掃查肝臟S5/6段，檢測(cè)深度為肝包膜下1～4 cm，同一興趣區(qū)反復(fù)測(cè)量5次，每次均包括該興趣區(qū)的楊氏模量及速度的最大值、最小值和平均值，5次所得數(shù)據(jù)的平均值作為最終實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

為避免個(gè)人因素的影響，研究前期2位年資相仿的超聲醫(yī)師經(jīng)過(guò)SWE技術(shù)規(guī)范培訓(xùn)后，分別按操作流程對(duì)26例疑似脂肪肝患者進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)量，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。其中，同一位操作者同一天在不知道前一次圖像和測(cè)量值的前提下，獨(dú)立按照操作流程重復(fù)進(jìn)行檢查，完成可重復(fù)性檢驗(yàn)。每個(gè)參數(shù)至少連續(xù)測(cè)量5次。

采用3.0T MRI掃描儀(Ingenia,Philips,Healthcare,Best)行肝臟三維快速梯度回波mDixon序列檢查，16通道體部相控陣線圈，將線圈中心置于肝臟，加呼吸門控。所有檢查均由同一位經(jīng)過(guò)規(guī)范培訓(xùn)的MRI技師進(jìn)行操作。受檢者均取仰臥位，由掃描技師訓(xùn)練患者配合呼吸，囑患者平靜呼吸，盡量保持一致。先行全肝mDixon序列容積掃描，通過(guò)使用三平面定位圖像，設(shè)置mDixon序列掃描范圍，掃描范圍上至肝頂，下至肝下極。 MRI掃描參數(shù)：TR 9.1 ms，TE 1.33 ms，6個(gè)梯度回波 TE 1.3 ms，視野180 mm×140 mm，翻轉(zhuǎn)角 3°，分辨力 2.5 mm×2.5 mm×3.0 mm，敏感度編碼2，激勵(lì)次數(shù)2。mDixon序列圖像采集在一個(gè)屏氣相內(nèi)完成(采集時(shí)間為12.5 s)。MRI圖像采集完成后，在肝門靜脈及其下方第二肝門處橫軸面圖像上選擇6個(gè)興趣區(qū)分別測(cè)量脂肪含量，取其平均值。

3.數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

1.SWE技術(shù)觀察者間的一致性檢驗(yàn)

比較兩位醫(yī)生測(cè)量同一位志愿者的一致性，以兩者均值為X軸，兩者差值為Y軸，繪制Bland-Altman散點(diǎn)圖，結(jié)果顯示26例中有24個(gè)數(shù)據(jù)位于95%一致性界限內(nèi)(圖1) 。

2.SWE技術(shù)觀察者內(nèi)的可重復(fù)性檢驗(yàn)

同一位醫(yī)生同一天對(duì)同一位志愿者進(jìn)行肝臟SWE檢查，每個(gè)參數(shù)測(cè)量5次，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，結(jié)果顯示Pearson相關(guān)系數(shù)r1、r2均大于0.85(表1) 。

表1 SWE技術(shù)觀察者內(nèi)的可重復(fù)性檢驗(yàn)

注：相關(guān)系數(shù)r1=0.917>0.85,r2=0.921>0.85，P<0.05，

圖1 SWE技術(shù)觀察者間的一致性檢驗(yàn)。 圖2 超聲SWE硬度值與傳統(tǒng)超聲脂肪肝分度的一致性。 圖3 超聲SWE速度值與傳統(tǒng)超聲脂肪肝分度的一致性。 圖4 MR脂肪含量與傳統(tǒng)超聲脂肪肝分度的一致性。

3.兩種測(cè)量方法與傳統(tǒng)超聲脂肪肝分度的一致性檢驗(yàn)

比較超聲SWE硬度值、速度值、MR脂肪含量與傳統(tǒng)超聲在脂肪肝檢出及分度上的一致性，并繪制散點(diǎn)圖，結(jié)果顯示超聲和MR的測(cè)量結(jié)果與傳統(tǒng)超聲的脂肪肝分級(jí)有相關(guān)性，但每一個(gè)分級(jí)內(nèi)的測(cè)量值分布分散(圖2～4)。

假設(shè)分別取kPaMean界值=4、5、6時(shí)，計(jì)算得出的Kappa值分別為0.165、0.819、0.559。因此只有當(dāng)kPaMean界值取5時(shí)，Kappa值才>0.75(表2) 。

表2 2種技術(shù)對(duì)檢出脂肪肝的比較(kPaMean界值=5) (例)

注：Kappa值=0.819>0.75，P=0.000<0.05。

4.兩種影像學(xué)檢查方法的相關(guān)性分析

將超聲彈性成像技術(shù)測(cè)得的硬度值、速度值(圖5、6)與MR mDixon技術(shù)所測(cè)得的脂肪含量(圖7、8)進(jìn)行相關(guān)性分析，計(jì)算得出Pearson相關(guān)系數(shù)r硬度=0.877>0.85，P<0.05；r速度=0.867>0.85,P<0.05(表3) 。

表3 超聲硬度值、速度值與MRI脂肪含量的相關(guān)性分析

注：相關(guān)系數(shù)r硬度=0.877>0.85，P<0.05；r速度=0.867>0.85，P<0.05。

28例志愿者中有2例超聲沒(méi)有測(cè)量到彈性值，MR檢查發(fā)現(xiàn)這兩例的脂肪含量分別為7.09和14.91，傳統(tǒng)超聲均診斷為重度脂肪肝。

討 論

近年來(lái)脂肪肝發(fā)病率逐年升高，在正常人群中發(fā)病率高達(dá)33%[3]，在我國(guó)已成為僅次于病毒性肝炎的嚴(yán)重肝病之一，脂肪肝晚期可進(jìn)展為脂肪性肝炎、肝纖維化、肝硬化，甚至肝功能衰竭和肝細(xì)胞癌[4]，引起肝臟硬度的改變。目前對(duì)肝臟脂肪變性和硬度的檢測(cè)金標(biāo)準(zhǔn)仍是穿刺活檢；但由于其為有創(chuàng)性檢查，且有取樣誤差和觀察者間的診斷變異性，尚不能成為常規(guī)檢查方法。隨著影像學(xué)的快速發(fā)展,影像學(xué)檢查已成為脂肪肝定量評(píng)價(jià)的主要手段，其中超聲彈性成像是能客觀反映組織硬度，并能通過(guò)灰階及彩色圖像表現(xiàn)出來(lái)的一種檢查方法。實(shí)時(shí)剪切波彈性成像技術(shù)是在超聲彈性成像基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)實(shí)時(shí)、定量檢測(cè)組織硬度的新技術(shù)，其對(duì)人體脂肪肝硬度的檢測(cè)目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[5]。

圖5 采用超聲SWE彈性成像技術(shù)在肝右葉S5/6段切面上選擇感興趣區(qū)測(cè)量硬度值(kPaMean)和速度值(m/sMean)。 圖6 采用超聲SWE彈性成像技術(shù)在肝右葉S5/6段另一切面上選擇感興趣區(qū)測(cè)量硬度值(kPaMean)和速度值(m/sMean)。 圖7 采用磁共振mDixon序列在肝門靜脈處橫斷面圖像上選擇感興趣區(qū)測(cè)量脂肪含量。 圖8 采用磁共振mDixon序列在第二肝門處橫斷面圖像上選擇感興趣區(qū)測(cè)量脂肪含量。

傳統(tǒng)超聲診斷脂肪肝主要依據(jù)肝臟回聲是否增強(qiáng)、致密，遠(yuǎn)場(chǎng)回聲有無(wú)衰減，肝內(nèi)管道結(jié)構(gòu)顯示是否清晰等進(jìn)行脂肪肝的定性分析及分度，診斷結(jié)果很大程度上依賴于醫(yī)生的主觀判斷和臨床經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于SWE技術(shù)應(yīng)用于人體脂肪肝的無(wú)創(chuàng)定量診斷上，國(guó)內(nèi)外報(bào)道較少。有學(xué)者通過(guò)對(duì)彌漫性脂肪肝動(dòng)物模型的研究發(fā)現(xiàn)，彈性模量值隨著脂肪肝病變程度的加重而增加[6]。本研究通過(guò)對(duì)SWE技術(shù)診斷脂肪肝進(jìn)行一致性和可重復(fù)性檢驗(yàn)，認(rèn)為此技術(shù)應(yīng)用于脂肪肝的診斷具有較好的穩(wěn)定性。此外，筆者建議脂肪肝的楊氏模量診斷閾值(kPaMean)為5kPa，此時(shí)超聲SWE技術(shù)與傳統(tǒng)超聲在脂肪肝檢出上有較高的一致性(Kappa值>0.75)，且隨著脂肪肝嚴(yán)重程度的加重，超聲硬度值、速度值及MR脂肪含量亦增加。由此可見(jiàn)，SWE成像技術(shù)在臨床上可用于檢測(cè)脂肪肝，可為脂肪肝的診斷提供重要的參考信息。

MR mDixon序列可簡(jiǎn)便、快速測(cè)量肝臟脂肪含量，是目前MR研究的熱點(diǎn),其能夠消除磁場(chǎng)不均勻的影響，矯正磁場(chǎng)不均勻造成的相位誤差，提高水和脂肪信號(hào)分離的精確度，采集速度更快，更適用于屏氣序列掃描，與影像學(xué)中最精確的非侵入性技術(shù)——?dú)滟|(zhì)子磁共振波譜成像的一致性較高[7，8]。本研究通過(guò)分析脂肪肝超聲彈性值與MR脂肪含量的相關(guān)性，結(jié)果顯示兩種檢查方法具有很高的相關(guān)性(r>0.85)，表明兩者都能作為脂肪肝定量評(píng)價(jià)的手段，并能互為補(bǔ)充，尤其對(duì)于重度脂肪肝患者，MR檢查更具優(yōu)勢(shì)。SWE和MR mDixon除能診斷脂肪肝外，還可為臨床提供脂肪肝患者肝臟硬度及脂肪含量方面的信息。

本研究也存在一定的局限性。由于脂肪組織對(duì)低頻超聲波和剪切波有強(qiáng)烈的衰減作用，本研究中2例重度脂肪肝志愿者因衰減嚴(yán)重而無(wú)法測(cè)出其彈性值。另外，由于樣本量較少,缺乏病理學(xué)金標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)照，超聲SWE技術(shù)與磁共振mDixon序列對(duì)于脂肪肝患者脂肪變性的分度以及不同程度脂肪肝診斷閾值的確立等未做進(jìn)一步研究。相信隨著研究樣本量的擴(kuò)大，診斷準(zhǔn)確度的提高，超聲實(shí)時(shí)剪切波彈性成像技術(shù)將在評(píng)估人體脂肪肝方面發(fā)揮更重要的作用。

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Evaluation of shear wave elastography in diagnosing fatty liver

ZHAO Yi-bing,ZHANG Shu-min,ZHANG Yong.

Department of Ultrasound,Beijing Jishuitan Hospital, Beijing 100035,China

Objective:To investigate the change of fatty liver stiffness by real-time shear wave elastography (SWE),and to obtain the diagnostic threshold of fatty liver by comparing with conventional two-dimensional ultrasound and MR mDixon sequence which were used to detect the liver fat content.To analyze the correlation between fatty liver stiffness and fat content.And to assess the value of ultrasound SWE technique in diagnosis of fatty liver.Methods:28 healthy volunteers were examined by conventional two-dimensional ultrasound,SWE and MR mDixon sequence.The consistency between the observers of SWE technique was examined by the Bland-Altman plot.The repeatability within the observers of the SWE technique was examined by calculating Pearson correlation coefficientr1、r2.The consistency of the ultrasound SWE techniques,MR mDixon sequence and traditional ultrasound in the detection and grade of fatty liver were analyzed to obtain the diagnostic threshold (kPaMean) combined with the scatter plot.To analyze the correlation of two imaging methods by calculating the Pearson correlation coefficient.The correlation of two imaging methods were analyzed by calculating the Pearson correlation coefficient.Results:Bland-Altman plot showed that 24 cases were within the 95% agreement limit in 26 healthy volunteers.Intra-group correlation coefficients werer1=0.917,r2=0.921 (P<0.05).Kappa values of kPaMean=4,5,6 were calculated respectively.When Young's modulus diagnostic threshold (kPaMean) was seted at 5kPa,Kappa value=0.819>0.75 (P<0.05).Pearson correlation coefficient wasrhardness=0.877>0.85,rvelocity=0.867>0.85,with a significantly statistical difference (allP<0.05).Conclusion:SWE imaging technique can be applied to the measurement of fatty liver with good stability,it can be used not only in clinical detection of fatty liver,but also can provide information about liver stiffness in patients with fatty liver,and it has a high correlation with liver fat content detected by MR mDixon sequence.

Fatty liver; Shear wave elastography; Ultrasonography; mDixon sequence; Magnetic resonance imaging

100035 北京，北京積水潭醫(yī)院超聲診斷科(趙一冰、張淑敏、陳濤)，放射科(張勇、程曉光)

趙一冰(1985-)，女，遼寧沈陽(yáng)人，碩士，主要從事骨胳肌肉超聲診斷工作。

陳濤，E-mail：chentao7199@126.com

北京市衛(wèi)生科技成果與適宜技術(shù)推廣項(xiàng)目資助(NO.TG-2015-07)

R575.5; R445.1 ; R445.2

A

1000-0313(2017)05-0462-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.05.007

2017-01-04

2017-03-21)