Проспективная оценка степени фиброза печени с помощью технологии S-Shearwave Imaging™. Сравнение с магнитно-резонансной эластографией

Перевод статьи: "Prospective Evaluation of Liver Fibrosis using S-Shearwave Imaging™. Comparison with Magnetic Resonance Elastography."

Введение

Хронические заболевания печени (ХЗП) являются серьезной медицинской проблемой во всем мире: при хроническом повреждении клеток печени происходят анатомические изменения органа и повышается жесткость ее тканей (LS) [1-3]. Фиброз печени может прогрессировать и в конечном итоге привести к тяжелым последствиям, включая цирроз, портальную гипертензию, печеночную недостаточность и гепатоцеллюлярную карциному [3]. В связи с растущей распространенностью ХЗП неинвазивная оценка выраженности фиброза печени и ранняя диагностика степени фиброза имеют первостепенное значение в общественном здравоохранении [4].

Эластография сдвиговой волной (SWE) - это неинвазивный, легкодоступный, экономичный и безопасный метод, удовлетворяющий современным требованиям. Симуляция механического воздействия и последующий мониторинг подвижности тканей выполняются за счет ультразвуковых волн, не требуя использования дополнительного механического давления. Благодаря этим особенностям SWE выполняется в разных клинических ситуациях и необходима для определения степени фиброза при низкой вариабельности получаемых разными исследователями результатов.

Цель настоящего исследования - проспективное изучение диагностической эффективности технологии S-Shearwave Imaging™ для определения степени фиброза печени с использованием магнитно-резонансной эластографии (МРЭ) в качестве эталонного метода.

Материал и методы

Экспертный совет больницы Национального университета Чунгнам, Тэджон, Южная Корея, одобрил это проспективное исследование и от каждого пациента было получено письменное информированное согласие. В общей сложности 148 пациентов с хроническим заболеванием печени были последовательно отобраны для участия в исследовании в период с февраля по ноябрь 2021 г., из них 133 соответствовали критериям отбора и были включены в исследование. Каждому пациенту были проведены как 2D-SWE, так и МРЭ.

2D-SWE (S-Shearwave Imaging™)

Каждому пациенту проводились стандартное ультразвуковое исследование (УЗИ) печени и двухмерная эластография сдвиговой волной (2D-SWE) на ультразвуковой системе (V8, Samsung Medison, Co. Ltd., Корея) с применением конвексного датчика (CA1-7S, 1-7 МГц, Samsung Medison, Co. Ltd., Корея). S-Shearwave Imaging™ - это торговое наименование технологии 2D-SWE, которой оснащена система ультразвуковой визуализации V8.

Всех пациентов просили воздержаться от приема пищи как минимум 6 ч до УЗИ. Исследование правой доли печени проводилось с доступом через правую межреберную плоскость в положении лежа на спине с отведенной наверх правой рукой.

Пример выходного изображения, полученного с помощью технологии S-Shearwave Imaging™, показан на рис. 1, где 2D-карты упругости (модуль Юнга или скорость сдвиговой волны) и надежности (RMI: индекс надежности измерения) наложены поверх изображений B-режима. RMI (слева) находится в диапазоне от 0 до 1, а карта жесткости (справа) масштабируется пользователями либо в килопаскалях (измеряется по модулю Юнга), либо в метрах в секунду (скорость сдвиговой волны). Чтобы снизить уровень шума и вариабельность, для каждого пациента было получено несколько кадров с помощью технологии S-Shearwave Imaging™. Измерение 2D-SWE считалось надежным, если в пределах области интереса были получены достаточно однородные значения RMI выше 0,4.

На рис. 2 показан пример значений жесткости по результатам нескольких независимых измерений. Для количественной оценки вариабельности использовали значение IQR/Med (межквартильный диапазон/медиана), при этом достоверным считалось значение IQR/Med < 0,3. Для каждого пациента была рассчитана медиана эластичности по результатам десяти последовательных измерений.

Транзиентная эластография

Всем пациентам была проведена транзиентная эластография (ТЭ) с помощью технологии Fibroscan («Эхосенс», Париж, Франция) в тот же день, что исследование 2D-SWE. Измерения LS проводили в правой доле печени с доступом через межреберные промежутки в положении лежа на спине с использованием того же метода, что и для 2D-SWE. Исследование считалось надежным, если 10 приемлемых измерений имели показатель успешности не менее 60% и IQR < 30%. Медиана рассматривалась как репрезентативное значение.

Серологические маркеры

Серологические тесты проводили натощак в тот же день, что и измерения LS. В установленном порядке проводили оценку следующих серологических маркеров: аспартатаминотрансфераза (АСТ), аланинаминотрансфераза (АЛТ), щелочная фосфатаза (ЩФ), альбумин, гамма-глутамилтрансфераза (гамма-GT) и количество тромбоцитов (PLT). В качестве показателя неинвазивного серологического теста на маркер фиброза APRI (индекс отношения АСТ к числу тромбоцитов) рассчитывали по следующей формуле: APRI = (АСТ / АСТВПН × 100) / PLT, где АСТВПН определяется как верхний предел нормального значения АСТ (40 МЕ/Л) [5].

МР-эластография

Рентгенолог-специалист по абдоминальной визуализации, которому не были известны результаты исследования 2D-SWE ни одного пациента, выполнил МРТ и МРЭ печени на МР-сканере мощностью 3Т всем 133 пациентам. Определение степени фиброза по шкале METAVIR было проведено для всех пациентов с использованием пороговых значений по МРЭ 2,61 кПа для ≥ F1, 2,97 кПа для ≥ F2 (умеренный фиброз), 3,62 кПа для ≥ F3 (выраженный фиброз) и 4,69 кПа для F4 (цирроз) на основании систематического обзора и сводного анализа, проведенного Хсу и соавт. [6].

Статистический анализ

Статистический анализ проводился с использованием MedCalc для Windows (программное обеспечение MedCalc, Мариакерке, Бельгия). Корреляции между результатами оценок 2D-SWE, ТЭ, APRI и МРЭ были проанализированы с использованием коэффициентов корреляции Спирмена. Корреляция считалась сильной, если абсолютное значение коэффициента корреляции (r) составляло от 0,7 до 1,0, и умеренной, если значение r находилось в диапазоне от 0,4 до 0,7. Диагностическая эффективность 2D-SWE для определения степени фиброза печени была изучена с использованием анализа кривой зависимости чувствительности от частоты ложноположительных заключений (ROC). Соответствующие пороговые значения были определены с использованием общего алгоритма оптимизации, максимизирующего индекс Юдена [7], значение p < 0,05 считалось статистически значимым.

Результаты

Распределение пациентов и измерения эластичности

Данные о распределении пациентов и измерениях МРЭ в обобщенном виде представлены в табл. 1. Возраст обследованных (78 мужчин и 55 женщин) варьировал от 20 до 84 лет (средний возраст 54,7 года). Распределение степеней фиброза среди пациентов, включенных в исследование, составило 83 для F0, 6 для F1, 15 для F2, 10 для F3 и 19 для F4. Количество пациентов в категории F0/F1 было достаточно высоким, что довольно часто встречается в корейской популяции. Однако размер выборки в категориях F2-F4 был достаточно большим, чтобы получить демонстративные пороговые значения по результатам SWE.

Корреляции между результатами 2D-SWE, ТЭ и APRI

На рис. 3 показана корреляция модулей Юнга (рассчитанных с помощью системы V8 с технологией S-Shearwave Imaging™; в килопаскалях) с модулями сдвига (рассчитанными с помощью МРЭ; в килопаскалях) для всех пациентов, включенных в исследование. В целом измерения 2D-SWE хорошо коррелировали с измерениями МРЭ (R Пирсона = 0,926).

В табл. 2 показана корреляция значений жесткости печени, полученных в разных неинвазивных тестах; 2D-SWE (V8 S-Shearwave Imaging™), ТЭ и APRI. МРЭ показала очень сильную положительную корреляцию с 2D-SWE (r = 0,926, p < 0,001), сильную положительную корреляцию с ТЭ (r = 0,763, p < 0,001) и умеренную положительную корреляцию с показателем APRI (r = 0,453, p < 0,001).

Одновременно с этим два радиолога провели оценку вариабельности измерений 2D-SWE между исследователями у 121 пациента, и был установлен самый высокий уровень совпадений с ICC 0,962 (95% доверительный интервал (ДИ), от 0,945 до 0,973).

Сравнение диагностической эффективности 2D-SWE, ТЭ и APRI

На рис. 4 показана диагностическая эффективность 2D-SWE (V8 S-Shearwave Imaging™), ТЭ и APRI. Значения AUROC при использовании 2D-SWE для диагностики каждой степени фиброза были выше, чем таковые для ТЭ и APRI. Значения AUROC для 2D-SWE при дифференциации очагового фиброза (> F1), умеренного фиброза (> F2), выраженного фиброза (> F3) и цирроза (F4) составили 0,966 (95% ДИ 0,920-0,990, p < 0,001), 0,978 (95% ДИ 0,937-0,996, p < 0,001); 0,982 (95% ДИ 0,942-0,997, p < 0,001) и 0,974 (95% ДИ 0,931- 0,994, p < 0,001) соответственно. Для ТЭ аналогичные значения составили 0,909 (95% ДИ 0,847-0,952), 0,911 (95% ДИ 0,849-0,953, p < 0,001); 0,966 (95% ДИ 0,920-0,990, p < 0,001) и 0,973 (95% ДИ 0,929-0,993, p < 0,001) соответственно. Аналогичные значения для показателей APRI составили 0,809 (95% ДИ 0,732-0,872); 0,842 (95% ДИ 0,769-0,900, p < 0,001); 0,828 (95% ДИ 0,753-0,888, p < 0,001) и 0,864 (95% ДИ 0,794-0,917, p < 0,001) соответственно.

Диагностическая точность и пороговые значения 2D-SWE

Результаты представлены в табл. 3, а соответствующие кривые ROC показаны на рис. 5. Было обнаружено, что пороговые значения для диагностики умеренного фиброза, выраженного фиброза и цирроза печени составляют 6,82 кПа для ≥ F2, 8,63 кПа для ≥ F3 и 9,66 кПа для F4 соответственно. Все эти значения параметров позволяют получить классификатор с высоким уровнем достоверности и высоким уровнем совпадения с результатами МРЭ.

На рис. 6 показано несколько примеров изображений, полученных с помощью технологии S-Shearwave Imaging™, для разных степеней фиброза.

Заключение

Измерения S-Shearwave Imaging™ показали превосходную воспроизводимость и корреляцию со значениями МРЭ. Кроме того, S-Shearwave Imaging™ демонстрирует лучшую диагностическую эффективность, чем ТЭ и APRI. Таким образом, можно сделать вывод, что система V8 с технологией S-Shearwave Imaging™ является оптимальным и надежным инструментом для оценки фиброза печени и может использоваться в медицинской практике в разнообразных клинических условиях.

Поддерживаемые системы: V8 (Samsung Medison).

Литература

1. Marcellin P., Kutala B.K. Liver diseases: A major, neglected global public health problem requiring urgent actions and large-scale screening // Liver International. 2018; 38 1:2-6. DOI: 10.1111/liv.13682
2. Ferraioli G., Wai-Sun Wong V., Castera L. et al. WFUMB Liver ultrasound elastography: an update to the world federation for ultrasound in medicine & biology guidelines and recommendations // Ultrasound Med Biol. 2018; 44 (12): 2419-2440. DOI: 10.1016/j.ultrasmedbio.2018.07.008
3. Sigrist R.M.S., Liau J., El Kaffas A. et al. Ultrasound Elastography: Review of Techniques and Clinical Applications // Theranostics. 2017; 7 (5): 1303-1329. DOI: 10.7150/thno.18650
4. Horowitz J.M., Venkatesh S.K., Ehman R.L. et al. Evaluation of hepatic fibrosis: a review from the society of abdominal radiology disease focus panel // Abdom Radiol. 2017; 42 (8): 2037-2053. DOI: 10.1007/s00261017-1211-7
5. Jeong Eun Lee, Kyung Sook Shin, June-Sik Cho et al. Non-invasive Assessment of Liver Fibrosis with ElastPQ: Comparison with Transient Elastography and Serologic Fibrosis Marker Tests, and Correlation with Liver Pathology Results // Ultrasound Med Biol. 2017; 43 (11): 2515-2521. DOI: 10.1016/j. ultrasmedbio.2017.07.008
6. Youden W.J. Index for rating diagnostic tests // Cancer. 1950; 3 (1): 32-35. DOI: 10.1002/1097-0142(1950)3:1<32::AID-CNCR2820030106>3.0.CO;2-3
7. Cynthia Hsu, Cyrielle Caussy, Kento Imajo et al. Magnetic resonance vs transient elastography analysis of patients with nonalcoholic fatty liver disease: a systematic review and pooled analysis of individual participants // Clin Gastroenterol hepatol. 2019; 17 (4): 630-637.e8. DOI: 10.1016/j.cgh.2018.05.059
8. Pierre Bedossa and Thierry Poynard for the METAVIR Cooperative Study Group. An algorithm for the grading of activity in chronic hepatitis C // Hepatology. 1996; 24: 289-293. DOI: 10.1002/hep.510240201
9. Barr R.G., Ferraioli G., Palmeri M.L. et al. Elastography Assessment of Liver fibrosis: Society of Radiologists in Ultrasound consensus conference statement // Radiology. 2015; 276 (3): 845-861. DOI: 10.1148/ radiol.2015150619