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摘要
背景:先前的一项初步研究表明，肝静脉中微泡的早期到达时间是肝硬化的敏感指标。
目的:看看这个指标是否也能对弥漫性肝病进行分级。
病人:39例有组织学特征疾病的禁食患者进行了前瞻性研究。9例患者无肝纤维化迹象，10例患者有肝纤维化而无肝硬化，20例患者有肝硬化(5例儿童A型，7例儿童B型，8例儿童C型)。
方法:微泡注射(Levovist;Schering, Berlin)进行静脉注射，随后进行生理盐水冲洗。分析肝静脉和颈动脉频谱多普勒信号的时间强度曲线。肝静脉传输时间(HVTT)计算为注射后信号持续增加基线10%的时间。颈动脉延迟时间(CDT)计算为颈动脉和肝静脉增强的差异。
结果:38/39名受试者进行了诊断研究。随着病情加重，HVTT和CDT均持续缩短(平均值(SD)): HVTT:无纤维化44 (25)s，纤维化26 (8)s，儿童A 21 (1) s，儿童B 16 (3) s，儿童C 16 (2) s;CDT:无纤维化31 (29)s，纤维化14 (6)s，儿童A 8 (1) s，儿童B 4 (4) s，儿童C 3 (3) s。这些差异极显著(p<0.001, ANOVA比较)。HVTT <24 s和CDT <10 s对肝硬化是100%敏感的(分别为20/20和18/18)，但不是完全特异性的:2/8的纤维化受试者CDT值<10 s, 3/9的HVTT值<24 s。
结论:这种微创检查不仅在诊断肝硬化方面有希望，而且在评估疾病严重程度方面也有希望。
- 肝硬化
- 微泡
- 多普勒
- 超声波
- HVTT，肝静脉转运时间
- 丙型肝炎病毒
- 乙型肝炎病毒
- 非酒精性脂肪性肝炎
- 连续波
- A/D，模拟到数字
- CDT，颈动脉延迟时间
- 二维，二维
数据来自Altmetric.com
虽然超声被广泛应用于肝病患者的评估，但与其他影像学检查一样，它作为弥漫性疾病严重程度分级的准确手段是不可靠的。1 -5目前，缺乏用于此目的的非侵入性检测意味着肝活检仍然是金标准6 -9但这是昂贵的，对病人来说是不愉快的，并且有一个小但确定的死亡率。9，10考虑到弥漫性实质性肝病的高患病率，特别是慢性病毒性肝炎，以及超声的广泛可用性，基于超声的评估方法将是一个重大进步，可能在某些情况下取代肝活检，并允许方便的非侵入性顺序评估患者。
许多基于多普勒的方法已经发展起来，主要与内脏血管相对流量或速度的测量有关。11日,12然而，目前还没有多普勒检测被认为足够敏感或特异性，可以在一般的肝脏病学实践中取代活检。另一种方法涉及通过一丸微泡的内脏床的相对传输时间的测量，最近已被描述。13
微泡造影剂已被开发出来用于超声。这些是小的充满气体的微泡，约3 μm大小，在静脉注射时增强多普勒信号。14它们产生的多普勒信号强度的增加与相对微泡浓度成线性比例。15Levovist (Schering AG, Berlin, Germany)就是这样一种制剂，由半乳糖、空气和棕榈酸制成。Levovist是安全的，没有重大不良事件的报告。它的主要用途是通过提供更强的多普勒信号来改进技术上困难的多普勒检查。然而，微泡剂的丸剂注射也可以用于微泡第一次通过的动力学研究，从而评估传输时间。如果在关节窝前静脉注射Levovist，并在多普勒模式下扫描肝静脉，所得到的时间强度剖面将依次反映通过心肺和内脏血管床的传输时间。肝硬化患者肝静脉的这种转运时间明显较短。其主要原因似乎是肝脏血液供应的动脉化和肝内和肺内分流的存在。在初步研究中13比较27例活检表现为弥漫性肝病的患者和11例对照组肝静脉传输时间(HVTT)，所有肝硬化患者均表现出早期到达时间(HVTT <24 s)，而所有对照组均表现出晚期增强(HVTT >30 s)。
我们进行了一项研究，以确定这种方法是否可以用于对活检表现为弥漫性疾病的人群进行弥漫性肝病分级。特别是，我们假设较短的转运时间会出现在渐进性更严重的肝病中。为了消除心肺传输变化的混杂影响，我们还改进了我们的方法，以允许同时收集动脉时间强度数据。
患者与方法
39例患者(年龄26-74岁，平均46岁);我们研究了11名女性和28名男性)。所有患者均有肝脏活检特征。在所有病例中，活检和超声检查之间的间隔都小于12个月，除了之前在肝活检中被诊断为肝硬化的患者。
所有的转运时间研究都直接进行或由单一研究者(MJKB)监督，该研究者在不了解活检结果的情况下分析了所有研究。患者数据与活检结果相匹配，活检结果基于临床报告，由另一名研究人员(AKPL)进行，该研究人员不了解超声传输时间数据。最后通过汇总两组数据进行分析。当组织学诊断为肝硬化时，在负责研究患者的肝病专家(ST-R)的监督下，对造影剂超声检查时的疾病严重程度进行Child-Pugh评分。排除标准为半乳糖血症、怀孕或年龄小于15岁，因为在这些类别中没有使用Levovist的安全性数据。
肝脏疾病的潜在原因如下:在肝硬化受试者中，8例为丙型肝炎病毒(HCV)， 2例为乙型肝炎病毒(HBV)， 4例为酒精性肝病，4例为特发性肝病，卟啉症和自身免疫性肝病各1例。在纤维化患者中，2例为HCV, 3例为HBV, 2例为酒精性肝病，1例为特发性肝病，非酒精性脂肪性肝炎(NASH)和自身免疫性肝病各1例。在没有纤维化的受试者中，4人患有NASH, 2人患有原发性胆汁性肝硬化，2人患有药物性肝炎，1人患有酒精性肝病。在没有纤维化的患者中，从活检到研究的间隔平均为100天(范围2-300天)，而在有纤维化但没有肝硬化的受试者中，平均为152天(范围1-360天)。
所有患者均给予书面知情同意，研究得到了机构研究伦理委员会的批准。这项研究符合1975年《赫尔辛基人权宣言》的指导方针。
患者在超声检查前至少禁食4小时。插管(18号或更大)插入肘部前窝静脉。然后在2 - 4秒内一次性注射微泡Levovist (Schering AG, Berlin, Germany) (2 g, 300mg /ml)，随后快速用生理盐水冲洗(10ml)。在微泡注射后使用一个三向水龙头，这样就可以立即进行生理盐水冲洗。
测量肝脏血管转运时间的方法如图1和图2所示，是对先前研究中描述的方法的修改13考虑到颈动脉数据的额外使用。在患者轻呼吸的情况下对肝静脉进行连续光谱多普勒超声，以便多普勒示踪的主要部分可以被看到指向远离探头的方向。肝脏扫描使用了我们部门现有的一些系统，这些系统已知能提供高质量的光谱多普勒信号(Acuson Sequioa, ATL HDI5000, Siemens Elegra和Toshiba PowerVision 6000)。将一个小的连续波(CW)超声探头放置在患者的颈动脉上(Huntleigh diagnostics, Cardiff, UK)。探头很小，一旦找到颈动脉，就可以贴在病人的脖子上。使用由作者之一(AU)编写的立体声模拟-数字转换器(a /D)和个人计算机运行软件(LTC-Converter)实时分析肝静脉和颈动脉示踪的多普勒强度。A/D转换器被连接起来，这样就可以在一个通道上同时分析远离探头的肝静脉痕迹的组成部分和另一个通道上的颈动脉痕迹。这允许同时收集颈动脉数据，并减少了来自肝动脉或门静脉分支的信号对肝静脉迹的污染问题(这些信号通常指向探针，因此没有被计算机检测到)。使用LTC-Converter软件手动输入注入时间。
所使用方法的说明。在肘关节窝前静脉注射微泡，同时使用肝静脉和颈动脉的多普勒超声进行时间强度分析。连续波，连续波;A/D，模拟到数字。
在(A)和(B)注入微泡之前和之后的光谱多普勒轨迹的典型例子。注意，信号变得更强了。分析的是信号强度随时间的变化。
每位病人注射了两针。在每种情况下，都研究了最容易到达的肝静脉(通常是肝中静脉)。注入后立即使用实时显示系统评估时间强度，如下所述。这允许超声医生确定是否进行了技术上令人满意的研究。如果不能清楚地看到微泡丸到达的时间，则随后立即重复这项研究。如果进行了两个令人满意的研究，则使用到达时间较短的研究的数据进行分析。如果同一患者有两项研究可用，则使用Bland-Altman一致性极限图进行比较。
研究采用实时灰度和频谱多普勒更新(双模式)，患者轻柔呼吸。灰度成像在没有使用组织谐波成像的情况下进行，并且使用相对较低的声功率设置，因为我们在之前的研究中观察到这可能会破坏微气泡。在双工模式下扫描有两个原因。首先是检查微气泡是否通过下腔静脉回流到肝静脉，因为这在灰度成像中很容易看到。在有证据的地方，没有使用来自该注入的数据。其次，双重扫描允许超声医生随着呼吸轻轻地移动换能器，以跟踪所研究的肝静脉。超声机的功率输出通常保持在默认值，因为试图降低机械指数往往会产生不可接受的图像或光谱多普勒质量。
LTC-Converter软件每秒计算每个通道的强度，实时显示，并允许这些数据导出为使用电子表格软件打开的文本文件(Microsoft Excel版本4至6;微软，西雅图，华盛顿，美国)。使用作者(RJE和MJKB)编写的Excel中的自动分析宏对时间强度曲线进行了图形化分析，并计算了药物在肝静脉和颈动脉中的到达时间。使用原始数据和使用改进的指数平滑算法平滑后进行图形分析。如果无法从图形上看出上升，则不使用该轨迹的数据。在可以看到明显上升的地方，按照前面描述的方法计算到达时间(即指数平滑信号在注射前20秒的基线上强度增加10%以上的时间，有证据表明在这个时间点之后有明显上升)(见图3和图4)。需要注意的是，该方法与之前研究中使用的方法略有不同13因为它使用平滑数据(而不是原始数据)的分析。
肝硬化患者的肝静脉(A)和颈动脉(B)时间强度分布图(Child’s C)。多普勒强度(与相对微泡浓度成正比)随注射时间的变化(以秒为单位)如图所示。显示了原始(细线)和平滑(粗线)数据。折线显示基线强度增加了10%，到达时间可以图形化地读取为信号增加到这一水平以上的点(见正文)。微泡丸到达颈动脉的时间为18 s，到达肝静脉的时间为20 s，颈动脉延迟时间(CDT)为2 s。
轻度肝炎患者的肝静脉(A)和颈动脉(B)时间强度分布图示例，使用与图3相同的符号。注射在基线20秒后进行。因此微泡丸到达颈动脉的时间为19秒，到达肝静脉(HVTT)的时间为42秒，颈动脉延迟时间(CDT)为23秒。
测定肝静脉和颈动脉的过境时间(HVTT)，并计算其差值(颈动脉延迟时间(CDT))。如果两次注射的值不同，则使用越短的值(即越异常)。
然后将数据与组织学结果进行比较，并使用SPSS软件(SPSS, Chicago, Illinois, USA)进行分析。在确认组间方差无显著差异且无显著偏离正态后，进行后测比较。p值<0.05为显著。此外，进行测试后比较，并与Bonferroni比较进行ANOVA比较。
结果
所有患者对Levovist注射剂耐受良好，无不良事件发生。除一名患者外，所有患者均成功进行了研究。唯一的例外是一名45岁的女性，患有巴德-嘉里综合征和HCV疾病，在超声检查中没有令人信服的肝静脉。其余38名受试者均进行了HVTT测量。然而，由于我们的颈动脉连续波探针系统在研究早期的功能上存在技术困难，其中只有28个病例的CDT数据可用
如表1所示，HVTT和CDT值随着病情的恶化而持续变短。
这些值也显示为散点图(图5,6)。使用方差分析比较，差异非常显著(p<0.001)。HVTT <24 s和CDT <10 s对肝硬化是100%敏感的，但不是完全特异性的:两名患有纤维化的受试者CDT <10 s，三名患有HVTT <24 s。
最小肝静脉传输时间(HVTT)与诊断为散点图，平均值为一条水平线。
最小颈动脉延迟时间(CDT)与诊断为散点图，平均值为一条水平线。
测试后与Bonferroni校正的比较显示，无纤维化受试者和所有肝硬化受试者之间的HVTT有显著差异，儿童A的p值为0.038，儿童B的p值为0.003，儿童C的p值为0.001，可能反映了较小的数字，无纤维化受试者和肝硬化受试者之间的CDT仅在儿童B (p=0.025)和儿童C (p=0.014)中有显著差异。在纤维化和肝硬化受试者之间没有显著差异。非肝硬化和无纤维化受试者之间HVTT差异接近显著性(p=0.072)，但CDT差异不显著(p=0.278)。
HVTT (n=17)和CDT (n=10)配对值的Bland-Altman一致性极限图显示了良好的一致性(图7,8)，但有一个异常值。对该患者的数据进行了回顾，并提出导致差异的原因是质量差的追踪，人为地产生了HVTT和CDT的长值。
同一受试者获得两条质量良好的肝静脉过境时间一致性图的界限。在每个图中添加了两条线，显示平均差值±1.96 SD值。
颈动脉延迟时间的界限，在同一受试者中获得两个良好的质量痕迹。在每个图中添加了两条线，显示平均差值±1.96 SD值。
讨论
我们使用这种非侵入性和相对简单的微泡测试持续观察肝硬化的早期转运时间。这证实了早期试点研究的结果13综合来看，这两项研究提供了令人信服的证据，表明早期增强是一种非常敏感的肝硬化检测方法。HVTT时间为20秒(本研究中除一例肝硬化患者外均为如此)，CDT值为10秒或更低(所有肝硬化受试者均为如此)，提供了肝硬化和非肝硬化疾病之间有用的分界点(图5,6)。相比之下，我们研究中所有非纤维化受试者的HVTT值均为25秒或更高，CDT值均超过10秒。使用CDT，可以校正心肺传输的差异，可能提供优势，因为似乎存在更大的分离(见图6)，尽管更简单的HVTT方法表现得很好。与非微泡超声方法相比，HVTT和CDT的高度分离是一个显著的优势。虽然许多此类指标如门静脉流速、流量、充血指数或肝静脉谱多普勒波形的评估似乎有价值，但都显示肝硬化和非肝硬化肝脏之间存在重叠。12
与之前的研究一样，一些纤维化患者的增强时间相对较早。对此有几种可能的解释。组织病理学和血管检查评估弥漫性肝病的不同方面。我们有理由相信，血管紊乱在肝硬化发病之前就已经发生了，而且确实有证据表明，在纤维化和肝硬化中都可以检测到血管紊乱。16这一解释也与目前门静脉高压的病理生理学模型相一致，该模型强调活化的肝星状细胞在对有害刺激的反应中通过收缩或舒张在毛细血管水平调节肝血流的作用。17一段时间以来，人们已经知道这些细胞在肝纤维化中发挥重要作用，从而发展为肝硬化。因此，像我们这样基于肝脏血流紊乱的检测，可能是评估肝脏疾病的一种非常合适的方法，特别是在肝硬化前阶段。HVTT和CDT也可能用于评估干扰素和利巴韦林治疗HCV后的反应，尽管这仍是推测性的。此外，肝活检只检查了一小部分肝实质，而我们的微泡法评估了大体积肝脏的血流动力学紊乱，因此HVTT/CDT与组织学之间的差异可能在于活检时肝脏疾病的采样不足。18
然而，这项研究与之前的研究之间最重要的区别可能是，我们第一次观察到在不同级别的肝病之间存在着传输时间差异。在最初的初步研究中，患者被简单地分为肝硬化或非肝硬化疾病，这些疾病大多相对较轻。通过根据患者的疾病严重程度对其进行分层，我们已经能够证明，在更严重的肝病中，转运时间会逐渐缩短。与之前的研究不同，我们还观察到与Child-Pugh评分的相关性，这可能反映了我们的肝硬化患者数量比之前的研究更多的事实。这一令人鼓舞的结果表明，该方法可用于肝脏疾病的纵向跟踪。我们在可重复性方面的有限数据也令人鼓舞，观察到合理的一致性。
例如，对丙型肝炎患者进行纵向微泡超声研究将是有趣的，其中存在肝硬化前疾病的谱系，并且有公认的组织学评分系统(Ishak/Matavir)。我们已经开始在一个进一步的项目中对此进行调查，并取得了令人鼓舞的中期结果。19在已知炎症和纤维化严重程度的患者进行干扰素和利巴韦林治疗前评估HVTT/CDT的研究，以及检查治疗后的反应，现在也需要进行研究。
本研究存在一定的局限性。首先，它是横断面的，涉及几种类型的肝脏疾病。需要进一步的工作来仔细评估纵向比较的方法和研究单一疾病类型。其次，观察门脉高压症的其他紊乱(如脾肿大、侧支血管等)是否与观察到的转运时间缩短相关将是很有趣的。我们并没有以前瞻性的方式收集这些数据，但正在后续工作中解决这一问题。第三，如果有更多的病人，特别是患有儿童A型疾病的病人，将会有所帮助。
也有可能使用新的二维(2D)谐波微泡特定扫描模式来简化该测试，该扫描模式允许同时研究几条血管(例如几条肝静脉和/或同时采集门静脉、肝动脉和肝静脉)。最近一项令人鼓舞的研究显示了这种2D方法的潜力。在一项15名受试者的试点研究中，Bang和同事使用微泡Levovist和2D谐波扫描模式(相位反转)观察到肝硬化患者(到达时间<27秒)和对照组(所有>30秒)之间的完全分离。20.这种2D方法将由新的药物促进，如SonoVue (Bracco SpA，米兰，意大利)，它现在在许多国家获得许可(尽管尚未在美国)，以及其他在美国和其他地方进行后期临床试验的药物(如Definity (Bristol Myers Squibb)和ImaVist(先灵))。这些填充全氟碳或六氟化硫气体的试剂，而不是Levovist中使用的空气，都具有更强的反射性，而且不太可能被用于扫描的超声波干扰。最近的几篇综述详细地总结了这一不断扩大的领域。21，22
总之，我们得出结论，这种非侵入性检测显示出作为弥漫性肝病分层和除肝硬化外检测纤维化疾病异常的工具的前景。这预示着其作为弥漫性肝病患者临床检查的一部分的良好使用。随着新的超声和微泡技术的进一步简化，这种方法的使用可能会扩大。
致谢
作者要感谢英国医学研究理事会(对STR、NP、RJE、MJKB的支持)和国家卫生服务研发响应性资助计划“RFG 581”(对AKPL的支持)。这项研究也得到先灵股份公司的支持，通过资助MJKB和造影剂。Urbank博士是Schering AG的员工。我们从Acuson(现在的西门子超声)、ATL(现在的飞利浦超声)、东芝医疗系统和英国卡迪夫的亨特利诊断公司借来了设备。