Приложение на ултразвуковата еластография в детска възраст

Д. Кофинова¹, Д. Авджиева-Тзавелла²

1 Клиника по детска гастроентерология, СБАЛДБ „Проф. д-р Иван Митев“, МУ-София

2 Отделение по клинична генетика, СБАЛДБ „Проф. д-р Иван Митев“, МУ-София

 

Исторически, най-ранният метод за определяне на плътността на органите е палпацията. За първи път тя се споменава в египетски папируси 1600 години преди Христа. По-късно се съобщава и от Хипократ [4]. Палпацията, при която се определя плътността и контура на черния дроб, е субективна и зависи от опита на изследващия..

В търсене на по-малко субективен начин лекарите откриват еластографията, която е относително „млада“ обективна методика за намиране на плътност. В медицината ултразвуковата еластографията навлиза през 2003 г. [17].

Класификация на еластографията

За медицинската практика еластографията бива два основни вида: Strain elastography и Shear-wave elastography (SWE), като чрез тези два метода се оценяват еластичността или твърдостта на изследваните структури, фиг. 1. Еластичността се дефинира като мярка за твърдостта на даден материал, която се определя от силата на приложеното напрежение.

 

Фиг. 1. Видове ултразвукова еластография.

 

1. Strain еластография. Субективен метод, използващ в същността си степента на деформацията на изследваните тъкани, предизвикана от оператора. Той прилага натиск върху изследвания орган, като апаратурата изобразява в различен цвят разликата в твърдостта (деформацията) на тъканите. Като мерна единица за еластичност в този случай се прилага отношението между деформацията на различните тъкани, което е относително и не отразява реалната тъканна еластичност/твърдост. При изследването на черен дроб се използва дишането като форма на натиск върху черния дроб. Този вид контролирано дишане и съдействие от страна на пациента е трудно, до степен на неприложимо при малки деца.

 

2. Shear–wave еластография. При този метод апаратът създава свръхзвукова вълна, която предизвиква компресия на тъканите в дълбочина, в зависимост от еластичността им.

В зависимост от производителите се разделя на Transient elastography (TE) (FibroScan), Point shear wave elastography (pSWE), или наричана още Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) elastography (VTQ Siemens, ElastPQ Phillips), и Real-time shear wave elastography (rtSWE), наричана още 2D SWE (Supersonic shear-wave elastography Aixplorer (SSWE), GE, Toshiba), фиг. 1. [4]. Еластичностta се определя в kPa или в m/sec. Чрез формула за модула на Young (E)  може да се преизчислява от в kPa в m/sec, като c_s е скоростта на вълните на shear wave, ρ е плътността на изследваната тъкан (меките тъкани се приема, че имат относително константна плътност) [6, 19].

 

E = 3ρ c_s² или kPa = 3 x m/sec ²

 

• Transient elastography (TE) shear–wave. При този метод вълната се образува чрез оказване на външен натиск с помощта на копче върху трансдюсера, фиг. 2. Изследването се прави без B-mode образ, фиг. 3. Някои автори съобщават за технически неуспех в 17% при деца, по-малки от 2-годишна възраст, а други – до 10%, независимо от възрастта [7, 10]. По препоръки на производителя са необходими 10 правилни измервания чрез интеркостален достъп в десния чернодробен лоб с честота на успех ≥60% и вариабилност ≤30% [12, 15].

Най-голям опит и проучвания както при възрастни, така и при деца, операторите имат с апаратите с ТЕ. При деца се използват и трансдюсери с различни размери (S1, S2, M). Всеки вид еластография има различни референтни стойности за оценка на чернодробната плътност. Измервания, получени от определен апарат, не могат да бъдат екстраполирани върху друг. Транзиентната еластография (FibroScan) има предимството освен да измерва плътност, да оценява и наличието на стеатоза чрез контролирания параметър на заглъхване/отслабване (controlled attenuation parameter – CAP). Параметърът измерва заглъхването на ултразвуковата вълна, преминаваща напречно в черния дроб, което се увеличава при наличие на мастна тъкан, и се получава от сигнала, изпратен от трансдюсера на еластографския апарат. Стеатозата се измерва в dB/m. Проучвания при деца с неалкохолна мастна чернодробна болест (НАМЧБ) съобщават за добра диагностична точност на CAP [5, 8]. Докладваните стойности за наличие на стеатоза чрез метода са между 249 dB/m и 290 ± 47 dB/m [5, 8]. С натрупването на опит при работа с метода еластография се установява, че получените стойности следва да се интерпретират в зависимост от етиологията на чернодробното заболяване. За да се стандартизират норми, са нужни допълнителни големи проучвания в различни възрастови групи с различни хронични чернодробни заболявания.

 

Фиг. 2. Измерване на чернодробна плътност чрез FibroScan (TE).

 

Фиг. 3. Изобразяване на нормална чернодробна плътност чрез FibroScan (ТЕ).

 

• Supersonic shear–wave еластографията (SSWE). Представлява специализирано ехографско изследване, което количествено определя еластичността на тъканите в kPa или в m/sec. Точността на измерването е висока. Позволява долавяне на фини промени в структурата на чернодробния паренхим на деца и на чернодробно трансплантирани пациенти. Дава възможност за детайлно долавяне и на най-малки промени, за проследяване на ефекта от лечението. Плътността се визуализира в цветна и количествена скала (в kPa или m/sec) върху B-mode образ, фиг. 4. При изследването на черен дроб не се използва дишането на пациента като форма на натиск върху черния дроб. Не е необходимо контролирано дишане и съдействие от страна на пациента. Методът е отлично приложим при деца. Jung и сътр. в скорошно проучване с 57 деца на възраст 12.7±4.3 години с различни чернодробни заболявания потвърждават, че няма значима разлика в чернодробната плътност при нормално дишане и задържане на дишането. Извършването на SSWE в условия на нормално дишане значително намалява времето за извършване на изследването [13].

Пилотно проучване със SSWE при 96 деца (51 здрави и 45 с чернодробно заболяване, при последните е направена и биопсия) на възраст между 0 и 18 години доказва, че полът, мястото на измерване (в междуребрието или в епигастриума) и дишането не влияят на чернодробната плътност [11].

Sporea и сътр., както и други автори препоръчват използването на средна аритметична стойност от 3 измервания чрез интеркостален достъп на десен лоб на 1.5-2 см под Глисоновата капсула, като се избягват големите кръвоносни съдове, в легнало по гръб положение с вдигната дясна ръка, на гладно [9, 18].

Световната федерация по ултразвук в медицината и биология (WFUMB) за SSWE препоръчва 4 измервания [9]. За разлика от останалите еластoграфски методики, които се влияят съществено от храненето, A. Popescu и сътр. в проучване с 50 чернодробно здрави доброволци доказват, че приемът на храна не увеличава значимо плътността на черния дроб на 30-та, 60-та и 120-та минута след хранене за SSWE [16]. Този извод е от голямо значение, защото малките деца и кърмачета не съдействат при изследването, ако са гладни.

С разширяване на показанията и натрупването на опит, ултразвуковата еластография  замества извършването на чернодробна биопсия за оценка на чернодробната фиброза при възрастни с хронични вирусни хепатити.

2D-SWE има отлична диагностична стойност (AUROC >0.90) за откриване на напреднала фиброза (F3) и цироза (F4) при възрастни с хепатит C [4, 6]. Диагностичната стойност (AUROC) се движи между 0.85 и 0.91 за разграничаване на сигнификантна фиброза (F2) и между 0.92 и 0.98 за цироза (F4) при възрастни с хепатит B (3).

От октомври 2019 г. в България бе възприето становището, че извършването на еластография и още един неинвазивен тест (APRI, FIB-4, Fibrotest) са достатъчни за верифициране на фиброзата и съответно за започване на лечение. Преди това хистологичното изследване бе абсолютно необходим критерий за започване на лечение с директно действащи антивирусни средства (ДДАС)  при възрастни с хепатит С.

В България за първи през 2018 г. Дойков в своя дисертационен труд използва pSWE и кръвни маркери за оценка на чернодробната фиброза при възрастни с хронични вирусни хепатити, алкохолна болест и НАМЧБ [1]. Той съобщава за диагностична стойност на pSWE при хепатит B AUROC 0.962 (p=0.001, Cl 95% 0.922-1.001) за F3. При пациентите с хепатит C AUROC e 0.926 (p=0.001, Cl 95% 0.834-1.018) за F3.

През 2019 г. Комитова и сътр. съобщават за cut off 10.0 kPa с чувствителност 89% и специфичност 95% на 2D-SWE (GE, Logiq S8, E9) за цироза при 72 възрастни с хепатит C [2].

Предстои отмяна на задължително извършване на биопсия и при деца с хепатит C. В момента на лечение с ДДАС подлежат деца с хепатит С над 12-годишна възраст и тегло над 35 кг. Първото съобщение в България за опита при деца с хепатит С установява намаление на чернодробната плътност след успешно лечение с ДДАС [3]. Използвана е Supersonic shear-wave еластография, фиг. 4.

 

Фиг. 4. SSWE еластография при 15-годишно момче с хроничен С хепатит. Средната чернодробна плътност 6.1 kPa отговаря на хистологичния резултат за фиброза по METAVIR – F2. Норма < 5.86 кPa.

 

Освен при хронични вирусни хепатити еластографията при деца може да се използва при диагностициране и проследяване на НАМЧБ, муковисцидоза, автоимунен хепатит, трансплантиран черен дроб и други хронични чернодробни заболявания. Еластографията има предимство за диагностициране и на огнищни солидни лезии, чиито образ на конвенционална ехография в В-mode имат еднаква или близка ехогенност с тази на чернодробния паренхим. На фиг. 5 е представена еластографията на 14-годишно момче с метастази от дезмопластичен кръглоклетъчен тумор. Прави впечатление значително по-високата плътност на метастазата, демонстрирана в червено, 159.7 кPa. Нормалната плътност на чернодробния паренхим при деца е под 5.86 kPa и се изобразява в хомогенно синьо, фиг. 6. За сравнение, на фиг. 7 е показан ехографският образ в B-mode при същото момче, при който не се намират патологични ехографски образи. Увреденото общо състояние, наличието на асцит и трансаминазна активност при този пациент дадоха основание, въпреки незабележителната конвенционална ехография, да се извърши еластография. Откритите при нея чернодробни метастази се потвърждават от последвалата компютърна аксиална томография, обективизирано е първичното огнище.

 

 

Фиг. 5. Еластография на 14-годишно момче с метастази от дезмопластичен кръглоклетъчен тумор.

 

Фиг. 6. Нормална еластография – 4.7 kPa при 14-годишно момче.

 

Фиг. 7. Чернодробна ехография в B-mode на 14-годишно момче с метастази от дезмопластичен кръглоклетъчен тумор.

 

Както транзиентната еластография (FibroScan), така и 2D-SWE (SSWE) имат ограничения при изразена холестаза и много високи стойности на трансаминазите (повече от 5 пъти над нормата), остър хепатит, хемолиза, конгестия и инфилтративни процеси [3]. Транзиентната еластография не може да се използва при наличие на асцит [17]. Възможно е, извършването на 2D-SWЕ да е затруднено при наличие на голямо количество асцит [3]. Затруднено е и получаването на качествен образ (резултат) при възрастни чрез 2D-SWE (SSWE) при дебелина на гръдния кош интеркостално ≥25 мм, ИТМ ≥30 кг/м², хистологично доказана стеатоза и коремна обиколка ≥102 см [3].

За да се усвои правилно методът на транзиентната еластография, са необходими над 500 измервания и над 300 конвенционални ехографии или поне 50 еластографии под контрол на експерт за 2D-SWE, според Световната федерация на дружествата по ехография в медицината и биологията (WFSUMB) [9].

 

В заключение

Ултразвуковата еластография е леснодостъпен неинвазивен метод за диагностициране на степента на чернодробната фиброза и проследяване на еволюцията на хроничните чернодробни заболявания както при възрастните, така и при децата. Методът е безболезнен и безвреден. Възприема се лесно от пациентите и техните родители. От първостепенно значение е изследването да бъде извършено от висококвалифициран специалист.

 

Библиография:

1. Дойков, Д. Еластография в реално време като метод за оценка на плътността на черния дроб при хроничната чернодробна болест. Дисертационен труд за присъждане на образователна и научна степен „доктор“. Медицински университет – Пловдив
2. Комитова, Т., Герджикова, К., Терзиев, И. Неинвазивна оценка на вирусен хепатит с – настояще и бъдеще. Диагностичен и терапевтичен ултразвук. 2019. 2 (27):24-25.
3. Кофинова, Д, Хаджийски, П., Шентова-Енева, Р., Байчева, М., Янева, П. Първи български опит с комбинацията Ledipasvir/Sofosbuvir при лечение на деца с хроничен хепатит С. Педиатрия. 2020. 2:32-34.
4. Bamber, J, Cosgrove, D, Dietrich, CF et al. EFSUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Use of Ultrasound Elastography. Part 1: Basic Principles and Technology. Ultraschall in Med. 2013, 34:169-184.
5. Desai, NK, Harney, S, Raza, R et al. Comparison of controlled attenuation parameter and liver biopsy to assess hepatic steatosis in pediatric patients. J Pediatr. 2016. 173:160-4.
6. Dietrich, CF, Bamber, J, Berzigotti, A et al. EFSUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Use of Liver Ultrasound Elastography, Update 2017 (Long Version). Ultraschall Med. 2017 Apr 13.
7. Engelmann, G. et al. Feasibility study and control values of transient elastography in healthy children. Eur J Pediatr, 2012. 171(2):353-360.
8. Ferraioli, G, Calcaterra, V, Lissandrin, R et al. Noninvasive assessment of liver steatosis in children: the clinical value of controlled attenuation parameter. BMC Gastroenterol. 2017 May 4. 17(1):61.
9. Ferraioli, G, Filice, C, Castera, L,et al. WFUMB guidelines and recommendations for clinical use of ultrasound elastography: Part 3: liver. Ultrasound Med Biol. 2015 May. 41(5):1161-79.
10. Fitzpatrick E et al. Transient elastography is a useful noninvasive tool for the evaluation of fibrosis in paediatric chronic liver disease. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2013;56(1):72–76
11. Franchi-Abella, S. Etl al. Feasibility and Diagnostic Accuracy of Supersonic Shear-Wave Elastography for the Assessment of Liver Stiffness and Liver Fibrosis in Children: A Pilot Study of 96 Patients. 2016 Feb. 278(2):554-62.
12. Fraquelli, M, Rigamonti, C, Casazza, G, et al. Reproducibility of transient elastography in the evaluation of liver fibrosis in patients with chronic liver disease. Gut 2007. 56:968-
13. Jung, C, Groth, M, Petersen, KU et al. Hepatic shear wave elastography in children under free-breathing and breath-hold conditions. Eur Radiol. 2017 Jun 20.
14. Leung, VY et al. Quantitative Elastography of Liver Fibrosis and Spleen Stiffness in Chronic Hepatitis B Carriers: Comparison of Shear-Wave Elastography and Transient Elastography with Liver Biopsy Correlation. Radiology. 2013 Aug 2.
15. Mueller, S, Sandrin, Liver stiffness: a novel parameter for the diagnosis of liver disease. Hepat Med. 2010. 2:49-67.
16. Popescu, А et al. The influence of food intake on liver stiffness measurements obtained by two 2D-SWE methods. Ultraschall in Med. 2016. 37-PS4_16.
17. Shiina, JSUM ultrasound elastography practice guidelines: basics and terminology. J Med Ultrason. 2013. 40(4):309-23.
18. Sporea, I et al. How many measurements are needed for liver stiffness assessment by 2D-Shear Wave Elastography (2D-SWE) and which value should be used: the mean or median? Med Ultrason. 2013. 15, no. 4, 268-272.
19. Sporea, I, Sirli, R. Hepatic Elastography Using Ultrasound Waves. 2016. рp. 8.