Хронические заболевания печени — серьезная проблема здравоохранения во всем мире. По данным ILC на 2019 год, более 1,69 млрд человек страдает от той или иной хронической патологии печени. 20–30% населения планеты Земля имеют неалкогольную жировую болезнь печени (НАЖБП), у 3–5% есть неалкогольный стеатогепатит, а у более чем 3 млн — цирроз или рак печени. Последние две патологии входят в десятку наиболее частых причин смерти людей трудоспособного возраста.[1]
Многочисленные предрасполагающие факторы риска цирроза и рака печени (в первую очередь, вирусный гепатит, НАЖБП, хронический алкогольный гепатит, аутоиммунный гепатит, токсический гепатит, связанный с приемом лекарств) при своевременном выявлении и лечении поддаются коррекции со значительным снижением риска злокачественного перерождения и массивного фиброзирования органа.[2]
Эластография (Elastography-EUS, RTE) — это ультразвуковой метод визуализации, позволяющий качественно и количественно оценить структуру печени. На сегодняшний день эластография (в отечественной литературе также встречается термин «эластометрия») с большим успехом применяется в гепатологии и благодаря своей высокой чувствительности и специфичности входит во все современные алгоритмы диагностики заболеваний печени.[3] В статье расскажем, в чем заключается суть метода, опишем его преимущества и недостатки, а также предоставим информацию о возможностях современных систем для проведения эластографии.
Содержание:
Транзиентная эластография в оценке фиброза печени- Что такое эластография печени
- Показания для проведения
- Методы эластографии
- Преимущества транзиентной эластографии
- Возможности для определения стадии фиброза печени
- Сложности в применении
- Сравнение с другими методами исследования
- Функции аппаратов Mindray для оценки фиброза
- Заключение
Что такое эластография печени
Эластография представляет собой группу диагностических ультразвуковых методов, позволяющих оценивать упругие свойства и жесткость тканей организма.[4] В настоящее время она считается ценной опцией к стандартному ультразвуковому исследованию печени, так как полученная с ее помощью дополнительная информация расширяет диагностический арсенал врача и открывает новые возможности выявления и объективной регистрации различных заболеваний данного органа во всех возрастных группах пациентов.[5]
Метод эластографии основан на обнаружении различий эластических свойств тканей: их упругости, жесткости/сжимаемости и растяжимости.[6] Первые работы по разработке данной методики принадлежат А. П. Сарвазяну (Институт биофизики АН СССР), А. А. Фазылову и И. Х. Юхананову (НИИ онкологии и радиологии Минздрава Узбекистана). В 70–80х гг. прошлого столетия ученые обнаружили, что при ультразвуковом сканировании ткань печени изменяет свое положение в зависимости от акустического давления. В то время этот феномен получил название «свойство адиабатической сжимаемости тканей». В современной литературе он известен как «компрессионная эластография».[7]
Физической основой этой технологии стала теория, предложенная Томасом Юнгом, который еще на рубеже XVIII–XIX веков описал количественный способ представления степени смещения (деформации тканей) в зависимости от давления, приложенного извне.[8] В качестве меры таких упруго-эластических свойств ученый предложил использовать модуль продольной упругости (модуль Юнга, Е(Па)) — физическую величину, характеризующую свойства материала сопротивляться растяжению и сжатию при упругой деформации.[9]
Таким образом, модуль упругости Юнга отражает жесткость материала и его способность выдерживать приложенные нагрузки без значительных деформаций. Получается, что, чем больше значение модуля продольной упругости Е, тем большую жесткость имеет ткань. Работа современных аппаратов для проведения эластографии вычисляет модуль Юнга автоматически и выводит его величину на экран. Норма для ткани печени — не более 5,5 кПа.[10]
Продолжая исследования А. П. Сарвазяна, А. А. Фазылова и И. Х. Юхананова, спустя 10 лет ученые из Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова разработали и теоретически обосновали технологию эластографии сдвиговой волны, которая легла в основу всех современных ультразвуковых методик по определению эластичности и жесткости тканей.[11]
Показания для проведения
Ультразвуковое мультипараметрическое исследование, включающее стандартное УЗ-сканирование, допплерографию и эластографию, является основой диагностики заболеваний печени.[12] УЗИ с эластографией показано при широком круге как диффузных, так и очаговых заболеваний печени:
- неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП);
- алкогольная болезнь печени;
- хронические вирусные гепатиты;
- лекарственное поражение печени;
- аутоиммунные заболевания печени;
- доброкачественные и злокачественные новообразования печени.[13] [14]
Помимо первичной диагностики, эластография отлично зарекомендовала себя как способ динамического контроля эффективности лечения.[15]
Методы эластографии
Актуальную на сегодняшний день классификацию методов эластографии печени можно представить следующим образом:
- Компрессионная эластография (Strain Elastography, SE).
- Эластография сдвиговой волны (Shear Wave Elastography Image, SWEI).
- механическая или транзиентная (Transient Elastography, TE);
- электронная:
- двухмерная (2D Shear Wave Elastography, 2D-SWE).[16] [17]
Компрессионная эластография подразумевает сдавливание тканей во время исследования. Компрессия может осуществляться рукой исследователя, специальной насадкой на ультразвуковом датчике или ультразвуковым излучателем. Это позволяет сравнивать упругость различных участков печени и отображать результаты в цвете:[18]
Таким образом, компрессионная эластография не анализирует и не визуализирует какие-либо вибрации или волны в тканях, выдавая только качественную информацию, характеризующую жесткость одного участка по сравнению с другим, не позволяя представить результаты исследования количественно.[19] Эту проблему решает эластография сдвиговой волной. Остановимся на ней и ее разновидности — транзиентной (вибрационной) эластографии — более подробно.
Эластография печени сдвиговой волной
Патологические изменения в структурах паренхиматозных органов (в частности, печени) приводят к изменениям сдвиговой упругости, которые можно зафиксировать с помощью специального ультразвукового-датчика. Это явление и было положено в основу эластографии сдвиговой волной. Она позволяет выявлять начальные изменения жесткости тканей, а значит, обнаруживать самые ранние признаки заболевания печени через визуализацию распределения сдвигового модуля.[20]
Датчик УЗИ для проведения эластографии сдвиговой волной генерирует ультразвуковые волны, которые порождают поперечные колебания, скорость прохождения которых зависит от эластических свойств тканей, их жесткости/мягкости.[21]
Далее датчик улавливает отраженные ультразвуковые волны, передает их параметры на аппарат УЗИ, который обрабатывает полученные данные и отображает их в виде сдвиговой эластограммы на высокой частоте в В-режиме (двухмерное изображение в режиме реального времени).[22]
Результаты исследования представляют собой характеристики скорости сдвиговой волны, вызванной акустическим или ультразвуковым воздействием (как при ARFI или 2D-SWE) или механическим толчковым импульсом (как при транзиентной эластографии).
Транзиентная эластография в оценке фиброза печени
Особенностью транзиентной эластографии печени является то, что сдвиговые волны генерируются внешним механическим толчком.[23] Эти толчки (вибрации) продуцируются специальным комбинированным датчиком, в котором имеется источник механических колебаний — поршень. Датчик размещается на поверхности тела пациента в проекции печени.В ходе обследования поршень начинает производить периодические механические колебания, которые циркулярно передаются в ткани органа и формируют в нем сдвиговые волны. Через настройки УЗ-аппарата можно устанавливать глубину проникновения сдвиговых волн. Таким образом, транзиентная эластография позволяет получать достоверные данные о скорости точечной сдвиговой волны на фокусной глубине печени.[24]
Преимущества транзиентной эластографии
К преимуществам транзиентной эластографии относят:
- хорошую воспроизводимость;
- большой исследуемый объем органа (около 4 см3);
- широкий диапазон измеряемых значений;
- высокую эффективность в диагностике выраженного фиброза печени;
- быстроту проведения обследования;
- безболезненность;
- высокую безопасность;
- отсутствие необходимости в специальной подготовке к обследованию.[25]
Возможности для определения стадии фиброза печени
Результат исследования эластичности ткани будет соответствовать определенной степени фиброза печени по шкале французской совместной исследовательской группы METAVIR. Стадии фиброза, согласно этой системе:
- F0 = нормальная печень;
- F1 = минимальный фиброз;
- F2 = значительный фиброз;
- F3 = тяжелый фиброз;
- F4 = цирроз.[26]
Сложности в применении
- Недостатками транзиентной эластографии могут считаться:
- недостаточная дифференцировка между промежуточными стадиями фиброза печени;
- ограничения в применении при асците, беременности, ожирении и узких межреберных промежутках;
- некоторый процент ложноположительных результатов при остром гепатите и внепеченочном холестазе;
- необходимостью качественного обучения специалистов для хорошей воспроизводимости методики.[28] [29]
Сравнение с другими методами исследования
«Золотым стандартом» диагностики хронических заболеваний печени является пункционная биопсия с гистологическим исследованием печеночной ткани. В то же время возможность потенциальных осложнений, целый ряд противопоказаний к выполнению процедуры, низкая комплаентность пациентов, а также неверная трактовка полученных результатов из-за малого количества исследуемого материала и невозможности взять биоптаты со всего объема паренхимы оказываются существенными ограничениями этого метода диагностики.[30]
Эластография позволяет избежать инвазивную и дорогостоящую процедуру биопсии печени.[31] Исследователями установлено, что эластография обеспечивает не только достоверную диагностику стадии цирроза печени, но и улучшает раннее выявление фиброзного процесса в печени и может подтвердить диагноз цирроза без выполнения пункционной биопсии.[32] Причем более высокая диагностическая информативность эластографии сдвиговой волны по сравнению с биопсией печени отмечалась не только при диффузных изменениях печени, но и при очаговых.[33]
Кроме того, некоторые ученые считают, что транзиентная эластография сопоставима по диагностической ценности с магнитно-резонансной томографией и превосходит в прогностической значимости определения биохимических маркеров фиброза печени.[34] Неудивительно, что многие специалисты справедливо считают эластографию сдвиговой волной основным доказанно эффективным методом неинвазивной диагностики заболеваний печени.[35]
Нередко транзиентную эластографию идентифицируют с системой диагностики «Фиброскан» (FibroScan, Франция) и даже саму процедуру исследования нарицательно именуют фибросканированием. Однако аппараты FibroScan — не единственное оборудование для эластографии сдвиговой волной. Многие современные производители УЗ-аппаратов успешно реализовали данную функцию в своих продуктах. Так, в сравнительных исследованиях Ren X. et al (2021) и Febryani J. C. et al. (2022) возможностей FibroScan (Echosens, France) и Hepatus (Mindray, China) не было получено различий в диагностической ценности методик.[37]
Функции аппаратов Mindray для оценки фиброза
Одними из лучших современных аппаратов для вибрационной эластографии печени признана линейка приборов для ультразвуковой визуализации от компании Mindray: Hepatus 5 и Hepatus 6. Системы Hepatus предназначены для оценки степени фиброзных изменений печени и могут предоставить информацию о тяжести болезни в настоящий момент времени, а также спрогнозировать ее дальнейшее течение.
Линейка приборов оснащена актуальным пакетом программ для эластографии с возможностью автоматической обработки результатов.[38] Вывод информации о состоянии печени проводится через сеть Wi-Fi или при непосредственном подключении через USB-порт к персональному компьютеру или принтеру, что позволяет быстро распечатать результаты исследования и оперативно предоставить их лечащему врачу или пациенту.
Полная зарядка аккумулятора аппаратов Hepatus происходит менее чем за 4 часа. В состоянии ожидания с полностью заряженным аккумулятором система может находиться более 22 часов.
Оборудование снабжено фирменными опциями Mindray:
- iStorage — обеспечивает непосредственную передачу изображений и отчетов на компьютер по сетевому кабелю;
- iStation — встроенная рабочая станция, включающая DVD-RW привод, HDMI выход и порты USB 3.0;
- iNeedle (улучшение визуализации иглы) — опция для проведения биопсии под УЗ-контролем, которая использует дополнительный регулируемый наклонный ультразвуковой луч, перпендикулярный направлению иглы;
- iWorks — пакет автоматизированных протоколов для исследований, облегчающий специалисту процесс обработки и интерпретации результатов;
- iVocal — функция голосового управления аппаратом;
- iTouch — пакет программ, помогающий врачу ультразвуковой диагностики в преднастройке аппарата для максимально качественной визуализации, существенно облегчая работу и уменьшая время исследования.
Передовые технологии эластографии
В системах Hepatus 5 и Hepatus 6 реализована инновационная технология ViTE (визуализированная транзиентная эластография), которая позволяет определить и оценить степень фиброза и стеатоза печени под ультразвуковым визуальным контролем в режиме реального времени у пациентов всех возрастных групп и различного телосложения. ViTE помогает избежать помех, создаваемых кровеносными сосудами, повышает точность и надежность измерений.
В аппаратах Mindray тщательно продуман комплекс индексов качества, позволяющих исследователю проводить измерения согласно существующим стандартам под визуальным контролем. Для этого на мониторе отображается индикатор давления датчика и индикатор индекса M-STB, реагирующего на дыхательные движения пациента. Нахождение индикаторов в «зеленом диапазоне» позволяет провести количественную оценку состояния тканей печени с максимальной точностью.
Система автоматически сохраняет только удачные попытки и отсеивает неудачные, минимизируя таким образом диагностические ошибки. Для дополнительного контроля качества используется межквартильный интервал (IQR), который отражает степень достоверности полученных данных. Отслеживание этого показателя рекомендовано клиническими рекомендациями по проведению эластографии печени. Он должен быть менее 30%.[39]
Характеристики эластичности печени (степени ее фиброза) на приборах Hepatus 5 и Hepatus 6 отображаются в виде значения модуля продольной упругости Е, а данные о степени стеатоза модуля LiSA (Liver Ultrasound Attenuation), основанного на регистрации скорости затухания ультразвуковой волны в толще печени.
Исследование на аппаратах Hepatus занимает не более 5 минут, что позволяет проводить качественную диагностику в условиях большого потока пациентов.
Версия Hepatus 6 может частично заменить основной УЗ-сканер, так как поддерживает функционирование конвексного УЗ-датчика, обеспечивая превосходное ультразвуковое изображение для комплексной оценки морфологии и гемодинамики печени и исследования органов брюшной полости.
Заключение
- Эластография — передовой неинвазивный метод диагностики различных заболеваний печени, в первую очередь, неалкогольной жировой болезни печени (НАЖБП) и цирроза.
- Высокая диагностическая ценность эластографии позволяет использовать метод как достойную альтернативу более дорогой и менее безопасной биопсии печени.
- Транзиентная эластография как разновидность эластографии сдвиговой волной обеспечивает возможность количественного определения степени стеатоза и фиброза согласно современным клиническим рекомендациям и алгоритмам.
- В системах Hepatus (Mindray, Китай) реализованы самые современные технологии для высокоточной диагностики изменений паренхимы печени.
