Базовий клінічний досвід із застосування дисперсії зсувної хвилі для визначення в’язкості печінки

Вступ

Еластографія зсувної хвилі (SWE) забезпечує кількісне вимірювання та відображення еластичності тканини в реальному часі.

Інформація в літературі свідчить про те, що SWE є швидким і ефективним методом оцінки фіброзу печінки, хоча існують обмеження при оцінці пацієнтів із запаленням або стеатозом. Основною причиною обмежень є те, що властивості в’язкості не враховуються в поточних алгоритмах для кількісного визначення еластичності печінки. Насправді тканина печінки має в’язкопружні характеристики, і поширення зсувних хвиль у печінці залежить як від еластичності, так і від в’язкості.

Визначено, що такі захворювання печінки, як неалкогольний стеатогепатит (НАСГ), неалкогольна жирова хвороба печінки (НАЖХП) або гострий гепатит, збільшують в’язкість печінки, яка може вплинути на оцінку жорсткості. Тому точна кількісна оцінка жорсткості при захворюваннях печінки, пов’язаних зі стеатозом і запаленням, є складною. Раннє виявлення та лікування гострого гепатиту та широко поширеної жирової дистрофії печінки дає можливість запобігти погіршенню стану пацієнта. Саме тому, на початкових етапах, критично важливо враховувати і в’язкість.

Малюнок 1.

4-віконне зображення для кількісного визначення SWE/SWD.

(a) Швидкість зсувної хвилі (b) Карта дисперсії (c) Карта сірої шкали (d) Карта поширення зсувної хвилі

Зображення дисперсії зсувної хвилі в системах Aplio I можна активувати автоматично в режимі еластографії зсувної хвилі. Карта дисперсії забезпечує візуалізацію дисперсійної кривої, яка визначає параметри, безпосередньо пов’язані з в’язкістю.

Відображається розрахункове значення дисперсії (м/с/кГц) і її стандартне відхилення. У режимі чотиривіконного перегляду SWE (Малюнок 1) можна одночасно оцінити швидкість розповсюдження зсувної хвилі або жорсткість (Карта швидкості, Карта еластичності), контури розповсюдження зсувної хвилі (Карта поширення), сіру шкалу та дисперсійне відхилення (Карта дисперсії).

Печінка є в’язкопружною, і швидкість зсувної хвилі залежить як від еластичності, так і від в’язкості. У реологічних моделях в’язкопружного матеріалу в’язкість (Па·с) представлена як амортизатор, а еластичність – як пружина (кПа). В’язкість є мірою опору відносному зсувному руху, тобто, подібно до амортизатора, тканина демонструє рух під час поступової деформації замість раптової деформації. Еластичність вимірює здатність тканини чинити опір деформації та повертатися до початкового стану, тобто подібного до пружини, яка стискається під тиском і розширюється, коли тиск слабшає. Існує дві поширені в'язкопружні моделі: Максвелла, яку можливо представити, як пружину і амортизатор, з'єднані послідовно; і Фойгта, яку можливо представити як паралельно з'єднані пружину і амортизатор.

Малюнок 2. У реологічних моделях в’язкопружного матеріалу в’язкість (Па·с) представлена як амортизатор, а еластичність – як пружина (кПа).

Малюнок 3. Поточний алгоритм отримання еластичності (кПа)

Малюнок 4. Зв’язок між швидкістю зсувної хвилі та частотою зсувної хвилі в ідеально еластичній тканині та в’язкопружній тканині

Однак у в’язкопружній тканині швидкість змінюється залежно від частоти. При постійній еластичності, зі збільшенням в’язкості відбувається збільшення залежності швидкості від частоти (Малюнок 5). Дисперсія і в'язкість демонструють позитивну кореляцію.

Shear Wave Dispersion Imaging (SWD) — це інноваційна технологія для візуалізації дисперсії (відхилення). Слід зазначити, що SWD не розраховує в'язкість безпосередньо, однак SWD дає можливість отримання фактичної кількісної оцінки дисперсії, яка є параметром, безпосередньо пов'язаним з в'язкістю.

Малюнок 6. Схематична діаграма обробки карти дисперсії зсувної хвилі

Клінічна оцінка

У провели велику кількість досліджень і отримали великий масив даних із використанням дисперсії зсувної хвилі Була кількісно визначена в’язкопружність за допомогою зсувної хвилі SWE та дисперсії SWD у пацієнтів із нормальною печінкою (контрольна група), неалкогольною жировою хворобою печінки (НАЖХП), неалкогольним стеатогепатитом (НАСГ), хронічним гепатитом (B, C, алкогольним), цирозом печінки (С, алкогольним) і гострим гепатитом. Наступні випадки базуються на нашому отриманому досвіді.

Малюнок 7. Випадок 1: Нормальна печінка

Тромбоцити: 309 × 103 мкл, AСT: 19 од/л, AЛT: 13 од/л, Загальний білірубін: 0,4 мг/дл

Малюнок 8 Випадок 2: НАСГ

Тромбоцити: 248 × 104 мкл, AСT: 78 ОД/л, AЛT: 172 ОД/л, Загальний білірубін: 0,42 мг/дл

Малюнок 9 Випадок 3: Гостра інфекція гепатиту А

Тромбоцити: 134 × 103 мкл, AСT: 6760 Од/л, AЛT: 7698 Од/л, Загальний білірубін: 4,59 мг/дл

Малюнок 10 Випадок 4: НАСГ - Цироз

Тромбоцити: 4,6 × 103 мкл, AСT: 48 Од/л, AЛT: 49 Од/л, Загальний білірубін: 1,10 мг/дл

Малюнок 11 Випадок 5: цироз печінки, спричинений ВГС

Тромбоцити: 113 × 103 мкл, AСT: 85 ОД/л, AЛT: 62 ОД/л, Загальний білірубін: 0,94 мг/дл

Малюнок 12 Кореляція між швидкістю зсувної хвилі та дисперсією в клінічній оцінці

Попередній клінічний досвід дисперсійної візуалізації зсувної хвилі (SWD) показує, що еластичність є більш ефективним параметром для оцінки фіброзу печінки, тоді як в’язкість є більш ефективною для оцінки некрозапальних змін і відкладення жиру. На додаток до традиційної візуалізації в’язкопружності за допомогою зсувної хвилі, SWD є інноваційною технікою візуалізації, яка пропонує оцінку в’язкості з потенціалом для додаткової патофізіологічної інформації щодо клінічної оцінки печінки.