Ilościowe USG do oceny stłuszczenia wątroby w MAFLD z UDFF

1. Podstawa badawcza

MAFLD (NAFLD) jest uważana za najczęstszą przewlekłą chorobę wątroby u dorosłych na świecie, dotykającą ponad 30% światowej populacji. Poprzednie badania wykazały, że 55–80% pacjentów z NAFLD cierpi na cukrzycę typu 2. Wczesna ocena i diagnoza cech stłuszczenia wątroby ma kluczowe znaczenie dla szybkiego leczenia lub interwencji w celu zmniejszenia ryzyka zwłóknienia wątroby i zahamowania postępu choroby w MAFLD/NAFLD.

Obecnie biopsję wątroby uważa się za „złoty standard” w ocenie, stopniowaniu i określaniu aktywności zapalnej stłuszczenia i zwłóknienia wątroby. Biopsja wątroby ma jednak pewne ograniczenia, takie jak ból, krwawienie, infekcja, wyciek żółci, co powoduje brak możliwości szerokiego stosowania i ponownego wykrywania biopsji wątroby, szczególnie w przypadku dynamicznej oceny stanu pacjenta w trakcie leczenia.

Dlatego w ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszy się nieinwazyjna diagnostyka zawartości tłuszczu w wątrobie. Konwencjonalna ultrasonografia jest najpowszechniej stosowaną metodą obrazową w ocenie stłuszczenia wątroby. Konwencjonalną tomografię komputerową jamy brzusznej można również zastosować do diagnostyki stłuszczenia wątroby, ale jej czułość jest podobna lub nawet niższa niż w przypadku ultrasonografii, przy jednoczesnym uwzględnieniu promieniowania, co ogranicza jej zastosowanie w badaniach przesiewowych i ocenie stłuszczenia wątroby. Inne metody obrazowania obejmują spektroskopię rezonansu magnetycznego (MRS) i kodowanie chemiczne rezonansu magnetycznego (MRI). Spektroskopia rezonansu magnetycznego (MRS) wykorzystuje różnicę w częstotliwości rezonansowej między sygnałami protonów wody i tłuszczu do pomiaru frakcji tłuszczu o gęstości protonu (PDFF). MRI-PDFF jest ściśle powiązany z histologiczną oceną zawartości tłuszczu w wątrobie i jest obecnie najczulszą nieinwazyjną metodą wykrywania i ilościowego oznaczania stłuszczenia wątroby.

UDFF to nowatorska i unikalna technologia nieinwazyjnego oznaczania zawartości tłuszczu w wątrobie, wyposażona w system ultradźwiękowy Siemens ACUSON Sequoia. UDFF jest obliczany na podstawie dwóch wartości parametrów: współczynników tłumienia (AC) i współczynników rozproszenia wstecznego (BSC). Te dwa parametry określa się poprzez porównanie zawartości częstotliwości sygnałów echa rozproszonego wstecz na różnych głębokościach tkanki i modułu referencyjnego symulowanej tkanki. Wiadomo, że wartości AC i BSC modułu referencyjnego są stałe. Porównując można rozdzielić tłumienie tkanek i oszacować ich AC. Stosunek dwóch widm i AC modułu można również wykorzystać do oszacowania współczynnika rozproszenia wstecznego próbek tkanek. Po obliczeniu i oszacowaniu BSC zastosowano unikalny, zastrzeżony algorytm matematyczny do oszacowania wartości UDFF próbki tkanki przy 3 MHz. Konwertuj BSC na UDFF w procentach, używając specjalnego algorytmu (P) (linearyzacja 3 MHz BSC, aby uzyskać UDFF). W przeciwieństwie do wartości AC i BSC, UDFF uzyskany za pomocą specjalnych algorytmów ma liniową zależność od zawartości tłuszczu w wątrobie. Wraz ze wzrostem zawartości tłuszczu wzrasta również wartość wskaźnika UDFF.

UDFF może szybko i nieinwazyjnie określić zawartość tłuszczu w wątrobie w ciągu kilku sekund podczas rutynowego badania ultrasonograficznego jamy brzusznej. Technologia ta jest nieinwazyjna, bezbolesna, prosta i niezawodna i przyczyni się do diagnostyki i dynamicznej oceny MAFLD w trakcie procesu leczenia, odgrywając ważną rolę w rokowaniu pacjenta.

Oprócz odkładania się tłuszczu w wątrobie (balonowa transformacja komórek wątroby), zwłóknienie wątroby jest ważnym wskaźnikiem monitorowania postępu MAFLD. W systemie ultradźwiękowym Siemens Sequoia pomiar elastografii fali poprzecznej (SWE) można przeprowadzić jednocześnie przy użyciu tej samej sondy, co w technologii UDFF.

Ponieważ MAFLD to szereg chorób, które mogą wiązać się z różnymi powikłaniami metabolicznymi, takimi jak choroby układu krążenia, cukrzyca typu 2, co prowadzi do złożoności leczenia MAFLD. Początkowy plan leczenia MAFLD obejmuje obecnie zmiany stylu życia, w tym kontrolowanie diety i ćwiczeń fizycznych, ostatecznie prowadzące do utraty wagi. Utrata masy ciała, niezależnie od zastosowanej metody, jest silnie powiązana z poprawą histologiczną w MAFLD, przy czym nawet 5% utrata masy ciała wskazuje na zmniejszenie stłuszczenia wątroby u pacjentów.

Chirurgia bariatryczna (BS) jest bardzo atrakcyjną opcją dla pacjentów ze znaczną otyłością. Po operacji bariatrycznej może wystąpić długotrwała utrata masy ciała (15–25%) i remisja cukrzycy, a także śmiertelność, zdarzenia sercowo-naczyniowe i wystąpienie nowotworu. Badania wykazały, że chirurgia bariatryczna może znacząco obniżyć wskaźnik aktywności NAFLD wątroby (z 5 do 1), a u 33,8% pacjentów stwierdzono zmniejszone zwłóknienie wątroby. Ze względu na wykorzystanie biopsji wątroby do oceny zmian histologicznych wątroby w obserwacji NAFLD/MAFLD podczas operacji bariatrycznych, biopsja wątroby nie może być szeroko stosowana i powtarzalna ze względu na jej inwazyjny charakter i różnice w ocenie patologicznej wśród obserwatorów. Elastyczna ocena dynamiczna jest trudna do osiągnięcia, zwłaszcza dla pacjentów w trakcie leczenia i obserwacji.

W badaniu przeprowadzona zostanie szczegółowa analiza charakterystyki badania ultrasonograficznego wątroby u pacjentów planujących operację bariatryczną. Wykorzystując technologię UDFF+SWE, zaproponowana zostanie nowa metoda nieinwazyjnej oceny stopnia zaawansowania MAFLD w diagnostyce prostego stłuszczenia wątroby, stłuszczeniowego zapalenia wątroby, stłuszczeniowego zwłóknienia wątroby i powiązanej marskości wątroby. Zbadana zostanie częstość występowania i czynniki ryzyka u pacjentów z nadwagą i otyłością cierpiących na MAFLD, a także zbadany zostanie wpływ odwrotny leczenia odchudzającego na MAFLD u otyłych pacjentów.

2 Cele badawcze

Celem pracy jest prospektywna ocena UDFF pod kątem wykrywania stłuszczenia wątroby i ilościowego określenia zawartości tłuszczu w wątrobie, a jednocześnie ocena SWE pod kątem wykrywania zwłóknienia wątroby za pomocą sondy DAX u pacjentów planujących operację bariatryczną. Dzięki technologii UDFF i technologii elastycznej fali poprzecznej zaproponowana zostanie nowa nieinwazyjna metoda oceny ultradźwiękowej do diagnostyki w skali MAFLD prostego stłuszczenia wątroby, stłuszczeniowego zapalenia wątroby, stłuszczeniowego zwłóknienia wątroby i powiązanej marskości wątroby.

3 Protokół badania

Do wykrywania frakcji tłuszczowej wątroby u pacjentów planujących operację bariatryczną wykorzystano technologię UDFF, natomiast do monitorowania sztywności wątroby metodą SWE. Diagnozę patologiczną zastosowano jako złoty standard w celu określenia korelacji między odpowiednimi wielkościami cech a zwłóknieniem, stopniem zapalenia i stopniem stłuszczenia. Utworzono równania regresji wielokrotnej w celu uzyskania wyników UDFF dla różnych stopni MAFLD i różnych progów diagnostycznych. Analizuj jego skuteczność diagnostyczną poprzez wewnętrzne i zewnętrzne metody weryfikacji.

Każdy uczestnik zostanie poddany badaniu USG (UDFF+SWE) przed operacją bariatryczną oraz 1 miesiąc, 3 miesiące, 6 miesięcy i 12 miesięcy po operacji.

3.1 Obserwuj przedmioty

3.1.1 Ogólne zbieranie informacji klinicznych

Płeć, wiek, wzrost, waga, talia, BMI, ciśnienie krwi, zapalenie wątroby w wywiadzie, cukrzyca w wywiadzie, leczenie przeciwwirusowe.

Historia spożycia alkoholu (wzór obliczeniowy: dzienne spożycie alkoholu (gramy) = spożycie alkoholu (mililitry) × zawartość alkoholu (%) × ciężar właściwy alkoholu (0,8)

3.1.2 Parametry biochemiczne surowicy 3.1.2.1 Badanie krwi: RBC (czerwone krwinki), HGB (hemoglobina), WBC (białe krwinki) NEUT% (procent neutrofili), PLT (liczba płytek krwi); 3.1.2.2 Gruźlica surowicy (bilirubina całkowita), DB (bilirubina bezpośrednia), IB (bilirubina pośrednia), ALB (albumina), AST (aminotransferaza asparaginianowa), ALT (aminotransferaza alaninowa), GGT（ γ-transpeptydaza glutamilowa, ALP (fosfataza alkaliczna ); SCr (kreatynina we krwi), UA (kwas moczowy we krwi); TG (trójglicerydy), CHOL (cholesterol całkowity), HDL-C (cholesterol lipoprotein o dużej gęstości), LDL-C (cholesterol lipoprotein o małej gęstości); glukoza, insulina, GHb (hemoglobina glikowana); 3.1.2.3 Badanie krzepnięcia krwi: PT (czas protrombinowy), INR (międzynarodowy współczynnik standaryzowany); Interleukina 6/8, CRP (białko C-reaktywne); 3.1.2.4 Surowica HBsAg, HBsAb, HBeAg, HBeAb, HBcAb, HBV DNA 3.1.3 Badanie USG konwencjonalne i UDFF+SWE: 3.1.3.1 Sprzęt: System USG Siemens ACUSON Sequoia z sondą C5-1 i sondą DAX.

3.1.3.2 Przygotowanie do badania: pacjenci poszczą przez co najmniej 4 godziny i odpoczywają przez co najmniej 20 minut. Unikaj badań po diecie (szczególnie kofeinie) i paleniu.

3.1.3.3 Szkolenie obserwatora UDFF: Powinno być przeprowadzone przez doświadczonego ultrasonografistę. Przeprowadź ponad 50 sesji szkoleniowych dla początkujących.

3.1.3.4 Ustawienia instrumentu: Ujednolicone ustawienia częstotliwości, wzmocnienia itp. Całkowita głębokość obrazu podczas pomiaru UDFF mieści się w granicach 15 cm.

3.1.3.5 Badanie ultrasonograficzne konwencjonalne (sonda C5-1): grubość ścian brzucha; echo miąższowe wątroby i śledziony; wielkość śledziony; wielkość płatów wątroby: Gładki stopień torebki wątrobowej; Średnica żyły wrotnej i prędkość przepływu krwi.

3.1.3.6 Badanie UDFF+SWE (sonda DAX): Badany leżał na plecach, z sondą umieszczoną pomiędzy prawymi żebrami lub pod wyrostkiem mieczykowatym, omijając strukturę przewodu wewnątrzwątrobowego. Pudełka do pobierania próbek umieszcza się odpowiednio w prawym płacie wątroby (najlepiej S5, następnie S8) i lewym płacie wątroby (segment S2 lub S3). Poinstruuj uczestnika, aby przed pomiarem uspokoił się i wstrzymał oddech, aby uniknąć ruchów Valsalvy. Zmierz lewy i prawy płat wątroby 5 razy, zapisz mapę i zapisz zmierzone wartości.

3.1.3.7 Przechowywanie obrazów: 3.1.3.7.1 Obrazy wątroby w skali szarości lewych płatów: przekroje podłużne i poprzeczne pod wyrostkiem mieczykowatym (w tym gładkość torebki wątrobowej); płat prawy: średnica skośna pod prawym żebrem (pokazująca drugą wnękę wątroby), prawy odcinek międzyżebrowy i odcinek kontrastowy wątroby i nerek; 3.1.3.7.2 Średnica żyły wrotnej, USG z kolorowym Dopplerem i mapy pomiaru prędkości przepływu.

3.1.3.7.3 Pomiar i przechowywanie grubości ścian brzucha; 3.1.3.7.4 Pomiar długości i grubości śledziony. 3.1.3.7.5 UDFF+SWE: 5 obrazów pomiarowych dla każdego lewego i prawego płatka

3.1.4 Badanie patologiczne (przed zabiegiem): Przy stosowaniu igieł nakłuwających o masie 18 g lub 20 g do przezskórnej biopsji wątroby pod kontrolą USG długość próbki tkanki powinna wynosić ≥ 15 mm i obejmować co najmniej 6 pełnych obszarów wrotnych. Wszystkie próbki biopsyjne wątroby zostały niezależnie ocenione przez starszych patologów, którzy nie byli świadomi danych klinicznych. System punktacji stłuszczenia, aktywności i zwłóknienia wątroby (SAF) będzie stosowany jako standard diagnostyki patologicznej w diagnostyce MAFLD.

3.2 Plan analizy statystycznej

3.2.1 Statystyki opisowe dotyczące danych demograficznych będą prezentowane jako liczba całkowita i procent. Dane ciągłe i o rozkładzie normalnym będą analizowane za pomocą ANOVA i raportowane jako średnie i SD. Dane ciągłe i o rozkładzie normalnym będą analizowane przy użyciu testu Kruskala-Wallisa i zgłaszane jako mediana i zakresy międzykwartylowe (IQR). W przypadku danych kategorycznych zmienne będą opisywane jako liczba i procent, a do analizy zostanie wykorzystany dokładny test Fishera.

3.2.2 Jak ustalono w poprzednich badaniach, wartość odcięcia dla rozpoznania stłuszczenia wątroby w obu przypadkach dla UDFF wynosiła 5%. Zgodność i korelacja między UDFF a patologicznym stłuszczeniem wątroby zostaną ocenione za pomocą wykresu różnic Blanda-Altmana, testu T dla jednej próby i testu korelacji Pearsona. Wartość diagnostyczna pomiarów USG i UDFF w trybie B w wykrywaniu stłuszczenia zostanie oceniona poprzez obliczenie czułości, swoistości, dodatnich i ujemnych wartości predykcyjnych (PPV i NPV) oraz dokładności. Krzywe charakterystyki działania odbiornika (ROC) zostaną skonstruowane dla US-mode w trybie B i UDFF, przyjmując za punkt odniesienia patologiczne stłuszczenie wątroby i obliczone zostanie pole pod krzywymi (AUC-ROC); porównanie krzywych ROC zostanie przeprowadzone metodą opisaną przez Delonga i in. Wartości p ≤ 0,05 zostaną uznane za istotne statystycznie. Analiza statystyczna zostanie przeprowadzona przy użyciu oprogramowania dostępnego na rynku (SPSS 23, IBM i MedCalc 17.9, MedCalc Software).