Sonoelastografia: ultradźwiękowa metoda pomiaru zwłóknienia wątroby

Tło Przewlekła choroba wątroby jest ważną przyczyną chorobowości i śmiertelności w Stanach Zjednoczonych. W retrospektywnym badaniu kohortowym zidentyfikowano 2353 pacjentów z nowo rozpoznaną przewlekłą chorobą wątroby (63,9 przypadków/100 000 populacji). Ekstrapolując ten wskaźnik zachorowalności, każdego roku w poradniach gastroenterologicznych będzie diagnozowanych około 150 000 pacjentów z przewlekłymi chorobami wątroby. Prawie 20%, czyli szacunkowo 30 000 pacjentów rocznie, miało ustaloną marskość wątroby w momencie zgłoszenia się do gastroenterologa.

Marskość pozostaje poważnym problemem zdrowia publicznego, a powikłania związane z chorobą były związane z prawie 40 000 zgonów i ponad 1,4 miliarda dolarów wydanych na usługi medyczne w Stanach Zjednoczonych. Istnieje ogromna potrzeba opracowania i identyfikacji metod stratyfikacji i prognozowania ryzyka u pacjentów z przewlekłymi chorobami wątroby. Zwłóknienie wątroby jest ostateczną wspólną drogą wielu różnych urazów wątroby i obecnie wiadomo, że jest procesem dynamicznym, który jest przynajmniej częściowo odwracalny. Rozpoznanie i ocena ilościowa zwłóknienia opiera się na biopsji wątroby, a biopsja wątroby jest obecnie złotym standardem w wykrywaniu i ocenie stopnia zaawansowania zwłóknienia wątroby. Jednak biopsja wątroby jest procedurą inwazyjną, która wiąże się ze znacznym ryzykiem, w tym krwotokiem, infekcją i perforacją trzewną. Ponadto biopsja wątroby jest złym złotym standardem, ponieważ jest ograniczona zmiennością interpretacji między obserwatorami i błędami pobierania próbek w 25–45% przypadków.

W praktyce klinicznej stosuje się szereg pośrednich markerów i wskaźników włóknienia wątroby. Testy nieinwazyjne można rozróżnić na podstawie bezpośrednich i pośrednich pomiarów zwłóknienia, a także sklasyfikować na podstawie modalności testu jako surowica vs. obrazowanie. Biomarkery elementów strukturalnych fibrogenezy i kluczowych mediatorów zapalnych zaangażowanych w genezę lub degradację tkanki bliznowatej są często określane jako bezpośrednie składniki. Markery pośrednie mogą odzwierciedlać towarzyszące zmiany w czynności wątroby.

Wątroby włókniste wykazują zwiększoną sztywność. Właściwość tę można wykorzystać i zmierzyć za pomocą nowo opracowanej technologii ultradźwiękowej zwanej elastografią ultradźwiękową (elastografia przejściowa (TE) lub sonoelastografia (SE). SE przeprowadza się poprzez naświetlanie pacjenta falą ścinającą o niskiej energii, niskiej amplitudzie i niskiej częstotliwości, wytwarzaną przez skupione ultradźwięki lub wibrującą sondę na skórze. Następnie za pomocą ultradźwięków mierzy się niewielkie ruchy tkanek wywołane przez rozchodzącą się falę. Rozchodząca się fala przemieszcza się szybciej wraz ze wzrostem zwłóknienia: im sztywniejsza tkanka, tym szybciej rozchodzi się fala ścinająca. Akwizycja ultradźwięków typu pulse-echo umożliwia pomiar prędkości fali, a wyniki przedstawiane są w kilopaskalach (kPa). Elastyczność tkanki jest obliczana jako mediana 10 pomiarów i mieści się w zakresie od 2,5 do 75 kPa, przy prawidłowych wartościach około 5,5 kPa (Normalna sztywność wątroby waha się między 3,3-7,8 kPa). Sztywność wątroby można zmierzyć w cylindrze tkanki o szerokości 1 cm i długości 4 cm, co daje szacunkowy obszar pobierania próbki, który jest 100 razy większy niż w przypadku biopsji. Metaanaliza oceniająca zdolność przejściowej elastografii do diagnozowania umiarkowanego zwłóknienia wykazała zbiorcze szacunki czułości i swoistości odpowiednio 70% i 84%. Średnia powierzchnia pod krzywą charakterystyki działania odbiornika (AUROC) dla rozpoznania znacznego zwłóknienia wynosiła 0,84% przy optymalnym punkcie odcięcia 7,6 kPa, a dokładność diagnostyczna SE dla marskości wątroby miała AUROC w zakresie od 0,90 do 0,99 (średni AUROC 0,94) i odcięcie od 9,0 do 26,5 kPa. Zaletą SE jest to, że jest niedroga, powtarzalna, bezbolesna, szybka (

SZCZEGÓLNE CELE

1. Ocena sztywności wątroby metodą diagnostyki obrazowej sonoelastografii u osób dorosłych z podejrzeniem choroby wątroby.
2. Uzyskanie szacunków czułości i swoistości sonoelastografii w wykrywaniu i ocenie stopnia zwłóknienia wątroby.

PROCEDURY BADANIA Wizyta studyjna 1: (SE lub sonoelastografia)

• Sonoelastografia zostanie przeprowadzona przed standardowym obrazowaniem ultrasonograficznym przed biopsją przy użyciu aparatu ultrasonograficznego zatwierdzonego przez FDA. To urządzenie będzie wykorzystywać energię ultradźwięków w granicach określonych przez FDA dla ultrasonografii diagnostycznej w celu wytworzenia czoła fali ścinającej, która jest stopniowo zniekształcana podczas przechodzenia przez tkankę. Ultraszybkie obrazowanie ultrasonograficzne zostanie następnie wykorzystane do wykrycia prędkości propagacji czoła fali ścinającej.
• Urządzenie nie będzie emitować promieniowania jonizującego i będzie wykonywać akwizycję ultradźwięków w granicach mocy akustycznej i natężenia określonych przez FDA dla ultrasonografii diagnostycznej. Przy tych poziomach energii nie są znane bioefekty ultradźwięków. Pomiary sonoelastograficzne będą trwały około 15 minut i będą bezbolesne.
• Aparat jest wózkowym systemem ultrasonograficznym służącym do wykonywania nieinwazyjnych diagnostycznych badań ultrasonograficznych. System działa w sposób identyczny jak wszystkie ultrasonograficzne systemy diagnostyczne i głowice dla trybów konwencjonalnych: B-mode, obrazowanie harmoniczne, obrazowanie przestrzenne złożone i Power Doppler. Dodatkowo system wykorzystuje nowy tryb obrazowania oparty na elastografii fali poprzecznej do mapowania sztywności tkanki. Tryb elastografii tworzy kodowane kolorami obrazy różnych tkanek w oparciu o ich elastyczność. Skala kolorów przedstawia ilościową ocenę sztywności tkanki, umożliwiając w ten sposób ilościowe określenie elastyczności tkanki w jednostkach kilopaskali (kPa).
• Po zakończeniu Wizyty Studyjnej 1 pacjent powróci do zwykłej opieki.

Testy i parametry:

Parametry sonoelastografii:

Średnia sztywność wątroby (elastogram) w kilopaskalach (kPa). Normalne wartości SE około 5,5 kPa (Normalna sztywność wątroby waha się między 3,3-7,8 kPa) Znaczące zwłóknienie (F3): = lub > 7,6 kPa, Marskość wątroby (F4): = lub > 9,0-26 kPa Zbieranie danych

Dane, które mają być gromadzone obejmują:

• Płeć, pochodzenie etniczne, wiek, wskaźnik masy ciała (BMI), historia wcześniejszego i obecnego stosowania leków, szczegółowa historia spożycia alkoholu, choroby współistniejące, oznaki i objawy.
• Biochemiczne testy wątrobowe, które są zwykle wykonywane w ramach rutynowej opieki klinicznej (aminotransferaza asparaginianowa (AST), aminotransferaza alaninowa (ALT), fosfataza alkaliczna (APH), gamma-glutamylotransferaza (GGT), gruźlica (TB), bilirubina pośrednia (IB) , bilirubina bezpośrednia (DB), albumina, białka całkowite, czas protrombinowy (PT)).

Inne dane laboratoryjne zwykle wykonywane w ramach rutynowej opieki klinicznej: krwinki czerwone (RBC), krwinki białe (WBC), płytki krwi, glukoza, kreatynina, profil lipidowy.

Każde badanie laboratoryjne w celu rozpoznania podejrzenia rozlanej choroby wątroby: serologia wirusowa, w tym wirus zapalenia wątroby typu C (HCV), wirus zapalenia wątroby typu B (HBV), ferrytyna, ceruloplazmina, przeciwciała przeciwmitochondrialne (AMA), przeciwciała przeciwjądrowe (ANA), alfafetoproteina: sonoelastografia raport i/lub badanie histologiczne przez patologa-specjalistę:

• SonoElastografia

  • Normalna sztywność wątroby waha się między 3,3-7,8 kPa, znaczne zwłóknienie (F3): 7,6 kPa
  • Marskość wątroby (F4): 9,0-26 kPa

• Histologia (metaanaliza danych histologicznych dotyczących wirusowego zapalenia wątroby [METAVIR]):

  • F0 – Brak zwłóknienia, F1 – Zwłóknienie wrotne bez przegród, F2 – Zwłóknienie wrotne z rzadkimi przegrodami, F3 – Liczne przegrody bez marskości wątroby, F4 – Marskość wątroby ANALIZA STATYSTYCZNA Statystyki opisowe zostaną przedstawione jako średnia ± odchylenie standardowe lub wartości procentowe. Pacjenci zostaną podzieleni według stopnia zaawansowania zwłóknienia. Diagnoza binarna grup za pomocą różnych metod diagnostycznych zostanie porównana ze złotym standardem za pomocą testu McNemara. Wykorzystamy tablice kontyngencji do analizy korelacji między pomiarami sonoelastograficznymi. Czynniki niezależnie skorelowane ze sztywnością wątroby zostaną ocenione za pomocą analizy regresji wielokrotnej. Skuteczność diagnostyczna zwłóknienia i/lub sztywności wątroby zostanie określona na podstawie czułości, swoistości, dodatnich i ujemnych wartości predykcyjnych, dokładności diagnostycznej i obszaru pod krzywymi charakterystyki operacyjnej odbiornika (ROC). Jest to badanie pilotażowe, a badacze planują zapisać do niego 100 uczestników. Przy 100 pacjentach włączonych do tego badania badacze mogą mieć > 80% mocy do wykrycia znaczącej mocy diagnostycznej za pomocą sonoelastografii z rzeczywistą wartością AUC pomiędzy 0,85, w przeciwieństwie do wartości zerowej z polem pod krzywą (AUC) wynoszącym 0,62 lub niższym przy użyciu test dwustronny z 5% błędem I rodzaju. Ponadto wielowymiarowe modele regresji liniowej i logistycznej zostaną wykorzystane do oceny mocy diagnostycznej niezależnych czynników, biorąc pod uwagę możliwe czynniki zakłócające przez cechy demograficzne i kliniczne pacjentów. Głównym rezultatem zainteresowania będzie zwłóknienie.

ZAGROŻENIA I DYSKOMFORT Elastografia ultrasonograficzna: Elastografia ultradźwiękowa wymaga podania energii ultradźwiękowej na poziomie zbliżonym do stosowanego w ultrasonografii diagnostycznej. Nie są znane bioefekty ultradźwięków przy tych energiach.

Kobiety w ciąży są wykluczone z tego badania. Nie są znane zagrożenia związane z sonoelastografią dla zarodka lub płodu (rozwijające się dziecko jeszcze w łonie matki). Mogą istnieć zagrożenia dla zarodka lub płodu, które są obecnie nieznane.

POTENCJALNE KORZYŚCI Chociaż wiedza na temat chorób wątroby i zwłóknienia znacznie wzrosła w ciągu ostatnich kilku lat, wiele pozostaje do odkrycia. Strategia obrazowania, która zostanie oceniona, sonoelastografia ultrasonograficzna, może potencjalnie zmniejszyć liczbę biopsji wątroby wykonywanych w diagnostyce i monitorowaniu zwłóknienia wątroby. Oczekuje się, że badanie to zapewni podstawę do przyszłych badań nad nieinwazyjnymi markerami obrazowymi zwłóknienia wątroby. Wszelkie dane uzyskane na potrzeby tego badania będą dostępne dla lekarzy pierwszego kontaktu uczestnika.