Kvantitativ US för utvärdering av leversteatos vid MAFLD med UDFF

1. Forskningsbakgrund

MAFLD (NAFLD) anses vara den vanligaste kroniska leversjukdomen hos vuxna i världen och drabbar mer än 30 % av världens befolkning. Tidigare studier har visat att 55%-80% av NAFLD-patienter har typ 2-diabetes. Tidig bedömning och diagnos av leversteatosegenskaper är avgörande för snabb behandling eller intervention för att minska risken för leverfibros och hämma sjukdomsprogression vid MAFLD/NAFLD.

För närvarande anses leverbiopsi som "guldstandarden" för att utvärdera, gradera och bestämma inflammatorisk aktivitet av leversteatos och fibros. Leverbiopsi har dock vissa begränsningar, såsom smärta, blödning, infektion, gallläckage, vilket leder till oförmågan att i stor utsträckning använda och upprepa detektion av leverbiopsi, särskilt för dynamisk utvärdering av patienter under behandling.

Därför har icke-invasiv diagnos av leverfettinnehåll under senare år väckt stor uppmärksamhet. Konventionellt ultraljud är den mest använda avbildningsmetoden för att utvärdera leversteatos. Konventionell abdominal CT kan också användas för att diagnostisera fettlever, men dess känslighet liknar eller till och med lägre än ultraljud, åtföljd av strålning, vilket begränsar dess tillämpning vid screening och utvärdering av fettlever. Andra avbildningsmetoder inkluderar magnetisk resonansspektroskopi (MRS) och magnetisk resonans kemisk skiftkodning (MRI). Magnetisk resonansspektroskopi (MRS) använder skillnaden i resonansfrekvens mellan vatten- och fettprotonsignaler för att mäta protondensitetsfettfraktion (PDFF). MRI-PDFF är nära relaterat till histologisk utvärdering av leverfettinnehåll och är för närvarande den mest känsliga icke-invasiva metoden för att upptäcka och kvantifiera leversteatos.

UDFF är en ny och unik teknologi för icke-invasiv kvantifiering av leverfetthalt, utrustad med Siemens ACUSON Sequoia ultraljudssystem. UDFF beräknas från två parametervärden: Dämpningskoefficienter (AC) och Backscatter Coefficients (BSC). Dessa två parametrar bestäms genom att jämföra frekvensinnehållet i tillbakaspridda ekosignaler på olika djup inom vävnaden och referensmodulen för den simulerade vävnaden. AC- och BSC-värdena för referensmodulen är kända för att vara fasta. Genom att jämföra kan dämpningen av vävnader separeras och deras AC kan uppskattas. Förhållandet mellan två spektra och modulens AC kan också användas för att uppskatta backscatter-koefficienten för vävnadsprover. Efter beräkning och uppskattning av BSC användes en unik proprietär matematisk algoritm för att uppskatta UDFF-värdet för vävnadsprovet vid 3MHz. Konvertera BSC till UDFF i procent med en speciell algoritm (P) (linearisera 3MHz BSC för att erhålla UDFF). Till skillnad från AC- och BSC-värden har UDFF som erhålls genom speciella algoritmer ett linjärt samband med leverfetthalten. När fetthalten ökar ökar också UDFF-indexvärdet.

UDFF kan snabbt och icke-invasivt kvantifiera leverfettinnehållet inom några sekunder under rutinmässig ultraljudsundersökning av buken. Denna teknologi är icke-invasiv, smärtfri, enkel och pålitlig och kommer att bidra till diagnos och dynamisk utvärdering av MAFLD under behandlingsprocessen, och spelar en viktig roll i patientens prognos.

Förutom fettavlagring i levern (ballongliknande transformation av leverceller), är leverfibros en viktig övervakningsindikator för progression av MAFLD. På Siemens Sequoia ultraljudssystem kan mätningen av skjuvvågselastografi (SWE) utföras på samma sond som UDFF-teknik, samtidigt.

Eftersom MAFLD är en serie av sjukdomar, och kan kombineras med en mängd olika metaboliska relaterade komplikationer, såsom hjärt-kärlsjukdom, typ 2-diabetes, vilket leder till komplexiteten av MAFLD-behandling. Den initiala behandlingsplanen för MAFLD innebär för närvarande livsstilsförändringar, inklusive kontroll av kost och motion, vilket i slutändan uppnår viktminskning. Viktminskning, oavsett vilken metod som används, är starkt korrelerad med histologisk förbättring av MAFLD, med en viktminskning på 5 % som tyder på en minskning av patienternas fettlever.

Bariatrisk kirurgi (BS) är ett mycket attraktivt val för svårt överviktiga patienter. Efter bariatrisk kirurgi kan långvarig viktminskning (15%-25%) och diabetesremission inträffa, liksom dödlighet, kardiovaskulära händelser och tumörförekomst. Studier har visat att bariatrisk kirurgi avsevärt kan minska NAFLD-aktivitetspoängen för levern (från 5 till 1), och 33,8 % av patienterna har minskad leverfibros. På grund av användningen av leverbiopsi för att utvärdera leverhistologiska förändringar i NAFLD/MAFLD-observation under bariatrisk kirurgi, kan leverbiopsi inte användas i stor utsträckning och upprepade gånger detekteras på grund av dess invasiva natur och skillnader i patologisk utvärdering bland observatörer. Speciellt för patienter under behandling och uppföljning är flexibel dynamisk utvärdering svår att uppnå.

Denna studie kommer att genomföra en detaljerad analys av leverns ultraljudsegenskaper hos patienter som planerar att genomgå bariatrisk operation. Genom att använda UDFF+SWE-teknologi kommer en ny metod för icke-invasiv utvärdering av MAFLD-graderingsdiagnos av enkel fettlever, fetthepatit, fettleverfibros och relaterad cirros att föreslås. Incidensen och riskfaktorerna för överviktiga och feta patienter med MAFLD kommer att undersökas, och den omvända effekten av viktminskningsbehandling på MAFLD hos överviktiga patienter kommer att utforskas.

2 Forskningsmål

Syftet med denna studie är att prospektivt utvärdera UDFF för detektering av leversteatos och kvantifiering av leverfettinnehåll, samtidigt för att bedöma SWE för upptäckt av leverfibros med hjälp av en DAX-sond hos patienter som planerar att genomgå bariatrisk operation. Genom UDFF-teknologi och elastisk skjuvvågsteknologi kommer en ny icke-invasiv ultraljudsutvärderingsmetod för MAFLD-graderingsdiagnos av enkel fettlever, fet hepatit, fettleverfibros och relaterad cirros att föreslås.

3 Forskningsprotokoll

UDFF-teknik användes för att upptäcka leverfettsfraktion hos patienter som planerar att genomgå en bariatrisk operation, medan SWE användes för att övervaka leverstelhet. Patologisk diagnos användes som guldstandard för att bestämma korrelationen mellan relevanta egenskapsmängder och fibros, inflammationsgradering och steatosgradering. Flera regressionsekvationer upprättades för att bilda UDFF-poäng för olika grader av MAFLD och olika graderingsdiagnostiska trösklar. Analysera dess diagnostiska effektivitet genom interna och externa verifieringsmetoder.

Varje deltagare kommer att genomgå ultraljudsundersökning (UDFF+ SWE) före bariatrisk operation och 1 månad, 3 månader, 6 månader och 12 månader efter operationen.

3.1 Observera punkter

3.1.1 Allmän klinisk informationsinsamling

Kön, ålder, längd, vikt, midja, BMI, blodtryck, historia av hepatit, historia av diabetes, antiviral behandling.

Alkoholdrickande historia (beräkningsformel: dagligt alkoholintag (gram)=alkoholkonsumtion (milliliter) × Alkoholhalt (%) × Alkoholens specifik vikt (0,8)

3.1.2 Biokemiska parametrar i serum 3.1.2.1 Blodtestning: RBC (röda blodkroppar), HGB (hemoglobin), WBC (vita blodkroppar) NEUT% (procent neutrofil), PLT (trombocytantal); 3.1.2.2 Serum-TB (totalt bilirubin), DB (direkt bilirubin), IB (indirekt bilirubin), ALB (albumin), AST (aspartataminotransferas), ALT (alaninaminotransferas), GGT（ γ- Glutamyltranspeptidas, ALP (alkaliskt fosfatas) ); SCr (blodkreatinin), UA (blodurinsyra); TG (triglycerider), CHOL (totalkolesterol), HDL-C (högdensitetslipoproteinkolesterol), LDL-C (lågdensitetslipoproteinkolesterol); glukos, insulin, GHb (glykerat hemoglobin); 3.1.2.3 Blodkoagulationstest: PT (protrombintid), INR (internationellt standardiserat förhållande); Interleukin 6/8, CRP (C-reaktivt protein); 3.1.2.4 Serum HBsAg, HBsAb, HBeAg, HBeAb, HBcAb, HBV DNA 3.1.3 Konventionell ultraljud och UDFF+SWE-undersökning: 3.1.3.1 Utrustning: Siemens ACUSON Sequoia ultraljudssystem med C5-1-sond och DAX-sond.

3.1.3.2 Förberedelse före undersökning: patienter fastar i minst 4 timmar och efter vila i minst 20 minuter. Undvik att testa efter diet (särskilt koffein) och rökning.

3.1.3.3 UDFF observatörsutbildning: Den bör utföras av en erfaren sonograf. Ge mer än 50 träningspass för nybörjare.

3.1.3.4 Instrumentinställningar: Enhetliga inställningar för frekvens, förstärkning etc. Bildens totala djup under UDFF-mätning är inom 15 cm.

3.1.3.5 Konventionell ultraljudsundersökning (C5-1-sond): bukväggtjocklek; parenkymalt eko av levern och mjälten; storlek på mjälte; storlek på leverloberna: Jämn grad av leverkapsel; Portalvendiameter och blodflödeshastighet.

3.1.3.6 UDFF+SWE-undersökning (DAX-sond): Deltagaren låg i ryggläge, med sonden placerad mellan höger revben eller under xiphoid-processen, och undviker den intrahepatiska kanalstrukturen. Provtagningslådorna placeras i höger leverlob (S5 bäst, följt av S8) respektive vänster leverlob (S2- eller S3-segment). Instruera deltagaren att lugna ner sig och hålla andan innan de mäter för att undvika Valsalva-rörelser. Mät vänster och höger leverlob 5 gånger, lagra kartan och registrera de uppmätta värdena.

3.1.3.7 Bildlagring: 3.1.3.7.1 Lever gråskala bilder vänster lober: längsgående och tvärgående sektioner under xiphoid processen (inklusive jämnheten av leverkapseln); höger lob: sned diameter under höger revben (visar den andra leverhilumen), höger interkostal sektion och levernjure kontrastsektion; 3.1.3.7.2 Kartor för mätning av portalvens diameter, färgdopplerultraljud och flödeshastighet.

3.1.3.7.3 Mätning och lagring av bukväggstjocklek; 3.1.3.7.4 Mätning av mjältens längd och tjocklek. 3.1.3.7.5 UDFF+SWE: 5 mätbilder för varje vänster och höger lob

3.1.4 Patologisk undersökning (före operation): Med användning av 18 g eller 20 g punkteringsnålar för ultraljudsvägledd perkutan leverbiopsi, bör vävnadsprovets längd vara ≥ 15 mm och omfatta minst 6 kompletta portalområden. Alla leverbiopsiprover utvärderades oberoende av seniora patologer som inte kände till kliniska data. Scoringssystemet för leversteatos, aktivitet och fibros (SAF) kommer att användas som patologisk diagnosstandard för MAFLD-diagnos.

3.2 Statistisk analysplan

3.2.1 Beskrivande statistik över demografisk data kommer att presenteras som totalt antal och procent. Kontinuerliga och normalfördelade data kommer att analyseras med ANOVA och rapporteras som medelvärde och SD. Kontinuerliga och inte normalfördelade data kommer att analyseras med Kruskal-Wallis-testet och rapporteras som median- och interkvartilintervall (IQR). För kategorisk data kommer variabler att beskrivas som antal och procent, och Fishers exakta test används för analys.

3.2.2 Gränsvärdet för diagnosen leversteatos var 5 % både för UDFF, enligt tidigare studier. Överensstämmelse och korrelation mellan UDFF och patologisk leversteatos kommer att utvärderas med Bland-Altman-dirensplotten, ett-provs T-test och Pearsons korrelationstest. Det diagnostiska värdet av B-mode US- och UDFF-mätningar för detektering av steatos kommer att bedömas genom beräkning av sensitivitet, specificitet, positiva och negativa prediktiva värden (PPV och NPV) och noggrannhet. Mottagarens funktionskarakteristiska kurvor (ROC) kommer att konstrueras för B-läge US och UDFF genom att ta patologisk leversteatos som referensstandard, och arean under kurvorna (AUC-ROC) kommer att beräknas; jämförelse av ROC-kurvor kommer att utföras med den metod som beskrivs av Delong et al. p-värden ≤ 0,05 kommer att anses vara statistiskt signifikanta. Statistisk analys kommer att utföras med hjälp av kommersiellt tillgänglig programvara (SPSS 23, IBM; och MedCalc 17.9, MedCalc Software).