二维剪切波弹性成像技术对肝移植术后糖尿病患者的肝脏及脾脏评估.pdf

Evaluatioldiabetesmellitusby 2D-SWE腹部影像学口.575.中国临床医学影像杂志2 0 2 3年第34卷第8 期JChinClinMedImaging，2 0 2 3，Vo l.34,No.8二维剪切波弹性成像技术对肝移植术后糖尿病患者的肝脏及脾脏评个林奇华1，姚松辰？，胡滨，高林3（1.中国医科大学附属第四医院超声科，辽宁沈阳110 0 32;2.大连医科大学附属第二医院超声科，辽宁大连116021;3.中国医科大学附属盛京医院超声科，辽宁沈阳110004)摘要】目的：应用二维剪切波弹性成像技术(2 D-SWE)评估肝移植术后糖尿病(PTDM)患者肝脏及脾脏弹性,以评价PT-DM与移植肝和脾脏硬度关系。方法：选取2 0 2 0 年10 月一2 0 2 1年8 月肝移植术后 6 月随访患者6 0 例，根据肝移植术后是否发生糖尿病分为肝移植术后不合并糖尿病组30 例（B组）及肝移植术后合并糖尿病组30 例（C组）,并选取30 例健康志愿者作为对照组（A组），对照组无肝病史，无家族病史及糖尿病史且各项指标均处于正常范围内。收集临床及相关超声资料并应用2D-SWE技术将测得的肝、脾弹性值(LSM、SSM)进行分析比较。结果：方差分析结果显示，与A组比较,B、C组肝脏右斜径、肝动脉峰值血流速度、门静脉血流速度、门静脉管径、脾长、脾厚、脾静脉内径具有显著性差异(P均 0.0 5);C组与A组比较,C组与B组比较,空腹血糖值均具有显著性差异(P均0.05);B组与A组比较、C组与A组比较、C组与B组比较,LSM均具有显著性差异(P均 0.0 5);与A组比较,B组、C组SSM均具有显著差异性（P均 0.0 5)；Spearman相关性分析显示，B、C两组LSM均与门静脉血流速度成正相关（r,=0.390;0.467,P均 0.0 5）,LSM均与肝动脉峰值血流速度成正相关（r,=0.381;0.524,P均 0.0 5);多元回归分析研究显示，C组空腹血糖值、年龄、肝移植术后病程是LSM的独立影响因素。结论：PTDM使移植肝硬度值较无糖尿病者增加，高血糖可能促进移植肝发生纤维化；移植肝血流动力学状态与LSM有关，二者呈正相关关系。通过2 D-SWE检测能发现三组之间肝脏硬度差异，并较准确评估PTDM患者肝脾弹性状态。2 D-SWE技术对肝移植术后肝脏硬度进行检测，逐步成为评价肝移植术后预后新的检测方法。关键词 肝移植；糖尿病；超声检查中图分类号 R657.3;R587.1;R445.1文献标识码 A文章编号】10 0 8-10 6 2(2 0 2 3)0 8-0 57 5-0 5D0I:10.12117/jccmi.2023.08.010n of the liver and spleen with post-liver transplantationLIN Qi-hud,YAO Song-chen,HU Bin,GAO Lin?(1.Department of Ultrasound,the Fourth Hospital of China Medical University,Shenyang 110032,China;2.Department of Ultrasound,the Second Hospital of Dalian Medical University,Dalian Liaoning I16021,China;3.Department of Ultrasound,Shengjing Hospital of China Medical University,Shenyang 110004,China)Abstract:Objective:To evaluate the elasticity change of liver and spleen in patients with post-liver transplantation dia-betes mellitus(PTDM)by two-dimensional shear wave elastography(2D-SWE),and to evaluate the relationship between PTDMand the stffness of the transplanted liver and spleen.Methods:Sixty patients were followed up for more than 6 months afterliver transplantation from October 2020 to August 2021.According to whether diabetes occurred after liver transplantation,there were 30 patients without diabetes after liver transplantation(group B)and 30 patients with diabetes after liver transplanta-tion(group C),and 30 healthy volunteers were selected as control group(group A).In the control group,there was no history ofliver disease,no family history and diabetes history,and all the indexes were in the normal range.We collected clinical andrelated ultrasound data and apply 2D-SWE technology to analyze and compare the stiffness measurement of liver and spleen(LSM,SSM).Results:Compared with group A,the results of analysis of variance showed that there were significant differ-ences in right oblique diameter of liver,peak systolic velocity of hepatic artery,velocity of portal vein,diameter of portalvein,length,width and diameter of splenic vein in group B and C(P0.05).Comparing group C with group A,and comparinggroup C with group B,the fasting plasma glucose levels are significantly different(P0.05).There were no significant differ-ences in the course of disease after liver transplantation between group C and group B(P0.05).Comparison between group Band group A,group C and group A,group C and group B,LSM all have significant differences(P0.05).Spearman correla-tion analysis showed that LSM of group B and C were both positively correlated with velocity of portal vein(Spearmans r=0.390;0.467,all of P0.05),both positively correlated with peak velocity of hepatic artery(Spearmans r=0.381;0.524,all ofP 6月)且病情稳定者。目前国内对PTDM研究尚少，诊断多依靠临床实验室指标，二维剪切波弹性成像技术(2 D-SWE)技术凭借无创、可重复、取样范围广的优势而广泛应用于临床，本研究应用SWE对PTDM患者肝脾硬度进行检测,探讨2 D-SWE技术在肝移植患者中的临床价值，以期对临床后续诊治提供帮助。1资资料与方法1.1一般资料选取2 0 2 0 年10 月一2 0 2 1年8 月肝移植术后6月随访患者6 0 例,其治疗方案均使用免疫抑制剂他克莫司（FK506）、吗替麦考酚酯（MMF)及糖皮质激素(GC);排除标准：术后病情不稳定及免疫排；术后出现血管及胆道并发症；非第一次移植手术；术后出现其他代谢性疾病；术后合并肝炎复发或者肝癌复发。将上述符合标准的患者按照肝移植术后是否合并糖尿病分成2 组：B组30 例（肝移植术后不合并糖尿病组），男17 例，女13例，年龄(3570)岁，中位年龄59.0(54.8,6 3.3)岁，C组30例(肝移植术后合并糖尿病组),男19例,女11例，年龄31 7 6 岁，平均（59.0 9.1)岁，同时收集30 例健康志愿者作为对照组A组,男14例,女16 例,年龄(34 7 6)岁，平均(55.58.6)岁。对照组无肝病史，无家族病史及糖尿病史且各项指标均处于正常范围内。1.2仪器与方法使用迈瑞Resona8超声诊断仪，凸阵探头频率15MHz,该机器配有2 D-SWE弹性测量软件。进行检查前患者需禁食8 h，休息2 0 min，检查时双臂上抬外展，肋间隙拉宽，超声测量肝脏右斜径、门静脉主干内径、门静脉及肝动脉血流速度、脾长度及厚度、脾静脉内径。测量肝脏弹性时,将取样框(4cmx3cm)置于肝右前叶肋间隙，距肝包膜1cm肝实质均匀处，避开肝内大血管及胆道，瞩患者平静呼吸时屏气，待图像可信度达到95%以上及运动稳定指数达5颗星以上进行测量，测量并记录感兴趣区(ROI)直径2 cm内的肝脏弹性值(LSM),以杨氏模量均值(Emean)表示，单位是kPa，重复5次取均值；脾脏弹性测量时，保持深度不变,将取样框(1.5cmx1.5cm)置于脾包膜下,按前文肝脏弹性测量方法进行测量并记录ROI(1cm)内的脾脏弹性值(SSM)，以Emean表示，单位是kPa，重复5次取均值。1.3统计学分析采用SPSS15.0统计分析软件，正态分布的计量资料以x土s表示，非正态分布的计量资料用中位数（上下四分位数）表示，服从正态分布的样本使用单因素方差分析，两两比较使用LSD检验，使用Spearman相关性分析肝脏血流动力学参数与LSM关系，非正态分布的计量资料使用Kruskal-Wallis检验，计数资料使用x?检验，多个指标与LSM进行多元回归分析。P 0.0 5),B组与C组比较,肝移植术后病程无显著性差异（P0.05)；C组与A组比较、C组与B组比较,空腹血糖值有显著性差异(P0.05)。B组、C组与A组比较,肝脏右斜径、脾脏长度及厚度、脾静脉及门静脉内径、门静脉及肝动脉血流速度均具有显著性差异(P0.05）。B组、C组LSM均大于A组,且C组大于B组,均具有显著性差异(P均 0.0 5);B组、C组与A组SSM比较均具有显著性差异(P均0.05)。见图1。2.2移植肝术后患者肝脏弹性值与血流相关性分析B、C 两组LSM均与门静脉血流速度成正相关(r,=0.390,P0.05;r,=0.467,P0.05)，均与肝动脉峰值血流速度成正相关(r,=0.381,P0.05;r,=0.524,P0.05)。见图2。2.3PTDM患者多元回归分析结果多元回归分析研究显示，年龄、BMI、肝移植术后病程、空腹血糖值、肝脏右斜径、门静脉血流速度、肝动脉血流速度作为自变量,LSM作为因变量纳入模型,结果显示PTDM空腹血糖值、年龄、肝移植术后病程是肝弹性值的独立影响因素(P均 0.0 5)。见表1。3讨论近年来肝移植技术发展迅速,PTDM的患者也随之增多。与术后无糖尿病者相比,PTDM影响移植物存活以及受者的生存率3-4,临床上需要通过一种简单有效的手段进行随访监测、疗效观察，以用于评估移植肝术后恢复状况。2 D-SWE具有无创、实时、操作简便、重复性好的优点，可以对术后随访者的移植肝内部组织结构及硬度变化进行有效且直观评估，及时发现肝纤维化并采取相应措施肝移植手术中机体经历失血、血流阻断和缺血再灌注一系列过程，血液循环恢复后出现血流紊乱、血流动力学改变，造成短期肝内血流灌注量增加，此表1PTDM组患者LSM的影响因素分析肝移植术后空腹血糖值门静脉血流肝动脉峰值血流年龄（岁）BMI(kg/m)肝脏右斜径(cm)门静脉管径(cm)病程（年）(mmol/L)速度(cm/s)速度(cm/s)值0.3650.2200.3450.542-0.182-0.2510.3420.215P值0.0140.1000.0260.0010.2260.8050.0520.245P值0.0140.1000.0260.0010.2260.8050.0520.2452021-03-2617:11-2520210326-165703-35A2021-03-1812:01:5920210318-115304-29A82021-04-1420210414-173964-3948212750.1mindraymindiaymindrayM-STEInOCM-STEIndoxFH6.0FHIOG65FR5D6128ICle4HgN$1i15401911540511540HOECOTHCEOtTHOOFMapEzOP4OP4OP4rnatFRDFD.4.36ROD.4.457SMMnESMe1315LSMMin35KFMinLSMSDLSMSDSDbRLB1LSMLSMRLBIndLSMDepthaLSMDethLSMLSMDiamDeptham图1各组肝脏弹性成像测量图。图1a：取样框内以均匀蓝色为主，肝组织柔软；图1b：取样框内呈蓝绿色相间，肝组织稍硬；图1c：取样框内以黄绿色为主，肝组织较硬。Figure 1.Liver elastography measurement imges in each group(Figure la:uniform blue in the sampling frame indicates soft liver tissue.Figure lb:blue-green alternating in the sampling frame indicates that the tissue is slightly hard.Figure lc:the yellow-green color in thesampling frame indicates that the liver tissue is hard).门静脉速度与LSM相关性肝动脉峰值血流速度与LSM相关性20B组20B组15C组C组1510.105500020406080020406080100门静脉血流速度肝动脉峰值血流速度（cm/s）图2 B组、C组门静脉及肝动脉血流速度与LSM相关性。Figure 2.Correlation between velocity of portal vein and LSM in group B and C,correlation between velocity of hepatic artery andLSM in group B and C.578.中国临床医学影像杂志2 0 2 3年第34卷第8 期JChinClinMedImaging，2 0 2 3，V o l.34,No.8过程并伴有肝脏细胞增生，导致肝脏代偿性增大(9-10,与肝移植术后患者肝脏右斜径较正常人略偏大结果相符。我国接受肝移植的患者中，术前因各种原因导致肝硬化失代偿而移植的患者占大多数，此类患者术前存在门静脉高压征象，静脉回流受阻，管径代偿性增宽,脾脏对门静脉高压最为敏感,脾静脉回流注人门静脉受阻同样使脾静脉增宽，脾脏充血肿大，张力增加，弹性减低，相比于术前无肝硬化患者，大多SSM增高。虽然手术解除了门静脉高压症状，但是术后患者恢复程度不一，部分患者受累脏器和结构不能恢复至完全正常，与正常人比较，即存在不同程度门静脉及脾静脉管径增宽，脾脏肿大,SSM也偏高叫。移植肝经过缺血再灌注损伤后，对缺血敏感的肝间质细胞如库普弗细胞、窦状内皮细胞和胆管上皮细胞受损，刺激表达炎性因子介导细胞应激反应导致肝脏损伤,并诱导肝星状细胞(HSC)活化产生细胞外基质(ECM),使肝脏硬度发生改变12 。此外，肝移植术后的慢性炎症反应出现肝细胞水肿及淋巴细胞浸润,使肝脏硬度增加,LSM增高2 。移植术后LSM增加还可能与IS相关，长期使用致药物蓄积，损伤线粒体功能，出现药物性肝损伤，将进一步造成纤维化12),上述机制均使移植肝弹性减低，硬度增加，相比正常人LSM增高。对于PTDM患者,体内血糖异常波动状态对移植物产生较大影响，这种慢性损伤最终会导致肝纤维化发生，主要病理机制13 与HSC激活增殖有关，HSC激活后产生大量ECM,从而发生纤维化。目前认为能够激活HSC的几种机制如下14：高血糖状态除了能直接激活HSC外还引起多种炎性因子如IL-6、肿瘤坏死因子等分泌并激活HSC;高血糖引起的氧化应激反应同样能激活HSC;另外激活的HSC产生结缔组织生长因子、转化生长因子等，这些因子在体内表达增强，被多项研究证实参与纤维化进程；基质金属蛋白酶组织抑制因子在抑制ESC降解中起关键作用,其表达增加使ECM中I和胶原降解减少而发生纤维化。在各种细胞因子及其细胞内信号通路的相互参与下ESM合成增加和降解不足致ECM过度沉积，最终使糖尿病患者肝移植患者LSM与门静脉及肝动脉血流速度均成正相关,分析其原因是移植术后血液循环重新建立，解除了术前门脉高压状态，血液经门静脉大量回流形成高动力状态，使肝脏张力增加,LSM随之增加，与国内学者研究结果一致叫PTDM组患者的LSM影响因素较多，多元回归分析结果表明年龄、肝移植术后病程、空腹血糖值具有统计学意义。年龄15 是PTDM发生的独立危险因素,随着年龄的增加胰岛细胞功能退化,胰岛素分泌减少，胰岛素抵抗增加，有研究结果表示移植时年龄45岁发病风险较 45岁者增加2.2 倍；肝移植术后需长期使用IS,其中他克莫司(FK506)致病性最强，FK506通过作用于钙调磷酸酶/NFAT信号转导通路7,影响胰腺细胞存活与复制,损伤胰腺的分泌功能,并影响外周组织对胰岛素的利用,造成胰岛素抵抗,长期使用导致PTDM;高血糖状态是一种前炎症状态,对肝脏产生慢性损伤导致纤维化，对LSM增高有影响。本研究局限性：样本量较少；缺少肝活检结果作金标准比较；部分患者缺少移植术前资料可能低估了PTDM发生率综上,PTDM使移植肝硬度值较无糖尿病者增加，高血糖可能促进移植肝发生纤维化；此外，移植肝血流动力学状态与LSM有关，二者呈正相关关系。通过2 D-SWE检测能发现三组之间肝脏硬度差异，并较准确评估PTDM患者肝脾弹性状态。2 D-SWE技术对肝移植术后肝脏硬度进行检测，逐步成为评价肝移植术后预后新的检测方法。参考文献1石炳毅，贾晓伟,李宁.中国移植后糖尿病诊疗技术规范(2 0 19版）J.器官移植,2 0 19,10(1):1-9.2Jenssen T,Hartmann A.Post-transplant diabetes mellitus in pa-tients with solid organ transplants J.Nat Rev Endocrinol,2019,15(3):172-188.3JLing Q,Xu X,Xie H,et al.New-onset diabetes after livertransplantation:a national report from China Liver TransplantRegistryJJ.Liver International,2016,36(5):705-712.4JDavidson J,Wilkinson A,Dantal J,et al.New-onset diabetes af-ter transplantation:2003 International consensus guidelines.Pro-ceedings of an international expert panel meeting.Barcelona,Spain,19 February 2003J.Transplantation,2003,75(3):3-24.5JLucey MR,Terrault N,Ojo L,et al.Long-term management ofthe successful adult liver transplant:2012 practice guideline bythe American Association for the Study of Liver Diseases and theAmerican Society of Transplantation J.Liver Transpl,2013,19(1):3-26.6中国医师协会器官移植医师分会，中华医学会器官移植学分会肝移植学组。中国肝移植受者代谢病管理专家共识(2 0 19版)J中华移植杂志（电子版），2 0 19，13（3）：18 7-194.7熊豪,丁佑铭.肝移植术后新发糖尿病危险因素研究进展 中国普通外科杂志,2 0 19,2 8(7)：8 7 8-8 8 4.8徐莎莎,殷蓉，张峰，等。肝移植术后糖尿病的研究进展及影响因素J.器官移植,2 0 16,7(1)：7 2-7 7.9JDing C,Wang M,Gong J,et al.Exogenous VEGF delivery priorto endothelial precursor cell transplantation in orthotopic liver.579.中国临床医学影像杂志2 0 2 3年第34卷第8 期JChinClinMedImaging，2 0 2 3，V o l.34,No.8transplant-induced hepatic ischemia reperfusion injury J.Livertranspl,2017,23(6):804-812.10JLee SH,Joo DJ,Kim SU,et al.Graft function measured bytransient elastography in living donor liver transplantation:pre-liminaryJ.Transplant Proc,2013,45(8):3028-3031.11姜伟，冯程，赵宁波，等超声弹性成像评估肝移植术后稳定状态受者不同时期肝脏弹性的应用价值.器官移植,2 0 2 1,12(1)：103-108.12张敏,刘振文.肝移植术后肝纤维化发生发展机制的研究进展1.肝脏,2 0 12,17(10)：7 35-7 38.13jKiss K,Regs E,Rada K,et al.Chronic hyperglycaemia inducedalterations of hepatic stellate cells differ from the effect ofTGFB1,and point toward metabolic stress.Pathol Oncol Res,（上接57 4页）左心耳血流速度相关。AF患者左心耳涡流与缺血性脑卒中相关，可能为AF缺血性脑卒中提供了一个新的预测指标。参考文献1JBlackshear JL,Odell JA.Appendage obliteration to reduce strokein cardiac surgical patients with atrial fibrillation J.Ann ThoracSurg,1996,61(2):755-759.2Di Biase L,Santangeli P,Anselmino M,et al.Does the left atri-al appendage morphology correlate with the risk of stroke in pa-tients with atrial fibrillation?Results from a multicenter studyJ.J Am Coll Cardiol,2012,60(6):531-538.3JBonagura JD,Miller MW.Doppler echocardiography.I.ColorDoppler imagingJ.Vet Clin North Am Small Anim Pract,1998,28(6):1361-1389.4JMele D,Smarrazzo V,Pedrizzetti G,et al.Intracardiac flow anal-ysis:techniques and potential clinical applications J.J Am SocEchocardiogr,2019,32(3):319-332.5JGarcia-Villalba M,Rossini L,Gonzalo A,et al.Demonstration ofpatient-specific simulations to assess left atrial appendage throm-bogenesis riskJ.Front Physiol,2021,26(12):596.6JNyrnes SA,Fadnes S,Wigen MS,et al.Blood speckle-trackingbased on high-frame rate ultrasound imaging in pediatric cardiol-ogyJ.J Am Soc Echocardiogr,2020,33(4):493-503.e5.7JKarim N,Ho SY,Nicol E,et al.The left atrial appendage inhumans:structure,physiology,and pathogenesis.Europace,2020,22(1):5-18.8JSulzgruber P,Wassmann S,Semb AG,et al.Oral anticoagulation2020,26(1):291-299.14唐小平,陈庄,陈丽丽，等，糖尿病相关肝纤维化研究进展.重庆医学,2 0 11,40(2 2）：2 2 7 0-2 2 7 2.15黄旭叶,王薇。肝移植术后糖尿病的危险因素分析 护理研究，2020,34(15):2709-2711.16Vincenti F,Friman S,Scheuermann E,et al.Results of an in-ternational,randomized trial comparing glucose metabolism disor-ders and outcome with cyclosporine versus tacrolimus J.Am JTransplant,2010,7(6):1506-1514.17JDubois-Laforgue D.Post-transplantation diabetes mellitus inkidney recipientsJ.Nephrologie Ther,2017,13(Suppl 1):S137-S146.in patients with non-valvular atrial fibrillation and a CHA2DS2-VASc score of 1:a current opinion of the European Society ofCardiology Working Group on Cardiovascular Pharmacotherapyand European Society of Cardiology Council on Stroke J.EurHeart J Cardiovasc Pharmacother,2019,5(3):171-180.9Delgado V,Di Biase L,Leung M,et al.Structure and functionof the left atrium and left atrial ppendage:AF and stroke impli-cationsJ.J Am Coll Cardiol,2017,70(25):3157-3172.10JHong J,Zhang Y,Wang Y,et al.Influence of a singlehemodialysis on left ventricular energy loss and wall shear stressin patients with uremic cardiomyopathy assessed with vector flowmappingJJ.Quant Imaging Med Surg,2022,12(8):4059-4068.11jFadnes S,Nyrnes SA,Torp H,et al.Shunt flow evaluation incongenital heart disease based on two-dimensional speckletrackingJ.Ultrasound Med Biol,2014,40(10):2379-2391.12董天心，王晓冰,马春燕.超声血流斑点追踪技术的原理及临床应用J.中国临床医学影像杂志，2 0 2 3,34(3)：2 14-2 16.13JLee JM,Seo J,Uhm JS,et al.Why is left atrial appendagemorphology related to strokes?An analysis of the flow velocityand orifice size of the left atrial appendage J.J CardiovascElectrophysiol,2015,26(9):922-927.14JThomas L,Muraru D,Popescu BA,et al.Evaluation of left a-trial size and function:relevance for clinical practice.J AmSoc Echocardiogr,2020,33(8):934-952.15JDaae AS,Wigen MS,Fadnes S,et al.Intraventricular vectorflow imaging with blood speckle tracking in adults:feasibility,normal physiology and mechanisms in healthy volunteersJ.Ul-trasound Med Biol,2021,47(12):3501-3513.