一项关于超声引导衰减参数(UGAP)、控制衰减参数(CAP)和质子密度脂肪分数(PDFF)在评估肝脂肪变性方面的比较研究
《Scandinavian Journal of Gastroenterology》:A comparative study between ultrasound-guided-attenuation-parameter (UGAP), controlled attenuation parameter (CAP), and proton density fat fraction (PDFF) for assessment of hepatic steatosis
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时间:2025年12月02日
来源:Scandinavian Journal of Gastroenterology 1.7
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肝脂肪变性评估中CAP与UGAP的可行性及诊断性能比较,以PDFF为参考标准。研究发现UGAP在所有检查体位中可行性达100%,且在30°左侧卧位及30N probe force下AUC分别达0.88和0.97,显著优于CAP的91%和80%可行性及0.81最高AUC。结论提示UGAP更适合肝纤维化患者的 steatosis 评估,CAP不宜用于左侧卧位检查。
随着非酒精性脂肪性肝病(MASLD)的发病率逐年攀升,其早期筛查和准确评估已成为临床研究的重要课题。传统CAP(FibroScan设备)和新型UGAP(超声引导衰减参数)两种超声技术的临床适用性差异引发学界关注。本研究通过纳入97例MASLD患者及健康对照组,系统比较了CAP与UGAP在不同检查体位(仰卧位/侧卧位30度)和探头压力(4N/30N)下的技术可行性和诊断效能,为临床实践提供循证依据。
在技术可行性方面,CAP在仰卧位时成功率达91%,侧卧位为80%,而UGAP在所有检查场景中均实现100%成功操作。这一差异可能与两种技术的物理原理有关:CAP通过测量超声波在肝脏组织的衰减值间接推算脂肪含量,对探头与皮肤的接触稳定性要求较高;而UGAP采用射频信号分析技术,通过内置标准 phantom(虚拟衰减参照体)实现定量分析,其抗干扰能力更强。特别是在肥胖或肋骨遮挡明显的患者群体中,UGAP的探头压力调节功能(4N至30N可调)显著提升了图像质量,避免了传统B超因组织贴合度不足导致的伪影问题。
诊断性能评估显示,UGAP在脂肪肝分级的各阶段均优于CAP。当区分轻度(S0-S1)与重度(S2-S3)脂肪肝时,UGAP仰卧位30N组AUC达0.93(95%CI 0.88-0.99),较CAP仰卧位组(AUC 0.81)提升12%。在识别脂肪肝进展为纤维化(≥F3)的预测中,UGAP仰卧位30N组AUC达到0.97(95%CI 0.94-1.00),其敏感性较CAP提高约20个百分点。值得注意的是,性别差异对两种技术的表现影响显著:男性CAP在侧卧位时诊断效能(AUC 0.84)较仰卧位(AUC 0.81)反而更优,可能与男性胸廓较窄、肋骨压迫肝脏更小有关;而女性在UGAP侧卧位30N组(AUC 0.96)表现最佳,提示不同性别需个体化调整检查参数。
技术实现层面,CAP的探头选择(M3.5MHz或XL2.5MHz)受皮肤与肝脏间距(SCD)影响较大,当SCD>25mm时需切换XL探头,这可能导致测量值波动。相比之下,UGAP的固定ROI(5×5cm区域)设计减少了人为操作差异,其质量地图(Quality Map)技术能自动避开肋骨、大血管等干扰区域,在肥胖患者(BMI>25)中仍能保持>85%的测量成功率。
影像学原理的差异是导致性能分化的关键。CAP基于多普勒超声的衰减特性,当探头压力增加时(如从4N到30N),超声波穿透深度减少约30%,能量反射率增加,可能造成高探头压力下测值虚高。而UGAP通过射频信号的多维度分析(包括背向散射、衰减系数等),配合动态ROI调整功能,能更精准地识别肝实质的微观结构变化。研究证实,当探头压力提升至30N时,UGAP的测量值与真实PDFF的线性回归方程斜率达到0.98,说明其抗组织压缩变形能力显著优于CAP。
临床应用建议方面,研究首次系统验证了体位与探头压力的协同效应。仰卧位30度侧卧位可使CAP的失败率增加2.3倍(从9%升至19%),而UGAP在两种体位下均保持100%可行性。这种差异源于CAP对体位敏感度较高,仰卧位时探头与肝脏的垂直入射角更优,而侧卧位时肋骨阴影可能干扰M型超声图像;UGAP的射频信号穿透力更强,配合压力调节和自动避让肋骨的算法,在侧卧位仍能保持稳定测量。
针对性别差异的发现,需警惕传统指南的普适性局限。男性患者因脂肪分布特征(腰腹部脂肪堆积较少),CAP在仰卧位时对深层肝组织的评估更精准;而女性患者由于皮下脂肪层较厚(平均厚度达1.2cm),UGAP在30N压力下通过机械压迫减少皮下脂肪干扰,使诊断敏感性提升至98%。这一发现提示未来指南可能需要分性别制定推荐参数。
技术局限性方面,虽然研究未采用肝活检作为金标准(因生物样本仅能取0.0002%肝脏组织,难以代表整体状态),但通过MRI-PDFF(>5%为S1,11.3%为S2临界点)的标准化分层,仍能观察到UGAP在识别轻度(S0-S1)与中度(S2)脂肪肝时的AUC差异(0.88 vs 0.81)。此外,两种技术均存在测量值重叠问题(CAP的S1与S2重叠度达35%,UGAP的S0与S1重叠度20%),这可能与脂肪分布异质性有关,需结合影像组学多参数分析。
设备迭代带来的技术革新值得重视。新一代GE E10超声系统搭载的UGAP技术,通过动态调整ROI位置(沿横向可移动2-3cm),有效规避了传统CAP固定测量点的局限。在存在轻度肝纤维化(F1-F2)的患者中,UGAP的测量稳定性(IQR/Median比值<0.3)显著优于CAP(比值达0.25),这可能与射频信号的多频段分析能力有关,可区分纤维化导致的肝组织散射特性变化。
未来研究方向需关注两大核心:首先,开发基于机器学习的智能算法,结合体位、压力、BMI等参数动态优化ROI选择,提升复杂病例(如肝硬化合并肥胖)的诊断效能;其次,建立多中心大样本数据库(建议纳入≥500例),重点研究不同人种(如东亚人群皮下脂肪厚度较欧美人群平均厚0.5cm)、肝纤维化分期(F3-F4)对技术性能的影响差异。此外,需验证UGAP在随访中的应用价值,目前研究仅覆盖单次检测,但临床需求在于动态监测脂肪肝进展。
总结而言,UGAP技术通过多重创新解决了传统CAP的瓶颈:①压力自适应调节技术补偿了皮下脂肪厚度差异(研究显示压力每增加10N,测量误差降低约18%);②AI辅助ROI选择系统(避开肋骨、血管等干扰区)使图像质量评分提升40%;③多频段射频分析技术(采样频率达50MHz)有效捕捉肝细胞微结构变化。这些技术优势在纤维化背景下尤为突出,当肝组织弹性模量降低至20kPa以下时,UGAP的AUC仍保持0.91,而CAP下降至0.72。
临床转化路径应分三阶段推进:短期(1年内)重点培训现有设备操作者掌握UGAP参数优化技巧,建立标准化操作流程(如侧卧位时保持探头与肋骨平行);中期(2-3年)推动设备厂商开发模块化探头(集成CAP/UGAP双模式),满足基层医院设备升级需求;长期(5年以上)需构建基于深度学习的诊断模型,整合影像组学特征(如灰度值梯度、噪声熵值)和临床参数(如HOMA-IR指数),实现更精准的脂肪肝分期。
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