Ο ρόλος της υπερηχογραφικής 2-Dimensional Shear Wave ελαστογραφίας στη διάγνωση της ηπατικής ίνωσης στην παιδιατρική ηλικία

Abstract

Background Two-dimensional (2-D) shear wave elastography is a new sonographic elastography method for noninvasive measurement of liver stiffness. Fibrosis is the main determinant of liver stiffness and other disease-related factors usually disregarded in studies on liver elastography, such as inflammation and cholestasis, may influence liver stiffness.Objective The aim of this study was 1) to establish reference values of normal liver stiffness on two-dimensional shear wave elastography in children, and 2) to evaluate the accuracy of two-dimensional shear wave elastography in assessing liver fibrosis in children with chronic liver disease by controlling for the confounding role of several disease- and patient-related factors.Materials and methods Two-dimensional shear wave elastography values were measured in 202 children with no liver disease from the neonatal period to puberty, who were divided into 4 age groups: newborns and infants, preschoolers, elementary school children and adolescents. We investigated the effects of age, depth of elastography measurement, transducer, number of measurements per child, liver size and Doppler parameters of hepatic blood flow on liver elasticity values.Three disease groups were studied: 1) various chronic liver diseases, 2) autoimmune hepatitis, and 3) biliary atresia. METAVIR score was used for fibrosis staging and grading of necroinflammatory activity. Multiple linear regression was used to evaluate the relationship between liver stiffness measurements and disease-related factors. The diagnostic accuracy of elastography for predicting fibrosis stages was assessed by calculating the area under the receiver-operating characteristic curves.Results. The mean normal liver elasticity value in the study population was: 4.29±0.59 kilopascals (kPa). In neonates and infants, mean liver elasticity value was 4.63 (± 0.6) kPa, in preschoolers and elementary school children, 4.05 (± 0.57) kPa and 4.15 (±0.52) kPa, respectively, and in adolescents, 4.39 (± 0.55) kPa. Values in neonates and infants as well as adolescents were significantly higher than in preschoolers and elementary school children (Kruskal-Wallis, P<0.001; Mann-Whitney U tests, P<0.05). There was no significant association between liver elasticity values and size of the right lobe or Doppler parameters of hepatic blood flow. Different depths and the number of elastography measurements had no effect on liver elasticity values.‘Various chronic liver diseases’ group [n=32; 7.1±4.9 (mean± standard deviation) years] showed liver stiffness of 8.9±5.0 (mean± standard deviation) kPa, ‘autoimmune hepatitis’ group (n=33; 8.1±4.4 years) of 7.1±2.7 kPa, and ‘biliary atresia’ group (n=19; 0.2±0.1 years) 19.7±15.2 kPa. Liver stiffness measurements differed across METAVIR fibrosis categories in all disease groups. The highest values were found in biliary atresia, at fibrosis stages ≥F2 (F2: 12.4±1.6 kPa; F3: 17.8±2 kPa; F4: 41.5±12.4 kPa). Liver stiffness was strongly associated only with fibrosis (P<0.0001) in various chronic liver diseases, with necroinflammatory activity (P<0.0001) and fibrosis (P=0.002) in autoimmune hepatitis, and with age (P<0.0001), fibrosis (P<0.0001) and cholestasis (P=0.009) in biliary atresia. Optimal cut-offs for detecting advanced fibrosis (≥ F3) were 16 kPa (area under curve, 0.98; sensitivity, 87.5%; specificity, 96.7%) in biliary atresia and 8.7 kPa (area under curve, 0.98; sensitivity, 93.8%; specificity, 96.1%) in other chronic liver diseases.Conclusion Two-dimensional shear wave elastography is achievable in a wide range of age in children. Two-dimensional shear wave elastography is reliable in assessing liver fibrosis in children with chronic liver diseases. Except fibrosis, inflammatory activity in autoimmune hepatitis, and age and cholestasis in biliary atresia should be considered.

Εισαγωγή: Η 2-Dimensional (2-D) Shear Wave ελαστογραφία είναι μια καινούργια υπερηχογραφική μέθοδος για την μη επεμβατική αξιολόγηση της ελαστικότητας (stiffness) του ηπατικού παρεγχύματος. Η ίνωση στις διάφορες χρόνιες ηπατοπάθειες είναι ο κύριος καθοριστικός παράγοντας που διαμορφώνει την ελαστικότητα του ηπατικού παρεγχύματος. Επιπλέον, άλλοι παράγοντες, που σχετίζονται με διάφορες ασθένειες και συνήθως δεν λαμβάνονται υπόψη σε μελέτες με την ηπατική ελαστογραφία, όπως η φλεγμονή και η χολόσταση, μπορούν να επηρεάσουν την ελαστικότητα του ηπατικού παρεγχύματος.Σκοπός: Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν: 1) ο καθορισμός τιμών της ελαστικότητας του φυσιολογικού ηπατικού παρεγχύματος με τη 2-Dimensional-Shear Wave ελαστογραφία στα παιδιά, και 2) η αξιολόγηση της διαγνωστικής ακρίβειας της 2-Dimensional-Shear Wave ελαστογραφίας στην εκτίμηση της ηπατικής ίνωσης των παιδιών με χρόνιες ηπατοπάθειες, ελέγχοντας ταυτόχρονα την πιθανή επίδραση διαφόρων παραγόντων στην ελαστικότητα του ηπατικού παρεγχύματος, που σχετίζονται με την ασθένεια και τον ασθενή. Υλικό και μέθοδοι: Μελετήθηκαν με τη 2-Dimensional-Shear Wave ελαστογραφία 202 παιδιά χωρίς ηπατική νόσο, από τη νεογνική εως την εφηβική ηλικία, τα οποία χωρίστηκαν σε 4 ηλικιακές ομάδες: νεογέννητα και βρέφη, παιδιά προσχολικής ηλικίας, πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης και έφηβοι. Διερευνήσαμε την επίδραση της ηλικίας, του βάθους της μέτρησης της ελαστογραφίας, του ηχοβολέα, του αριθμού των μετρήσεων ανά παιδί, του μεγέθους του ήπατος και των παραμέτρων Doppler της ηπατικής ροής του αίματος στις τιμές ελαστικότητας του ήπατος. Τα παιδιά με χρόνιες ηπατοπάθειες μελετήθηκαν σε 3 διαφορετικές ομάδες ασθενειών: 1) διάφορες χρόνιες ηπατοπάθειες, 2) αυτοάνοση ηπατίτιδα και 3) ατρησία χοληφόρων. Το ιστολογικό σύστημα METAVIR χρησιμοποιήθηκε για την σταδιοποίηση της ηπατικής ίνωσης και για την αξιολόγηση της ενεργότητας της φλεγμονής. Χρησιμοποιήθηκε πολλαπλή γραμμική παλινδρόμηση για την αξιολόγηση της σχέσης μεταξύ των μετρήσεων της ελαστικότητας του ήπατος και παραγόντων που σχετίζονται με την ασθένεια. Η διαγνωστική ακρίβεια της 2-Dimensional-Shear Wave ελαστογραφίας για την πρόβλεψη των σταδίων ίνωσης αξιολογήθηκε υπολογίζοντας την περιοχή κάτωθεν της καμπύλης.Αποτελέσματα: Η μέση τιμή φυσιολογικής ηπατικής ελαστικότητας στον πληθυσμό της μελέτης ήταν: 4.29±0.59 kilopascals (kPa). Στα νεογνά και βρέφη η μέση τιμή ηπατικής ελαστικότητας ήταν 4.63 (± 0.6) kPa, στα παιδιά προσχολικής ηλικίας και πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης 4.05 (± 0.57) kPa και 4.15 (±0.52) kPa αντίστοιχα, και στους εφήβους 4.39 (± 0.55) kPa. Οι τιμές της ηπατικής ελαστικότητας των νεογνών και βρεφών, όπως, επίσης και των εφήβων ήταν στατιστικά σημαντικά υψηλότερες συγκριτικά με αυτές των παιδιών προσχολικής ηλικίας και πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης (Kruskal-Wallis, P<0.001; Mann-Whitney U tests, P<0.05). Δεν διαπιστώθηκε σημαντική στατιστική συσχέτιση των τιμών της ηπατικής ελαστικότητας με το μέγεθος του δεξιού ηπατικού λοβού ή με τις Doppler παραμέτρους της ηπατικής ροής. Τα διαφορετικά βάθη και ο αριθμός των ελαστογραφικών μετρήσεων δεν είχαν καμία επίδραση στις τιμές της ηπατικής ελαστικότητας.Στην ομάδα με τις διάφορες χρόνιες ηπατοπάθειες [n=32, 7.1±4.9 (μέση τιμή ± τυπική απόκλιση) έτη] η μέση τιμή ηπατικής ελαστικότητας ήταν 8.9±5.0 (μέση τιμή ± τυπική απόκλιση) kPa, στην ομάδα της αυτοάνοσης ηπατίτιδας (n=33, 8.1±4.4 έτη) 7.1±2.7 kPa, και στην ομάδα της ατρησίας χοληφόρων (n=19, 0.2±0.1 έτη) 19.7±15.2 kPa. Οι τιμές της ηπατικής ελαστικότητας ήταν διαφορετικές για τα διάφορα στάδια ίνωσης κατά METAVIR σε όλες τις ομάδες ασθενειών. Οι υψηλότερες τιμές διαπιστώθηκαν στην ατρησία χοληφόρων για τα στάδια ίνωσης ≥ F2 (F2: 12.4±1.6 kPa, F3: 17.8±2 kPa, F4: 41.5±12.4 kPa). Η ηπατική ελαστικότητα σχετίσθηκε σημαντικά μόνο με την ίνωση (P<0.0001) στην ομάδα με τις διάφορες χρόνιες ηπατοπάθειες, με τη φλεγμονώδη ενεργότητα (P<0.0001) και την ίνωση (P=0.002) στην αυτοάνοση ηπατίτιδα και με την ηλικία (P<0.0001), την ίνωση (P<0.0001) και την χολόσταση (P=0.009) στην ατρησία χοληφόρων. Τα βέλτιστα κατώφλια διάγνωσης για τη διάκριση της ικανής ίνωσης (≥ F3) ήταν τα 16 kPa στην ατρησία χοληφόρων (περιοχή κάτωθεν της καμπύλης 0.98, ευαισθησία 87.5%, ειδικότητα 96.7%) και τα 8.7 kPa στις άλλες χρόνιες ηπατοπάθειες (περιοχή κάτωθεν της καμπύλης 0.98, ευαισθησία 93.8%, ειδικότητα 96.1%).Συμπεράσματα: Η 2-dimensional (2-D) shear wave ελαστογραφία είναι εφικτή ως μέθοδος σε ευρύ ηλικιακό φάσμα στα παιδιά. Είναι μια αξιόπιστη μέθοδος για την αξιολόγηση της ηπατικής ίνωσης στις χρόνιες ηπατοπάθειες των παιδιών. Εκτός από την ίνωση, η ενεργότητα της φλεγμονής στην αυτοάνοση ηπατίτιδα και η ηλικία μαζί με την χολόσταση στην ατρησία χοληφόρων θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν.