DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2024.03.014
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38658207
تاريخ النشر: 2024-04-23
المؤلف: Giovanna Ferraioli وآخرون
الموضوع الرئيسي: تشخيص وعلاج أمراض الكبد
نظرة عامة
لقد طورت الاتحاد العالمي للأشعة فوق الصوتية في الطب وعلم الأحياء (WFUMB) وثيقة إرشادية تركز على الأشعة فوق الصوتية متعددة المعلمات، مع التركيز بشكل خاص على قياس محتوى الدهون في الكبد. الجزء الثاني من هذه الوثيقة يوضح استخدام ثلاثة أدوات رئيسية للأشعة فوق الصوتية: معامل التوهين، معامل الانعكاس الخلفي، وسرعة الصوت. تستفيد هذه الأدوات من بيانات الأشعة فوق الصوتية الخام لتقدير محتوى الدهون في الكبد، وتهدف الإرشادات إلى تعزيز فهم وظيفتها وتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، تناقش الوثيقة العوامل المربكة المحتملة التي قد تؤثر على القياسات وتقترح بروتوكولًا موحدًا للحصول على القياسات لتقليل هذه التأثيرات. التوصيات المقدمة مستمدة من الأدبيات الحالية وآراء الخبراء؛ ومع ذلك، لم يتم تقييمها رسميًا بسبب قلة الأدلة المتاحة في وقت إعداد الوثيقة.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على ظهور مؤشرات حيوية جديدة تعتمد على الأشعة فوق الصوتية (US) التي تمكن من قياس محتوى الدهون في الكبد بشكل غير جراحي، وهو أمر ذو صلة خاصة بالنظر إلى الزيادة في انتشار مرض الكبد الدهني (SLD). في عام 2021، أصدر الاتحاد العالمي للأشعة فوق الصوتية في الطب وعلم الأحياء (WFUMB) ورقة موقف تتناول قياس الدهون في الكبد، مما يعكس توافق الخبراء على أهميته. على الرغم من التقدم، لا يزال هناك نقص في الفهم بشأن العوامل المربكة التي قد تؤثر على تقديرات الأشعة فوق الصوتية للدهون في الكبد، بالإضافة إلى غياب بروتوكولات موحدة لتقليل التباين في القياسات عبر المراقبين والخوارزميات المختلفة.
استجابةً لهذه التحديات، بدأ الاتحاد العالمي للأشعة فوق الصوتية في تطوير وثيقة شاملة حول الأشعة فوق الصوتية متعددة المعلمات. ستشمل هذه الوثيقة نتائج جديدة تتعلق بإيلاستوجرافيا الموجات القصيرة في مرض الكبد المزمن وتوفر رؤى حول التقييم الكمي لمحتوى الدهون في الكبد. التوصيات لاستخدام مؤشرات الأشعة فوق الصوتية في قياس الدهون في الكبد مستمدة من الدراسات الحالية وآراء الخبراء؛ ومع ذلك، لم يتم تقييمها بسبب قلة الأدلة المتاحة في وقت إعداد الوثيقة.
الطرق
تناقش قسم الطرق دمج تقنيات الأشعة فوق الصوتية الكمية المتعددة (US) لتعزيز دقة قياس الدهون في الكبد. على وجه التحديد، يجمع نظام متاح تجاريًا بين تباين السعة (AC) ومعامل الانعكاس الخلفي (BSC) للإبلاغ عن محتوى الدهون في الكبد كنسبة مئوية، مما يتوافق جيدًا مع قياسات الكثافة البروتونية للدهون في التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI-PDFF). وجدت دراسة شملت مجموعة صغيرة من الأفراد الذين يعانون من زيادة الوزن والسمنة أن حد الدهون المستمد من الأشعة فوق الصوتية (UDFF) الذي يزيد عن 5% أظهر حساسية بنسبة 94.1% وخصوصية بنسبة 63.6% لتشخيص مستويات MRI-PDFF التي تبلغ 5.5% أو أكثر. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن النسب المئوية التي تم الحصول عليها من UDFF أو MRI-PDFF لا تتوافق مباشرة مع النسب المئوية للدهون النسيجية.
بالإضافة إلى ذلك، يستخدم نظام آخر متاح تجاريًا مزيجًا من AC وتصوير توزيع تشتت الأنسجة (TSI)، معززًا بالذكاء الاصطناعي (AI)، المعروف باسم نسبة الدهون بالأشعة فوق الصوتية (USFF). حققت هذه التقنية منطقة تحت المنحنى (AUC) تبلغ 0.97 (95% CI: 0.93-0.99) لتشخيص الكبد الدهني (المعرف بأنه MRI-PDFF ≥5%). على الرغم من أنها واعدة، إلا أن هناك نقصًا في الدراسات واسعة النطاق التي تتحقق من صحة هذه التقنية. علاوة على ذلك، أظهر نظام بحثي يدمج معامل الانعكاس الخلفي، ونسبة الإشارة إلى الضوضاء، ومعامل التوهين الموجه بالأشعة فوق الصوتية (UGAP) باستخدام AI تحسنًا في التمييز للكشف عن الكبد الدهني، المحدد بواسطة MRI-PDFF >5%، على الرغم من أنه تم تقييمه فقط لهذا الغرض التشخيصي.
المناقشة
تؤكد قسم المناقشة في ورقة البحث على الأهمية السريرية لقياس محتوى الدهون في الكبد، خاصة في سياق مرض الكبد الدهني المرتبط بالخلل الأيضي (MASLD)، الذي ينتشر عالميًا ويرتبط بمخاطر صحية خطيرة مثل سرطان الكبد وسرطان القلب والأوعية الدموية. يبرز القسم أنه بينما يعتبر الكبد الدهني حالة ديناميكية تستجيب لتغييرات نمط الحياة والعلاج، فإن شدته لا تتوافق مباشرة مع التنبؤات المتعلقة بالكبد. من الجدير بالذكر أن تقليل الكبد الدهني، كما تم قياسه بواسطة الكثافة البروتونية للدهون في التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI-PDFF)، قد ارتبط بتحسينات نسيجية في التهاب الكبد الدهني المرتبط بالخلل الأيضي (MASH)، مما يجعل MRI-PDFF نقطة نهاية رئيسية في التجارب السريرية.
تناقش الورقة أيضًا قيود خزعة الكبد كمعيار مرجعي لتقييم الكبد الدهني بسبب طبيعتها الغازية وتباين التفسير. تُقدم تقنيات التصوير غير الغازية، وخاصة الطرق المعتمدة على التصوير بالرنين المغناطيسي، كبدائل فعالة لقياس الدهون في الكبد، مما يظهر تكرارية عالية وأداء تشخيصي. بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير تقنيات الأشعة فوق الصوتية، مثل معامل التوهين المنضبط (CAP)، لتقدير الدهون في الكبد ولكنها تظهر دقة متغيرة اعتمادًا على مجموعة المرضى وأسباب المرض. يختتم القسم بالتأكيد على الحاجة إلى مزيد من الدراسات الطولية للتحقق من القيمة التنبؤية لهذه الطرق غير الغازية في إدارة MASLD والمخاطر الأيضية المرتبطة بها.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2024.03.014
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38658207
Publication Date: 2024-04-23
Author(s): Giovanna Ferraioli et al.
Primary Topic: Liver Disease Diagnosis and Treatment
Overview
The World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology (WFUMB) has developed a guidance document focused on multiparametric ultrasound, specifically addressing the quantification of liver fat content. Part 2 of this document outlines the use of three key ultrasound tools: the attenuation coefficient, backscatter coefficient, and speed of sound. These tools leverage raw ultrasound data to estimate liver fat content, and the guidance aims to enhance understanding of their functionality and result interpretation.
Additionally, the document discusses potential confounding factors that may affect measurements and proposes a standardized protocol for measurement acquisition to minimize these influences. The recommendations presented are derived from existing literature and expert opinions; however, they were not formally graded due to the limited body of evidence available at the time of the document’s preparation.
Introduction
The introduction highlights the emergence of new ultrasound (US)-based biomarkers that enable non-invasive quantification of liver fat content, which is particularly relevant given the rising prevalence of steatotic liver disease (SLD). In 2021, the World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology (WFUMB) issued a position paper addressing liver fat quantification, reflecting expert consensus on its importance. Despite the advancements, there remains a lack of understanding regarding confounding factors that may influence US estimations of liver fat, as well as an absence of standardized protocols to minimize variability in measurements across different observers and algorithms.
In response to these challenges, the WFUMB has initiated the development of a comprehensive document on multiparametric US. This document will encompass new findings related to shear wave elastography in chronic liver disease and provide insights into the quantitative evaluation of liver fat content. The recommendations for utilizing US biomarkers in liver fat quantification are derived from existing studies and expert opinions; however, they are not graded due to the limited body of evidence available at the time of the document’s preparation.
Methods
The methods section discusses the integration of multiple quantitative ultrasound (US) techniques to enhance the accuracy of liver fat quantification. Specifically, a commercially available system combines amplitude contrast (AC) and backscatter coefficient (BSC) to report liver fat content as a percentage, correlating well with magnetic resonance imaging proton density fat fraction (MRI-PDFF) measurements. A study involving a small cohort of overweight and obese individuals found that a ultrasound-derived fat fraction (UDFF) cutoff of greater than 5% demonstrated a sensitivity of 94.1% and specificity of 63.6% for diagnosing MRI-PDFF levels of 5.5% or higher. However, it is important to note that the percentages obtained from UDFF or MRI-PDFF do not directly correspond to histological fat percentages.
Additionally, another commercially available system utilizes a combination of AC and tissue scatter distribution imaging (TSI), enhanced by artificial intelligence (AI), known as ultrasound fat fraction (USFF). This technique achieved an area under the curve (AUC) of 0.97 (95% CI: 0.93-0.99) for diagnosing hepatic steatosis (defined as MRI-PDFF ≥5%). Although promising, there is a lack of large-scale studies validating this technique. Furthermore, a research system that integrates backscatter coefficient, signal-to-noise ratio, and ultrasound-guided attenuation parameter (UGAP) using AI has shown improved discrimination for detecting steatosis, defined by MRI-PDFF >5%, though it was evaluated solely for this diagnostic purpose.
Discussion
The discussion section of the research paper emphasizes the clinical significance of quantifying liver fat content, particularly in the context of metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD), which is prevalent globally and linked to severe health risks such as hepatocellular carcinoma and cardiovascular disease. The section highlights that while hepatic steatosis is a dynamic condition responsive to lifestyle changes and treatment, its severity does not directly correlate with liver-related prognosis. Notably, a reduction in hepatic steatosis, as measured by magnetic resonance imaging proton density fat fraction (MRI-PDFF), has been associated with histological improvements in metabolic dysfunction-associated steatohepatitis (MASH), making MRI-PDFF a key endpoint in clinical trials.
The paper also discusses the limitations of liver biopsy as the reference standard for assessing steatosis due to its invasive nature and variability in interpretation. Non-invasive imaging techniques, particularly MRI-based methods, are presented as effective alternatives for liver fat quantification, demonstrating high reproducibility and diagnostic performance. Additionally, ultrasound techniques, such as the controlled attenuation parameter (CAP), have been developed for estimating liver fat but show variable accuracy depending on the patient population and disease etiology. The section concludes by underscoring the need for further longitudinal studies to validate the prognostic value of these non-invasive methods in managing MASLD and associated metabolic risks.