Количественная оценка жировой болезни печени: EzHRI, TAI и TSI

Материал подготовлен редакцией UZI.RU по техническим материалам Научно-исследовательского центра Samsung Medison.

Зачем измерять, а не только смотреть

Неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП) — собирательный термин для целого спектра состояний: от простого накопления жира до стеатогепатита, фиброза и цирроза. По последним данным её распространённость в Азии и США — около 30%, а в мире — порядка 25%. Жировые отложения в печени повышают вероятность воспалительной реакции и со временем могут привести к фиброзу. Поэтому, поставив диагноз, важно регулярно отслеживать состояние печени в динамике.

На УЗИ у таких пациентов мы привычно видим повышенную эхогенность паренхимы печени по сравнению с корковым слоем правой почки — это следствие накопления нейтральных жиров в гепатоцитах. Проблема в том, что «ярче-темнее» — оценка качественная и субъективная: её трудно воспроизвести и почти невозможно честно сравнить с предыдущим исследованием. Здесь и нужны количественные инструменты — они переводят картинку в числа, которые можно сопоставлять во времени.

Три характеристики сигнала, которые меняются при стеатозе

Ультразвуковой сигнал меняется в зависимости от свойств ткани, через которую он проходит. При прохождении через печень с жировой инфильтрацией эти изменения можно измерить по трём характеристикам, и каждая из них зависит от степени жировых отложений:

1. Амплитуда (эхогенность) — насколько ярко выглядит паренхима.
2. Изменение частотного компонента (затухание) — как быстро сигнал слабеет с глубиной.
3. Степень рассеяния сигнала — как ткань «разбрасывает» отражённый сигнал.

Обычно все три объединяются и отображаются просто как яркость на изображении. Инструменты Samsung раскладывают их обратно на отдельные измеримые величины — по одной на каждую характеристику:

• EzHRI™ — коэффициент эхогенности ткани печени относительно паренхимы правой почки (гепаторенальный индекс).
• TAI™ (визуализация затухания сигнала в тканях) — затухание ультразвука в печени.
• TSI™ (визуализация распределения рассеяния в тканях) — обратное рассеяние сигнала.

TAI и TSI относятся к семейству методов количественного УЗИ — QUS (quantitative ultrasound). По мере прогрессирования стеатоза каждая из этих величин закономерно меняется, что и позволяет использовать их для оценки тяжести и наблюдения.

EzHRI: гепаторенальный индекс автоматически

Гепаторенальный индекс (HRI, он же гепаторенальное отношение) — давно известная и валидированная B-режимная метрика. Это простое отношение яркостей: паренхимы печени к корковому слою почки.

HRI = яркость тканей печени ÷ яркость тканей почки.

В норме печень и кора почки почти изоэхогенны, и индекс близок к единице; при стеатозе печень становится ярче, и значение растёт. Метрика чувствительная и неинвазивная, но «вручную» расстановка зон интереса требует времени и привносит субъективность.

EzHRI™ работает по тому же принципу, но снимает рутину: алгоритм сам предлагает исходное расположение зон интереса. Расчёт идёт в три этапа:

1. Сегментация — на основе глубокого обучения система размечает на снимке маски «печень» и «почка».
2. Извлечение зон интереса — внутри каждой маски выделяются три класса яркости, и берётся только сигнал коркового слоя, без сосудов и артефактов.
3. Вычисление HRI — выбираются две области с наименьшим разбросом яркости, считается среднее отношение, выводится индекс.

Входной стоп-кадр → автоматическая сегментация печени (зелёный контур) и почки (красный) → три класса яркости для отбора коркового слоя.

Готовый результат: метка «L» — в печени, «K» — в корковом слое почки; на экране яркость печени и почки и индекс HRI (здесь L/K = 1.15).

Зоны можно принять как есть или поправить вручную под свои предпочтения. По сути это быстрый скрининг стеатоза прямо в рутинном УЗИ: получаете воспроизводимое число и удобно отслеживаете динамику. Подробнее — на странице технологии EzHRI™; пошаговый протокол у сканера — в инструкции «EzHRI: гепаторенальный индекс».

TAI: измерение затухания

Затухание ультразвука — это постепенное ослабление сигнала за счёт поглощения, отражения, преломления и рассеяния. TAI™ количественно оценивает его по изменению средней частоты сигнала при оптимальных условиях передачи и приёма.

Логика простая: затухание сильнее выражено на высоких частотах, поэтому с глубиной средняя частота сигнала смещается вниз — и тем заметнее, чем больше жира в печени. Выраженность затухания прямо пропорциональна стадии жировой болезни печени. Результат выводится в дБ/см/МГц: чем больше значение, тем тяжелее стеатоз.

У TAI есть встроенный контроль надёжности — коэффициент R². Измерение считается достоверным при R² не ниже 0,6; при меньшем значении область подсвечивается красным, и проводить измерение в ней не рекомендуется. Подробнее — технология TAI™.

TAI в дБ/см/МГц: слева здоровая печень (0,74; R² 0,82), справа жировая болезнь печени (1,12; R² 0,90).

TSI: измерение рассеяния

Рассеяние — это отражение ультразвуковых волн в разных направлениях, не зависящее от угла их входа. Именно оно формирует зернистый рисунок (speckle) на изображении. При накоплении жира распределение сигналов обратного рассеяния меняется, и его можно описать статистической моделью.

TSI™ оценивает это распределение и выдаёт безразмерное число:

• TSI < 100 — дорелеевское распределение, характерное для здоровой печени;
• TSI ≈ 100 — пограничная зона;
• TSI > 100 — пострелеевское распределение, соответствующее выраженному стеатозу.

TSI чувствителен к стеатозу и хорош как быстрый скрининговый показатель, поэтому его удобно использовать в паре с TAI. Подробнее — технология TSI™.

TSI: слева здоровая печень (65,93), справа жировая болезнь печени (98,28).

Особые указания по QUS

Чтобы измерения TAI и TSI были точными, область интереса выбирают в паренхиме печени, исключая крупные вены, на расстоянии не менее 3 см от капсулы печени и при задержке дыхания пациентом. Надёжность TAI контролируют по R²: ориентир — не ниже 0,6. Единый протокол укладки, расстановки ROI и пороговые значения по степеням S1–S3 разобраны в инструкции «Количественная оценка стеатоза печени (TAI и TSI)».

Отчёт и наблюдение в динамике

Итоговый отчёт собирает значения по всем трём методам. EzHRI™ показывает средние уровни яркости зон интереса в печени и почке и сам индекс HRI. TAI™ и TSI™ дают измеренные значения вместе со средним и медианой — это и есть основа для сравнительного анализа. По каждому методу можно выполнить до пяти измерений и сохранить данные.

Именно поэтому количественная оценка ценна не разовым числом, а возможностью корректно сравнить исследование с предыдущим: видно, как меняется печень на фоне коррекции образа жизни или терапии.

Коротко

Samsung измеряет три характеристики ультразвукового сигнала — эхогенность (EzHRI™), затухание (TAI™) и обратное рассеяние (TSI™), — которые закономерно меняются при жировой болезни печени. Вместе они переводят привычную качественную оценку «печень ярче почки» в воспроизводимые числа, помогают оценить степень тяжести по простому количественному индексу и удобно отслеживать динамику без МР и биопсии. Окончательная трактовка, как всегда, остаётся за врачом.

---

По теме: технологии EzHRI™ · TAI™ · TSI™ · инструкции «EzHRI: гепаторенальный индекс» и «Количественная оценка стеатоза печени (TAI и TSI)».