Ultrasound hepatic elastography with decaying signal technology allows assessing the degree of steatosis and dynamic monitoring of the effectiveness of NAFLD treatment

The purpose of the research is to study the informativeness of the technology of Controlled Attenuation Parameter (CAP) in Shear Wave Elastography (SWE) in determining the degree of severity of liver steatosis depending on the elastometric quantitative values of liver fibrosis in a one-time study in a given volume of parenchima liver in patients with non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD).

Materials and methods of research. The study included 169 patients with NHTSA between the ages of 19 and 81, the average age was 41.7 ±11.3 years, examined in the “City Clinical Hospital No. 1” of the Ministry of Health, Chuvashia (Cheboksary, Russia). Patients with functional disorders of bile evacuation (n= 72) were the first group; the 2nd group were the patients with liver steatosis without manifestations of liver fibrosis (n = 28); the 3rd contained the patients with cirrhosis of the liver (n = 25); patients with chronic viral hepatitis B and C (n= 44) were in the 4^th group. All patients were screened with ultrasonic shear wave elastography with elastometry in one-dimensional (TE) (FibroScan 502 TOUCH, France) and two dimensional (2DSWE) modes (Aixplorer, Supersonic Imagine, France). Elastometry (kPa) and steatometry (dB/m) were completed simultaneously within the same volume of the analyzed liver tissue with two sensing devices of “FibroScan 502 TOUCH”. The statistical processing was carried out with the help of IBM SPSS Statistics 10.0. The results are reflected in the form of median (Me), minimum (min), maximum (max) and medium (Emean) values, standard deviation (SD) of Jung’s elasticity module. Correlational analysis of the received values of parameters F and S was made with the descriptive method of Bland-Altman and the method of Spearman.

Results and discussion. The average quantitative values of the severity of liver steatosis in patients with cirrhosis of liver had reliably lower values (234.5±62.1 dB/m) than in those suffering from steatosis of the liver without fibrosis (347.5±37.6 dB/m) and patients with chronic viral hepatitis (245.9±57.3dB/m, p lt; 0.001). The values of fibrosis in the same amount of the tested liver tissue with liver cirrhosis (45.5± 22.3 kP) were higher than similar rates in the other groups of patients with NAFLD (p lt; 0.001). Diagnostic informational content of the method of controlled ultrasound attenuation in establishing the degree of manifestation of liver steatosis had a higher specificity with II degree of liver steatosis (99.29% with a sensitivity of 84.92%).

The results of the study allow us to recommend ultrasound elastography with the technology of controlled ultrasound attenuation to determine the severity of liver steatosis for both primary diagnosis and for dynamic monitoring of the liver condition of patients with NAFLD.

1. Лазебник Л.Б., Радченко В. Г., Голованова Е. В. и др. Неалкогольная жировая болезнь печени: клиника, диагностика, лечение (рекомендации для терапевтов, 2-я версия). Терапия 2017; 3(13): 6–23. Lazebnik L. B., Radchenko V. G., Golovanova Ye. V. et al. Nonalcoholic fatty liver disease: clinic, diagnostics, treatment (guidelines for the specialists on internal medicine, 2nd version). Terapiya 2017; 3(13): 6–23.

2. Диагностика и лечение неалкогольной жировой болезни печени: методические рекомендации для врачей (под ред. академика РАН, проф. В. Т. Ивашкина). М.; 2015. Diagnosis and treatment of nonalcoholic fatty liver disease: methodical recommendations for doctors (Ivashkin V. T., ed.). Moscow; 2015.

3. Вовк Е. И. Неалкогольная жировая болезнь печени как проатерогенное заболевание: диагностика и лечение в общей практике. РМЖ 2017; 1 (2): 68–79. Vovk E. I. Non-alcoholic fatty liver disease as a proatherogenic disease: diagnosis and treatment in general practice. Russian Medical Journal. Medical Review 2017; 1 (2): 68–79.

4. Кролевец Т.С., Ливзан М. А., Чебаненко Е. В., Мазур И. И., Повжик А. А., Николаев Н. А. Прогно сти ческая модель неинвазивной оценки формирования и прогрессирования фиброза печени у пациентов с неалкогольной жировой болезнью печени. Современные проблемы науки и образования 2018; 3. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=27713. Krolevets T. S., Livzan M. A., Chebanenko E. V., Mazur I. I., Povzhik A. A., Nikolaev N. A. Prognostic Model of NonInvasive Evaluation of Formation and Progression of Liver Fibrosis in Patients with Non-Alcoholic Fat Liver Disease. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya 2018; 3. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=27713.

5. Черкашина Е. А. Актуальные вопросы диагностики и лечения неалкогольной жировой болезни печени. Медицинский совет 2015; 34: 67–71. Cherkashina E. A. Actual issues of diagnosis and treatment of non-alcoholic fatty liver disease. Medicinskij sovet 2015; 34: 67–71.

6. Приленский Б.Ю., Василькова Т. Н., Бухна А. Г. Непсихотические психические расстройства и клинико-лабораторная характеристика пациентов с не алкогольной жировой болезнью печени. Сибирский вестник психиатрии и наркологии 2016; 4(93): 86–92. Prilensky B. Yu., Vasilkova T. N., Bukhna A. G. Nonpsychotic mental disorders and clinical and laboratory characteristics of patients with non-alcoholic fatty liver disease. Sibirskij vestnik psihiatrii i narkologii 2016; 4 (93): 86–92.

7. Вознесенская Е. А. Анализ встречаемости клинических синдромов и функциональных проб у больных с хроническими заболеваниями печени. Смоленский медицинский альманах 2017; 1. С: 73–77. Voznesenskaya E. A. Analysis of the incidence of clinical syndromes and functional tests in patients with chronic liver disease. Smolenskij medicinskij al’manah 2017; 1. C: 73–77.

8. Синдромы при заболеваниях гепатобилиарной системы: учебное пособие (под ред. Власова Н. А.). Уфа; 2016. Syndromes in diseases of the hepatobiliary system: a training manual (Vlasova N. A., ed.). Ufa; 2016.

9. Бабенко А.Ю., Лаевская М. Ю. Неалкогольная жировая болезнь печени – взаимосвязи с метаболическим синдромом. РМЖ 2018; 1 (I): 34–40. Babenko A. Yu., Laevskaya M. Yu. Non-alcoholic fatty liver disease – relationships with metabolic syndrome. RMJ 2018; 1 (I): 34–40.

10. Диомидова В.Н., Тарасова Л. В., Трухан Д. И., Цыганова Ю. В., Виноградова В. С. Информативность эластографии сдвиговой волной с эластометрией при неалкогольной жировой болезни печени. Практическая медицина 2018; 1 (112): 81–85. Diomidova V. N., Tarasova L. V., Trukhan D. I., Tsyganova Yu. V., Vinogradova V. S. Informational content of shear wave elastography with elastometry in non-alcoholic fatty liver disease. Prakticheskaya medicina 2018; 1 (112): 81–85.

11. Маршалко Д.В., Пчелин И. Ю., Шишкин А. Н. Неалкогольная жировая болезнь печени: коморбитность, клиническое значение и методы диагностики фиброза печени. Juvenis Scientia 2018; 2: 14–17. Marshalko D. V., Pchelin I. Y., Shishkin A. N. Nonalcoholic Fatty Liver Disease: Comorbidities, Clinical Significance and Evaluation of Liver Fibrosis. Juvenis Scientia 2018; 2: 14–17.

12. Митьков В.В., Митькова М. Д. Ультразвуковая эластография сдвиговой волной. Ультразвуковая и функциональная диагностика 2015; 2: 94–108. Mitkov V. V., Mitkova M. D. Ultrasound Shear Wave Elastography. Ul’trazvukovaya i funkcional’naya diagnostika 2015; 2: 94–108.

13. Кадрев А. В., Митькова М. Д., Камалов А. А., Митьков В. В. Эластография сдвиговой волной в рамках мультипараметрической ультразвуковой диагностики в оценке местного распространения рака предстательной железы. Ультразвуковая и функциональная диагностика 2019; 1: 30–44. Kadrev A. V., Mitkova M. D., Kamalov A. A., Mitkov V. V. Ultrasound shear wave elastography as a part of multiparametric ultrasound in local staging of prostate cancer (brief review and case reports). Ul’trazvukovaya i funkcional’naya diagnostika 2019; 1: 30–44.

14. Диомидова В.Н., Захарова О. В., Петрова О. В. Эластография сдвиговой волной в оценке эндометрия и миометрия у здоровых женщин репродуктивного возраста. Ультразвуковая и функциональная диагностика 2015; 5: 51–56. Diomidova V. N., Zakharova O. V., Petrova O. V. Endometrium a nd Myometrium Shear Wave Elastography in Healthy Women of Reproductive Age. Ul’trazvukovaya i funkcional’naya diagnostika 2015; 5: 51–56.

15. Салтыкова В.Г., Бурмакова Г. М., Митьков В. В. Ультразвуковая эластография сдвиговой волной в диагностике кальцифицирующего тендинита плечевого сустава. Ультразвуковая и функциональная диагностика 2013; 6: 78–92. Saltykova V. G., Burmakova G. M., Mitkov V. V. Ultrasound Shear Wave Elastography in Diagnosis of Supraspinatus Tendon Calcification. Ul’trazvukovaya i funkcional’naya diagnostika 2013; 6: 78–92.

16. Сенча А. Н., Могутов М. С., Патрунов Ю. Н., Беляев Д. В., Сергеева Е. Д., Кашманова А. В. Количественные и качественные показатели ультразвуковой эластографии в диагностике рака щитовидной железы. Ультразвуковая и функциональная диагностика 2013; 5: 85–98. Sencha A. N., Mogutov M. S., Patrunov Yu.N., Belyaev D. V., Sergeeva E. D., Kashmanova A. V. Quantitative and Qualitative Characteristics of Ultrasound Elastography in Thyroid Cancer Diagnosis. Ul’trazvukovaya i funkcional’naya diagnostika 2013; 5: 85–98.

17. Гогаева И. М., Рамонова Д. Р., Митькова М. Д., Брюховецкий Ю. А., Черешнева Ю. Н., Митьков В. В. Воспроизводимость эластографии сдвиговой волной при исследовании поверхностно расположенных органов (яички). Ультразвуковая и функциональная диагностика 2016; 6: 31–39. Gogaeva I. M., Ramonova D. R., Mitkova M. D., Bryukhovetskiy Yu. A., Chereshneva Yu. N., Mitkov V. V. Reproducibility of Shear Wave Elastography in Testicular Stiffness Assessment. Ul’trazvukovaya i funkcional’naya diagnostika 2016; 6: 31–39.

18. Митьков В. В., Иванишина Т. В., Гогаева И. М., Митькова М. Д., Брюховецкий Ю. А., Забо лотская Н. В., Рудько Г. Г. Воспроизводимость эластографии сдвиговой волной при исследовании поверхностно расположенных органов (щитовидная железа). Ультразвуковая и функциональная диагностика 2015; 6: 27–35. Mitkov V. V., Ivani shina T. V., Gogae va I. M., Mitkova M. D., Bryukhovetskiy Yu. A., Zabolotskaya N. V., Rudko G. G. Reproducibility of the Shear Wave Elastography in Thyroid Stiffness Assessment. Ul’trazvukovaya i funkcional’naya diagnostika 2015; 6: 27–35.

19. Митьков В. В., Хуако С. А., Ампилогова Э. Р., Митькова М. Д. Оценка воспроизводимости результатов количественной ультразвуковой эластографии. Ультразвуковая и функциональная диагностика 2011; 2: 115–120. Mitkov V. V., Khuako S. A., Ampilogova Eh.R., Mitkova M. D. Assessment of the Shear Wave Elastography Reproducibility. Ul’trazvukovaya i funkcional’naya diagnostika 2011; 2: 115–120.

20. Пыков М. И., Кузьмина Н. Е., Кинзерский А. Ю., Сорокин Д. В. Эластография сдвиговой волной при хронических заболеваниях печени: изучение показателей жесткости у детей. Ультразвуковая и функциональная диагностика 2018; 1: 32–42. Pykov M. I., Kuzmina N. E., Kinzersky A. Yu., Sorokin D. V. Shear wave elastography in chronic liver diseases: liver stiffness evaluation in children. Ul’trazvukovaya i funkcional’naya diagnostika 2018; 1: 32–42.

21. Агаева З.А., Авхадов Т. С., Горбов Л. В. Ультразвуковая эластография сдвиговой волной в дифференциальнй диагностике объемных поражений печени. Ультразвуковая и функциональная диагностика 2014; 6: 21–28. Agaeva Z. A., Avkhadov T. S., Gorbov L. V. Shear Wave Elastography in Differential Diagnosis of Liver Lesions. Ul’trazvukovaya i funkcional’naya diagnostika 2014; 6: 21–28.

22. Морозова Т. Г., Борсуков А. В. Основы использования ультразвуковой эластографии при диффузной и очаговой патологии печени. Медицинская визуализация 2018; 6(22): 69–75. https://doi.org/10.24835/1607-0763-2018-6-69-75. Morozova T. G., Borsukov A. V. Basis of using ultrasound elastography in diffuse and focal liver diseases. Medicinskaya vizualizaciya 2018; 6(22): 69–75. https://doi.org/10.24835/1607–0763–2018–6–69–75.

23. Рыхтик П. И., Рябова Е. Н., Васенин С. А., Шкалова Л. В., Загайнов В. Е. Опыт применения эластографии при диагностике фиброза печени в практике гепатологического центра. Радиологияпрактика 2015; 1(49): 30–35. Rykhtik P. I., Ryabova E. N., Vasenin S. A., Shkalova L. V., Zagaynov V. E. Experience of Using Elastographyin the Diagnosis of Liver Fibrosisin the Practice of Hepatology Center. Radiologiya-praktika 2015; 1(49): 30–35.

24. Тухбатуллин М.Г., Янгуразова А. Е., Галеева З. М. Ультразвуковая эластография сдвиговой волной и лабораторные показатели в диагностике и оценке эффективности лечения неалкогольной жировой болезни печени. Практическая медицина 2018; 1(112): 105–111. Tukhbatullin M. G., Yangurazova A. E., Galeeva Z. M. Ultrasonic shear wave elastography and laboratory indicators in diagnosing and evaluating the effectiveness of nonalcoholic fatty liver disease treatment. Prakticheskaya medicina 2018; 1(112): 105–111.

25. Диомидова В. Н., Петрова О. В. Сравнительный анализ результатов эластографии сдвиговой волной и транзиентной эластографии в диагностике диффузных заболеваний печени. Ультразвуковая и функциональная диагностика 2013; 5: 17–23. Diomidova V. N., Petrova O. V. Comparative Analysis of Shear Wave Elastography and Transient Elastography in Diagnosis of Diffuse Liver Disease. Ul’trazvukovaya i funkcional’naya diagnostika 2013; 5: 17–23.

26. Bedossa P., Poynard T. An algorhythm for the grading of activity in chronic hepatitis C. The METAVIR Cooperative Study Group. Hepatology 1996; 24(2): 289– 293. https://doi.org/10.1002/hep.510240201.

27. Маркова Т. Н., Кичигин В. А., Мадянов И. В., Семакина С. М., Диомидова В. Н. Гормонально-мета болические аспекты формирования ожирения и метаболического синдрома в этнических группах (на примере популяции Чувашской Республики). Терапевтический архив 2014; 86(5): 73–77. Markova T. N., Kichigin V. A., Madyanov I. V., Semakina S. M., Diomidova V. N. Hormonal aspects of the development of obesity and metabolic syndrome in ethnic groups (by the population of the Chuvash Republic). Terapevticheskij arhiv 2014; 86(5): 73–77.

28. Бастракова А. Е., Галеева З. М., Тухбатуллин М. Г. Возможности комплексной эхографии в ранней диагностике стеатоза печени. Практическая медицина 2016; 2(94): 48–50. Bastrakova A. E., Galeeva Z. M., Tukhbatullin M. G. Capabilities of complex echography in the early diagnosis of hepatic steatosis. Prakticheskaya medicina 2016; 2(94): 48–50.

29. De Ledinghen V. D., Vergniol J., Capdepont M., Chermak F. et al. Controlled attenuation parameter (CAP) for the diagnosis of steatosis: a prospective study of 5323 examinations. J Hepatol 2014; 60(5): 1026–1031. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2013.12.018.

30. Chon Y. E., Jung K. S., Kim S. U., Park J. Y. et al. Controlled attenuation parameter (CAP) for detection of hepatic steatosis in patients with chronic liver diseases: a prospective study of a native Korean population. Liver Int 2014; 34(1): 102–109. https://doi.org/10.1111/liv.12282.

31. Sasso M., Beaugrand M., de Ledinghen V., Douvin C. et al. Controlled attenuation parameter (CAP): a novel VCTE® guided ultrasonic attenuation measurement for the evaluation of hepatic steatosis: preliminary study and validation in a cohort of patients with chronic liver disease from various causes. Ultrasound Med Biol 2010; 36(11): 1825–1835. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2010.07.005.

32. Sasso M., Audiere S., Kemgang A., Gaouar F. et al. Liver steatosis assessed by controlled attenuation parameter (CAP) measured with the XL probe of the Fibroscan: a pilot study assessing diagnostic accuracy. Ultrasound Med Biol 2016; 42(1): 92–103. http://dx.doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2015.08.008.

33. Тухбатуллин М. Г., Емелькина Л. А. Возможности комплексной эхографии в диагностике активности хронических гепатитов. Медицинская визуализация 2007; 6: 97–101. Tukhbatullin M. G., Emel’kina L. A. Possibilities of Complex Ultrasonography in Diagnostics of Chronic Hepatitis’ Activeness. Medicinskaya vizualizaciya 2007; 6: 97–101.

34. Lupş or-Platon M., Stefă nescu H., Mureș an D., Florea M. et al. Noninvasive assessment of liver steatosis using ultrasound method. Med Ultrason 2014; 16(3): 236–245. https://doi.org/10.11152/mu.2013.2066.163.1mlp.