孩童脂肪肝的超音波診斷技術發展趨勢

醫學影像暨放射科學系 崔博翔教授

全球罹患脂肪肝人口約 19 億，佔總人口 25%，是當代亟需重視的健康議題。脂肪肝通常合併糖尿病、心血管疾病與代謝症候群發生，更被證實為非病毒性肝癌的主要致病機轉，因此其診斷與介入追蹤已成為臨床醫療的重要議題。傳統觀念認為只有成年人會有脂肪肝與相關連帶的肝實質病變，但現在的孩童因為沒有規律的運動習慣，加上高熱量飲食等生活方式，造成肥胖問題在孩童族群越來越流行且嚴重，由於肥胖容易造成體內三酸甘油脂與血脂上升，使得兒童和青少年時期的非酒精性脂肪肝的患病率大大增加。

所幸，大多數脂肪肝的孩童患者可以透過生活習慣、補充營養、以及藥物控制來逐步改善肝臟脂肪浸潤程度，如降低脂肪與糖類的飲食依賴、培養良好運動習慣、omega-3 脂肪酸與維生素 D 與 E 的補充、以及減重藥物的搭配等。為了有效評估與追蹤孩童脂肪肝治療以及改善情形，一個適合孩童族群的診斷方法與工具就顯得非常重要。但對孩童族群來說，非侵入式的評估方法仍然是最佳選擇，因此具有解剖與結構資訊意義的影像學檢查，例如磁振造影、電腦斷層影像、以及超音波影像等都是適合運用至肝臟成像檢查方法。磁振造影與電腦斷層影像的檢查準確度雖然較高，但孩童檢查時需要在沒有父母陪伴的情況下獨自躺在密閉的檢查空間，其實並不是適合孩童的檢查工具。相對來說，腹部超音波是公認偵測孩童肝臟脂肪變性的務實方式，加上容易操作、較低成本、較高安全性以及場域應用的廣泛性使其成為理想的檢查工具。

從基礎聲學的角度來看，肝臟可以視為一個由許多聲學反射體組合而成的微結構，當超音波入射至肝臟組織時，因為肝細胞小於臨床超音波之波長，此時音波反射體扮演散射子的角色，與聲波交互作用下產生具有隨機性質之逆散射訊號。在上述模型架構下，肝細胞出現脂肪浸潤就如同組織微結構發生改變，脂肪肝嚴重度越高，脂肪變性肝細胞所對應等效之瀰漫性散射子數量變多，使最終超音波反射與散射訊號的統計分布發生改變。近期我們運用訊號的統計分布建模產生有用的量化參數，運用至孩童脂肪肝的嚴重度分級與輔助診斷。此外，與林口長庚醫院小兒胃腸肝膽科的合作中，我們使用超音波散射訊號統計分布的定量方法來分析 3 至 18 歲的孩童脂肪肝影像，結果指出在診斷孩童脂肪肝的準確度達 94%，充分顯示超音波散射訊號之統計分布分析可做為孩童脂肪肝非常敏感且準確的影像生物標誌，並可運用至孩童脂肪肝的嚴重度分級與輔助診斷。

最近我們與日本千葉大學以及北京工業大學合作，透過類神經網路來發展更為準確的超音波散射參數等核心技術，並且與人工智慧結合，已初步建立高效智能的超音波散射體學分析模組以應用至孩童脂肪肝診斷。在面對未來病毒性肝炎問題逐漸解決，脂肪性肝炎逐漸成為全球肝實質病變的重點問題時，超音波散射分析將會扮演重要關鍵角色。