I. Khám phá kỹ thuật ARFI Đánh giá đàn hồi mô gan do rượu
Kỹ thuật Ghi hình xung lực bức xạ âm, hay Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI), là một phương pháp chẩn đoán hình ảnh tiên tiến, không xâm lấn, được tích hợp trên các máy siêu âm hiện đại. Mục tiêu của kỹ thuật này là đo độ cứng của gan, một chỉ số quan trọng phản ánh mức độ xơ hóa gan. Trong bối cảnh bệnh gan do rượu (BGDR) ngày càng gia tăng, việc phát hiện sớm và đánh giá chính xác giai đoạn xơ hóa đóng vai trò then chốt trong việc tiên lượng và điều trị. Bệnh gan do rượu là một phổ bệnh lý phức tạp, diễn tiến từ gan nhiễm mỡ do rượu đơn thuần, đến viêm gan do rượu và cuối cùng là xơ gan do rượu, một tình trạng tổn thương không thể hồi phục. Theo thống kê, xơ gan do rượu chiếm tới 47,9% tổng số ca tử vong do xơ gan trên toàn cầu [56]. Kỹ thuật siêu âm ARFI sử dụng một xung siêu âm hội tụ để tạo ra một lực đẩy cơ học lên mô gan. Lực này tạo ra các sóng biến dạng ngang (Shear Wave). Tốc độ của sóng biến dạng (Shear Wave Velocity - SWV) được máy đo lại và tỷ lệ thuận với độ cứng của mô. Mô gan càng xơ hóa, càng cứng thì tốc độ sóng biến dạng càng cao. Kết quả này được biểu thị bằng chỉ số ARFI (đơn vị m/s), giúp các bác sĩ phân loại giai đoạn xơ hóa theo thang điểm Metavir một cách khách quan. Việc áp dụng siêu âm đàn hồi mô gan bằng ARFI mang lại một giải pháp thay thế hiệu quả cho các phương pháp truyền thống, đặc biệt là sinh thiết gan. Phương pháp này không chỉ an toàn, nhanh chóng mà còn có thể lặp lại nhiều lần để theo dõi bệnh gan mạn tính một cách hiệu quả, giúp giảm gánh nặng chi phí và rủi ro cho người bệnh.
1.1. Bệnh gan do rượu và tầm quan trọng của chẩn đoán sớm
Bệnh gan do rượu là thuật ngữ chỉ các tổn thương gan do lạm dụng rượu kéo dài, bao gồm ba giai đoạn chính: gan nhiễm mỡ do rượu, viêm gan do rượu và xơ gan do rượu. Giai đoạn đầu, gan nhiễm mỡ, có thể hồi phục hoàn toàn nếu ngừng uống rượu. Tuy nhiên, nếu tiếp tục lạm dụng, bệnh sẽ tiến triển thành viêm gan và xơ hóa gan, đặc trưng bởi sự thay thế mô gan khỏe mạnh bằng mô sẹo. Khi đã tiến triển đến xơ gan, chức năng gan suy giảm nghiêm trọng và nguy cơ tử vong rất cao [46]. Do đó, việc chẩn đoán sớm và đánh giá chính xác mức độ xơ hóa là cực kỳ quan trọng. Nó giúp bác sĩ đưa ra phác đồ điều trị phù hợp, ngăn chặn bệnh tiến triển và giảm thiểu các biến chứng nguy hiểm như ung thư biểu mô tế bào gan. Các phương pháp chẩn đoán không xâm lấn như siêu âm đàn hồi mô gan ngày càng chứng tỏ vai trò không thể thiếu trong thực hành lâm sàng.
1.2. Giới thiệu Acoustic Radiation Force Impulse ARFI
Acoustic Radiation Force Impulse (ARFI) là một kỹ thuật siêu âm đàn hồi mô gan thế hệ mới, được phát triển để định lượng độ cứng của mô một cách khách quan. Không giống như siêu âm B-mode thông thường chỉ quan sát hình thái, ARFI cung cấp thông tin về đặc tính cơ học của gan. Kỹ thuật này được tích hợp trực tiếp vào đầu dò siêu âm tiêu chuẩn, cho phép bác sĩ vừa thực hiện siêu âm 2D để xác định vị trí tối ưu, vừa tiến hành đo độ cứng của gan trong cùng một lần thăm khám. Nguyên lý của ARFI là tạo ra một lực đẩy ngắn vào một vùng khảo sát nhỏ (ROI), gây ra sóng biến dạng lan truyền qua mô. Vận tốc của sóng này (SWV) được đo và tính toán, trực tiếp phản ánh độ cứng của gan. Đây là một bước tiến vượt bậc, giúp chẩn đoán xơ gan mà không cần đến các thủ thuật xâm lấn.
II. Hạn chế của sinh thiết gan cách ARFI vượt qua thách thức
Trong nhiều thập kỷ, sinh thiết gan được coi là "tiêu chuẩn vàng" để chẩn đoán và phân loại giai đoạn xơ hóa gan. Quy trình này bao gồm việc lấy một mẫu mô gan nhỏ để kiểm tra dưới kính hiển vi. Mặc dù cung cấp thông tin chi tiết về mô bệnh học, sinh thiết gan là một phương pháp xâm lấn, tiềm ẩn nhiều rủi ro như đau, chảy máu, nhiễm trùng và thậm chí tử vong trong một số trường hợp hiếm gặp. Bên cạnh đó, kết quả sinh thiết có thể không phản ánh chính xác toàn bộ tình trạng của gan do lỗi lấy mẫu (mẫu quá nhỏ hoặc lấy ở vị trí không đại diện) và sự khác biệt trong cách đọc kết quả giữa các nhà giải phẫu bệnh [13]. Những hạn chế này đã thúc đẩy sự phát triển của các phương pháp không xâm lấn, và kỹ thuật ARFI nổi lên như một giải pháp ưu việt. Siêu âm ARFI khắc phục hầu hết các nhược điểm của sinh thiết. Đây là một kỹ thuật an toàn tuyệt đối, không đau, có thể thực hiện nhanh chóng ngay tại phòng khám. Kết quả đo độ cứng của gan có ngay lập tức, cho phép lặp lại nhiều lần để theo dõi bệnh gan mạn tính mà không gây khó chịu cho bệnh nhân. So với các kỹ thuật đàn hồi khác như FibroScan (đo độ đàn hồi thoáng qua), ARFI có ưu điểm là có thể thực hiện trên bệnh nhân béo phì hoặc có cổ trướng, những trường hợp mà FibroScan thường gặp khó khăn hoặc thất bại [29]. Nhờ hình ảnh B-mode đi kèm, bác sĩ có thể chủ động chọn vùng khảo sát, tránh các mạch máu lớn và đảm bảo kết quả đo chính xác hơn.
2.1. Sinh thiết gan Tiêu chuẩn vàng nhưng tiềm ẩn nhiều rủi ro
Cho đến nay, sinh thiết gan vẫn là phương pháp tham chiếu để đánh giá mô bệnh học của gan, bao gồm mức độ viêm và giai đoạn xơ hóa gan. Tuy nhiên, tính xâm lấn của nó là một nhược điểm lớn. Bệnh nhân có thể bị đau, chảy máu tại vị trí chọc kim, và trong một số ít trường hợp có thể xảy ra các biến chứng nghiêm trọng hơn. Thêm vào đó, mẫu mô gan được lấy chỉ đại diện cho một phần rất nhỏ của toàn bộ lá gan (khoảng 1/50.000), do đó có thể dẫn đến sai số trong chẩn đoán, đặc biệt là ở các giai đoạn xơ hóa sớm hoặc không đồng nhất [13]. Chi phí cao và sự cần thiết phải có các chuyên gia giàu kinh nghiệm cũng là những rào cản khiến việc áp dụng rộng rãi sinh thiết gan trở nên khó khăn.
2.2. So sánh ARFI và FibroScan đo độ đàn hồi thoáng qua
Cả ARFI và FibroScan (kỹ thuật đo độ đàn hồi thoáng qua - TE) đều là những phương pháp siêu âm đàn hồi mô gan phổ biến. FibroScan là kỹ thuật ra đời trước và đã được nghiên cứu rộng rãi. Tuy nhiên, nó có một số hạn chế. Kỹ thuật TE bị ảnh hưởng bởi tình trạng béo phì, khoang liên sườn hẹp và không thể thực hiện được khi bệnh nhân có cổ trướng. Ngược lại, siêu âm ARFI được tích hợp trên máy siêu âm thông thường, cho phép bác sĩ quan sát hình ảnh gan và chọn vùng đo (ROI) một cách chính xác, tránh các cấu trúc có thể gây nhiễu. Một nghiên cứu của Bota và cộng sự (2013) cho thấy tỷ lệ thất bại của kỹ thuật TE cao gấp 3 lần so với ARFI, trong khi độ chính xác trong chẩn đoán xơ hóa gan là tương đương nhau [17]. Do đó, ARFI được xem là một công cụ linh hoạt và đáng tin cậy hơn trong nhiều tình huống lâm sàng.
III. Hướng dẫn nguyên lý kỹ thuật ARFI để đo độ cứng của gan
Nguyên lý hoạt động của kỹ thuật ARFI dựa trên việc đo lường tốc độ sóng biến dạng ngang (Shear Wave Elastography - SWE). Quá trình này gồm hai bước chính. Đầu tiên, đầu dò siêu âm phát ra một chùm xung âm hội tụ cường độ cao trong một thời gian rất ngắn (khoảng 0,3 giây) vào một vùng mô gan được chọn trước (ROI). Xung lực này tạo ra một lực đẩy, làm mô gan tại vùng đó dịch chuyển nhẹ. Sự dịch chuyển này tạo ra các sóng biến dạng ngang lan truyền vuông góc với hướng của xung đẩy. Bước thứ hai, cũng chính đầu dò đó sẽ phát ra các chùm siêu âm theo dõi song song để ghi lại tốc độ lan truyền của sóng biến dạng ngang (SWV). Tốc độ này được máy tính toán và hiển thị bằng đơn vị mét trên giây (m/s). Về mặt vật lý, tốc độ sóng biến dạng tỷ lệ thuận với căn bậc hai của độ đàn hồi mô. Do đó, SWV càng cao, mô gan càng cứng, đồng nghĩa với mức độ xơ hóa gan càng nặng [13]. Quy trình thực hiện siêu âm ARFI tương đối đơn giản. Bệnh nhân cần nhịn ăn ít nhất 2 giờ trước khi đo. Bác sĩ sẽ đặt đầu dò vào khoang liên sườn bên phải, hướng vào phân thùy VIII của gan, nơi ít bị ảnh hưởng bởi các mạch máu lớn. Vùng ROI được đặt dưới bao gan khoảng 2-3 cm. Để đảm bảo độ tin cậy, phép đo được thực hiện ít nhất 10 lần và kết quả trung vị được sử dụng làm chỉ số ARFI cuối cùng để đánh giá.
3.1. Nguyên lý tạo sóng biến dạng Shear Wave Elastography
Cốt lõi của kỹ thuật ARFI là công nghệ Shear Wave Elastography (SWE). Khi một xung lực âm được tác động vào mô, nó sẽ tạo ra hai loại sóng: sóng dọc (lan truyền cùng hướng lực) và sóng biến dạng ngang (lan truyền vuông góc với hướng lực). Sóng biến dạng ngang di chuyển chậm hơn nhiều so với sóng siêu âm thông thường và tốc độ của chúng bị ảnh hưởng trực tiếp bởi độ cứng của môi trường truyền qua. Trong mô mềm, sóng lan truyền chậm. Trong mô cứng và xơ hóa, sóng lan truyền nhanh hơn. Bằng cách đo chính xác tốc độ này (SWV), siêu âm ARFI có thể định lượng được độ cứng của gan, cung cấp một chỉ số khách quan để chẩn đoán xơ gan.
3.2. Quy trình thực hiện siêu âm ARFI tiêu chuẩn
Để đảm bảo kết quả đo chính xác, quy trình siêu âm ARFI cần tuân thủ các bước tiêu chuẩn. Bệnh nhân nằm ngửa, tay phải giơ cao qua đầu. Đầu dò được đặt ở khoang liên sườn, vị trí hạ phân thùy VIII của gan phải. Bác sĩ sẽ yêu cầu bệnh nhân nín thở trong giây lát để hình ảnh gan ổn định. Vùng khảo sát (ROI) được đặt cách bao gan ít nhất 2 cm và tránh các mạch máu lớn. Phép đo được lặp lại 10 lần thành công. Kết quả được xem là đáng tin cậy khi tỷ lệ thành công trên 60% và chỉ số IQR/M (tỷ lệ giữa khoảng tứ phân vị và giá trị trung vị) dưới 30%. Giá trị trung vị của 10 lần đo sẽ được ghi nhận là vận tốc sóng biến dạng cuối cùng, hay chỉ số ARFI.
IV. Phân tích chỉ số ARFI Đánh giá xơ hóa gan theo Metavir
Kết quả đo độ cứng của gan bằng kỹ thuật ARFI được biểu thị qua chỉ số ARFI, chính là vận tốc sóng biến dạng (SWV), với đơn vị là m/s. Giá trị SWV này có mối tương quan chặt chẽ với các giai đoạn xơ hóa gan được phân loại theo hệ thống mô bệnh học, phổ biến nhất là thang điểm Metavir. Thang điểm này chia xơ hóa gan thành 5 giai đoạn: F0 (không xơ hóa), F1 (xơ hóa khoảng cửa), F2 (xơ hóa khoảng cửa có vài cầu nối), F3 (xơ hóa có nhiều cầu nối) và F4 (xơ gan thực sự). Nhiều nghiên cứu đã xác định các ngưỡng SWV (cut-off) để phân biệt các giai đoạn này. Theo một phân tích tổng hợp lớn của Friedrich-Rust M. và cộng sự (2012), các ngưỡng chẩn đoán có độ chính xác cao được đề xuất như sau: SWV > 1.34 m/s gợi ý xơ hóa đáng kể (≥F2), SWV > 1.55 m/s gợi ý xơ hóa nặng (≥F3), và SWV > 1.8 m/s có giá trị cao trong chẩn đoán xơ gan (F4) [28]. Trong nghiên cứu của Trần Hữu Ngọc tại Bệnh viện Trung ương Thái Nguyên, vận tốc sóng biến dạng trung bình ở bệnh nhân mắc bệnh gan do rượu được ghi nhận, và kết quả này có mối liên quan với các đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng. Việc diễn giải chỉ số xơ hóa gan từ ARFI giúp bác sĩ lâm sàng có cái nhìn toàn diện về tình trạng bệnh, từ đó đưa ra quyết định can thiệp kịp thời, đặc biệt trong việc theo dõi bệnh gan mạn tính và ngăn ngừa biến chứng.
4.1. Diễn giải chỉ số ARFI SWV và các ngưỡng chẩn đoán
Việc diễn giải chỉ số ARFI (SWV) đòi hỏi phải đối chiếu với các ngưỡng chẩn đoán đã được xác lập. Một giá trị SWV bình thường ở người khỏe mạnh thường dưới 1.1-1.2 m/s. Khi giá trị này tăng lên, nó cho thấy độ cứng của gan gia tăng. Ví dụ, một bệnh nhân bệnh gan do rượu có SWV là 1.9 m/s sẽ được chẩn đoán là có khả năng cao bị xơ gan do rượu (F4). Các ngưỡng này có thể thay đổi đôi chút tùy thuộc vào nguyên nhân gây bệnh gan (viêm gan B, C, hay do rượu). Tuy nhiên, nhìn chung, ARFI có độ chính xác rất tốt, đặc biệt trong việc xác định xơ hóa nặng (F≥3) và xơ gan (F4), với diện tích dưới đường cong ROC (AUROC) thường trên 0.9 [28].
4.2. Mối tương quan giữa chỉ số xơ hóa gan và thang điểm Metavir
Thang điểm Metavir là hệ thống phân loại mô bệnh học được sử dụng rộng rãi để đánh giá mức độ xơ hóa gan. Hệ thống này cung cấp một ngôn ngữ chung để mô tả mức độ tổn thương. Kỹ thuật ARFI đã chứng minh được mối tương quan thuận và chặt chẽ giữa giá trị SWV và các giai đoạn Metavir. Khi giai đoạn Metavir tăng từ F0 đến F4, giá trị SWV cũng tăng tuyến tính tương ứng. Mối tương quan này cho phép các bác sĩ sử dụng ARFI như một công cụ thay thế không xâm lấn cho sinh thiết gan để phân giai đoạn bệnh, giúp việc ra quyết định điều trị và tiên lượng trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn, đặc biệt trong bối cảnh theo dõi bệnh gan mạn tính.
V. Bằng chứng lâm sàng Kết quả ARFI trong bệnh gan do rượu
Các nghiên cứu thực tiễn đã cung cấp những bằng chứng thuyết phục về giá trị của kỹ thuật ARFI trong việc đánh giá đàn hồi mô gan do rượu. Trong luận văn của Trần Hữu Ngọc thực hiện tại Bệnh viện Trung ương Thái Nguyên, 56 bệnh nhân mắc bệnh gan do rượu đã được đo độ đàn hồi gan bằng ARFI. Kết quả cho thấy vận tốc sóng biến dạng (SWV) trung bình là 1.83 ± 0.65 m/s. Đáng chú ý, nghiên cứu đã phân tích mối liên quan giữa chỉ số ARFI và các yếu tố lâm sàng, cận lâm sàng. Kết quả cho thấy SWV có tương quan thuận với các chỉ số phản ánh mức độ tổn thương gan như nồng độ AST, GGT, Bilirubin toàn phần, và tương quan nghịch với các chỉ số chức năng gan như Albumin và số lượng tiểu cầu. Điều này khẳng định rằng khi gan bị tổn thương nặng hơn do rượu, độ cứng của gan đo bằng ARFI cũng tăng lên tương ứng. Cụ thể, SWV tăng đáng kể ở những bệnh nhân có triệu chứng lâm sàng nặng như vàng da, cổ trướng, và lách to. Nghiên cứu của Kiani A. và cộng sự (2016) trên bệnh nhân BGDR cũng cho thấy độ nhạy và độ đặc hiệu của ARFI trong chẩn đoán xơ hóa đáng kể (≥F2) lần lượt là 82.4% và 83.3% [32]. Những kết quả này cho thấy siêu âm ARFI là một công cụ chẩn đoán đáng tin cậy, không chỉ giúp phân giai đoạn xơ hóa gan mà còn phản ánh gián tiếp mức độ rối loạn chức năng gan ở bệnh nhân bệnh gan do rượu.
5.1. Kết quả đo độ đàn hồi gan từ nghiên cứu thực tiễn
Nghiên cứu của Trần Hữu Ngọc trên bệnh nhân bệnh gan do rượu đã chỉ ra rằng phần lớn bệnh nhân (41.1%) có giai đoạn xơ hóa F4, tức xơ gan do rượu, với vận tốc sóng biến dạng trung bình ở nhóm này là 2.38 ± 0.61 m/s. Trong khi đó, nhóm xơ hóa F0-F1 có SWV trung bình chỉ 1.09 ± 0.20 m/s. Sự khác biệt rõ rệt này minh chứng cho khả năng phân loại các giai đoạn xơ hóa gan của kỹ thuật ARFI. Các triệu chứng lâm sàng như vàng da, cổ trướng, tuần hoàn bàng hệ đều có liên quan chặt chẽ với giá trị SWV cao, khẳng định mối liên hệ giữa độ cứng cơ học và biểu hiện suy gan.
5.2. Liên quan giữa kết quả ARFI và các chỉ số cận lâm sàng
Mối tương quan giữa chỉ số ARFI (SWV) và các xét nghiệm máu là một bằng chứng quan trọng về giá trị của kỹ thuật này. Nghiên cứu cho thấy SWV có tương quan thuận mạnh với chỉ số APRI (một chỉ số xơ hóa gan dựa trên AST và tiểu cầu) và tỷ lệ AST/ALT. Cụ thể, khi nồng độ AST, GGT, Bilirubin tăng và nồng độ Albumin, số lượng tiểu cầu giảm - những dấu hiệu điển hình của tổn thương gan mạn tính - thì giá trị SWV cũng tăng theo. Điều này cho thấy đo độ cứng của gan bằng ARFI không chỉ phản ánh sự thay đổi cấu trúc (xơ hóa) mà còn song hành với sự suy giảm chức năng của gan, làm tăng thêm giá trị chẩn đoán và tiên lượng của phương pháp.
VI. Tương lai của siêu âm đàn hồi mô gan Vai trò của ARFI
Kỹ thuật ARFI đã và đang khẳng định vai trò không thể thiếu trong lĩnh vực chẩn đoán và quản lý các bệnh gan mạn tính, đặc biệt là bệnh gan do rượu. Với những ưu điểm vượt trội như không xâm lấn, an toàn, nhanh chóng và có độ chính xác cao, ARFI đang dần thay thế sinh thiết gan trong nhiều chỉ định lâm sàng. Đây là một công cụ lý tưởng để sàng lọc, chẩn đoán ban đầu và theo dõi bệnh gan mạn tính. Khả năng lặp lại phép đo một cách dễ dàng cho phép các bác sĩ đánh giá diễn tiến của xơ hóa gan theo thời gian, cũng như đáp ứng của bệnh nhân với các phương pháp điều trị, chẳng hạn như việc cai rượu. Trong tương lai, siêu âm đàn hồi mô gan bằng ARFI có thể được ứng dụng rộng rãi hơn nữa. Các nghiên cứu đang tiếp tục được tiến hành để chuẩn hóa các ngưỡng chẩn đoán cho từng nguyên nhân bệnh gan khác nhau và tối ưu hóa quy trình kỹ thuật. Sự kết hợp giữa siêu âm ARFI với các chỉ điểm sinh học khác như APRI hay FIB-4 có thể tạo ra các mô hình chẩn đoán tổng hợp với độ chính xác gần như tuyệt đối, giúp cá nhân hóa phác đồ điều trị. Tóm lại, ARFI không chỉ là một phương pháp đo độ cứng của gan hiệu quả, mà còn là một công cụ đầy hứa hẹn, mở ra một kỷ nguyên mới trong việc quản lý bệnh gan do rượu và các bệnh lý gan mạn tính khác một cách hiệu quả và thân thiện hơn với người bệnh.
6.1. Ưu điểm vượt trội của kỹ thuật siêu âm ARFI
Các ưu điểm chính của siêu âm ARFI bao gồm: tính không xâm lấn, độ an toàn cao, thời gian thực hiện nhanh (chỉ khoảng 5 phút), và kết quả có ngay lập tức. Kỹ thuật này được tích hợp vào máy siêu âm thông thường, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư. Quan trọng hơn, ARFI vượt trội hơn FibroScan ở khả năng thực hiện trên các đối tượng khó như bệnh nhân béo phì hoặc có cổ trướng. Việc có hình ảnh B-mode hướng dẫn giúp đảm bảo vị trí đo chính xác, tăng độ tin cậy của kết quả [13]. Những lợi thế này làm cho ARFI trở thành lựa chọn hàng đầu trong thực hành lâm sàng hiện đại để đánh giá đàn hồi mô gan.
6.2. Triển vọng ứng dụng ARFI trong theo dõi bệnh gan mạn tính
Triển vọng của kỹ thuật ARFI là rất lớn, đặc biệt trong việc theo dõi bệnh gan mạn tính. Do tính an toàn và dễ thực hiện, bệnh nhân có thể được kiểm tra định kỳ để đánh giá sự tiến triển hoặc thoái lui của xơ hóa gan. Điều này cực kỳ hữu ích trong việc đánh giá hiệu quả của các liệu pháp điều trị, ví dụ như thuốc kháng virus trong viêm gan B/C hoặc hiệu quả của việc kiêng rượu ở bệnh nhân bệnh gan do rượu. Việc theo dõi chặt chẽ bằng ARFI giúp bác sĩ điều chỉnh phác đồ điều trị kịp thời, ngăn ngừa bệnh tiến tới giai đoạn xơ gan mất bù và cải thiện chất lượng sống cho bệnh nhân.
