組織聲學結構定量技術在肝纖維化分期診斷中的應用價值

萬 穎，鄭 慧，李曉金，王 迪，姚 翀，李朝密

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組織聲學結構定量技術在肝纖維化分期診斷中的應用價值

萬 穎，鄭 慧，李曉金，王 迪，姚 翀，李朝密

目的 探討組織聲學結構定量(ASQ)技術在肝纖維化(HF)分期診斷中的應用價值。方法 收集肝臟穿刺活檢明確的HF患者87例和健康志愿者50例,分別對其進行腹部常規超聲及ASQ技術檢查；收集相應二維及ASQ圖像,導出圖像后脫機分析,圖像選定感興趣區(ROI)，得出χ2直方圖；軟件計算紅色曲線眾數(Redmode)、紅色曲線均值(Redave)、紅色曲線標準差(Redsd)、藍色曲線眾數(Bluemode)、藍色曲線均值(Blueave)、藍色曲線標準差(Bluesd)及紅藍曲線下面積比(FD ratio)。各參數與病理HF分期進行相關性分析,進而繪制ROC曲線并獲得各期界值。結果 除Bluesd外其余參數值均與HF分期呈正相關性，其中Redmode(rs=0.853，P<0.05)及Redave(rs=0.686，P<0.05)與肝纖維化分期呈正相關性。ROC曲線提示：S0vsS1期，僅Redmode、Redave參數曲線偏左上角，曲線下面積(AUC)分別為0.763、0.624，與AUC=0.5比較，差異有統計學意義(P<0.05)，靈敏度及特異度較高，可得出臨界值，差異有統計學意義(P<0.05)；S1vsS2期，除Bluesd外所有參數均位于左上角，余參數AUC均大于0.5，與AUC=0.5比較，差異有統計學意義(P<0.05)，靈敏度、特異度較高，可得出臨界值，差異有統計學意義(P<0.05)；S2vsS3期，所有參數均偏左上角，與AUC=0.5比較，差異有統計學意義(P<0.05)，靈敏度、特異度較高，可得出臨界值，差異有統計學意義(P<0.05)。結論 ASQ技術是一項無創性HF檢查技術，在HF的準確分期標準制定方面有較高的臨床應用價值及前景。

組織聲學結構定量技術；肝纖維化；慢性乙型肝炎；ROC曲線

肝纖維化(hepatic fibrosis，HF)是肝細胞受損、修復過程中,細胞外基質合成或降解失去平衡，肝內細胞外基質持續、彌漫性異常沉積，導致肝組織結構和功能破壞,是各種慢性肝臟疾病的病理轉歸。而HF長期存在并持續發展最終導致肝硬化的發生,是肝癌的發生前奏。研究[1]表明，HF的發生發展是可逆過程，而發展至肝硬化后不可逆。組織聲學結構定量(acoustic structure quantification，ASQ) 技術是最近出現的評估HF的無創性超聲彈性成像技術，不受主觀觀察者影響，可重復性強，對HF的早期診斷及嚴重程度的評估具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 病例資料 選取2013年9月～2015年2月于安徽醫科大學第一附屬醫院經肝組織穿刺活檢確診HF的患者87例作為HF組，其中男50例，女37例，年齡17～63(37.91±11.28)歲，排除肝炎合并脂肪肝者及其他肝臟疾病者。我國HF病理分期多采用2000年制定的《病毒性肝炎防治方案》[2]，根據HF的范圍及肝結構損失的程度將肝組織的病理診斷分為 S0～S4期，S0期無纖維化；S1期匯管區纖維化擴大，局限竇周及小葉內纖維化；S2期匯管區周圍纖維化，纖維隔形成，小葉結構保留；S3期纖維間隔伴小葉結構紊亂，無肝硬化；S4期為早期肝硬化。研究S1～S3期，將HF組按肝臟穿刺結果分為S1組(n=33)、S2組(n=32)、S3組(n=22)。另選取同期于我院體檢合格的健康者50例作為正常對照組，其中男30例，女20例，年齡24～58(31.21±8.65)歲，無肝病史及肝病臨床表現，血生化指標在正常范圍，病毒感染標志物陰性。

1.2 儀器 采用日本東芝Aplio500彩色多普勒超聲診斷儀, 凸陣探頭, THI 5.0 MHz，內置ASQ成像技術軟件。

1.3 方法

1.3.1 圖像采集 受檢者空腹，仰臥位或左側臥位，充分暴露上腹部，雙手置于頭頂以增寬肋間隙。首先行肝臟常規二維超聲檢查，觀察肝臟大小形態、內部回聲及包膜是否光滑。隨后將探頭置于右肋間逐一肋間掃查，囑患者深吸氣使肝臟位置下移[3]，分別于肝右葉第5、6肋間[4]，避開Glisson’s系統，于S7、S8段處凍結存儲二維圖像，開啟ASQ成像技術，深度調至6 cm，存儲動態影像3～4 s。行ASQ檢查后當天于同一部位行肝穿刺組織病理活檢。

1.3.2 圖像分析 導出二維及ASQ圖像，脫機分析，每幅圖像選取感興趣區(region of interest，ROI)，ROI盡可能與該切面肝包膜垂直，置于肝包膜下3～6 cm處，,取樣框不小于3.0 cm×2.0 cm，焦點4.0 cm，軟件計算獲得紅、藍兩色χ2直方圖和紅色曲線眾數(Redmode)、紅色曲線均值(Redave)、紅色曲線標準差(Redsd)、藍色曲線眾數(Bluemode)、藍色曲線均值(Blueave)、藍色曲線標準差(Bluesd)及紅藍曲線下面積比(FD ratio)。同一受檢者選取3處ROI，去極值，取3次平均值進行統計分析。

1.4 統計學處理 采用SPSS 16.0軟件進行統計分析，采用Spearman秩相關檢驗，分析各參數與肝纖維化分期之間的相關性。另以ASQ各參數作為檢驗變量，以肝穿診斷結果作為狀態變量，分別對各參數繪制ROC曲線，計算曲線下面積(area under roc curve,AUC)并確定各參數的各期界值。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 各參數定量相關分析 Redmode(rs=0.853，P<0.05)及Redave(rs=0.686,P<0.05)與肝纖維化分期呈顯著正相關性，且相關性系數較高。Redsd、Bluemode、Blueave、Bluesd及FD ratio的相關系數分別為0.124、0.299、0.213、-0.123、0.479，P值分別為0.212、0.031、0.000、0.216、0.000。

2.2 ASQ相關參數的ROC曲線 繪制ROC曲線，計算AUC，確定界值，并比較不同參數的敏感性和特異性。見圖1。

2.2.1 ASQ相關參數的AUC 經SPSS軟件分析計算， S0vsS1期，僅Redmode、Redave AUC大于0.5，見表1。S1vsS2期，除Bluesd外，所有參數AUC大于0.5，見表2。S2vsS3期，所有參數AUC大于0.5，見表3。

2.2.2 ASQ相關參數的界值、靈敏度和特異度 按照SPSS輸出表中的統計結果，選取約登指數[5](靈敏度+特異度-1)值最大時，即ROC曲線上最靠近左上方的點所對應的參數值為最佳診斷界值。S0vsS1期，Redmode、Redave參數界值分別為102.40及106.90，靈敏度及特異度分別為64%、88%及58%、75%，見表1。S1vsS2期，Redmode、Redave參數所得界值靈敏度及特異度較高，各參數界值、靈敏度及特異度見表2。S2vsS3期，各參數所得界值均有較高的靈敏度或特異度，見表3。

3 討論

作為各種慢性肝病的共同病理轉歸和肝硬化的必經途徑[6],HF的早期診斷、定期監測、治療指導及預后評估均建立在HF分期準確評估的基礎上，基于肝硬化、上消化道出血、肝性腦病等一系列隨之而來的嚴重并發癥，HF分期的準確評估刻不容緩。目前肝臟穿刺活檢為“金標準”[7-8]，但其為有創性，穿刺結果的準確性受到病灶大小、部位、取樣誤差及觀察者變異的影響，且可重復性差，難以在人群中普遍開展及監測隨訪。

圖1 各期肝纖維化的ROC曲線

項目面積標準誤P值95%置信區間下限上限界值靈敏度(%)特異度(%)Redmode0．7630．0680．0030．6300．896102．406488Redave0．6240．0830．0460．4600．788106．905875Redsd0．4210．0930．0370．2390．60413．918825Bluemode0．4770．0860．0430．3090．646119．243669Blueave0．4110．0870．0320．2400．582125．163963Bluesd0．3260．0870．0500．1560．49514．568813FDratio0．4790．0890．0390．3050．6530．095556

表2 肝纖維化S1 vs S2期ASQ相關參數的ROC曲線參數匯總

表3 肝纖維化S2 vs S3期ASQ相關參數的ROC曲線參數匯總

ASQ技術是一項無創性定量評價HF的超聲新技術，其將ASQ軟件采集到的肝組織回聲信號ROI的振幅進行兩次χ2檢驗，并將其與系統內置的正常肝組織回聲信號的原始數據進行統計學差異分析，得出紅藍曲線及其χ2直方圖、7個定量參數。7個參數：Redmode、Redave、Redsd、Bluemode、Blueave、Bluesd和FD ratio。Mode值(ROI內出現次數最多的χ2值)、Ave值(ROI內所有取樣點χ2值均值)、SD值(ROI內取樣點的離散度)。本研究中，所有參數與肝纖維化病理分期具有一定的正相關性；其中，Redmod、Redave參數的相關性最高，提示所選病例所得ASQ圖像中，ROI內出現次數最多的χ2值及所有取樣點χ2值的均值最能代表該區域內HF的嚴重程度；Redave參數與程蕾 等[9]研究結果相一致，并且有研究[10]證實S0、S1、S2、S3組二者參數差異均有統計學意義。

ROC曲線[5]是一種全面、準確評價診斷性實驗的工具，反映隨診斷臨界值變化而變化的敏感性、特異性曲線。其以每個檢測結果作為可能的診斷界值，靈敏度為縱坐標，1-特異度為橫坐標繪制曲線，診斷的準確性大小用AUC表示，認為AUC介于0.5～0.7時表示診斷的準確性較低；介于0.7～0.9時表示診斷的準確性中等；0.9以上時表示診斷的準確性較高。且靈敏度+特異度-1值(約登指數)最大時，即ROC曲線上最靠近左上方的點所對應的參數值為最佳診斷界值。

本研究中，分別繪制ASQ技術的7個參數的ROC曲線，確定界值，比較不同參數的靈敏度及特異度。得出的AUC與隨機情況下獲得的AUC=0.5進行非參數檢驗，差異有統計學意義。將各參數縱向對比，表明無論在哪兩組比較中，Redmode及Redave的AUC均較大，即診斷性較高，是較為可靠的診斷依據，兩者三期診斷界值分別為Redmode(102.40、105.98、111.96)Redave(106.90、108.31、113.26)。而隨著S0vsS1期至S2vsS3期的過渡，余各參數診斷性也逐漸提高，可得出相應界值，S2vsS3期時，所有參數具有較高診斷性，均可得出診斷界值。說明肝組織的回聲差異性隨病理分期的增高越來越大。由于樣本含量較小尚不能完全證實各參數的診斷價值，并且以肝臟活檢穿刺所得病理分期為狀態變量，其僅能評估1/50 000[7]的肝實質，對于較小的或碎片狀的病灶尚難以準確評估其病理分期，可能造成分析結果的誤差。S0～S1及S1期患者HF的ASQ技術評估，由于所選病例均為輕度HF，其纖維化病灶較小且分布范圍較小，雖為B超引導下穿刺活檢，但其準確性仍受一定影響，可能造成僅有Redmode及 Redave參數診斷價值較高，而余各參數AUC均為達到意想中的高診斷性。當然，其余參數的診斷性不能斷然否定，需要進一步增大樣本量、改進實驗方法等進一步證實。

綜上所述，ASQ技術對HF準確分期的標準制定具有很大參考價值，所得各參數各期臨界值均具有一定的診斷價值，尤其是Redmode、Redave參數，在HF準確分期方面有著光明前景及應用價值。

[1] 高春芳,陸倫根.纖維化疾病的基礎和臨床[M].上海:上海科技出版社,2004：265.

[2] 中華醫學會傳染病與寄生蟲病學分會、肝病分會. 病毒性肝炎防治方案[J]. 中華肝臟病雜志, 2000, 8(6):324-9.

[3] 郭萬學.超聲醫學[M].北京:人民軍醫出版社，2013：776.

[4] Ricci P, Marigliano C, Cantisani V, et al. Ultrasound evaluation of liver fibrosis: preliminary experience with acoustic structure quantification (ASQ) software[J]. Radiol Med, 2013, 118(6): 995-1010.

[5] 王敬瀚.ROC曲線在臨床醫學診斷實驗中的應用[J].中華高血壓雜志，2008，16(2):175-7.

[6] 葛永祥,王麗輝,馬 健.肝纖維化診斷新進展[J].醫學綜述,2011,17(19):2952-5.

[7] Bravo A A,Sheth S G,Chopra S.Liver biopsy[J].N Engl J Med,2001,344(7): 495-500.

[8] 胡錫琪.肝穿刺活組織檢查是評估肝纖維化的金標準[J].中華肝臟病雜志,2012,20(8):568-70.

[9] 程 蕾,郭 佳.超聲組織結構聲學定量分析在肝纖維化分級和肝硬化分型中的價值研究[D].第二軍醫大學,2013.

[10]王 迪,鄭 慧,李曉金,等.組織聲學結構定量技術對肝纖維化程度的定量研究[J].安徽醫科大學學報,2014,49(12):1780-2.

Wan Ying, Zheng Hui, Li Xiaojin, et al

(DeptofMedicalUltrasonics,TheFirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei230022)

The value of diagnosis of acoustic structure quantification in grading liver fibrosis

Objective To discuss the value of diagnosis of acoustic structure quantification technology in grading liver fibrosis. Methods 50 healthy volunteers and 87 patients with liver fibrosis were examined by B-Mode ultrasound with ASQ software.Images were collectted, ROIs in each image were selected. Then ROIs were analyzed by ASQ software offline so as to get their χ2histograms,then, χ2histograms were calculated and Mode,Ave,SD and FD Ratio of red and blue curves were obtained. After that, the correlation between ASQ parameters and the pathological results of liver fibrosis was evaluated.At last, the ROC curves were drawn and the cut-off points of each grade were calculated. Results Expect for Bluesd,the other six parameters of ASQ were positively correlated to liver fibrosis grade,in which, Redmode(rs=0.853，P<0.05)and Redave(rs=0.686，P<0.05) were most chosely correlated to histological fibrosis grade. In ROC curve, S0vsS1: only the curves of Redmode and Redave were in the upper left corner. The AUCs of each were 0.763 and 0.624,compared with AUC=0.5,statistically significant differences were found between them (P<0.05). The sensitivities and specificities were relatively high.The values of cut-offs were obtained, all of them had statistical significance(P<0.05). S1vsS2: Except for the curve of Bluesd,curves of other six parameters were in the upper left corner. The AUCs of each were all larger than 0.5, compared with AUC=0.5,statistical significant differences were found between them (P<0.05).The sensitivities and specificities were relatively high.The values of cut-offs were obtained, all of them had statistical significance(P<0.05). S2vsS3:curves of all parameters were in the upper left corner. The AUCs were all larger than 0.5, compared with AUC=0.5,statistical significant differences were found between them (P<0.05).The sensitivities and specificities were relatively high.The values of cut-offs were obtained, all of them had statistical significance(P<0.05). Conclusion ASQ technology is a non-invasive method of detecting liver fibrosis, which has high clinical value and bright prospect in formulating standard for grading liver fibrosis precisely.

acoustic structure quantification; hepatic fibrosis; hepatitis B chronic；ROC curve

時間：2015-12-30 14:38

http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1065.R.20151230.1438.056.html

安徽高校省級自然科學研究項目(編號：KJ2013A166)

安徽醫科大學第一附屬醫院超聲科，合肥 230022

萬 穎，女，碩士研究生；

鄭 慧，女，教授，主任醫師，碩士生導師，責任作者，E-mail:zhenghuiayfycsk@163.com

R 512.6；R 445.1

A

1000-1492(2016)01-0118-04

2015-10-20接收