超聲聲衰減成像用于肝臟檢查的方法學(xué)分析

包靜文，朱宇莉，王 坤，陳凱玲，陳彥玲，王文平,2*

1.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院超聲科，上海 200032 2.上海市影像醫(yī)學(xué)研究所，上海 200032

超聲波在彈性介質(zhì)中傳播時，其回波信號強度會隨著距離的增加而衰減。當(dāng)肝臟發(fā)生脂肪變時，超聲波的衰減加重。常規(guī)二維超聲圖像是對回波信號進(jìn)行聲束聚焦及增益補償后所得，而超聲聲衰減成像（attenuation imaging, ATI）則去除常規(guī)二維超聲的聲束聚焦和增益補償，通過對肝實質(zhì)某一區(qū)域的聲束衰減進(jìn)行計算機處理，得到組織的聲衰減系數(shù)（attenuation coefficient, AC），從而評估肝臟脂肪變程度［1-2］。與受控衰減參數(shù)（controlled attenuation parameter, CAP）等傳統(tǒng)無創(chuàng)評估技術(shù)相比，ATI技術(shù)可將常規(guī)二維超聲圖像、ATI圖像同屏顯示在超聲設(shè)備上［2］，可直觀顯示肝臟結(jié)構(gòu)，使操作者可以確定最優(yōu)測量區(qū)的位置，提高測量準(zhǔn)確性。

該技術(shù)是佳能醫(yī)療研發(fā)的無創(chuàng)定量檢測肝臟脂肪變性的新技術(shù)，對其方法學(xué)的相關(guān)研究鮮見報道。本文對ATI技術(shù)在肝臟的最佳檢測部位及最優(yōu)與最少測量次數(shù)進(jìn)行研究，并分析操作者內(nèi)及操作者間可重復(fù)性，為后期臨床應(yīng)用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2020年9月至2021年1月在復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院就診的脂肪肝患者及健康體檢者，共200例，分為A、B組。兩組各納入50例健康體檢者及50例脂肪肝患者。A組男性55例（健康體檢者19例、脂肪肝患者36例），女性45例（健康體者31例、脂肪肝患者14例）。B組男性46例（健康體檢者23例、脂肪肝患者23例），女性54例（健康體檢者27例、脂肪肝患者27例）。本研究經(jīng)復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（S2020-298-01），并獲得受檢者的知情同意。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 所有受檢者均無長期大量飲酒史（乙醇攝入量男性＜140 g/周，女性＜70 g/周）［3］。健康體檢者：（1）肝臟常規(guī)超聲檢查及實驗室檢查結(jié)果無異常；（2）無能引起肝功能異常的相關(guān)疾病及用藥史。脂肪肝患者：（1）存在肝脂肪變的影像學(xué)或組織學(xué)依據(jù)；（2）除外病毒性肝炎、藥物性肝炎、肝豆?fàn)詈俗冃缘瓤蓪?dǎo)致脂肪肝的特定疾病及接受全胃腸外營養(yǎng)者。

1.3 測量方法 采用佳能Aplio i900彩色多普勒超聲診斷儀，該儀器配備超聲ATI功能，i8CX1凸陣探頭，頻率1～8 MHz，探測深度10～15 cm。

所有受檢者均行肝臟常規(guī)超聲檢查及ATI檢查。受檢者空腹8 h以上，檢查時取平臥位，右臂上舉外展，充分暴露右側(cè)季肋部，增加肋間隙寬度。檢測肝右葉時，將探頭垂直于皮膚并置于6～8肋間，選取S5/S6段肝右葉最大切面；檢測肝左葉時，將探頭垂直于皮膚并置于劍突下，選取肝左葉最大切面。在標(biāo)準(zhǔn)二維超聲圖像基礎(chǔ)上選擇ATI模式，囑患者屏氣1～3 s，待ATI圖像穩(wěn)定后凍結(jié)并測量。測量感興趣區(qū)（ROI）大小為4 cm×3 cm， 取樣ROI大小為7 cm×9 cm。測量ROI需避開肝內(nèi)管道系統(tǒng)及不均勻高回聲區(qū)，避開取樣ROI頂部橘黃色區(qū)域，選擇中下方均勻藍(lán)色區(qū)域，其中肝右葉取樣框上緣與肝包膜距離應(yīng)為1～1.5 cm。

1.4 所需測量次數(shù) A組受檢者由5年以上高年資醫(yī)師（操作者1）完成，B組受檢者由A組5年以上高年資醫(yī)師（操作者1）和3年以下低年資醫(yī)師（操作者2）完成。對所有A組受檢者的肝左、右葉分別重復(fù)測量10次，計算測量成功率，并計算最佳檢測部位10次測量的平均值及重復(fù)測量2～9次的平均值。分析ATI技術(shù)最佳檢測部位所需的最少及最優(yōu)重復(fù)測量次數(shù)。由操作者1和操作者2分別對B組健康體檢者肝右葉重復(fù)測量7次，對脂肪肝患者肝右葉重復(fù)測量5次，分析操作者間可重復(fù)性。

1.5 ATI測值評估標(biāo)準(zhǔn) （1）測量ROI內(nèi)圖像均勻，測值顯示為白色、質(zhì)控標(biāo)識R2＞0.90，提示測值標(biāo)準(zhǔn)，可信度高（圖1A）；（2）測量ROI內(nèi)有管道系統(tǒng)，測值顯示為黃色、R2為0.70～0.90，提示測量欠佳，但測值可用（圖1B）；（3）測量ROI內(nèi)回聲不均勻，部分圖像缺失，測值顯示為紅色、R2＜0.70或無法顯示，提示測值不可用（圖1C）。此外，A組受檢者的肝左、右葉均重復(fù)測量10次，超過5次測值的R2＜0.90則認(rèn)為測量失敗。

圖1 ATI測量示意圖A：超聲聲衰減系數(shù)（AC）為0.89 dB·cm－1·MHz－1，AC及R2為白色，R2＞0.90，提示測值可信度高；B：AC為 0.48 dB·cm－1·MHz－1，AC及R2為黃色，R2＜0.90，提示測值可用；C：AC為0.74 dB·cm－1·MHz－1，AC及R2為紅色，R2無法顯示，提示測值不可用。

1.6 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 20.0和MedCalc 19.6.1統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計量資料符合正態(tài)分布時以±s表示；肝左、右葉檢測成功率以百分比表示，并用獨立樣本t檢驗統(tǒng)計學(xué)差異。A組肝右葉2～9次重復(fù)測量值以10次測量均值為參照，計算組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient, ICC），并采用配對樣本t檢驗。操作者間可重復(fù)性用配對樣本t檢驗及Bland-Altman檢驗。所測數(shù)據(jù)均為雙側(cè)檢驗，檢驗水準(zhǔn)（α）為0.05。

2 結(jié)果

2.1 不同部位的ATI檢測成功率及操作者內(nèi)可重復(fù)性 A組健康體檢者的肝左、右葉檢測成功率 分 別 為64.0%（32/50）、100.0%（50/50）；A組脂肪肝患者的肝左、右葉檢測成功率分別為80.0%（40/50）、100.0%（50/50）。脂肪肝患者的肝左葉檢測成功率高于健康體檢者，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（χ2＝3.175，P＝0.075）。A組健康體檢者肝右葉測量的ICC分別為0.948（95%CI 0.919～0.968），脂肪肝患者肝右葉測量ICC為0.996（95%CI 0.994～0.998）；健康體檢者與脂肪肝患者ATI測值的操作者內(nèi)ICC差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t＝12.356，P＜0.001）。

2.2 ATI技術(shù)檢測肝右葉的重復(fù)測量次數(shù) 結(jié)果（表1）顯示：操作者1對A組健康體檢者肝右葉2～9次測量結(jié)果與10次測量均值的ICC為0.763～0.990，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義；重復(fù)測量5次與10次測量結(jié)果的ICC為0.904；重復(fù)測量7次測量結(jié)果與10次測量均值的ICC為0.957。

表1 操作者1對A組受檢者重復(fù)測量結(jié)果與10次測量均值的ICC

操作者1對A組脂肪肝患者2～9次結(jié)果與10次測量均值的ICC為0.975～0.999，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義；重復(fù)測量2次結(jié)果與10次測量均值的ICC為0.975；重復(fù)測量5次結(jié)果與10次測量均值的ICC為0.994。

2.3 操作者間可重復(fù)性 Bland-Altman檢驗結(jié)果（圖2）顯示：B組健康體檢者中僅有1例的測值位于可信區(qū)間外，脂肪肝患者中僅有3例的測值位于可信區(qū)間外；操作者1和操作者2對肝右葉的測量結(jié)果在健康體檢者（t＝0.546、P＝0.588）和脂肪肝患者（t＝0.031、P＝0.975）中的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

圖2 操作者1和操作者2應(yīng)用ATI檢測肝右葉的Bland-Altman檢驗A：健康體檢者；B：脂肪肝患者

3 討論

代謝相關(guān)脂肪性肝?。╩etabolic dysfunctionassociated fatty liver disease,MAFLD）是最常見的非傳染性慢性肝病，全球范圍內(nèi)成人MAFLD發(fā)病率約為25.24%［4］。其疾病譜包括非酒精性單純性脂肪肝（non-alcoholic fatty liver, NAFL）、非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis, NASH）及其相關(guān)的肝纖維化、肝硬化及肝細(xì)胞肝癌（hepatocellular carcinoma, HCC）等一系列病 變［5］。對肝脂肪變的早期診斷、早期干預(yù)，可有效逆轉(zhuǎn)肝脂肪變程度、肝炎及肝纖維化［6］。

目前對肝脂肪變診斷的金標(biāo)準(zhǔn)仍然是穿刺活檢，但該方法存在出血、膽漏等風(fēng)險，患者接受度低。有研究［7］表明，肝臟MRI質(zhì)子密度脂肪分?jǐn)?shù)（proton density fat fraction，PDFF）對肝脂肪變的診斷效能高，可作為無創(chuàng)檢測脂肪肝的首選，但其費用昂貴、臨床適用性低。常規(guī)超聲無法定量診斷脂肪肝程度，且受主觀判斷影響較大［8］。研 究［2,9-10］表明，ATI對肝脂肪變的診斷價值較高，與病理及MIR-PDFF結(jié)果相關(guān)性好。Ferraioli等［11］的研究顯示，ATI與MRI-PDFF的相關(guān)性及對不同程度脂肪肝的診斷效能均明顯高于CAP。但是，ATI技術(shù)作為無創(chuàng)定量檢測肝脂肪變程度的新技術(shù)，目前仍在臨床試用階段。因此，探討ATI技術(shù)的最佳檢測部位、重復(fù)測量次數(shù)、操作者間及操作者內(nèi)可重復(fù)性對臨床規(guī)范化應(yīng)用具有重要意義。本研究顯示，健康體檢者與脂肪肝患者的肝右葉的檢測成功率均為100%，明顯高于肝左葉，提示應(yīng)將肝右葉作為首選檢測部位；肝左葉測值成功率較低，可能與心臟搏動干擾、部分受檢者左葉體積較小而無法檢測以及肝內(nèi)管道干擾較大等 有關(guān)。

本研究表明，ATI技術(shù)用于檢測健康體檢者及脂肪肝患者肝右葉的操作者內(nèi)可重復(fù)性均較好，ICC均大于0.900；ATI在脂肪肝患者中的可重復(fù)性略高于健康體檢者（0.996vs0.948），且檢測脂肪肝的所需測量次數(shù)（2次以上ICC＞0.950、5次以上ICC＞0.990）明顯少于健康體檢者（5次以上的ICC＞0.900、7次以上ICC＞0.950），說明用ATI技術(shù)檢測肝脂肪變的操作者內(nèi)測值可重復(fù)性更高。脂肪肝患者肝臟體積增大、肝內(nèi)管道干擾較小，且進(jìn)行ATI測量時，ROI內(nèi)圖像均勻度良好，這可能是測量結(jié)果更穩(wěn)定的原因。因此，本研究推薦對脂肪肝患者進(jìn)行ATI檢查時最少測量2次，5次為最優(yōu)測量次數(shù)；對健康體檢者進(jìn)行ATI檢查時最少測量5次，7次為最優(yōu)測量次數(shù)。同時建議，根據(jù)臨床實際情況及受檢者的配合程度選擇測量次數(shù)，進(jìn)而提高測量效率。

此外，本研究Bland-Altman檢驗顯示，高年資醫(yī)師與低年資醫(yī)師對健康體檢者和脂肪肝患者的測量結(jié)果一致性均較好，說明可重復(fù)性高，與既往研究［12］相符，說明ATI技術(shù)操作簡便易行，在不同經(jīng)驗操作者中的適用性較好。

綜上所述，應(yīng)用ATI技術(shù)檢查肝臟時宜選擇肝右葉，其在單純脂肪肝患者中的應(yīng)用效果更好，同時在操作者內(nèi)及操作者間可重復(fù)性均較好。本研究結(jié)果說明作為無創(chuàng)定量診斷肝脂肪變的新技術(shù)，ATI有較好的應(yīng)用前景。本研究的不足之處在于樣本來源于單中心且樣本量較小，ATI應(yīng)用于肝臟的效果需后期多中心大樣本研究證實。

利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。