李曉金，鄭 慧，王 迪，姚 翀，李朝密，萬 穎

組織結(jié)構(gòu)聲學(xué)定量分析技術(shù)評價(jià)早期肝硬化的應(yīng)用價(jià)值

李曉金，鄭 慧，王 迪，姚 翀，李朝密，萬 穎

目的 探討組織結(jié)構(gòu)聲學(xué)定量分析技術(shù)（ASQ）在早期肝硬化（ELC）診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法 收集60例健康志愿者（正常對照組）和40例病理診斷明確的ELC患者（ELC組）的ASQ圖像，分析其肝實(shí)質(zhì)的原始回波信號，記錄χ2直方圖及ASQ相關(guān)參數(shù)，包括紅線眾數(shù)、紅線平均值、紅線標(biāo)準(zhǔn)差、藍(lán)線眾數(shù)、藍(lán)線平均值、藍(lán)線標(biāo)準(zhǔn)差及藍(lán)紅曲線下面積比，對各參數(shù)繪制受試者工作特征（ROC）曲線并獲得界值。結(jié)果 紅線眾數(shù)、紅線平均值、紅線標(biāo)準(zhǔn)差、藍(lán)線眾數(shù)、藍(lán)線平均值、藍(lán)線標(biāo)準(zhǔn)差及藍(lán)紅曲線下面積比在正常對照組與ELC組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。ROC評價(jià)顯示以上參數(shù)的ROC曲線偏左上角，曲線下面積（AUC）均大于0.7，且與AUC＝0.5比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。其中，藍(lán)紅曲線下面積比的AUC大于0.9，其界值為0.10，對應(yīng)的靈敏度和特異度分別為76%和98.2%。結(jié)論ASQ技術(shù)是非侵入性檢測ELC的新技術(shù)，其相關(guān)參數(shù)，特別是藍(lán)紅曲線下面積比在ELC的定量診斷中有一定的應(yīng)用價(jià)值。

組織結(jié)構(gòu)聲學(xué)定量分析技術(shù)；早期肝硬化；ROC曲線；超聲

1 材料與方法

1.1 病例資料選取2013年6月～2014年7月于安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院感染科住院并經(jīng)肝組織穿刺活檢證實(shí)為ELC的患者40例作為ELC組，其中男24例，女16例；年齡24～52（38.84±7.13）歲。超聲圖像有一定改變，實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)異常（血清蛋白≥35 g／L，但低于正常值，膽紅素＜35 mol／L，凝血酶原活動度＞60%，血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶及谷草轉(zhuǎn)氨酶輕度升高），排除肝炎合并脂肪肝者及過量飲酒、藥物或遺傳性疾病等導(dǎo)致的脂肪肝者。選取同期于我院體檢合格的健康者60例作為正常對照組，其中男36例，女24例；年齡16～57（33.62±7.81）歲。無肝病史和肝病臨床表現(xiàn)，血生化指標(biāo)在正常范圍，病毒感染標(biāo)志物陰性。兩組性別、年齡［2］相匹配，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2 主要儀器采用日本東芝Aplio 500彩色多普勒超聲診斷儀，凸陣探頭，THI 5.0 MHz，內(nèi)置ASQ成像技術(shù)軟件。

1.3 研究方法

1.3.1圖像采集 受檢者取仰臥位及左側(cè)臥位，充分暴露腹部，雙手置于頭頂，先行肝臟常規(guī)超聲檢查，并應(yīng)盡可能避開明顯的血管、膽管結(jié)構(gòu)。選擇肝穿刺感興趣區(qū)（region of interest，ROI），一般位于肝右葉第5、6肋間，囑受檢者屏住呼吸，開啟ASQ檢測功能，采用ASQ成像技術(shù)軟件存儲動態(tài)影像3～4 s。行ASQ檢查后當(dāng)天于同一部位行肝穿刺組織病理活檢。

1.3.2軟件分析 導(dǎo)出ASQ動態(tài)圖像，利用ASQ軟件進(jìn)行脫機(jī)分析。將取樣框置于肝包膜下方并盡可能與該切面肝包膜垂直，取樣框不小于30 mm× 20 mm，取樣深度≤6 cm，焦點(diǎn)4.0 cm，分析獲得紅、藍(lán)兩條曲線的χ2直方圖及相關(guān)參數(shù)：眾數(shù)（ROI內(nèi)出現(xiàn)次數(shù)最多的χ2值）、平均值（ROI內(nèi)所有取樣點(diǎn)χ2值的均值）、標(biāo)準(zhǔn)差（ROI內(nèi)取樣點(diǎn)的離散度）和藍(lán)紅曲線下面積比。重復(fù)操作6次，去掉極值，取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行分析，計(jì)量資料以±s表示。兩樣本間比較選用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。使用ROC過程時(shí)，以ASQ相關(guān)參數(shù)作為檢驗(yàn)變量，以肝穿診斷結(jié)果作為狀態(tài)變量，分別對各參數(shù)繪制ROC曲線，計(jì)算曲線下面積（the area under the curve，AUC）并確定各參數(shù)的界值。

2 結(jié)果

2.1 正常對照組與ELC組ASQ的χ2直方圖特點(diǎn)正常對照組紅色曲線平滑，曲線在橫軸分布較窄，峰值稍大于或小于100%，藍(lán)色AUC較小；ELC組紅色曲線不平滑，峰值后移，明顯大于100%，在橫軸分布較寬，藍(lán)色曲線高度和寬度均增加，AUC明顯增大。見圖1。

2.2 正常對照組與ELC組ASQ相關(guān)參數(shù)比較

正常對照組和ELC組紅線參數(shù)（紅線眾數(shù)、紅線平均值、紅線標(biāo)準(zhǔn)差）、藍(lán)線參數(shù)（藍(lán)線眾數(shù)、藍(lán)線平均值、藍(lán)線標(biāo)準(zhǔn)差）、藍(lán)紅AUC比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。

表1 正常對照組及ELC組ASQ各定量參數(shù)值（±s）

表1 正常對照組及ELC組ASQ各定量參數(shù)值（±s）

與正常對照組比較：**P＜0.01

項(xiàng)目正常對照組ELC組t值紅線眾數(shù)99.93±2.02108.25±6.70**－8.85紅線平均值103.72±2.05112.24±6.48**－9.34紅線標(biāo)準(zhǔn)差14.94±1.5817.25±1.91**－6.81藍(lán)線眾數(shù)116.66±9.94126.45±6.34**－5.96藍(lán)線平均值124.30±10.11137.26±7.99**－7.26藍(lán)線標(biāo)準(zhǔn)差20.62±9.1527.97±7.93**－4.40藍(lán)紅AUC0.05±0.030.27±0.17**－8.31

2.3 ASQ相關(guān)參數(shù)的ROC曲線繪制ROC曲線，計(jì)算AUC，同時(shí)確定界值，并比較不同參數(shù)的靈敏度和特異度。見圖2。經(jīng)SPSS 17.0軟件分析計(jì)算，紅線眾數(shù)、紅線平均值、紅線標(biāo)準(zhǔn)差、藍(lán)線眾數(shù)、藍(lán)線平均值、藍(lán)線標(biāo)準(zhǔn)差的AUC均介于0.7～0.9，藍(lán)紅曲線下面積比的AUC＞0.9。各曲線下面積分別與AUC＝0.5比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。根據(jù)SPSS 17.0輸出表中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，選擇約登指數(shù)最大時(shí)，即ROC曲線上最靠近左上方的點(diǎn)所對應(yīng)的參數(shù)值即為最佳診斷界值。見表2。

表2 ASQ相關(guān)參數(shù)的ROC曲線參數(shù)匯總

3 討論

肝纖維化是慢性肝病向肝硬化發(fā)展的必經(jīng)途徑［3］，其根據(jù)肝纖維化范圍分為S1～S4期，本研究僅對S4期即ELC期患者肝纖維化情況進(jìn)行分析和探討。

肝組織病理學(xué)檢查一直被認(rèn)為是診斷ELC的“金標(biāo)準(zhǔn)”［4－5］，但其具有創(chuàng)傷性、可重復(fù)性差等缺點(diǎn)。由于組織的聲阻抗變化不明顯［6］，常規(guī)超聲檢查的靈敏度和特異度也有限［7］。ASQ技術(shù)是運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法定量評價(jià)［8］ELC的超聲新技術(shù)。系統(tǒng)內(nèi)置正常肝臟回聲信號作為標(biāo)準(zhǔn)，然后采集實(shí)測肝臟回聲信號，對ROI的回聲強(qiáng)度進(jìn)行χ2檢驗(yàn)，檢驗(yàn)兩者概率密度函數(shù)的差異。經(jīng)處理后得到的χ2直方圖包括紅、藍(lán)兩條曲線，其分別代表ROI中μ＋4σ范圍內(nèi)、外的取樣點(diǎn)通過計(jì)算后得到的圖像。Toyoda et al［9］采用ASQ技術(shù)研究了慢性丙型病毒性肝炎患者的肝纖維化程度，結(jié)果顯示，ASQ定量參數(shù)與活檢肝纖維化等級有很好的相關(guān)性。周琦等［10］應(yīng)用ASQ技術(shù)對90例肝硬化患者的肝纖維化程度進(jìn)行分析，表明ASQ技術(shù)參數(shù)特別是藍(lán)紅AUC可以作為診斷肝硬化的量化指標(biāo)。

本研究應(yīng)用ASQ對正常對照組和ELC組肝臟的聲學(xué)結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析，比較ASQ參數(shù)表明，正常對照組和ELC組紅線眾數(shù)、紅線平均值、紅線標(biāo)準(zhǔn)差、藍(lán)線眾數(shù)、藍(lán)線平均值、藍(lán)線標(biāo)準(zhǔn)差及藍(lán)紅曲線下面積比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。ELC組的各參數(shù)值均較正常對照組高，可能是正常對照組的肝組織為小于超聲波長的微小結(jié)構(gòu)排列組成，其回聲信號強(qiáng)度的概率密度函數(shù)符合瑞利分布，肝組織回聲均勻；而ELC組的肝組織內(nèi)異常基質(zhì)增多，彌漫性纖維增生致小葉結(jié)構(gòu)紊亂，形成不同的散射結(jié)構(gòu)，聲阻抗增大。

ROC曲線是一種廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)分析方法，能對診斷方法進(jìn)行準(zhǔn)確性評價(jià)。ROC的AUC可反映診斷實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性大小，AUC取值范圍通常為0.5～1.0。一般認(rèn)為當(dāng)AUC為0.5～0.7時(shí)表示診斷的準(zhǔn)確性較低；0.7～0.9時(shí)表示診斷的準(zhǔn)確性中等；0.9以上時(shí)表示診斷的準(zhǔn)確性較高。本研究對ASQ技術(shù)的7組參數(shù)分別繪制ROC曲線，同時(shí)確定界值，并比較不同參數(shù)的靈敏度及特異度。通過繪制ROC曲線得出的AUC應(yīng)與隨機(jī)情況下獲得的AUC＝0.5進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)。根據(jù)ROC曲線，紅線眾數(shù)、紅線平均值、紅線標(biāo)準(zhǔn)差、藍(lán)線眾數(shù)、藍(lán)線平均值和藍(lán)線標(biāo)準(zhǔn)差的AUC均介于0.7～0.9表示診斷準(zhǔn)確性中等，而藍(lán)紅曲線下面積比的AUC為0.934，＞0.9表示診斷的準(zhǔn)確性較高，且各參數(shù)的AUC與AUC＝0.5比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。從靈敏度和特異度看，各個(gè)參數(shù)均具有較高的臨床使用價(jià)值。在ROC曲線上確定藍(lán)紅曲線下面積比0.10為最佳臨界點(diǎn)，并同時(shí)具有較高的靈敏度和特異度。與以上參數(shù)相比，其能更加準(zhǔn)確地區(qū)分正常肝組織與早期肝硬化肝組織原始回聲信號的差異，這與周琦等［10］的觀點(diǎn)一致。

綜上所述，ASQ技術(shù)作為定量評價(jià)ELC的一種新手段，能準(zhǔn)確反映ELC患者肝纖維化的情況。本研究通過ASQ與ROC的聯(lián)合運(yùn)用對ELC給予定量分析，克服了經(jīng)驗(yàn)判斷所固有的主觀性，使得超聲對ELC的臨床診斷更科學(xué)化、客觀化，提高了診斷的準(zhǔn)確性，并且具有無創(chuàng)、可重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)，因此具有潛在的臨床應(yīng)用前景。

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The application value in early liver cirrhosis by acoustic structure quantification technology

Li Xiaojin，Zheng Hui，Wang Di，et al
（Dept of Medical Ultrasonics，The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230022）

ObjectiveTo explore the application value of acoustic structure quantification（ASQ）technology in early liver cirrhosis.MethodsSixty healthy volunteers（control group）and forty patients with histologically proved early liver cirrhosis（early liver cirrhosis group）were examined by ASQ.The original ultrasonic echo signal of the liver parenchyma was analyzed.The chi-square histogram and relevant parameters（Red Mode，Red Ave，Red SD，Blue Mode，Blue Ave，Blue SD and FD ratio）were recorded and comparatively analyzed.Receiver operating characteristic（ROC）curves were drawn for each parameter，and the critical values were obtained by ROC curves.ResultsStatistically significant differences in Red Mode，Red Ave，Red SD，Blue Mode，Blue Ave，Blue SD and FD ratio were found between control group and early liver cirrhosis group（P＜0.01）.ROC showed that the curves of the seven parameters were in the upper left corner.The areas under the ROC curves（AUC）were greater than 0.7，compared with AUC equals 0.5，statistically significant differences were found between them（P＜0.01）.Among these parameters，the AUC of FD ratio was greater than 0.9，the critical value of which was 0.10，with high sensitivity（76%）and specificity（98.2%）.ConclusionASQ is a new technology for the detection of early cirrhosis，which parameters，especially the FD ratio，has certain application value in the quantitative assessment of early liver cirrhosis.

acoustic structure quantification technology；early liver cirrhosis；receiver operating characteristic curve；ultrasound

R 512.6；R 445.11

1000－1492（2015）02－0231－04肝硬化是臨床常見的慢性進(jìn)行性肝病，指彌漫性肝臟纖維化伴有異常結(jié)節(jié)形成，因伴發(fā)肝功能衰竭和門脈高壓癥等表現(xiàn)而容易診斷。早期肝硬化（early liver cirrhosis，ELC）由于缺乏特異性的臨床癥狀，不易早期發(fā)現(xiàn)和診斷。近年研究［1］表明，如果能給予及時(shí)有效的病因治療，可以逆轉(zhuǎn)ELC。因此，確診ELC對及時(shí)干預(yù)和逆轉(zhuǎn)其發(fā)展具有重要的臨床意義。該研究主要應(yīng)用組織結(jié)構(gòu)聲學(xué)定量分析技術(shù)（acoustic structure quantification technology，ASQ）對肝臟的聲學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，旨在探討其在ELC診斷中的應(yīng)用價(jià)值，并結(jié)合受試者工作特征（receiver operating characteristic curve，ROC）曲線，確立能準(zhǔn)確評價(jià)ELC的特異指標(biāo)及臨界值。

2014－11－03接收

安徽省高校自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（編號：KJ2013A166）

安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院超聲科，合肥 230022

李曉金，女，碩士研究生；鄭 慧，女，教授，主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師，責(zé)任作者，E-mail：zhenghuiayfycsk＠163.com