超声声衰减成像用于肝脏检查的方法学分析

包静文，朱宇莉，王 坤，陈凯玲，陈彦玲，王文平,2*

1.复旦大学附属中山医院超声科，上海 200032 2.上海市影像医学研究所，上海 200032

超声波在弹性介质中传播时，其回波信号强度会随着距离的增加而衰减。当肝脏发生脂肪变时，超声波的衰减加重。常规二维超声图像是对回波信号进行声束聚焦及增益补偿后所得，而超声声衰减成像（attenuation imaging, ATI）则去除常规二维超声的声束聚焦和增益补偿，通过对肝实质某一区域的声束衰减进行计算机处理，得到组织的声衰减系数（attenuation coefficient, AC），从而评估肝脏脂肪变程度［1-2］。与受控衰减参数（controlled attenuation parameter, CAP）等传统无创评估技术相比，ATI技术可将常规二维超声图像、ATI图像同屏显示在超声设备上［2］，可直观显示肝脏结构，使操作者可以确定最优测量区的位置，提高测量准确性。

该技术是佳能医疗研发的无创定量检测肝脏脂肪变性的新技术，对其方法学的相关研究鲜见报道。本文对ATI技术在肝脏的最佳检测部位及最优与最少测量次数进行研究，并分析操作者内及操作者间可重复性，为后期临床应用提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2020年9月至2021年1月在复旦大学附属中山医院就诊的脂肪肝患者及健康体检者，共200例，分为A、B组。两组各纳入50例健康体检者及50例脂肪肝患者。A组男性55例（健康体检者19例、脂肪肝患者36例），女性45例（健康体者31例、脂肪肝患者14例）。B组男性46例（健康体检者23例、脂肪肝患者23例），女性54例（健康体检者27例、脂肪肝患者27例）。本研究经复旦大学附属中山医院伦理委员会批准（S2020-298-01），并获得受检者的知情同意。

1.2 纳入及排除标准 所有受检者均无长期大量饮酒史（乙醇摄入量男性＜140 g/周，女性＜70 g/周）［3］。健康体检者：（1）肝脏常规超声检查及实验室检查结果无异常；（2）无能引起肝功能异常的相关疾病及用药史。脂肪肝患者：（1）存在肝脂肪变的影像学或组织学依据；（2）除外病毒性肝炎、药物性肝炎、肝豆状核变性等可导致脂肪肝的特定疾病及接受全胃肠外营养者。

1.3 测量方法 采用佳能Aplio i900彩色多普勒超声诊断仪，该仪器配备超声ATI功能，i8CX1凸阵探头，频率1～8 MHz，探测深度10～15 cm。

所有受检者均行肝脏常规超声检查及ATI检查。受检者空腹8 h以上，检查时取平卧位，右臂上举外展，充分暴露右侧季肋部，增加肋间隙宽度。检测肝右叶时，将探头垂直于皮肤并置于6～8肋间，选取S5/S6段肝右叶最大切面；检测肝左叶时，将探头垂直于皮肤并置于剑突下，选取肝左叶最大切面。在标准二维超声图像基础上选择ATI模式，嘱患者屏气1～3 s，待ATI图像稳定后冻结并测量。测量感兴趣区（ROI）大小为4 cm×3 cm， 取样ROI大小为7 cm×9 cm。测量ROI需避开肝内管道系统及不均匀高回声区，避开取样ROI顶部橘黄色区域，选择中下方均匀蓝色区域，其中肝右叶取样框上缘与肝包膜距离应为1～1.5 cm。

1.4 所需测量次数 A组受检者由5年以上高年资医师（操作者1）完成，B组受检者由A组5年以上高年资医师（操作者1）和3年以下低年资医师（操作者2）完成。对所有A组受检者的肝左、右叶分别重复测量10次，计算测量成功率，并计算最佳检测部位10次测量的平均值及重复测量2～9次的平均值。分析ATI技术最佳检测部位所需的最少及最优重复测量次数。由操作者1和操作者2分别对B组健康体检者肝右叶重复测量7次，对脂肪肝患者肝右叶重复测量5次，分析操作者间可重复性。

1.5 ATI测值评估标准 （1）测量ROI内图像均匀，测值显示为白色、质控标识R2＞0.90，提示测值标准，可信度高（图1A）；（2）测量ROI内有管道系统，测值显示为黄色、R2为0.70～0.90，提示测量欠佳，但测值可用（图1B）；（3）测量ROI内回声不均匀，部分图像缺失，测值显示为红色、R2＜0.70或无法显示，提示测值不可用（图1C）。此外，A组受检者的肝左、右叶均重复测量10次，超过5次测值的R2＜0.90则认为测量失败。

图1 ATI测量示意图A：超声声衰减系数（AC）为0.89 dB·cm－1·MHz－1，AC及R2为白色，R2＞0.90，提示测值可信度高；B：AC为 0.48 dB·cm－1·MHz－1，AC及R2为黄色，R2＜0.90，提示测值可用；C：AC为0.74 dB·cm－1·MHz－1，AC及R2为红色，R2无法显示，提示测值不可用。

1.6 统计学处理 应用SPSS 20.0和MedCalc 19.6.1统计软件进行数据分析。计量资料符合正态分布时以±s表示；肝左、右叶检测成功率以百分比表示，并用独立样本t检验统计学差异。A组肝右叶2～9次重复测量值以10次测量均值为参照，计算组内相关系数（intraclass correlation coefficient, ICC），并采用配对样本t检验。操作者间可重复性用配对样本t检验及Bland-Altman检验。所测数据均为双侧检验，检验水准（α）为0.05。

2 结果

2.1 不同部位的ATI检测成功率及操作者内可重复性 A组健康体检者的肝左、右叶检测成功率 分 别 为64.0%（32/50）、100.0%（50/50）；A组脂肪肝患者的肝左、右叶检测成功率分别为80.0%（40/50）、100.0%（50/50）。脂肪肝患者的肝左叶检测成功率高于健康体检者，但差异无统计学意义（χ2＝3.175，P＝0.075）。A组健康体检者肝右叶测量的ICC分别为0.948（95%CI 0.919～0.968），脂肪肝患者肝右叶测量ICC为0.996（95%CI 0.994～0.998）；健康体检者与脂肪肝患者ATI测值的操作者内ICC差异有统计学意义（t＝12.356，P＜0.001）。

2.2 ATI技术检测肝右叶的重复测量次数 结果（表1）显示：操作者1对A组健康体检者肝右叶2～9次测量结果与10次测量均值的ICC为0.763～0.990，差异均无统计学意义；重复测量5次与10次测量结果的ICC为0.904；重复测量7次测量结果与10次测量均值的ICC为0.957。

表1 操作者1对A组受检者重复测量结果与10次测量均值的ICC

操作者1对A组脂肪肝患者2～9次结果与10次测量均值的ICC为0.975～0.999，差异均无统计学意义；重复测量2次结果与10次测量均值的ICC为0.975；重复测量5次结果与10次测量均值的ICC为0.994。

2.3 操作者间可重复性 Bland-Altman检验结果（图2）显示：B组健康体检者中仅有1例的测值位于可信区间外，脂肪肝患者中仅有3例的测值位于可信区间外；操作者1和操作者2对肝右叶的测量结果在健康体检者（t＝0.546、P＝0.588）和脂肪肝患者（t＝0.031、P＝0.975）中的差异均无统计学意义。

图2 操作者1和操作者2应用ATI检测肝右叶的Bland-Altman检验A：健康体检者；B：脂肪肝患者

3 讨论

代谢相关脂肪性肝病（metabolic dysfunctionassociated fatty liver disease,MAFLD）是最常见的非传染性慢性肝病，全球范围内成人MAFLD发病率约为25.24%［4］。其疾病谱包括非酒精性单纯性脂肪肝（non-alcoholic fatty liver, NAFL）、非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis, NASH）及其相关的肝纤维化、肝硬化及肝细胞肝癌（hepatocellular carcinoma, HCC）等一系列病 变［5］。对肝脂肪变的早期诊断、早期干预，可有效逆转肝脂肪变程度、肝炎及肝纤维化［6］。

目前对肝脂肪变诊断的金标准仍然是穿刺活检，但该方法存在出血、胆漏等风险，患者接受度低。有研究［7］表明，肝脏MRI质子密度脂肪分数（proton density fat fraction，PDFF）对肝脂肪变的诊断效能高，可作为无创检测脂肪肝的首选，但其费用昂贵、临床适用性低。常规超声无法定量诊断脂肪肝程度，且受主观判断影响较大［8］。研 究［2,9-10］表明，ATI对肝脂肪变的诊断价值较高，与病理及MIR-PDFF结果相关性好。Ferraioli等［11］的研究显示，ATI与MRI-PDFF的相关性及对不同程度脂肪肝的诊断效能均明显高于CAP。但是，ATI技术作为无创定量检测肝脂肪变程度的新技术，目前仍在临床试用阶段。因此，探讨ATI技术的最佳检测部位、重复测量次数、操作者间及操作者内可重复性对临床规范化应用具有重要意义。本研究显示，健康体检者与脂肪肝患者的肝右叶的检测成功率均为100%，明显高于肝左叶，提示应将肝右叶作为首选检测部位；肝左叶测值成功率较低，可能与心脏搏动干扰、部分受检者左叶体积较小而无法检测以及肝内管道干扰较大等 有关。

本研究表明，ATI技术用于检测健康体检者及脂肪肝患者肝右叶的操作者内可重复性均较好，ICC均大于0.900；ATI在脂肪肝患者中的可重复性略高于健康体检者（0.996vs0.948），且检测脂肪肝的所需测量次数（2次以上ICC＞0.950、5次以上ICC＞0.990）明显少于健康体检者（5次以上的ICC＞0.900、7次以上ICC＞0.950），说明用ATI技术检测肝脂肪变的操作者内测值可重复性更高。脂肪肝患者肝脏体积增大、肝内管道干扰较小，且进行ATI测量时，ROI内图像均匀度良好，这可能是测量结果更稳定的原因。因此，本研究推荐对脂肪肝患者进行ATI检查时最少测量2次，5次为最优测量次数；对健康体检者进行ATI检查时最少测量5次，7次为最优测量次数。同时建议，根据临床实际情况及受检者的配合程度选择测量次数，进而提高测量效率。

此外，本研究Bland-Altman检验显示，高年资医师与低年资医师对健康体检者和脂肪肝患者的测量结果一致性均较好，说明可重复性高，与既往研究［12］相符，说明ATI技术操作简便易行，在不同经验操作者中的适用性较好。

综上所述，应用ATI技术检查肝脏时宜选择肝右叶，其在单纯脂肪肝患者中的应用效果更好，同时在操作者内及操作者间可重复性均较好。本研究结果说明作为无创定量诊断肝脂肪变的新技术，ATI有较好的应用前景。本研究的不足之处在于样本来源于单中心且样本量较小，ATI应用于肝脏的效果需后期多中心大样本研究证实。

利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。