基于肝脏脂肪放射组学指数（LARI）的低剂量冠状动脉钙化CT机会性评估肝脂肪变性的新方法

《eBioMedicine》：Opportunistic hepatic steatosis assessment in low-dose coronary artery calcium CT using liver adipose-radiomic index (LARI)

本研究针对早期肝脂肪变性（HS）无创准确诊断的临床难题，开发了一种基于低剂量冠状动脉钙化（CAC）CT的肝脏脂肪放射组学指数（LARI）。研究利用1H MRS和肝活检作为金标准验证，结果显示LARI在独立验证队列（AUC: 0.91）和外部活检队列（AUC: 0.76）中均显著优于现有临床及CT指标（如L/S比值），并通过NRI和DCA证实其优越的重新分类能力和临床效用。该成果为利用常规CAC扫描实现HS的早期、精准、机会性筛查提供了创新工具，对改善心血管代谢风险综合评估具有重要意义。

　　

在当今社会，随着肥胖和糖尿病等代谢性危险因素的流行，非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）——现根据最新共识被重新定义为代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）——的患病率已攀升至流行病水平，全球估计有32%的人口受累，美国更是高达40%。肝脂肪变性（Hepatic Steatosis, HS）是MASLD最早且最普遍的表现形式，它不仅是肝衰竭的主要风险因素，更是心血管疾病的独立危险因素。早期识别HS对于实施预防策略和及时干预（例如使用GLP-1受体激动剂等药物）以降低心血管风险至关重要。然而，肝活检作为评估HS的金标准，因其有创性限制了临床应用。现有的非侵入性方法，如超声（US）灵敏度有限，磁共振波谱（¹H MRS）虽准确但成本高、普及度低。常规进行的低剂量计算机断层扫描（CT），例如用于肺癌筛查和冠状动脉钙化（CAC）评分的扫描，为机会性评估肝脏脂肪提供了可能。但目前基于CT的指标（如肝脏衰减值L、肝脾衰减差L-S、肝脾衰减比L/S）依赖于手动勾画感兴趣区域，测量方法不一致，且受肝脏衰减空间异质性的影响，其准确性和灵敏度均不理想，难以有效检测早期HS。因此，开发一种更准确、非侵入性的工具，能够利用现有CT扫描机会性检测早期HS，成为临床亟待解决的问题。为此，研究人员在《eBioMedicine》上发表了他们的最新研究成果。

本研究主要应用了几项关键技术方法。研究人群来自达拉斯心脏研究-2（DHS2）的700名参与者（同时有CAC CT和¹H MRS数据）以及来自克利夫兰大学医院的159名接受肝活检患者的CT数据（D₃）。研究人员利用先前开发的深度学习管道DeHFt（Deep-Learning-Based Hepatic Fat Assessment）对CT图像中的肝脏和脾脏进行三维自动分割，该模型在独立验证集上达到了0.95的Dice相似系数。随后，从分割出的肝脏区域中提取了954个放射组学特征。通过多步骤特征选择（包括去除高相关性特征、单变量分析和Boruta算法）后，使用逻辑回归模型在训练集（D₁, N_t = 350）上训练得到了肝脏脂肪放射组学指数（LARI），并在独立的验证集（D₂, N_v = 350）和外部活检队列（D₃, N_e = 159）上对其性能进行了评估。LARI的性能与多种临床指数（如HSI, FLI, ZJU指数等）和CT-based指数（包括专家手动测量的L、L-S、L/S以及DeHFt自动计算的L/S）进行了比较。

患者特征

研究人群包括700名参与者，其中训练队列D₁有350人（HS+占34.9%），验证队列D₂有350人（HS+占35.7%）。整体队列中，HS+患者占35.3%。两组在基线特征上基本平衡，确保了模型评估的可靠性。

LARI的诊断性能及其与临床和CT-based指数的比较

LARI在独立验证队列D₂上展现出了卓越的诊断性能，其受试者工作特征曲线下面积（AUC）达到了0.91（95% CI 0.87–0.94）。与所有对比的临床指数和CT-based指数相比，LARI的AUC均显著更高（P < 0.05）。具体而言，LARI优于HSI (AUC = 0.77)、FLI (AUC = 0.78)、ZJU指数 (AUC = 0.79)等临床指数，也显著超越了专家手动测量的L/S (AUC = 0.84)、L (AUC = 0.88)、L-S (AUC = 0.85)以及DeHFt自动计算的L/S (AUC = 0.82)。净重新分类指数（NRI）分析显示，LARI相比其他指数有0.05至0.45的改善。决策曲线分析（DCA）进一步表明，在所有概率阈值下，LARI都比其他指数具有更大的临床净获益。

LARI在不同性别和种族群体中的诊断性能

亚组分析显示，LARI的性能在不同性别和种族群体间没有显著差异。在男性中AUC为0.92（95% CI 0.88–0.97），在女性中为0.90（95% CI 0.85–0.95），P值为0.51。在不同种族群体（非西班牙裔黑人、非西班牙裔白人、西班牙裔等）中，LARI也表现出可比且优异的性能（P > 0.05），表明了其潜在的公平性。

LARI针对侵入性金标准（肝活检）的诊断性能

在以外部队列D₃（肝活检作为金标准）进行的外部验证中，LARI依然表现出良好的判别能力，AUC为0.76（95% CI 0.68–0.83），并且显著优于DeHFt基于L/S的指数（AUC = 0.71, P < 0.05）。尽管性能较以¹H MRS为标准的验证有所下降，但这主要归因于两种金标准（¹H MRS是区域性 volumetric 评估，而肝活检是局部取样）和方法学（诊断阈值略有不同）上的固有差异。事后应用ComBat Harmonization校正站点间差异后，LARI在D₃上的AUC提升至0.79，表明模型性能在一定程度上受到不同采集协议的影响，但核心优势依然存在。

研究结论与讨论部分强调，本研究成功开发并验证了一种全新的、全自动的放射组学指数LARI，用于在低剂量CAC CT上机会性评估肝脂肪变性。LARI通过捕捉与脂肪浸润相关的肝脏纹理细微变化，显著提升了早期HS的诊断准确性，其性能超越了现有的临床和CT-based模型。这项研究的重要意义在于，它巧妙地将常规进行的CAC扫描（用于评估心血管风险）转化为一个强大的工具，用于同步评估肝脏脂肪负担，从而实现心血管代谢风险的全面评估。这种机会性筛查方法无需额外的扫描或辐射暴露，具有很高的临床转化潜力和成本效益。LARI作为一种自动化工具，有望应用于大型回顾性CT数据库，以深入研究HS的流行病学和自然史，并有助于在临床试验中富集高风险患者。尽管LARI不直接评估纤维化或炎症，但它为早期HS的精准识别奠定了基础。未来的研究方向包括在更广泛的多中心人群中进一步验证LARI，将其与纤维化分期和代谢分析相结合以进行更全面的风险分层，并探索其在纵向监测中的潜在价值。总之，这项工作为改善肝脂肪变性的早期检测和心血管代谢风险的综合管理开辟了新的途径。