微波诱导的热声/超声双模成像技术在非酒精性脂肪肝疾病评估中的可行性研究

《MEDICAL PHYSICS》：Feasibility study of microwave-induced thermoacoustic/ultrasound dual-modality imaging for the assessment of nonalcoholic fatty liver disease

非酒精性脂肪肝诊断研究采用微波诱导热声/超声双模态成像系统，通过脾肝热声振幅比（TAR-S-L）参数评估肝脂肪变性程度，发现其与油红O染色脂肪分数（ORO-FF）强相关（r=0.908），ROC分析显示诊断AUC达0.894-0.979，证实该方法在区分轻度至重度脂肪肝中的潜力，为后续临床应用奠定基础。

　　

摘要

背景

非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的准确且无创的诊断仍然是一个关键挑战。目前的方法通常成本高昂、具有侵入性，或者在早期阶段缺乏敏感性。

目的

研究微波诱导的热声/超声（TAI/US）双模成像技术在评估肝脂肪变性方面的可行性和准确性。

方法

使用中心频率为3 GHz的微波源作为激励源的微波诱导TAI/US双模成像系统对兔子的NAFLD模型进行成像，并引入了脾脏与肝脏的热声振幅比（TAR_S-L）参数来评估肝脂肪变性。病理学结果作为金标准，通过半定量软件计算Oil Red O染色脂肪分数（ORO-FF）。使用Kruskal–Wallis检验以及Dunn-Bonferroni事后比较方法评估不同肝脂肪变性等级之间的TAR_S-L组间差异。Mann–Whitney U检验和Cliff's Delta（δ）用于比较二分化的脂肪变性亚组。Spearman等级相关系数用于评估TAR_S-L与ORO-FF之间的关联。通过接收者操作特征（ROC）曲线评估TAR_S-L的诊断性能，并通过曲线下面积（AUC）对结果进行量化。p值小于0.05被认为具有统计学意义。

结果

研究结果表明，微波诱导TAI/US双模成像系统的热声和超声图像能够很好地融合。正常（S0）、轻度（S1）、中度（S2）和重度（S3）脂肪变性的TAR_S-L中位数分别为1.110（0.953–1.283）、1.260（1.073–1.430）、1.740（1.625–1.870）和2.195（1.833–2.580）。TAR_S-L值随脂肪变性程度的增加而增加，与ORO-FF呈强正相关（r = 0.908，p < 0.001）。在S0与S3以及S1与S3之间观察到统计学上显著的差异（p < 0.05，|Cliff's δ| > 0.474），表明组间存在明显差异。而S0与S2以及S1与S2之间的比较没有统计学显著性（p > 0.05），但较大的效应大小（|Cliff's δ| > 0.474）表明可能存在真实差异，这受到样本量的限制。ROC分析证实了其诊断性能，分别对于区分S0与≥S1、≤S1与≥S2以及≤S2与S3的AUC分别为0.894（0.764–1.000）、0.979（0.931–1.000）和0.953（0.874–1.000）。

结论

目前，基于TAI的NAFLD诊断仍处于研究阶段。我们的研究初步验证了微波诱导TAI/US双模成像技术结合热声参数TAR_S-L在NAFLD诊断中的潜力。这些发现为后续深入研究微波诱导TAI/US双模成像技术在肝脂肪变性定量诊断中的应用奠定了重要的方法论基础。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。