计算机辅助数字图像分析定量检测肝纤维化的应用研究与无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断方法
计算机辅助数字图像分析定量检测肝纤维化的应用研究与无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断方法
摘要：【目的】成都华西华科研究所研究探讨计算机辅助数字图像分析法测量肝纤维化的应用价值。【方法】采用计算机辅助数字图像 分析法定量评估116例因各种肝胆疾病手术切除肝组织标本的纤维化程度，并与Ishak半定量分级法进行比较。 【结果】数字图像分析法测定116例标本肝纤维化面积百分比为2. 5〜49. 3; Ishak分级0 - 6级者分别为8、15、46、
8、9、15、15例。随着^1；11[级数加大，纤维化面积比渐次增大41^0¥厶分析示1311!11[〇级与1级及1级与2级间纤维 化面积比无明显差异（P> 0.05)，其余任何两个相邻级别间纤维化面积比差异均存在显著性（P <0.01)。两种方 法检测结果之间存在显著相关性（相关系数<" = 0.883, P <0.001)。【结论】数字图像分析法能够比较客观地评估 肝纤维化程度，可用于诊断肝纤维化、判断治疗的效果以及术前预测肝储备功能。
关键词：图象处理,计算机辅助；肝硬化；诊断肝纤维化是许多慢性肝病发展的结果，可最终 导致肝硬化和肝储备功能低下。评估肝纤维化程度 有重要临床意义，可为正确诊断肝纤维化与判断 治疗效果提供依据；在肝外科中还可通过肝纤维化 的程度预测肝储备功能，以便选择合适的手术方 式。目前评估肝纤维化程度有病理学、影像学和 血清学等方法[1-31。病理学半定量分级法仍然是主 要方法，在众多的分级法中，一般认为Ishak法的 准确性比较高。该法根据肝组织的纤维组织沉积程 度分成7级[4i,是一种半定量的检测方法，判定结 果有时会受到观测者经验的影响。计算机辅助数字 图像分析法是近年来发展起来的新技术，用于评估 肝纤维化程度时可获得定量的结果，且比较客观。 本文报告运用数字图像分析法定量检测肝纤维化 程度的临床应用价值。
1. 材料和方法
1. 病例资料
2001年2月至2001年11月收人我科行肝胆 手术的病人116例，男性73例，女性43例，平均年 龄（51. 0 ± 14. 2)岁，肝细胞癌41例，胆管癌、胆囊 癌11例，胆道结石42例，肝血管瘤4例，其它疾病 18例。手术中楔形切取肝右前叶组织块2 cm x 1.5 cm,备作病理学检查。
1. Ishak 分级
肝组织切除标本立即以100 g/L甲醛液固定， 石蜡包埋，常规切片(5 pm厚)行HE染色。继而作 Masson’s染色，经该法染色后蓝色表示含胶原纤 维。由两位资深的肝脏病理学专家在不了解病人临
床背景的情况下，根据Ishak141分级法判定肝纤维 化程度。当两人有分歧时，则参考第3位病理学专 家意见。分级标准如下:0级为无纤维化；1级为某 些汇管区纤维化扩大，不伴或伴有短纤维隔；2级 为大多数汇管区纤维化扩大，不伴或伴有短纤维 隔；3级为大多数汇管区纤维化扩大，偶见门脉一 门脉（P-P)间桥;4级为汇管区纤维化扩大，伴明显 的P-P间桥和门脉-中央静脉(P-C)间桥;5级为明 显的P-P或P-C间桥，偶见结节形成（不完全性肝 硬化)；6级为假小叶形成（肝硬化），或程度更为严 重。
1. 图像分析
取同样的经Masson’s染色的病理切片，采用 计算机全自动图像分析系统检测肝纤维化程度。 该方法的原理是测量组织切片中表示胶原纤维成 份的蓝色部份的像素和，除以组织切片的总像 素，得出胶原纤维所占部份的面积比。具体操作 为：用Zeiss Axiotron研究型显微镜采集组织切片 图像，物镜倍数10x4,继而用JVC KY-F30B 3-CCD彩色图像摄录输入仪（德国产）将图像输 人Kontron IBAS2.5全自动图像分析系统，该系 统将彩色图像转换成二级图像，并直接在二级图 像上测量其像素，最终自动求出纤维化面积所占 百分比。
1. 统计学分析
采用SPSS 11. 0统计分析软件，数值变量以均 数±标准差表示。图像分析法与分级法的相关性用 Spearmans检验，各级别之间面积比均数的差异用 AN0VA分析。
表1 不同Ishak级别的图像分析结果 Table 1 The results of image processing stratified by Ishak score
|
0 |
8 |
6.7 |
2.5 |
5.9 |
|
1 |
15 |
12.9 |
4.8 |
12.5 |
|
2 |
46 |
39.7 |
4. 1 |
15.4 |
|
3 |
8 |
6.7 |
7.9 |
18.5 |
|
4 |
9 |
7.8 |
14.3 |
26.4 |
|
5 |
15 |
12.9 |
19.0 |
32.9 |
|
6 |
15 |
12. 9 |
24.2 |
49.3 |
|
Total |
116 |
100.0 |
2.5 |
49.3 |
2. 结果
与Ishak分级法相对应，116例标本经图像分 析法检测的纤维化面积比见表1，图1。随着Ishak 的级数加大，纤维化面积比渐次增大，两种方法检 测的结果之间有显著相关关系（Z3 <0.001)，相关 系数y = 0. 883。经ANOVA分析，纤维化面积比在 Ishalc 0级与1级以及1级与2级比较时未见明显 差异（P > 0. 05)，而在其余任何一个相邻的两级间 比较时均差异显著（P< 0.01)，见表1。
3. 讨论
根据Knodell分级法改进的Ishak法普遍被认 为是测定肝纤维化程度的稳健指标[5]。它按肝组织 汇管区纤维的沉积程度、纤维隔的有无、门脉-门 脉（P-P)间桥或门脉-中央静脉（P-C)间桥的形成 等将肝纤维化程度分成7级，各级之间依据观测者 的判断，尚未达到完全定量。
图像分析法是一种定量检测法，虽然问世不 久，但已显示了其应用前景。首先，一些研究者发现 图像分析法与分级法测量肝纤维化的程度有良好 的相关关系[5 6]。其次图像分析法还得到了其他非 形态学检测方法的证实，如Fort等[7]在四氯化碳诱 导的大鼠肝纤维化模型中证实了图像分析法与肝 组织羟脯氨酸含量的相关性。
本研究表明图像分析法的测量结果与分级法 的判别有显著的相关关系，同时还显示了图像分析 法在评估肝纤维化程度时因具有完全定量的特性 而带来的优点。在肝纤维化比较显著时Ishak分级
法能够明确地判定病变程度，但在纤维化很轻微的 情况下，Ishak分级法就显得不够清晰，对0级与1 级或1级与2级之间的区分比较困难，这是半定量 法难以避免的。
迄今的有关评估肝纤维化程度的研究大多数 是采用肝穿刺活检组织，标本的大小是否足够提供 检测曾经成为疑问。O'Brien和Chevallier等丨5’8】认 为测定肝纤维化的标本主要组织片长度应大于1〇 mm，当没有纤维隔时至少应包括3个汇管区范 围。本研究采用手术切除的标本，检测结果与采用 穿刺标本的研究是一致的K 6]，这说明只要注意取 得的组织量满足要求，肝穿刺活检技术可用于评估 肝纤维化程度。这样在临床上不论是获得明确诊 断、判断治疗效果或者是在肝外科手术前通过评估 肝纤维化程度来预测肝储备功能，肝穿刺活检都提 供了一条可行的途径。
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