王 珍，张声旺，顾潜彪，刘 晓，容鹏飞，杨 晓，刘 晟

(中南大学湘雅三医院放射科，湖南 长沙 410013)

门静脉高压(portal hypertension， PH)致食管胃底静脉曲张为其主要并发症，也是肝硬化失代偿期患者的主要致死原因之一[1]。肝静脉压力梯度(hepatic venous pressure gradient， HVPG)是评估门静脉压力的金标准[2]，但有创且费用较高，尚未获得推广[3]。胃镜检查是评估PH静脉曲张出血风险的重要方法，但为侵入性检查，存在麻醉风险，患者依从性较差[4]。无创评估门静脉压力及预测出血风险是目前的热点问题[4-6]。本研究探讨基于CT影像组学评估PH的可行性及其预测出血的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2013年3月—2016年10月112例于中南大学湘雅三医院接受测量HVPG的PH或疑似PH患者，男88例，女24例，年龄29～68岁，平均(47.8±9.3)岁。PH诊断标准：胃镜检查发现食管胃底静脉曲张，或影像学(超声或CT)检查显示腹部门-体侧支循环。排除标准：①既往因肝癌接受肝部分切除术或肝移植术；②脾切除及分流术后；③测压前2周未行门静脉CT血管成像；④测压前1个月未行胃镜检查；⑤CT图像质量不佳。分别以HVPG=10 mmHg、12 mmHg及20 mmHg为界值进行分组观察，先后将患者分为HVPG<10 mmHg组及≥10 mmHg组、HVPG<12 mmHg组及≥12 mmHg组、HVPG<20 mmHg组及≥20 mmHg组。本研究由院医学伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 以Seldinger技术穿刺右侧颈静脉并进行插管，将漂浮导管送至测量肝中静脉，测量该处静脉压力及肝静脉楔嵌压，HVPG=肝静脉游离压-楔嵌压，测量3次，取平均值。采用Philips Brilliance 64层螺旋CT仪行门静脉血管成像，由医师A、B(分别具有3年和10年影像学诊断经验)测量门静脉(portal vein， PV)、脾静脉(splenic vein， SV)、肠系膜上静脉(superior mesenteric vein， SMV)及胃左静脉(left gastric vein， LGV)直径，取平均值作为测量结果；判断有无腹腔积液及门静脉系统血栓，意见不一时经协商达成一致。以Olympus VC-290胃镜探查曲张静脉位置及程度等。

1.3 评估出血风险 胃镜下观察，曲张静脉红色征阳性时判断为出血高风险，红色征阴性判断为出血低风险。

1.4 分割ROI及提取纹理特征 自影像归档和通信系统中导出CT门脉期图像，采用MaZda软件，在3D编辑模式下选择第一肝门区相关层面，于2D编辑模式下分割三维肝脏ROI(图1)，由软件自动计算并得出纹理特征参数。采用MaZda软件提供的4种特征选择方式，即Fisher参数法、最小分类误差与最小平均相关系数(classification error probability combined average correlation coefficients， CE+ACC)、相关信息(mutual information， MI)测度法及联合以上3种方法(FPM)；并以原始数据分析(raw data analysis， RDA)、主成分分析(principal component analysis， PCA)、线性判别分析(linear discriminant analysis， LDA)及非线性判别分析(nonlinear discriminant analysis， NDA)4种方法进行分析。采用不同特征选择方式结合不同分析方法计算误诊率，共得到16组结果，以其中最小误诊率所对应的特征选择及分析方法为最优，以2位医师使用MaZda软件分析得到的最小误诊率平均值表示判别效果。

1.5 统计学分析 采用SPSS 20.0统计分析软件。计量资料以±s表示，以独立样本t检验评估血管直径差异；计数资料以百分率表示，采用χ2检验分析有无腹腔积液及门脉血栓患者之间的差异。采用McNemar检验分析2种ROI勾画方式得到的误诊率差异。P<0.05为差异有统计学意义。采用组内相关系数(intra-class correlation coefficient， ICC)检验纹理特征参数组间重复性，ICC>0.8为重复性好。

2 结果

根据胃镜观察结果，112例中，79例(79/112，70.54%)具有出血高风险，33例(33/112，29.46%)出血风险较低。CT所示有无腹腔积液在HVPG<10 mmHg及≥10 mmHg、HVPG<12 mmHg及≥12 mmHg组间差异具有统计学意义(P均<0.05)，见表1。

2.1 影像组学特征评估的一致性 单、多层面勾画ROI分别提取229、283个有效特征，其中196个单层面勾画特征及248个多层面勾画特征在观察者间具有较好的一致性(ICC>0.80)。

2.2 不同ROI勾画方式判别HVPG 单层面勾画ROI判别HVPG≥10 mmHg、12 mmHg及20 mmHg的平均最小误诊率分别为12.50%、14.74%及10.27%，对应最优特征选择方法分别为MI、FPM及CE+ACC；多层面勾画ROI的平均最小误诊率分别为10.27%、11.16%及5.36%，均低于单层面勾画结果，但差异不具有统计学意义(P均>0.05)；对应的最优特征选择方法分别为MI、FPM及FPM，分别有10、25及27个优势特征(灰度共生矩阵特征个数占比最大)。分析单层面或多层面ROI勾画纹理特征均以NDA方法最优，见表2。

图1 ROI分割示意图(红色为ROI)

表1 根据CT主观征象评估PH结果

表2 单层面与多层面勾画ROI判断HVPG的最小误诊率(%)

2.4 HVPG及纹理特征预测曲张静脉出血 HVPG预测PH静脉曲张出血的曲线下面积(area under the curve， AUC)为0.813[95%CI(0.730，0.897)](图2)，HVPG以12mmHg为截断值时，误诊率为20.54%，敏感度为77.22%，特异度为69.70%。采用纹理特征分析，最优特征选择及分析方法分别为FPM、NDA；单层面勾画ROI平均最小误诊率为22.70%，多层面勾画ROI的平均误诊率为20.49%，差异均不具有统计学意义(P>0.05)，见表3。

3 讨论

近年来，多种无创技术被用于评估测量门静脉压力[5,7-8]，但仅凭影像学征象对PH进行分层结果并不准确[9-10]。本研究CT征象中，仅有无腹腔积液组间差异有统计学意义(P<0.05)。LIU等[11]采用Matlab软件进行影像组学分析，以筛选出的11个优势特征建立的组学模型对HVPG≥10 mmHg具有较好的判断效能。本研究结果显示，影像组学标签判别HVPG≥10 mmHg、≥12 mmHg及≥20 mmHg效能较好，采用连续多层面勾画ROI方式判断PH程度及预测出血可降低血管及胆管等结构对于识别及勾画第一肝门区肝实质的影响，有助于筛选更优的影像组学特征；但2名医师采用不同勾画方法的误诊率差异并不具有统计学意义(P均>0.05)，可能与样本量较少相关，需大样本研究进一步观察。

图2 HVPG预测曲张静脉出血ROC曲线图

表3 单层面及多层面勾画ROI预测静脉曲张出血的最小误诊率(%)

既往研究[2,12]将PH静脉曲张出血的阈值设为HVPG 超过12 mmHg。本研究中HVPG预测曲张静脉出血的效能较好(AUC为0.813)，也有部分患者HVPG值虽较高却未发生出血，而少数HVPG<12 mmHg者发生出血，与WADHAWAN等[13]研究结果相符。本研究中纹理分析判断出血风险的误诊率略高，即使多层面勾画ROI，平均误诊率仍达20.49%，可能与肝功能分级、曲张静脉直径、管壁厚度、曲张静脉管腔内压力及患者是否饮酒或进食坚硬食物等多种因素相关。本研究结果提示，综合考虑HVPG、影像组学及肝功能，可更准确地预测曲张静脉出血风险[14]。

本研究的局限性：①样本量较少，存在选择偏倚；②MaZda软件提取的纹理特征数量及类别相对较少，预测模型具有一定局限性；③缺乏外部验证队列；④预测模型未加入其他临床特征指标；⑤未分析不同病因所致肝硬化之间是否存在差异。

综上所述，影像组学评估PH程度及预测曲张静脉出血效能较好。