组织炎症活动度检测装置
技术领域
本发明涉及测量领域,特别涉及组织炎症活动度检测装置。
背景技术
各种慢性肝病如病毒性肝炎(甲肝、乙肝、丙肝等)发展过程中会伴随着肝脏的纤维化,肝脏纤维化过程中会伴随着肝脏弹性的变化。因此,肝脏弹性信息是可用于诊断肝脏的纤维化程度的参数。
瞬时弹性成像技术(Transient Elastography,英文缩写TE)是一种定量检测组织弹性模量的技术,能够通过测量肝脏硬度值(Liver stiffness measurement,英文缩写LSM),较为全面的反映肝脏的纤维化程度。
通过LSM诊断肝脏的纤维化程度,易受肝脏炎症的影响。炎症活动度是评价炎症严重程度的参数,目前临床病理检测,即肝脏活检是检测肝脏炎症活动度的常用手段,将炎症活动度按照G0、G1、G2和G3-4进行分级。但是,肝活检具有许多限制因素,其侵入性的缺点、并发症风险使得在常规临床实践中不能进行连续的肝活检来检测肝脏炎症活动度,同时肝活检还受到抽样误差的影。因此,寻找新型的无创组织炎症活动度检测方法势在必行。
发明内容
本发明实施例提供了组织炎症活动度检测方法和装置。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。
第一方面,本发明实施例提供了一种组织炎症活动度检测方法,所述方法包括:
判断组织是否存在发生炎症可能性;
当所述组织存在发生炎症可能性时,根据组织硬度或反映硬度的参量获得组织炎症活动度或组织炎症活动度相关信息。
基于所述方法,作为可选的第一实施例,所述判断组织是否存在发生炎症可能性,包括:
判断临床是否确认组织状态异常;
当临床确认组织状态异常时,判断炎症相关参数是否指示炎症存在;
当所述炎症相关参数指示炎症存在时,确定组织炎症存在。
基于所述方法,作为可选的第二实施例,所述判断组织是否存在发生炎症可能性,包括:
判断临床是否确认组织状态异常;
当临床确认组织状态异常时,判断炎症相关参数是否指示炎症存在;
当所述炎症相关参数指示炎症不存在时,在第一设定时间段内监测组织硬度或者反映组织硬度的参量是否异常并持续升高;
当在第一设定时间段内监测组织硬度或者反映组织硬度的参量异常并持续升高时,确定组织炎症存在。
基于所述第二实施例,作为可选的第三实施例,当所述组织存在发生炎症可能性时,所述方法还包括:
在针对所述组织炎症治疗的过程中监测组织硬度或者反映组织硬度的参量;
针对所述组织炎症治疗的过程中监测组织硬度或者反映组织硬度的参量;
当所述平台值异常时,输出所述组织纤维化指示信息,或者所述治疗的效果未达到预期的指示信息。
基于所述方法,作为可选的第四实施例,所述判断组织是否存在发生炎症可能性,包括:
确认临床是否经过抗病毒组织炎症治疗;
当临床经过抗病毒组织炎症治疗过程中,或治疗后一预设时间内时,确定组织炎症存在。
基于所述方法,作为可选的第五实施例,所述利用组织硬度确定组织炎症活动度,包括:
根据预先设定的组织硬度或者反映组织硬度的参量及组织炎症活动度的对应关系,评估组织炎症活动度或组织炎症活动度相关信息。
基于所述第五实施例,作为可选的第六实施例,所述对应关系包括:
肝脏硬度LSM为6.1-8.7kpa时,对应组织炎症活动度为轻度组织炎症坏死;
LSM为8.7-13.2kpa时,对应组织炎症活动度为中度组织炎症坏死;
LSM为13.2kpa以上时,对应组织炎症活动度为重度组织炎症坏死。
基于所述第五实施例,作为可选的第七实施例,所述对应关系包括:不同病因所对应的组织硬度或者反映组织硬度的参量及组织炎症活动度。
基于所述第五实施例,作为可选的第八实施例,所述对应关系的设置方法,包括:
利用受试对象数据,建立受试对象工作特征曲线;
利用基于病理检测得到的组织炎症活动度和所述受试对象工作曲线,得到组织硬度或者反映组织硬度的参量对每一组织炎症活动度的灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值;
针对每一组织炎症活动度,利用灵敏度和特异度确定约登指数;
利用所述约登指数,确定对应的组织硬度界值。
第二方面,本发明实施例提供了一种组织炎症活动度检测装置,所述装置包括:
存储器,用于存储操作指令;
处理器,用于执行所述存储器中的操作指令完成如下操作:
判断组织是否存在发生炎症可能性;
当所述组织存在发生炎症可能性时,根据组织硬度或者反映组织硬度的参量确定组织炎症活动度。
第三方面,本发明实施例提供了一种组织炎症活动度检测装置,所述装置包括:
接收器,用于接收检测探头检测的组织硬度;
处理器,用于当所述组织存在发生炎症可能性时,根据组织硬度或者反映组织硬度的参量确定组织炎症活动度。
本发明实施例中的组织炎症活动度检测方法及装置,组织硬度或反映硬度的参量能通过无创的定量检测组织弹性模量技术检测得出,避免了组织活检带来的缺陷,能够无创、且连续准确的检测组织炎症活动度或组织炎症活动度相关信息。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是一示例性实施例中组织炎症活动度检测方法的流程图;
图2是一示例性实施例中组织炎症活动度检测方法的流程图;
图3是一示例性实施例中ROC曲线的示意图;
图4是一示例性实施例中组织炎症活动度检测方法的流程图;
图5是一示例性实施例中组织炎症活动度检测方法的流程图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求,否则单独的部件和功能是可选的,并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中,各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示,这仅仅是为了方便,并且如果事实上公开了超过一个的发明,不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
申请人通过对大量的临床数据进行多年深入的研究,突破了本领域固有思维,通过将以往用于评价组织纤维化的组织硬度参量应用于评价组织炎症,实现对组织炎症进行量化评价,提供了一种全新的组织炎症量化评价视角。同时,结合基于组织弹性成像技术进行无创的组织硬度检测,替代肝穿检测组织硬度,从而实现了以无创方式对组织炎症进行分级评价的方案。该技术方案合理、高效,具有极其重要的医学价值。
本发明并非用于直接诊断或者治疗疾病,所关注的是炎症物理参量,给出一种全新视角的组织炎症量化评价方案,该方案打破固有思维;同时,基于组织弹性成像技术进行无创的组织硬度检测,替代肝穿检测组织硬度,从而实现了以无创方式对组织炎症参量进行分级评价的目的。
在一示例性实施例中,如图1所示,组织炎症活动度检测方法包括如下步骤。
在步骤11中,判断组织是否存在发生炎症可能性。
在步骤12中,当组织炎症存在时,根据组织硬度或反映硬度的参量获得组织炎症活动度或组织炎症活动度相关信息。
在本示例性实施例中,组织包含肝脏、肺等组织器官。组织硬度或反映硬度的参量可通过定量检测组织弹性模量技术检测得出。具体的,可通过申请人自主研发的无创肝脏功能检测仪FibroTouch实现无创检测组织硬度。
在本示例性实施例中,组织硬度或反映硬度的参量能通过无创的定量检测组织弹性模量技术检测得出,避免了组织活检带来的缺陷,能够无创、且连续准确的检测组织炎症活动度或组织炎症活动度相关信息。
在一示例性实施例中,组织为肝脏,检测人员通过瞬时弹性检测设备能够获得肝脏的LSM。上述瞬时弹性检测设备可以包括探头和主机,检测人员可以手持探头接触人体皮肤的肝脏所在区域,通过探头向肝脏发射超声波和剪切波,并把接收到的超声波的回波信号传送给主机。主机通过分析上述回波信号,得出肝脏的LSM。利用瞬时弹性检测设备,可以随时并连续的获取肝脏的LSM。
在本示例性实施例中,组织炎症活动度可以包括:轻度组织炎症坏死 (G>=1)、中度组织炎症坏死(G>=2)及重度组织炎症坏死(G>=3)。
图2是本示例性实施例中组织炎症活动度检测方法的流程图,该方法包括如下步骤。
在步骤21中,判断临床是否确认肝脏状态异常,如果临床确认肝脏炎症存在,执行步骤22。
本步骤中,临床可以通过多种方式确认肝脏状态是否异常,例如通过血清分析,或者通过临床症状等。
在步骤22中,判断炎症相关参数是否指示炎症存在,如果炎症相关参数指示炎症存在,执行步骤23。
本步骤中,炎症相关参数包括:丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)。ALT与AST主要分布在肝细胞内,ALT和AST升高,说明肝细胞受损。ALT最为敏感。血清中的ALT增加1倍表明1%肝细胞坏死。通常情况下ALT和AST升高程度与肝细胞受损程度相一致。ALT主要分布在肝细胞浆,ALT升高反映了肝细胞膜的损伤,AST主要分布在肝细胞浆和肝细胞线粒体。因此不同的肝脏炎症所出现的ALT、AST升高情况是不同的,ALT与AST的比值也是不同的,可以选用不同的炎症相关参数来判断肝脏炎症是否存在。
以通过ALT来判断肝脏炎症是否存在为例。ALT正常值受年龄,性别等多种因素的影响,同时不同个体间,ALT的基线水平相差较大。在实际应用中,ALT并不能够完全准确的反映肝脏的“炎症细胞的浸润”,有相当一部分患者通过肝活检发现有中度乃至重度的肝脏“炎症细胞的浸润”,但其ALT仍处于正常水平,即小于等于40U/L。因此,当ALT异常时,可以确定肝脏炎症存在,但当ALT正常时,还需进一步来确定肝脏炎症是否存在,对于ALT正常的情况,将在下文其他示例性实施例中进行说明。
在步骤23中,根据LSM确定肝脏炎症活动度。
在本步骤中,根据预先设置的LSM及肝脏炎症活动度的对应关系,确定肝脏炎症活动度。
作为可选的实施方式,当LSM为6.1-8.7kpa时,对应组织炎症活动度为轻度组织炎症坏死,当LSM为8.7-13.2kpa时,对应组织炎症活动度为中度组织炎症坏死,当LSM为13.2kpa以上时,对应组织炎症活动度为重度组织炎症坏死。
进一步,可以针对不同的病因,分别预先设置LSM及肝脏炎症活动度的对应关系。
如下表1所示,给出了上述对应关系的一种举例,其中界值指LSM的临界值,灵敏度指代实际有病而按实验标准被正确判断为有病的百分率,特异度指代实际无病而按实验标准被正确判断为无病的百分率,阳性预测值(PPV)和阴性预测值(NPV)反映在真实世界中指标的诊断价值,数值越高代表诊断价值越高。灵敏度、特异度、PPV和NPV可以肝脏活检结果为金标准并运用ROC曲线计算得出,代表LSM对G2和G3的灵敏度、特异度、PPV和NPV。可以看出,表1针对不同的病因,给出了LSM与肝脏炎症活动度的对应关系,肝脏炎症活动度的每一等级对应的界值,代表该等级所需满足的最低LSM。例如,针对某病毒性肝炎患者,在经过步骤21 和步骤22之后,如果检测出的LSM为10,则该患者的肝脏炎症活动度将被确定为G2。
表1
上述表1需要在实施本示例性实施例的方法之前预先设置,设置所基于的数据通过实验得出。
实验的研究对象为614名进行肝脏活检的病患,包括296例病毒性肝炎,66例自身免疫性肝炎,77例原发性胆汁性胆管炎,107例非酒精脂肪肝,以及68例其他病因导致的慢性肝病患者(药物性肝病及病因不明的肝病患者)。如下表2给出了这些研究对象的基本情况,其中的肝脏炎症活动度通过对患者进行肝脏活检获得。
表2
基于对研究对象的实验数据,针对每种病因,可以按照如下步骤1)-3) 设置前文中的对应关系:
1)利用受试对象数据,建立受试对象工作特征(Receiver OperatingCharacteristic,英文缩写ROC)曲线;图3给出了ROC曲线的示例,其中,曲线的横坐标为100-特异度、纵坐标为灵敏度,VH代表病毒性肝炎患者, AIH代表自身免疫性肝炎患者,PBC代表原发性胆汁性胆管炎患者,NAFLD 代表非酒精脂肪肝患者,OTHER代表其他病因(非酒精性脂肪肝、药物性肝病及病因不明的肝病)肝病患者;
2)利用ROC曲线,确定约登指数;约登指数指的是灵敏度和特异度之和减1;
3)确定约登指数所对应的LSM为界值。
在上述步骤1)中,可以应用SPSS21.0(SPSS,Chicago,Illinois,USA) 统计软件进行统计学分析,连续变量根据其分布特征选择描述方法,近似服从正态分布的定量资料采用
表示,呈偏态分布的定量资料采用中位数(M)及四分位间距描述其分布特征,定性资料组间比较采用χ2检验,两独立样本间比较采用Mann-Whitny U检验,多组样本之间采用Kruskal Wallis检验,建立ROC曲线,根据ROC曲线下面积比较不同指标对肝脏炎症活动度的评估价值,以α=0.05检验水准。
实验表明,在614例慢性肝病患者中,348例(56.7%)患者有中度及以上炎症坏死(G≥2)。348例中度及以上炎症坏死患者中305例(87.6%) 患者LSM(LSM>6.1kpa)升高,242例(69.5%)患者ALT升高(ALT >40U/L),在111例中度及以上炎症坏死且ALT正常的患者中有91例 (82.0%)LSM升高。此数据体现对于中度炎症坏死中LSM对于检测的灵敏度高于血清ALT。
在一示例性实施例中,组织为肝脏,检测人员通过瞬时弹性检测设备能够获得肝脏的LSM。上述瞬时弹性检测设备可以包括探头和主机,检测人员可以手持探头接触人体皮肤的肝脏所在区域,通过探头向肝脏发射超声波和剪切波,并把接收到的超声波的回波信号传送给主机。主机通过分析上述回波信号,得出肝脏的LSM。利用瞬时弹性检测设备,可以随时并连续的获取肝脏的LSM。
在本示例性实施例中,组织炎症活动度可以包括:轻度组织炎症坏死 (G>=1)、中度组织炎症坏死(G>=2)及重度组织炎症坏死(G>=3)。
在本示例性实施例中,对炎症相关参数正常、无法判断肝脏炎症活动度的慢性肝炎患者,通过可量化指标肝脏炎症活动度的检测,实现灵敏、高效的诊断。
图4是本示例性实施例中组织炎症活动度检测方法的流程图,该方法包括如下步骤。
在步骤41中,判断临床是否确认肝脏状态异常,如果临床确认肝脏炎症存在,执行步骤42。
本步骤中,临床可以通过多种方式确认肝脏状态是否异常,例如通过血清分析,或者通过临床症状等。
在步骤42中,判断炎症相关参数是否指示炎症存在,如果炎症相关参数指示炎症不存在,执行步骤43。
本步骤中,仍以通过ALT来判断肝脏炎症是否存在为例。ALT正常值受年龄,性别等多种因素的影响,同时不同个体间,ALT的基线水平相差较大。在实际应用中,ALT并不能够完全准确的反映肝脏的“炎症细胞的浸润”,有相当一部分患者通过肝活检发现有中度乃至重度的肝脏“炎症细胞的浸润”,但其ALT仍处于正常水平,即小于等于40U/L。因此,当ALT异常时,可以确定肝脏炎症存在,但当ALT正常时,还需进一步来确定肝脏炎症是否存在。
在步骤43中,在第一设定时间段内监测LSM是否异常并持续升高,如果LSM异常并持续升高,确定肝脏炎症存在。
本步骤中,异常指高于正常值。
本步骤中,第一设定时间段为自定义设置值,例如3个月,在第一设定时间段内需要持续监测LSM。通过实验得知,LSM异常并随肝脏炎症活动度的加重而升高,且与肝脏炎症活动度成显著正相关,因此在第一设定时间段内如果监测到LSM异常并持续升高,可以确定肝脏炎症存在。
在步骤44中,利用LSM确定肝脏炎症活动度。
在本步骤中,根据预先设置的LSM及肝脏炎症活动度的对应关系,确定肝脏炎症活动度。
作为可选的实施方式,当LSM为6.1-8.7kpa时,对应组织炎症活动度为轻度组织炎症坏死,当LSM为8.7-13.2kpa时,对应组织炎症活动度为中度组织炎症坏死,当LSM为13.2kpa以上时,对应组织炎症活动度为重度组织炎症坏死。
进一步,可以针对不同的病因,分别预先设置LSM及肝脏炎症活动度的对应关系。
上述对应关系的设置方法与前文所述相同,这里不再赘述。
在步骤45中,在针对肝脏炎症治疗的过程中监测LSM,如果监测到在第二设定时间段内LSM达到平台值,确定平台值是否异常,如果平台值异常,执行步骤46。
在本步骤中,异常指高于正常值。
在本步骤中,第二设定时间段为自定义设置值,例如半年,如果监测到在第二设定时间段内LSM持续下降且达到平台值,说明肝脏炎症尚未得到有效治疗,或者说明肝脏炎症已经去除但组织存在纤维化。
在步骤46中,输出肝脏炎症已经去除但组织存在纤维化的指示信息,或输出肝脏炎症未得到有效治疗的指示信息。
在一示例性实施例中,组织为肝脏,检测人员通过瞬时弹性检测设备能够获得肝脏的LSM。上述瞬时弹性检测设备可以包括探头和主机,检测人员可以手持探头接触人体皮肤的肝脏所在区域,通过探头向肝脏发射超声波和剪切波,并把接收到的超声波的回波信号传送给主机。主机通过分析上述回波信号,得出肝脏的LSM。利用瞬时弹性检测设备,可以随时并连续的获取肝脏的LSM。
在本示例性实施例中,组织炎症活动度可以包括:轻度组织炎症坏死 (G>=1)、中度组织炎症坏死(G>=2)及重度组织炎症坏死(G>=3)。
在本示例性实施例中,对于病毒性肝炎,采取抗病毒治疗后,通过对可量化指标肝脏炎症活动度的检测,灵敏、高效地判断治疗效果。
图5是本示例性实施例中组织炎症活动度检测方法的流程图,该方法包括如下步骤。
在步骤51中,确认临床是否经过抗病毒肝脏炎症治疗,当临床经过抗病毒组织炎症治疗过程中,或治疗后一预设时间内时,执行步骤52。
在本步骤中,当经过治疗病毒消除后,炎症并不能迅速消除,因此在确认临床经过抗病毒肝脏炎症治疗时,可以确定肝脏炎症依然存在。
在步骤52中,确定肝脏存在发生炎症的可能性。
在步骤53中,利用LSM确定肝脏炎症活动度。
在本步骤中,根据预先设置的LSM及肝脏炎症活动度的对应关系,确定肝脏炎症活动度。
作为可选的实施方式,当LSM为6.1-8.7kpa时,对应组织炎症活动度为轻度组织炎症坏死,当LSM为8.7-13.2kpa时,对应组织炎症活动度为中度组织炎症坏死,当LSM为13.2kpa以上时,对应组织炎症活动度为重度组织炎症坏死。
进一步,可以针对不同的病因,分别预先设置LSM及肝脏炎症活动度的对应关系。
上述对应关系的设置方法与前文所述相同,这里不再赘述。
前文所述的方法的各示例性实施例,可以通过软件算法实现,组织炎症活动度检测装置可以包括:存储器和处理器。
存储器,用于存储操作指令。
处理器,用于执行存储器中的操作指令完成前文各示例性实施例中的方法步骤中的内容。
前文所述的方法的各示例性实施例,可以通过组织炎症活动度检测装置实现,组织炎症活动度检测装置可以包括:接收器和处理器。该组织炎症活动度检测装置可以位于主机一侧。
接收器,用于接收检测探头检测的组织硬度。
处理器,用于执行前文各示例性实施例中的方法步骤中的内容。
应当理解的是,本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。