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ラット肝線維化モデルにおける超音波せん断波エラストグラフィのテスト-リテスト再現性：前臨床試験のための定量的バイオマーカーを目指して
Test-retest repeatability of ultrasonographic shear wave elastography in a rat liver fibrosis model: toward a quantitative biomarker for preclinical trials.
PMID: 32580267 DOI: 10.14366/usg.19088.
抄録
目的:
本研究では、ラット肝線維症モデルにおける肝硬変のための超音波せん断波エラストグラフィ(SWE)の試験再現性と測定変動性を評価した。
PURPOSE: This study evaluated the test-retest repeatability and measurement variability of ultrasonographic shear wave elastography (SWE) for liver stiffness in a rat liver fibrosis model.
方法:
3群（高用量、低用量、対照）に分けた31匹のSprague-Dawleyラットを対象に、チオアセトアミドを8週間腹腔内投与することで肝線維化を誘導した。専任の放射線技師がSWEを行い、3日間隔で2回に分けて肝硬変をキロパスカル単位で測定した。肝硬直と病理組織学的結果との相関関係、変動係数（CoVs）と四分位間/中央値（IQR/M）を用いた各セッションでの測定変動、再現性係数を用いた両セッション間のテスト再試験の再現性を算出した。
METHODS: In 31 Sprague-Dawley rats divided into three groups (high-dose, low-dose, and control), liver fibrosis was induced by intraperitoneal administration of thioacetamide for 8 weeks. A dedicated radiographer performed SWE to measure liver stiffness in kilopascals in two sessions at a 3-day interval. We calculated correlations between liver stiffness and histopathologic results, measurement variability in each session using coefficients of variation (CoVs) and interquartile/median (IQR/M), and test-retest repeatability between both sessions using the repeatability coefficient.
結果:
各群で異なるレベルの肝線維化を誘導することに成功した。肝硬変の平均値は、対照群で8.88±1.48kPa、低用量群で11.62±1.70kPa、高用量群で11.91±1.73kPaであった。コラーゲン面積と肝硬変値の相関は中程度であった（r=0.6）。すべての群において、2回目の施術では1回目の施術に比べて肝硬変のCoVが低く（すなわち、より信頼性の高い結果が得られた）、操作者のトレーニング効果を示唆していた。平均IQR/M値も、4つの外れ値があった1回目のセッションより2回目のセッションの方が低かった（0.21 vs. 0.12、P<0.001）。試験-再試験再現性係数は3.75kPaであったが、4つの外れ値を除去した後は2.82kPaに低下した。
RESULTS: Different levels of liver fibrosis in each group were successfully induced in the animal model. The mean liver stiffness values were 8.88±1.48 kPa in the control group, 11.62±1.70 kPa in the low-dose group, and 11.91±1.73 kPa in the high-dose group. The correlation between collagen areas and liver stiffness values was moderate (r=0.6). In all groups, the second session yielded lower CoVs (i.e., more reliable results) for liver stiffness than the first session, suggesting a training effect for the operator. The mean IQR/M values were also lower in the second session than in the first session, which had four outliers (0.21 vs. 0.12, P<0.001). The test-retest repeatability coefficient was 3.75 kPa and decreased to 2.82 kPa after removing the four outliers.
結論:
前臨床試験での肝線維症の評価に超音波検査装置を使用することが可能であり、再現性があることが確認された。オペレーターのトレーニングにより、肝硬変の測定値のばらつきが減少する可能性がある。
CONCLUSION: The use of ultrasonographic SWE was confirmed to be feasible and repeatable for evaluating liver fibrosis in preclinical trials. Operator training might reduce variability in liver stiffness measurements.