非侵入性多光谱光声成像诊断肝纤维化：研究结果及审稿意见

稿件编号：PACS-D-23-00095

通过非侵入性多光谱光声成像诊断肝纤维化

尊敬的罗教授：

感谢您将稿件提交给‘光声学’。我已经完成对您的稿件的评估。审稿人建议您进行重大修订后重新考虑您的稿件。我邀请您在回应以下评论后重新提交您的稿件。请在2023年7月5日或尽快之前提交您的修订后稿件。

在修订您的稿件时，请仔细考虑审稿人评论中提到的所有问题：请概述对评论的每一项更改并针对未处理的任何评论提供合适的反驳。请注意，您的修订后的提交可能需要重新审查。

要提交您的修订后稿件，请以作者身份登录https://www.editorialmanager.com/pacs/，并导航到‘需要修订的提交’文件夹。

研究要素（可选）本期刊鼓励您分享研究对象-包括您的原始数据、方法、协议、软件、硬件等，这些支持您在研究要素期刊上发表原创研究文章。研究要素是开放获取的、多学科的、同行评审的期刊，使您的研究对象更易于发现、信任，并促进可重复性和再现性。作为开放获取期刊，如果您的论文被接受发表，可能会有文章出版费。了解有关研究要素期刊的更多信息，请访问https://www.elsevier.com/authors/tools-and-resources/research-elements-journals?dgcid=ec_em_research_elements_email。

‘光声学’非常重视您的贡献，期待收到您的修订稿件。

祝好， Ferdinand Knieling 版块编辑

‘光声学’

编辑和审稿人评论：

审稿人#1：邱和他的同事进行了一项实验研究，研究了肝纤维化的光声成像（PAI）。该研究在兔肝中进行，并且还对动物的耳动脉进行了ICG清除测量，在体内和体外进行了血红蛋白、脂质和胶原蛋白解混。该研究的设计总体上很好。然而，在将该研究纳入出版考虑之前，需要解决许多问题。具体而言，相对于其他进行肝纤维化测量的PA研究，该研究的新颖性不太清楚。已经有许多研究使用PA成像进行了肝纤维化测量。从引言中并不清楚该研究在这个领域中增加了哪些新知识，因为在已经建立的生物医学应用中没有新的成像、解混或重建方法。此外，ICG清除并不能量化肝损伤，也没有与肝功能（如酶、血液检查或免疫细胞浸润）的黄金标准进行比较，因此其在该研究中的有用性非常不清楚。因此，对于该研究的新颖性和与其他PA研究的比较，以及ICG测量的补充意义，这个审稿人很难进行评估。除了这个主要批评之外，还有其他技术问题需要解决，如下所述

摘要没有突出研究的重要性。需要一到两句话来说明这个主题为什么重要以及值得研究，然后再深入到实验细节。仅仅通过阅读摘要，很难理解该研究是关于什么的以及结果的意义。请相应地修改，并避免使用诸如‘显著’之类的主观形容词。
‘肝功能储备’的生物学定义是什么？如何在临床上进行评估？

a. 作者指出‘最经典和公认的LFR评估方法’是ICG，但尚不清楚这是否在临床上进行或是在研究环境中进行。

b. 同样，请避免使用这样的术语：‘经典’到底意味着什么？这种语言使得稿件的意义难以评估。

什么使PDD成为‘盲测’？这意味着什么？虽然我认识到英语可能不是作者的第一语言，但必须注意确保稿件用简洁的科学格式写成。当使用这种语言时，很难评估科学性。
请不要在稿件引言（第3页，第55行）中包含问题。
稿件没有确定ICG在评估LFR方面的意义。从引言中不清楚这种染料是如何用于评估肝功能的。

a. ICG从肝脏中清除的生物学意义是什么？为什么它对于测量LFR很重要？ICG在肝脏中的清除动力学是什么？

b. 请注意，ICG不是像第4页，第64行中所述的药物，而是一种造影剂。准确地描述它非常重要。

换能器是一个单元素探头吗？

a. 如果不是，那么它100 mm的直径指的是什么？

b. 这对于一个凹面换能器来说似乎很大，这位审稿人希望在方法学中包含更多关于换能器元件、间距、空间分辨率和物理占位面积的细节。

CCl4注射引起的纤维化和肝损伤与通过饮食诱导方案引起的纤维化和肝损伤有何不同？

a. CCl4损伤是否具有临床意义，即它是否会引起与临床上观察到的相同类型的肝损伤？CCl4的浓度是如何选择的？

b. 24周的时间点是如何选择的？

c. 在24周内每周注射一次吗？

d. 这个模型也会引起脂肪变性吗？它与更具临床意义的NAFLD模型相比如何？NAFLD模型会引起更多的脂肪变性而不是纤维化。

e. 这些关键细节必须包含在方法部分，以便读者了解研究的具体细节。

超声弹性成像（SWE）是如何实际进行的？

a. ‘声触式弹性成像模式’指的是什么？

b. 请提供关于这种模式如何操作以及从SWE中获得了什么测量的细节。具体来说，盒子（第6页，第118行）中均匀的彩色填充是什么？

在引言（第3页，第36行）中，作者指出SWE硬度是一个非特异性测量，因为它受炎症影响，因此不直接对纤维化敏感。看到这项研究除了ICG清除研究和PAI测量外，还进行了SWE测量，这有点令人困惑。既然SWE可以准确地测量肝纤维化，为什么我们还需要PA成像？需要在稿件中加入这个理由，帮助读者了解研究的设计和动机。
SWE测量是在左叶肝包膜下方至少1 cm处进行的。

a. PAI测量对这些深度敏感吗？

b. 第8页，第175行中描述了2 mm x 5 mm的ROI，因此如果它们在询问如此不同的区域，那么SWE测量和PAI测量是如何相关的？

这位审稿人对需要第三个超声换能器来识别感兴趣的解剖区域（除了弹性成像和PAI系统外）感到非常困惑。

a. 这两个系统都不能识别ROI吗？

b. 此外，使用第三个成像系统会对ICG、PAI和弹性成像成像平面之间的对齐带来挑战。器官的纤维化在生物学上是一个非常空间异质的过程，这就是为什么活检对它的整体评估很困难。作者是如何确保他们正在成像同一个平面的？

c. 考虑到动物会呼吸，肝脏会进出成像平面，探头的标记似乎是一个非常非特异性的工具。此外，探头都有不同的中心频率7.5/3-9/5 MHz，这又是使用多个探头识别肝脏区域的另一个复杂因素。

如何通过在相同波长下连续采集来避免呼吸伪影？

a. 激光的采样率在这个校正中起什么作用？如何拒绝帧？

b. 请描述拒绝标准，以及经过此过程后剩余多少帧？

c. 这对信号信噪比（SNR）有什么影响？这些细节在稿件中缺失，对于读者理解这个重要的过程非常重要。忽略这些细节会让人怀疑技术的准确性。

d. 您能详细说明心脏运动是否对肝脏测量有影响吗？

为什么ICG清除是在小鼠耳朵而不是肝脏中测量的？ICG实际上是在肝脏中清除的。

a. ICG在肝脏中清除的生物学意义是什么？

b. 为什么ICG注射在左耳静脉而不是更系统的部位（如锁骨下静脉或桡动脉）以确保这是一个关键事实，整个研究都没有说明为什么要选择耳朵来研究ICG清除。

对于论文中显示的所有图像：

a. 请添加比例尺、色标并标记轴，以便读者了解正在显示的内容。

b. 标注感兴趣的解剖结构。很难理解这些图像以及其中显示的内容。

为什么进行体外肝脏图像采集？从这些测量中获得了哪些体内没有的信息？
图4：

a. 请在每个显示的列的顶部添加一个标签。

b. SWE图像是在不同的视野下采集的，这使得很难评估它们的意义。

c. 肝脏超声图像中的低回声病变是什么（见F1和F4）？

d. 为什么SWE ROI是整个超声图像中非常小的一部分，以及为什么它们从F0到F4的大小不同？肝脏是一个非常异质的器官，这个ROI的放置对于估计硬度至关重要。

e. 肝脏切片中似乎没有脂肪沉积（即没有特征性的脂肪小叶）。脂质解混实际上在检测什么？

您能将每个动物的所有量化指标显示在点图（包含每个动物原始数据的条形图）中吗？

a. 考虑到它们的分布以中位数、平均数、范围和条形图显示，很难了解SWE、PAI和组织学指标的生物学变异。不清楚作者为什么决定这样做，所以请为每个参数提供点图。

图5：

a. 在PAI信号图中，21个动物的ICG信号变化似乎非常小。这非常令人惊讶，因为在图4中显示的解混图中，存在明显的空间变化。

b. 您能包括基线、峰值、150秒和300秒时正常和纤维化动物的代表性PAI图像吗？在视觉上评估这种差异很重要。

图6：

a. 不清楚光声信号强度（PSI）是如何计算的。

b. 这些是解混结果吗？

c. 如果是这样，它们不应该被标记为PSI，PSI是由第9页中的公式给出的特定定义。请将每个解混结果绘制在与其他结果分开的图中，将体外与体内结果分组在一起，并在同一个Y轴刻度上。

d. 正如图5的评论中所指出的，在一个动物内，解混图的空间变化在视觉上很大，但该图中显示的误差条非常小。这位审稿人对所进行的量化和得出的结论表示怀疑。请提供足够的细节/数据来证明解混结果的空间变化反映在这些图中。

虽然提供了相关系数，但展示每个动物胶原蛋白/HbT/脂质与从Masson和H&E染色测量的所有组织学指标的相关图将非常有影响力。这将确定这种技术在动物之间测量组织学或生理学相关的成像指标的准确性。
ICG清除不是肝功能储备的黄金标准。耳朵血管中观察到的变化可能与肝功能相关。这项研究或引用的文献中没有证据。因此，除非提供更多证据，否则无法接受这项研究关于PA成像评估LFR能力的结论。

审稿人#2：这项研究调查了肝纤维化的多光谱光声成像，提供了结构（脂质、胶原蛋白）和功能（ICG清除）分析。总体而言，该研究设计良好，研究结果与传统的报告相吻合。对近红外范围内脂质和胶原蛋白的多光谱分析存在一些主要问题，在这两个成分中，它们是微弱的光吸收体。请参阅以下更多评论。

为什么您使用两个超声系统：Resona 7和iNSIGHT 23R？似乎没有必要。
您能否使用730-950 nm波长获得脂质和胶原蛋白浓度？它们的光吸收将远低于血红蛋白。您能否详细说明多光谱测量的可靠性，特别是脂质和胶原蛋白？您是否应用了任何光通量补偿，或者您只是直接对PA图像应用线性光谱解混？
您能否更新图2以更好地描述兔子的姿势？目前，看起来像是在成像大脑。
为什么您使用805 nm来检测ICG？据我所知，峰值吸收在接近780 nm处。您如何将其与血红蛋白区分开，血红蛋白在796 nm处有一个等吸收点？您能否在ICG监测期间的时间线上展示您的光声图像？
请更多地描述图4中的超声/PA图像。似乎没有对这些图像的解释。您在脂质和胶原蛋白图像中发现了什么？它们都显示出具有略微不同背景水平的共同结构。您能否评论Hb、脂质和胶原蛋白图像的独立性？请在这些图像中标注主要结构。
请改进您的写作。（例如，‘PAT在体内和体外检测胶原蛋白、脂质、HbT’ - 重复的句子 / ‘讨论’ - 详细阐述局限性 / ‘结论’ - 只有两句话）