非侵入性多光谱光声成像诊断肝纤维化：研究进展与挑战

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，

感谢您提交稿件给'光声学'。我已经对您的稿件进行了评估。评审人员建议您进行重大修订后重新提交稿件。我邀请您在回应以下评论后重新提交您的稿件。请尽快在2023年7月05日或之前提交修改后的稿件。

在修订您的稿件时，请仔细考虑评审人员提出的所有问题：请列出为回应他们的评论所做的每一项更改，并为未解决的任何评论提供适当的反驳。请注意，您的修订稿件可能需要重新审查。

要提交您的修订稿件，请登录https://www.editorialmanager.com/pacs/作为作者，并导航到'需要修订的提交'文件夹。

研究元素（可选）本期刊鼓励您分享研究对象-包括原始数据，方法，协议，软件，硬件等-这些支持您原始研究文章在'研究元素期刊'中发表。研究元素期刊是开放获取的、多学科的、同行评审的期刊，可以使您的研究对象更易于发现、更可信，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，可能会产生文章发布费用。了解有关研究元素期刊的更多信息，请访问https://www.elsevier.com/authors/tools-and-resources/research-elements-journals?dgcid=ec_em_research_elements_email。

'光声学'珍视您的贡献，期待收到您的修订稿件。

此致敬礼，

Ferdinand Knieling

部分编辑

'光声学'

编辑和评审人员的评论：

评审人员1：邱等人提出了一项实验研究，考察了肝纤维化的光声成像。该研究在兔肝中进行，还在动物的耳动脉上进行了ICG清除测量，并在体内和体外进行了血红蛋白、脂肪和胶原蛋白分离。该研究的设计一般而言是良好的。但是，在该研究可以发表之前，需要解决许多问题。具体而言，与其他进行肝纤维化测量的光声成像研究相比，该研究的新颖性并不清晰。已经有许多研究使用光声成像进行了肝纤维化测量。由于没有新的成像、分离或重建方法与已建立的生物医学应用相结合，因此很难从引言中明确这项研究为这些文献增加了什么新知识。此外，ICG清除并不能量化肝损伤，而且没有将其与肝功能的黄金标准（例如酶、血液检查或免疫细胞浸润）进行比较，因此其在本研究中的作用不太清楚。因此，这名评论员很难评估这项工作与其他光声成像研究的新颖性，尤其是ICG测量的增加提供了什么。除了这个主要批评之外，该研究还存在其他技术问题，如

摘要没有突出该研究的重要性。需要一到两句话来阐明为什么这个主题很重要，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，以及结果的意义是什么。请相应地修改，并避免使用“显著”等主观形容词。
'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，但尚不清楚这是否是在临床上还是在研究环境中进行的。

b. 再一次，请避免使用此类术语：“经典”到底是什么意思？这种语言使稿件的意义非常难以评估。

什么使PDD成为“盲测”？那是什么意思？虽然我认识到英语可能不是作者的母语，但必须注意确保稿件以简洁的科学格式撰写。当使用这种语言时，很难评估科学性。
请不要在稿件的引言中包含问题（第3页，第55行）。
稿件没有建立ICG在评估LFR方面的意义。从引言中并不明显如何使用这种染料来评估肝功能。

a. ICG从肝脏中清除的生物学意义是什么，为什么它对测量LFR很重要？ICG从肝脏中清除的动力学是什么？

b. 请注意，ICG不是第4页第64行提到的药物，而是一种造影剂。准确描述它非常重要。

换能器是一个单元素探头吗？

a. 如果不是，它的100 mm直径指的是什么？

b. 这对于凹面换能器来说似乎很大，这名评论员希望方法学中包含更多关于换能器元件、间距、空间分辨率和物理尺寸的细节。

CCl4注射诱发的纤维化和肝损伤与饮食诱导方案诱发的纤维化和肝损伤有何不同？

a. CCl4损伤是否具有临床相关性，即它是否会诱发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. 注射是否每周进行一次，持续24周？

d. 这种模型是否也会诱发脂肪变性？它与更具临床相关性的NAFLD模型相比如何，后者诱发的脂肪变性比纤维化更多？

e. 这些至关重要的细节必须包含在方法部分，以便读者了解该研究的具体内容。

超声弹性成像究竟是如何进行的？

a. '声触弹性成像模式'指的是什么？

b. 请提供有关这种模式如何运作以及从SWE中获得哪些测量的细节。具体来说，框中的均匀颜色填充是什么（第6页，第118行）？

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，因为它会受到炎症的影响，因此不能直接对纤维化敏感。看到这项研究除了ICG清除研究和PAI测量外，还进行了SWE，这有点令人费解。既然SWE可以准确地测量肝纤维化，为什么我们需要光声成像？需要在稿件中包含这种论证，以帮助读者理解研究设计和动机。
SWE测量是在左叶肝包膜下至少1 cm处进行的。

a. PAI测量对这些深度敏感吗？

b. 第8页第175行描述了2 mm x 5 mm的ROI，因此，如果它们探测的是如此不同的区域，那么SWE测量和PAI测量之间是如何相关的？

这名评论员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系统之外，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也会带来ICG、PAI和弹性成像成像平面之间对齐的挑战。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于其全局评估相当具有挑战性的原因。作者如何确保他们正在成像同一个平面？

c. 探头的标记似乎是一个非常非特异性的工具，因为动物会呼吸，肝脏会进出成像平面。此外，所有探头的中心频率都不一样，为7.5/3-9/5 MHz，这是使用多个探头来识别肝脏区域的另一个复杂因素。

如何通过以相同波长连续采集来避免呼吸伪影？

a. 激光的采样率在该校正中起什么作用？如何拒绝帧？

b. 请描述拒绝标准，以及该过程后剩余的帧数？

c. 这对信号SNR有什么影响？稿件中缺少这些细节，对于读者理解这个重要过程非常重要。轻描淡写这些细节会让人对技术的准确性产生怀疑。

d. 您能详细说明心脏运动是否在肝脏测量中起作用吗？

为什么ICG清除是在老鼠耳朵而不是肝脏中测量的，而在肝脏中它实际上正在被清除？

a. ICG在肝脏中清除的生物学意义是什么？

b. 为什么ICG注射到左耳静脉而不是更系统的部位（即锁骨下或桡骨）以确保这是至关重要的事实，整个研究中根本没有理由说明为什么选择耳朵来研究ICG清除。

对于论文中显示的所有图像：

a. 请添加比例尺、色标和标记坐标轴，以便读者能够理解正在显示的内容。

b. 标记感兴趣的解剖结构。很难理解这些图像以及它们显示的内容。

为什么采集离体肝脏图像？您从这些测量中获得了哪些体内没有的信息？
图4：

a. 请在显示的每一列顶部添加一个标签。

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灶是什么（见F1和F4）？

d. 为什么SWE ROI是整个超声图像的一小部分，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，此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（即缺少特征性的脂肪小叶）。脂质分离到底是在检测什么？

您能否在点图（包含每个动物原始数据的条形图）中显示每个动物的所有量化指标？

a. 由于它们的分布以中位数、均值、范围和条形图显示，因此很难理解SWE、PAI和组织学指标的生物学变异。不清楚为什么作者决定这样做，因此请为每个参数提供点图。

图5：

a. 在PAI信号图中，21只动物的ICG信号变化似乎非常小。这相当令人惊讶，因为在图4中显示的分离图中，存在明显的空间变化。

b. 您能否在基线、峰值、150秒和300秒时包含正常和纤维化动物的代表性PAI图像？在视觉上评估这种差异很重要。

图6：

a. 光声信号强度（PSI）是如何计算的？

b. 这些是分离结果吗？

c. 如果是这样，它们不应该被标记为PSI，PSI是由第9页公式给出的特定定义。请在与其他分离结果分开的图中绘制每个分离结果，将体外与体内结果分组在一起，在同一个y轴刻度上。

d. 正如在图5的评论中指出的那样，在一只动物内，分离图的空间变化在视觉上很大，然而，图中显示的误差条非常小。这名评论员对所执行的量化和得出的结论表示怀疑。请提供足够的细节/数据，以证明分离结果的空间变化反映在这些图中。

虽然提供了相关系数，但如果能展示每个动物的胶原蛋白/HbT/脂质与从Masson和H&E染色中测得的所有组织学指标的相关性图，将非常有影响力。这将确定该技术在不同动物中测量组织学或生理相关成像指标的准确性。
ICG清除不是肝功能储备的黄金标准。在耳朵血管中观察到的变化可能与肝功能相关。在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，否则这项研究关于光声成像评估LFR能力的结论无法被接受。

评审人员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。总的来说，该研究设计良好，结果与传统的报道相吻合。关于NIR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，它们是较小的光吸收体。请查看以下更多评论。

为什么您使用两个超声系统：Resona 7和iNSIGHT 23R？这似乎没有必要。
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，尤其是脂质和胶原蛋白？您是否应用了任何光通量补偿，或者您只是直接对PAI图像应用了线性光谱分离？
您能否更新图2，以更好地描述兔子的姿势？目前，它看起来像是对大脑成像。
为什么您使用805 nm来检测ICG？据我所知，峰值吸收是在接近780 nm处。您如何将其与血红蛋白区分开来，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US/PA图像。这些图像似乎没有解释。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常见结构。您能评论一下Hb、脂质和胶原蛋白图像的独立性吗？请在这些图像中注释主要结构。
请改进您的写作。（例如，“通过PAT体内和体外检测胶原蛋白、脂质、HbT” - 重复的句子 / “讨论” - 更多地阐述局限性 / “结论” - 只有两句话）