Quantitative Evaluation of Hepatic Steatosis Using Normalized Local Variance in a Rat Model

Abstract

Purpose: To evaluate the diagnostic performance of the normalized local variance (NLV) ultrasound technique in the assessment of hepatic steatosis, and to identify the factors that influence the NLV value using histopathological examination as the reference standard. Materials and Methods: Forty male Sprague-Dawley rats were fed a methionine-choline-deficient diet for variable periods (0, 2, 4, 6, 8, 10, or 12 days or 2, 3, or 4 weeks; four rats per group). At the end of each diet duration, magnetic resonance spectroscopy (MRS) and NLV examination were performed. Thereafter, the rats were sacrificed and their livers were histopathologically evaluated. Receiver operating characteristic (ROC) curve analysis was performed to assess the diagnostic capability of the NLV value in the detection of varying degrees of hepatic steatosis. Univariate and multivariate linear regressions were used to determine the factors associated with the NLV value. Results: The areas under the ROC curve for the detection of mild, moderate, and severe hepatic steatosis were 0.953, 0.896, and 0.735, respectively. The NLV value showed comparable diagnostic performance to that of MRS in the detection of ≥ mild or ≥ moderate hepatic steatosis. Multivariate linear regression analysis revealed that the degree of hepatic steatosis was the only significant factor affecting the NLV value (p < 0.001). Conclusion: The NLV value demonstrated satisfactory diagnostic performance in the assessment of varying degrees of hepatic steatosis. The degree of hepatic steatosis was the only significant factor that affected the NLV value.

목적: 표준화 국소 분산 (normalized local variance, NLV) 초음파 기법의 지방간 진단능을 평가하고, 조직병리학 검사 결과를 진단 기준으로 했을 시 NLV 값에 영향을 미치는 인자를 탐구한다. 대상 및 방법: 40 마리의 수컷 Sprague-Dawley 랫에게 메티오닌-콜린 결핍 사료를 다양한 기간 동안 급이 하였다 (0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 일, 또는 2, 3, 4 주; 각 군 당 4 마리). 각 급이 기간 종료 시에 자기공명분광영상 (magnetic resonance spectroscopy, MRS)과 NLV 검사를 시행하였다. 이후 랫트를 안락사시킨 후 간을 적출해서 조직병리학적으로 검사하였다. 수신자 조작 특성 (Receiver operating characteristic, ROC) 곡선 분석을 이용해서 NLV 값이 다양한 정도의 지방간을 검출해내는 성능을 평가하였다. 또한 단변량 및 다변량 선형 회귀분석을 통해서 NLV 값과 연관된 변수를 탐구하였다. 결과: 경증 이상, 중등증 이상, 중증의 지방간 검출에 대한 ROC 곡선 하 면적은 각각 0.953, 0.896, 0.735 였다. NLV 값은 경증 이상 및 중등증 이상의 지방간 검출에 대해서 MRS와 대등한 진단능을 보였다. 다변량 선형 회귀분석을 통해서 조직병리 상 지방간의 정도가 NLV 값에 영향을 미치는 유일한 요인임을 확인하였다 (P < 0.001). 결론: NLV 값은 다양한 정도의 지방간 평가에 만족스러운 진단능을 보였다. 조직병리 상 지방간의 정도는 NLV 값의 유일한 결정 요인이었다.