計(jì)算機(jī)輔助超聲量化分析技術(shù)在大鼠脂肪肝模型中應(yīng)用的初步研究.pdf

1、近年來(lái),隨著人們生活水平的不斷提高,脂肪肝(fatty liver diseaseFL)的發(fā)病率不斷上升,已成為僅次于病毒性肝炎的第二大肝病[1-2]。脂肪肝早期是防治的最佳階段,因此脂肪肝的及早發(fā)現(xiàn)、及早治療,能有效防止患者向肝硬化和肝功能衰竭發(fā)展,無(wú)疑可以減輕病患的痛苦和負(fù)擔(dān),在臨床上有重大意義。
　　 超聲檢查以其無(wú)創(chuàng)性、經(jīng)濟(jì)性而成為診斷脂肪肝的首選方法,但由于受到患者條件、檢查者經(jīng)驗(yàn)及儀器條件等諸多影響,診斷結(jié)果相對(duì)客觀

2、性較差,且在分級(jí)診斷方面缺乏量化數(shù)值指標(biāo)。我們通過(guò)四氯化碳和高脂飲食誘導(dǎo)建立了大鼠脂肪肝模型,利用計(jì)算機(jī)上的ImageJ軟件對(duì)大鼠的肝臟、腎臟超聲圖像特定區(qū)域的Mean值進(jìn)行分析,探討計(jì)算機(jī)輔助超聲量化分析技術(shù)對(duì)大鼠脂肪肝診斷的準(zhǔn)確性及分級(jí)診斷的可能性。
　　 目的：
　　 評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)輔助超聲量化分析技術(shù)在脂肪肝診斷及分級(jí)診斷方面的價(jià)值。
　　 方法：
　　 1、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及主要實(shí)驗(yàn)試劑
　　 清潔

3、級(jí)健康雄性SD大鼠40只,雄性,6-12周齡,每只體重175±25g;8%硫化鈉,10%水合氯醛:10%甲醛;高脂飼料配方:基礎(chǔ)飼料87.9%,豬油10%(自制),膽固醇2%,豬膽鹽0.1%;按容積比與大豆油配制成40%CCl4稀釋液;化學(xué)試劑均由國(guó)藥集團(tuán)提供。
　　 2、超聲儀器及軟件
　　 PHILIPiU22,L12-5線陣探頭,Microsoft Office Excel2003,Image-ProPlus6.0

4、,ImageJ軟件,軟件來(lái)自于rsb.info.nih.gov/ij/index.html。
　　 3、實(shí)驗(yàn)分組及模型制備
　　 SD大鼠40只,完全隨機(jī)分為正常對(duì)照組10只、模型組30只。對(duì)照組喂養(yǎng)基礎(chǔ)飼料:實(shí)驗(yàn)組喂養(yǎng)高脂飼料,每周兩次(間隔一天)按0.05mL/kg皮下注射40%CCl4溶液[3],4周前實(shí)驗(yàn)組全部注射CCl4溶液,4周后當(dāng)實(shí)驗(yàn)組大鼠出現(xiàn)輕度脂肪肝即停止注射CCl4溶液。
　　 于第4周將對(duì)照

5、組10只SD大鼠及實(shí)驗(yàn)組隨機(jī)抽取的10只SD大鼠標(biāo)記后行超聲及病理檢查,各種檢查均采用盲法。于第8周隨機(jī)抽取10只實(shí)驗(yàn)組SD大鼠行超聲及病理檢查。于第12周對(duì)剩余的10只實(shí)驗(yàn)組SD大鼠行超聲及病理檢查。
　　 4、超聲圖像獲取
　　 檢查前禁食水一夜,次日用10%水合氯醛麻醉后胸腹部用8%Na2S溶液脫毛,準(zhǔn)備完畢后SD大鼠取仰臥位置,采用PHILIPSiU22超聲診斷儀,L12-5線陣探頭,MSKSup條件,亮度80%

6、,對(duì)比度55,深度為2.5cm,TGC(time gain compensation)曲線調(diào)節(jié)鈕置于正中成一直線進(jìn)行超聲檢查。探頭于肋間橫縱切分別觀察大鼠的肝臟,留取肝腎對(duì)比切面圖像。整個(gè)過(guò)程由同一位具有15年經(jīng)驗(yàn)的超聲醫(yī)師進(jìn)行。
　　 5、超聲圖像特征參數(shù)提取
　　 通過(guò)超聲診斷儀PHILIPSiU22配備的圖像傳導(dǎo)功能將所留取的大鼠肝臟圖像導(dǎo)入計(jì)算機(jī)。啟動(dòng)ImageJ軟件圖像分析系統(tǒng),打開肝腎對(duì)比切面圖像,繪制兩個(gè)面

7、積均為330mm2的圓形取樣框,將其中一取樣框停留于距皮表1.0±0.5cm肝實(shí)質(zhì)處,計(jì)算該區(qū)域的Mean值得出肝臟均值(liver mean valueLM),將另一取樣框停留于腎臟皮髓質(zhì)交界處(50%皮質(zhì),50%髓質(zhì)),避開腎柱位置[4],計(jì)算Mean值得出腎臟均值(renal mean valueRM)。兩取樣框盡量保持在同一垂直線上,該取值過(guò)程由3名不同研究人員進(jìn)行3次,最終取平均值,使用MicrosoftExcel記錄LM與R

8、M,并計(jì)算出LM與RM的差值即肝腎均值(1iver-renal mean valueLRM)。
　　 6、病理檢查方法
　　 超聲觀察完畢后立即處死大鼠,后再取1cm×1cm×0.5cm肝右葉浸入福爾馬林液中固定,之后石蠟包埋,HE染色,觀察肝細(xì)胞脂肪變情況,取5個(gè)視野,使用Image-ProPlus6.0軟件進(jìn)行脂滴計(jì)數(shù)和細(xì)胞計(jì)數(shù),根據(jù)脂肪浸潤(rùn)的肝細(xì)胞數(shù)量占肝細(xì)胞總數(shù)的比例＜30%、30%-60%、＞60%分為輕度、中

9、度及重度脂肪肝[5]。
　　 7、統(tǒng)計(jì)方法
　　 采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件處理各組數(shù)據(jù),計(jì)量資料用均數(shù)±表均差表示,采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較組間均數(shù),P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,P＜0.01為差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;采用Kappa值分析評(píng)價(jià)使用LM、LRM指標(biāo)進(jìn)行診斷與組織學(xué)活檢兩種檢查方法對(duì)脂肪肝分度的一致性。根據(jù)受試者工作特征曲線(receiver operating characteristiccurveROC

10、)線選取靈敏度和特異度之和最大的點(diǎn)為分度診斷臨界值,通過(guò)曲線下面積(areaunderthe curve AUC)評(píng)價(jià)診斷試驗(yàn)的準(zhǔn)確性[6]。
　　 結(jié)果：
　　 (1)LM在正常組(no fatty liver NFL)與輕度脂肪肝組(light fatty liver LFL)的差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01),在輕度與中度、中度(medium fatty liver MFL)與重度脂肪肝組(severe fat

11、ty liver SFL)的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05),RaM在正常組與輕度脂肪肝組、輕度與中度、中度與重度脂肪肝組的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05),LRM在正常組與輕度脂肪肝組的差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01),在輕度與中度、中度與重度脂肪肝組的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。
　　 (2)Kappa一致性檢驗(yàn),選取LM參數(shù)為診斷指標(biāo),超聲檢查與病理檢查對(duì)于大鼠脂肪肝的診斷及分度診斷具有一致性,將40只大鼠分為脂

12、肪肝組與非脂肪肝組,超聲診斷與病理診斷,Kappa值為0.747。對(duì)于NFL與LFL大鼠的診斷,Kappa值為0.570,對(duì)于LFL與MFL大鼠的分度診斷,Kappa值為0.748,對(duì)于MFL與SFL大鼠的分度診斷,Kappa值為0.881。
　　 選取LRM參數(shù)為診斷指標(biāo),將40只大鼠分為脂肪肝組與非脂肪肝組,Kappa值為0.756。對(duì)于NFL與LFL大鼠的診斷,Kappa值為0.676,對(duì)于LFL與MFL大鼠的分度診斷,K

13、appa值為0.768,對(duì)于MFL與SFL大鼠的分度診斷,Kappa值為0.931。
　　 (3)通過(guò)LM指標(biāo)診斷NFL與LFL,ROC的AUC為0.875,以52.9為大鼠NFL與LFL的臨界值,敏感度(sensitivity Sen)和特異度(specificity Spe)為75.0%,91.7%;通過(guò)LM指標(biāo)分級(jí)診斷MFL,AUC為0.808,以94.9為L(zhǎng)FL與MFL的臨界值,Sen和Spe為77.8%,90.0%:通

14、過(guò)LM分級(jí)診斷SFL,AUC為0.860,以101.1為MFL與SFL的臨界值,Sen和Spe為77.8%,87.1%。
　　 通過(guò)LRM指標(biāo)診斷NFL與LFL,ROC的AUC為0.885,以-28.4為大鼠NFL與LFL的臨界值,Sen和Spe為87.5%,91.7%;通過(guò)LRM分級(jí)診斷MFL,AUC為0.909,以10.9為L(zhǎng)FL與MFL的臨界值,Sen和Spe為85.8%,90.2%;通過(guò)LRM分級(jí)診斷SFL,AUC為0.

15、950,以24.5為MFL與SFL的臨界值,Sen:和Spe為88.9%,90.3%。
　　 結(jié)論：
　　 LM、LRM參數(shù)均可作為大鼠脂肪肝診斷的指標(biāo),LRM更適合作為大鼠脂肪肝分級(jí)診斷的指標(biāo),計(jì)算機(jī)輔助超聲量化分析技術(shù)在大鼠脂肪肝診斷及分級(jí)診斷中與病理診斷具有較好的一致性,可以作為脂肪肝的常規(guī)的檢查方法。這項(xiàng)技術(shù)提高了超聲診斷的準(zhǔn)確性,為臨床前藥理研究和基礎(chǔ)研究中的脂肪肝模型動(dòng)物的重復(fù)檢查提供了一個(gè)新的非侵入性的檢查