瘧疾患者面部細胞代謝熱圖像特征初步研究

車志軍 張瑞宏 黃健華 曾 毅 葉 晟 郝保云 安曉芳 陳 俊

瘧疾患者面部細胞代謝熱圖像特征初步研究

車志軍1張瑞宏1黃健華1曾 毅2葉 晟3郝保云3安曉芳3陳 俊3

本文通過對臨床確診的59例瘧疾患者進行熱斷層（TTM）掃描，對患者面部細胞代謝熱圖像由30例非瘧疾病，并經臨床體檢基本正常的人群進行對比分析，初步找出瘧疾病患者面部細胞代謝熱圖像主要特征，包括惡性瘧疾、間日性瘧疾及混合型瘧疾間的面部細胞代謝熱特征及分布規律。文中詳細介紹了利用TTM系統對瘧疾患者面部細胞代謝熱圖像掃描的規范方法及數據分析的方法。進一步探討了該研究結果應用于口岸對瘧疾流行性傳染病快速自動排查的優勢及價值。

瘧疾??；面部細胞代謝熱；特征；熱斷層；特征自動識別；口岸流行性傳染病排查

瘧疾病是一種熱帶多發性傳染病，具有較強的傳染性，一但感染會嚴重破壞勞動力，引起各類并發癥，如果治療不及時也會危及生命，特別是對于惡性瘧疾，為此我國口岸將瘧疾病定為口岸嚴格控制的流行性傳染病之一[1]。過去口岸排查流行性傳染病的主要手段是測量體溫。臨床數據表明，許多流行性傳染病，發熱并不是特異性特征，瘧疾病也不例外，因此僅用測發熱來判定是否為某種傳染病的手段，其有效性不高，為此應尋找到瘧疾病的具有特異性的指標。并且該指標還應滿足在口岸能快速被檢測到，同時應盡量滿足對人體無損傷，對環境無污染的要求。根據以上要求，在廣泛調研的基礎上，本文選用了細胞代謝熱掃描成像的熱斷層（TTM）方法。

1 臨床資料

從2011年5月～2012年10月，分別通過云南瑞麗檢疫局、廣州檢疫局及廣西檢疫局，并與當地疾病控制中心合作，采集瘧疾確診病例58例，其中男50例，女8例，年齡16～55歲，平均年齡36.3歲；包含惡性瘧10例，間日瘧13例，混合瘧7例，未知類型瘧疾28例。同時在解放軍總醫院健康醫學中心抽取30例常規化驗指標全部正常的體檢人員作為對照組，其中男25例，女5例，年齡19～43歲，平均年齡31歲。

2 數據采集及分析

細胞代謝熱圖像數據的采集所用設備為北京貝億公司生產的TSI-2000型熱斷層掃描系統。采集時系統熱掃描接收器調至向患者的冠狀面圖像，掃描圖像完成后對圖像進行凍結和保存。從熱斷層專用軟件的數據庫TTMdata中，調出所需細胞代謝熱圖像進行熱輻射值的分析和測量，并對數據進行歸納比較和初步統計分析。具體數據如下表1、圖1所示。

表1 瘧疾確診病例數據匯總

圖1 三種病例圖像演示

3 病例數據分析

根據所采集確診病例及對照病例，進行數據分析，結果見表2。

表2 兩組病例患者特征數據分析[n(%)]

數據顯示，在惡性瘧、間日瘧及混合瘧確診患者中，普遍出現眼角代謝熱增高，且出現幾率很高，由于大量被瘧原蟲寄生的紅細胞在血管內裂解，引起微血管局部管腔變窄或堵塞，引起局部組織因缺血性缺氧而變性、壞死的病理改變，在微血管較豐富的區域將出現高代謝熱表現，同時額頭代謝熱降低。從對照組數據來看，非瘧疾患者及正常人也可出現眼角代謝熱增高，但代謝熱數值高于額頭代謝熱值0.5以上的比例較低，與瘧疾組存在顯著差異。正常人由于其他原因，如熬夜、眼部感染、鼻部疾病及上呼吸道感染，造成眼角部位局部充血，也可造成眼角部位代謝熱增高，但與額頭代謝熱差值一般不會高于0.5，如以此為瘧疾篩查判斷標準，雖然存在23%左右的假陽性率，但假陰性率較低，可作為快速篩查指標，而且TTM檢查快速無損傷，無需抽血，相比傳統篩查方式優勢明顯[2-4]。

4 TTM圖像及數據規律

4.1 瘧疾TTM圖像及數據規律由于大量被瘧原蟲寄生的紅細胞在血管內裂解，引起微血管局部管腔變窄或堵塞，引起局部組織因缺血性缺氧而變性、壞死的病理改變，在微血管較豐富的區域將出現高代謝熱表現，在頭面部代謝熱分布中，以眼角部位出現高代謝熱表現為瘧疾特征表現，通常眼角代謝熱值將高于額頭代謝熱平均值0.5以上。由于人體的保護性免疫反應，頸部淋巴及鎖骨上淋巴將出現高代謝熱表現（見圖2）。

圖2 瘧疾患者頭面部TTM圖像

5 瘧疾病患者面部細胞代謝熱圖像基本特征模型

通過上述對瘧疾病患者細胞代謝熱圖像數據的采集和分析，初步得到以下，瘧疾病患者面部細胞代謝熱圖像的分布特征模型（見圖3）。瘧疾病面部細胞代謝熱主要分布為4個區，YJ1和YJ2及JLR和JLL分布異常。一般YJ1和YJ2數值基本相同，一般±0.2℃以內但絕對值＞35℃，并較額頭高0.2℃以上并伴有JLR或JLL均高于35℃以上。

圖3 瘧疾病面部細胞代謝熱分布

6 結果與討論

從TTM設備篩查瘧疾患者面部頸部對比代謝熱圖像規律的符合性上看，惡性瘧10例全部符合，符合率100%；間日瘧13例12例符合，符合率92.3%；混合瘧7例中6例符合，符合率85.7%；未確定類型瘧疾28例患者22例符合，符合率78.6%。以上58例中50例符合瘧疾頭面部代謝熱分布特征，綜合符合率86.2%。通過30例瘧疾對照組病例中有7例符合瘧疾頭面部代謝熱分布特征，假陽性率為23.3%。其中體溫正常情況下采集符合圖像規律14人，占確證病例的24.1%，占采集病例的15.9%。相比傳統防控手段提高了準確率，縮小目標人群，符合口岸人群快速篩查的特點。在今年國境口岸重點防控瘧疾的形勢下，取得的成果尤其具有現實應用價值。在實踐過程中不僅驗證了熱斷層（TTM）技術及設備可以應用于口岸瘧疾篩查工作，同時通過與SARS圖像數據規律和甲型H1N1圖像數據規律對比，也驗證了一臺TTM設備可以同時高效篩查多種傳染性疾病的可行性[5]。

由于口岸傳染病排查工作的特殊性，目前收集的瘧疾病例數還不夠充分，瘧疾患者的病種也不足，因此會對瘧疾病的面部細胞代謝熱圖像分布特征分析的精確度有一定影響。但就目前58例的數據看，其面部代謝熱圖像的分布特征歸一性較強，因此初步判斷隨著病例數的增加，對面部細胞代謝熱圖像分布特征的影響不會大。通過上述研究工作，可初步看出瘧疾病患者面部細胞代謝熱圖像具有特異性分布，根據該分布的規律設計電腦自動特征識別，可以提高口岸傳染病的排查能力，減輕工作效率，從總體上提高口岸傳染病的排查效率。另外根據上述瘧疾病患者面部細胞代謝熱圖像特征的產生醫學機理，本次研究工作沒有進行，為此建議今后還應從醫學機理上研究瘧疾病的發病機制。

[1] 陳興保,吳觀陵,孫新.現代寄生蟲病學[M].1版.北京：人民軍醫出版社,2002：268-273.

[2] 吳光煜.傳染病護理學[M].1版.北京：北京大學醫學出版社, 2008：110-114.

[3] 紀愛萍.瘧疾伴藥物性溶血性貧血1例報告[J].中國人獸共患病雜志,2000(03)：118.

[4] 王微,趙春惠,黃春,等.螺旋CT,X線胸片和熱斷層（TTM）對SARS診斷價值的研究[J].中國醫學影像技術,2003(4)：17-20.

[5] 趙尚德,王青山,宋艷紅,等.應用熱掃描成像技術評價亞健康狀態的診斷試驗研究[J].疾病監測與控制雜志,2009,7(3)：412-414.

R254.6；R445.7

A

1673-5846（2013）01-0134-03

1北京出入境檢驗檢疫局，北京 100026

2中國預防醫學科學院病毒研究院，北京 100050

3北京貝億安泰醫學研究院，北京 100086