聲速匹配技術在大鼠肝臟脂肪評價中的應用*

蘇芳菲 曹邱婷 宿 愿 胡向東 趙麗琴 錢林學*

聲速匹配技術在大鼠肝臟脂肪評價中的應用*

蘇芳菲①曹邱婷②宿 愿①胡向東①趙麗琴②錢林學①*

目的：研究不同程度脂肪肝與聲速值的關系，探討聲速匹配技術對于脂肪肝分級診斷的可行性。方法：選取SD大鼠80只，隨機分為對照組(20只)與觀察組(60只)，并于不同飼養周數進行區域速度指數(ZSI)值測量及病理學分析，依據病理學結果將觀察組再分為輕度脂肪肝組、中度脂肪肝組及重度脂肪肝組，對不同組別ZSI值進行統計學分析。結果：對照組ZSI值為58.40±2.04，輕度組ZSI值為45.74±6.07，中度組ZSI值為30.25±7.59，重度組ZSI值為6.14±12.31。對照組與中度脂肪肝組及重度脂肪肝組間差異具有統計學意義(t=8.892，t=7.075，t=6.889；P＜0.05)。結論：聲速匹配技術可對脂肪肝SD大鼠進行分級。

聲速匹配；脂肪肝；區域速度指數；大鼠

隨著人們生活水平的提高，非酒精性脂肪肝的發病率也在逐年升高，而代謝綜合征的流行，脂肪肝的發病呈低齡化趨勢且越來越嚴重[1-2]。脂肪肝患者除了最常見的肝功能異常外，胰島素抵抗、高尿酸血癥及心血管疾病的發病率也會增高。對于脂肪肝的診斷主要有二維超聲、能譜CT檢查[3]及梯度回波磁共振檢測[4]。能譜CT和梯度回波磁共振可以對肝臟脂肪進行定量分析，但是臨床應用有一定局限性，目前診斷脂肪肝的首選方法是二維B超檢查[5]。依靠診斷醫師的經驗敏感性較低，往往脂肪含量要＞30%才能夠確診[6-8]。因此，需要一種能夠敏感和量化診斷脂肪肝的方法，早期對脂肪肝進行確診，尤其是一些非肥胖患者，使臨床治療更為及時和個性化。

本研究擬建立脂肪肝動物模型，找尋不同程度脂肪肝與聲速值的關系，探討聲速匹配技術對于脂肪肝分級診斷的可行性。

1 資料與方法

1.1 實驗動物

選擇5周齡雄性SD大鼠80只，體重(200±20)g，使用許可證為15-1011，由首都醫科大學附屬北京友誼醫院實驗動物中心提供。

將80只SD大鼠隨機分為對照組(20只)與觀察組(60只)，其中對照組喂飼普通飼料；觀察組喂飼高脂飼料。高脂飼料選用江蘇美迪森公司生產的MD12033 60%高脂飼料。觀察組60只SD大鼠根據最終的病理結果再分為輕度脂肪肝組、中度脂肪肝組及重度脂肪肝組。

從第4周起，每周選取6只觀察組大鼠及2只對照組大鼠進行超聲檢查，持續10周。每只大鼠腹腔注射10%水合氯醛溶液麻醉，注射劑量為0.3 ml/100 g。麻醉后打開腹腔，取大鼠肝右后葉為感興趣區測量區域速度指數(zone speed index，ZSI)值。每只大鼠測量5次，取平均值計算聲速(sound velocity，SV)。

1.2 實驗儀器

超聲檢查采用Zonare ZS2彩色多普勒超聲診斷儀(美國，Zonare)，L10-5線陣探頭，探頭頻率5～10 MHz。

病理切片閱讀采用CX21FS1C顯微鏡(日本，奧林巴斯)，圖像采集采用UC320C數字相機(北京凱視佳科技)。

1.3 病理學分析

完成檢查后處死大鼠，取出肝組織，稱重后選擇

右后葉以10%多聚甲醛固定48 h，石蠟包埋切片后進行HE染色，并進行病理分析。

1.4 統計學方法

采用SPSS 22.0版統計軟件進行統計學分析，計量資料以均數±標準差(±s)表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗。構建受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線，分析SD大鼠脂肪肝診斷聲速臨界值，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 病理結果

以最終病理結果對觀察組60只SD大鼠進行最后分組，其中輕度脂肪肝23只，中度脂肪肝16只，重度脂肪肝21只。ZSI值測量超聲圖與病理結果對照如圖1、圖2所示，一般情況見表1。

圖1 不同組別ZSI值測量超聲圖像

圖2 不同組別大鼠肝臟病理學改變病理圖(×100)

表1 各組SD大鼠基本情況(±s)

表1 各組SD大鼠基本情況(±s)

2.2 各組間ZSI值比較

對照組ZSI值為58.40±2.04，輕度脂肪肝組ZSI值為45.74±6.07，中度脂肪肝組ZSI值為30.25±7.59，重度脂肪肝組ZSI值為6.14±12.31；輕度、中度和重度脂肪肝組間ZSI值比較，差異有統計學意義(t=8.892，t=7.075，t=6.889；P＜0.05)。

2.3 ZSI值與脂肪肝病理分級相關性

ZSI值與脂肪肝病理分級之間相關性分析，r=-0.922，P=0.000，呈負相關，即隨著脂肪肝程度增高，ZSI值減低。

2.4 ROC曲線

繪制ROC曲線，對照組-觀察組組間曲線下面積0.997，約登指數0.95，臨界值51，特異度95%，靈敏度100%；輕度-中重度脂肪肝組曲線下面積0.985，約登指數0.899，臨界值39，特異度94.6%，敏感度95.3%；輕中度-重度脂肪肝組曲線下面積0.988，約登指數0.952，臨界ZSI值23，特異度95.26%，敏感度94.9%，如圖3所示。

圖3 各組間ROC曲線圖

3 討論

脂肪性肝病的疾病譜包括單純性脂肪肝、脂肪性肝炎、相關肝硬化及肝癌，疾病的發展進程較緩慢，但在一些前瞻研究中發現，脂肪肝患者的預期壽命也會縮短[9]。因此早診斷早治療對于脂肪肝患者，尤其是非肥胖性脂肪肝患者有著重要意義。

常規超聲默認聲速在體內的傳播速度均為1540 m/s，但實際中聲速在不同組織中不同，同時聲傳播會隨著組織密度和彈性的變化而變化，聲速匹配技術是在此基礎上，反映組織內的實際聲速值，間接反映組織彈性密度變化，對疾病進行診斷[10-11]。

常規二維超聲對脂肪肝的診斷主要是根據肝臟回聲改變，依靠檢查醫師的經驗及儀器限制，聲速匹配技術可以定性診斷脂肪肝的改變，并對治療后脂肪肝程度改變進行隨診，較傳統方法更為科學和客觀。但在以往的研究中，由于缺乏脂肪肝的病理診斷，使該診斷方式缺乏“金標準”的驗證[12-13]。然而，為了確診脂肪肝，直接進行肝穿刺活檢進行診斷，較多患者無法接受。因此，本研究進行了動物實驗，在動物實驗的基礎上驗證該方法的可行性，從而進一步進行臨床研究及應用。

在動物實驗中，喂飼單純高脂飼料的動物，與人體脂肪肝成因相似。本實驗通過對不同程度脂肪肝大鼠肝臟進行聲速測量，對照組與觀察組不同程度脂肪肝組間聲速值具有顯著差異，通過聲速值對脂肪肝程度進行分級，其診斷準確性較高。本研究發現，聲速值與脂肪肝程度間呈負相關，即脂肪肝程度越重，聲速值越慢。

常規二維超聲對于脂肪肝的診斷分級常不明確，對于輕度脂肪肝的診斷敏感性較低。本研究共入組SD大鼠80只，構建ROC曲線，對照組與觀察組曲線下面積0.997，靈敏度100%，表明通過聲速匹配技術對脂肪肝進行診斷敏感性較高，能夠較早期、準確診斷脂肪肝，從而避免因常規二維超聲對輕度脂肪肝的漏診，提高脂肪肝的診斷準確率。

4 結論

聲速匹配技術對于大鼠脂肪肝的診斷較為準確，并可以進行量化分級，可以進行臨床應用，并應用于肝移植患者術前脂肪肝程度評估，代謝綜合征患者減重后脂肪肝改變情況隨診等方面，建立針對脂肪肝患者的診斷標準，無創并準確的對脂肪肝進行分級，為臨床的治療及隨訪提供一種新方法。

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The application of sound speed correction technique in the evaluation of liver fat of rat

/SU Fang-fei, CAO Qiu-ting, SU Yuan, et al

Objective:To explore the relationship between the fatty liver of different levels and sound velocity, and discuss the feasibility of sound speed correction technique for the grading diagnosis of fatty liver.Methods:80 SD rats were selected and divided into control group(n=20) and observation group (n=60). Zone speed index (ZSI) was measured and pathological analysis was carried out at different feeding weeks. Depended on the pathological analysis, the observation group was further divided into mild fatty liver group, moderate fatty liver group and severe fatty liver group, and the ZSI value among different groups was statistically analyzed.Results:The ZSI value of the control group was 58.40±2.04, and the ZSI values in mild group, moderate group and severe group were 45.74±6.07, 30.25±7.59 and 6.14±12.31, respectively. And the differences among control group,moderate group and severe group were statistically significant (t=8.892, t=7.075, t=6.889; P＜0.05).Conclusion:The sound speed correction technique can be used to classify SD rats with fatty liver.

Sound speed correction; Fatty liver; Zone speed index; Rat

Department of Ultrasound Medicine, Beijing Friendship Hospital of Capital Medical University, Beijing 100050, China.

首都醫科大學基礎-臨床合作基金(17JL41)“基于能譜CT的脂肪肝定量分級標準的多參數實驗研究”

①首都醫科大學附屬北京友誼醫院超聲科 北京 100050

②首都醫科大學附屬北京友誼醫院放射科 北京 100050

*通訊作者：qianlinxue2002@163.com

//China Medical Equipment,2017,14(12):15-17.

蘇芳菲,女,(1990- ),碩士研究生。首都醫科大學附屬北京友誼醫院超聲科，從事超聲診斷工作。

1672-8270(2017)12-0015-03

R-331

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.12.005

2017-04-12