声速匹配技术在大鼠肝脏脂肪评价中的应用*

苏芳菲 曹邱婷 宿 愿 胡向东 赵丽琴 钱林学*

声速匹配技术在大鼠肝脏脂肪评价中的应用*

苏芳菲①曹邱婷②宿 愿①胡向东①赵丽琴②钱林学①*

目的：研究不同程度脂肪肝与声速值的关系，探讨声速匹配技术对于脂肪肝分级诊断的可行性。方法：选取SD大鼠80只，随机分为对照组(20只)与观察组(60只)，并于不同饲养周数进行区域速度指数(ZSI)值测量及病理学分析，依据病理学结果将观察组再分为轻度脂肪肝组、中度脂肪肝组及重度脂肪肝组，对不同组别ZSI值进行统计学分析。结果：对照组ZSI值为58.40±2.04，轻度组ZSI值为45.74±6.07，中度组ZSI值为30.25±7.59，重度组ZSI值为6.14±12.31。对照组与中度脂肪肝组及重度脂肪肝组间差异具有统计学意义(t=8.892，t=7.075，t=6.889；P＜0.05)。结论：声速匹配技术可对脂肪肝SD大鼠进行分级。

声速匹配；脂肪肝；区域速度指数；大鼠

随着人们生活水平的提高，非酒精性脂肪肝的发病率也在逐年升高，而代谢综合征的流行，脂肪肝的发病呈低龄化趋势且越来越严重[1-2]。脂肪肝患者除了最常见的肝功能异常外，胰岛素抵抗、高尿酸血症及心血管疾病的发病率也会增高。对于脂肪肝的诊断主要有二维超声、能谱CT检查[3]及梯度回波磁共振检测[4]。能谱CT和梯度回波磁共振可以对肝脏脂肪进行定量分析，但是临床应用有一定局限性，目前诊断脂肪肝的首选方法是二维B超检查[5]。依靠诊断医师的经验敏感性较低，往往脂肪含量要＞30%才能够确诊[6-8]。因此，需要一种能够敏感和量化诊断脂肪肝的方法，早期对脂肪肝进行确诊，尤其是一些非肥胖患者，使临床治疗更为及时和个性化。

本研究拟建立脂肪肝动物模型，找寻不同程度脂肪肝与声速值的关系，探讨声速匹配技术对于脂肪肝分级诊断的可行性。

1 资料与方法

1.1 实验动物

选择5周龄雄性SD大鼠80只，体重(200±20)g，使用许可证为15-1011，由首都医科大学附属北京友谊医院实验动物中心提供。

将80只SD大鼠随机分为对照组(20只)与观察组(60只)，其中对照组喂饲普通饲料；观察组喂饲高脂饲料。高脂饲料选用江苏美迪森公司生产的MD12033 60%高脂饲料。观察组60只SD大鼠根据最终的病理结果再分为轻度脂肪肝组、中度脂肪肝组及重度脂肪肝组。

从第4周起，每周选取6只观察组大鼠及2只对照组大鼠进行超声检查，持续10周。每只大鼠腹腔注射10%水合氯醛溶液麻醉，注射剂量为0.3 ml/100 g。麻醉后打开腹腔，取大鼠肝右后叶为感兴趣区测量区域速度指数(zone speed index，ZSI)值。每只大鼠测量5次，取平均值计算声速(sound velocity，SV)。

1.2 实验仪器

超声检查采用Zonare ZS2彩色多普勒超声诊断仪(美国，Zonare)，L10-5线阵探头，探头频率5～10 MHz。

病理切片阅读采用CX21FS1C显微镜(日本，奥林巴斯)，图像采集采用UC320C数字相机(北京凯视佳科技)。

1.3 病理学分析

完成检查后处死大鼠，取出肝组织，称重后选择

右后叶以10%多聚甲醛固定48 h，石蜡包埋切片后进行HE染色，并进行病理分析。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0版统计软件进行统计学分析，计量资料以均数±标准差(±s)表示，组间比较采用独立样本t检验。构建受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线，分析SD大鼠脂肪肝诊断声速临界值，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理结果

以最终病理结果对观察组60只SD大鼠进行最后分组，其中轻度脂肪肝23只，中度脂肪肝16只，重度脂肪肝21只。ZSI值测量超声图与病理结果对照如图1、图2所示，一般情况见表1。

图1 不同组别ZSI值测量超声图像

图2 不同组别大鼠肝脏病理学改变病理图(×100)

表1 各组SD大鼠基本情况(±s)

表1 各组SD大鼠基本情况(±s)

2.2 各组间ZSI值比较

对照组ZSI值为58.40±2.04，轻度脂肪肝组ZSI值为45.74±6.07，中度脂肪肝组ZSI值为30.25±7.59，重度脂肪肝组ZSI值为6.14±12.31；轻度、中度和重度脂肪肝组间ZSI值比较，差异有统计学意义(t=8.892，t=7.075，t=6.889；P＜0.05)。

2.3 ZSI值与脂肪肝病理分级相关性

ZSI值与脂肪肝病理分级之间相关性分析，r=-0.922，P=0.000，呈负相关，即随着脂肪肝程度增高，ZSI值减低。

2.4 ROC曲线

绘制ROC曲线，对照组-观察组组间曲线下面积0.997，约登指数0.95，临界值51，特异度95%，灵敏度100%；轻度-中重度脂肪肝组曲线下面积0.985，约登指数0.899，临界值39，特异度94.6%，敏感度95.3%；轻中度-重度脂肪肝组曲线下面积0.988，约登指数0.952，临界ZSI值23，特异度95.26%，敏感度94.9%，如图3所示。

图3 各组间ROC曲线图

3 讨论

脂肪性肝病的疾病谱包括单纯性脂肪肝、脂肪性肝炎、相关肝硬化及肝癌，疾病的发展进程较缓慢，但在一些前瞻研究中发现，脂肪肝患者的预期寿命也会缩短[9]。因此早诊断早治疗对于脂肪肝患者，尤其是非肥胖性脂肪肝患者有着重要意义。

常规超声默认声速在体内的传播速度均为1540 m/s，但实际中声速在不同组织中不同，同时声传播会随着组织密度和弹性的变化而变化，声速匹配技术是在此基础上，反映组织内的实际声速值，间接反映组织弹性密度变化，对疾病进行诊断[10-11]。

常规二维超声对脂肪肝的诊断主要是根据肝脏回声改变，依靠检查医师的经验及仪器限制，声速匹配技术可以定性诊断脂肪肝的改变，并对治疗后脂肪肝程度改变进行随诊，较传统方法更为科学和客观。但在以往的研究中，由于缺乏脂肪肝的病理诊断，使该诊断方式缺乏“金标准”的验证[12-13]。然而，为了确诊脂肪肝，直接进行肝穿刺活检进行诊断，较多患者无法接受。因此，本研究进行了动物实验，在动物实验的基础上验证该方法的可行性，从而进一步进行临床研究及应用。

在动物实验中，喂饲单纯高脂饲料的动物，与人体脂肪肝成因相似。本实验通过对不同程度脂肪肝大鼠肝脏进行声速测量，对照组与观察组不同程度脂肪肝组间声速值具有显著差异，通过声速值对脂肪肝程度进行分级，其诊断准确性较高。本研究发现，声速值与脂肪肝程度间呈负相关，即脂肪肝程度越重，声速值越慢。

常规二维超声对于脂肪肝的诊断分级常不明确，对于轻度脂肪肝的诊断敏感性较低。本研究共入组SD大鼠80只，构建ROC曲线，对照组与观察组曲线下面积0.997，灵敏度100%，表明通过声速匹配技术对脂肪肝进行诊断敏感性较高，能够较早期、准确诊断脂肪肝，从而避免因常规二维超声对轻度脂肪肝的漏诊，提高脂肪肝的诊断准确率。

4 结论

声速匹配技术对于大鼠脂肪肝的诊断较为准确，并可以进行量化分级，可以进行临床应用，并应用于肝移植患者术前脂肪肝程度评估，代谢综合征患者减重后脂肪肝改变情况随诊等方面，建立针对脂肪肝患者的诊断标准，无创并准确的对脂肪肝进行分级，为临床的治疗及随访提供一种新方法。

[1]何宇纳，赵文华，于冬梅，等.中国2010-2012年成年人代谢综合征流行特征[J].中华流行病学杂志，2017，28(2)：212-215.

[2]吴秀娟，王健，董华，等.单纯性肥胖儿童脂肪肝影响因素分析[J].中国公共卫生，2010，26(1)：19-20.

[3]曹邱婷，赵丽琴，杨正汉.单源双能能谱CT对大鼠脂肪肝定量分析的多参数研究[J].放射学实践，2017，32(5)：475-478.

[4]徐东风，施蒋巍，沈莉，等.磁共振梯度双回波化学位移成像定量诊断脂肪肝的临床应用[J].实用放射学杂志，2011，27(10)：1482-1494.

[5]孟颖，梁字霆.定量诊断脂肪肝的影像学研究进展[J].国际医学放射学杂志，2014，37(1)：28-32.

[6]李琼，王嵩.脂肪肝的影像学诊断进展[J].医学影像学杂志，2005，15(5)：218-220.

[7]Lee JY，Kim KM，Lee SG，et al.Prevalence and risk factors of nonaleoholic fatty liver disease in potential living liver donors in Korea：a review of 589 consecutive liver biopsies in a single center[J].J Hepatol，2007，47(2)：239-244.

[8]杨建忠，黄美丽，解永军，等.B超在脂肪肝诊疗中的诊断价值[J].中国超声诊断杂志，2003，4(3)：190-191.

[9]Koppe SW.Obesity and the liver：nonalcoholic fatty liver disease[J].Transl Res，2014，164(4)：312-322.

[10]Npolitano D，Chou CH，McLaughlin G，et al.Sound speed correction in ultrasound imaging[J].Ultrasonics，2006，44(Suppl 1)：e43-e46.

[11]BoozariB，PotthoffA，Mederacke l，et al.Evaluationof sound speed for detection of liver fibrosis：prospective comparison with trasnsient dynamic elastography and histology[J].J Ultrasound Med，2010，29(11)：1581-1588.

[12]余珊珊，姜珏，李小鹏，等.声速匹配技术对儿童及青少年脂肪肝诊断价值的初探[J].中国超声医学杂志，2014，30(6)：528-531.

[13]张桂芹，张淑华，阚艳敏，等.不同程度脂肪肝患者声速值的变化[J].实用医学杂志，2015，31(24)：4081-4083.

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.

首都医科大学基础-临床合作基金(17JL41)“基于能谱CT的脂肪肝定量分级标准的多参数实验研究”

①首都医科大学附属北京友谊医院超声科 北京 100050

②首都医科大学附属北京友谊医院放射科 北京 100050

*通讯作者：qianlinxue2002@163.com

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

苏芳菲,女,(1990- ),硕士研究生。首都医科大学附属北京友谊医院超声科，从事超声诊断工作。

1672-8270(2017)12-0015-03

R-331

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.12.005

2017-04-12