剪切波弹性成像：一种检测肝硬化病人肝静脉压力梯度变化 的无创方法与无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断方法

摘要目的研究剪切波弹性成像（SWE)肝脏硬度（LS) 和肝脏硬度测量的变化（ALS)是否与肝静脉压力梯度 (HVPG)相关，并且评估SWE估算门静脉高压病人肝静脉压 力变化(AHVPG)的可行性。材料与方法获得机构审查委员 会的批准，豁免知情同意。从2010年9月一2012年10月， 连续97例在HVPG测量基础上诊断为门静脉高压病人列入 研究中。在这些病人中，23例接受随访HVPG测量以评估对 治疗的反应病人被列入随访组。应用Pearson相关性检验分 析HVPG与LS之间的相关关系。在随访组，评估AHVPG是 否与ALS相关。此后，计算受试者操作特征曲线下面积 (AUC)，以确定ALS和第2次LS测量诊断效能，以及比较这 些效能与门静脉高压临床改善和恶化的关系。结果单次测 量组，LS与HVPG呈中度相关（r=0.593)。ALS与AHVPG也 呈强相关(r=0.863)。在比较第2次LS测量时，ALS显示门静 脉高压改善的病人AUC无显著差异（0.627:0.794，P=0.201)， 但是门静脉高压恶化的病人具有较高的AUC (0.925:0.611， P=0.026 )。结论利用SWE评估AHVPG对于肝硬化和门静 脉高压病人是有用的。

近红外光无创伤检测早期肝硬化的实验研宄

摘要为评价近红外光无创伤检测早期肝硬化的价值。定期用四氯化碳注射小白鼠制作肝硬化模型。用 Rirnman仪检测肝脏组织血、氧含量，并提取血、氧变化波形，在Matlab软件下进行分析，发现近红外光无创伤检测 能灵敏反应早期肝硬化时血、氧含量的变化。早期肝硬化时，血及氧波形节律不规则、自功率谱主频峰位置后移在 1.0〜1. 5 Hz间，且出现多峰。表明近红外光无创伤检测早期肝硬化有一定价值。

关键词近红外光无创伤检测早期肝硬化

近红外光无创伤检测为近年来发展起来的一项 新技术。它是利用近红外分光技术，在不损伤的情况 下，检测组织、器官的血氧饱和度，以判断组织、器官 的损伤程度。目前，近红外光己用于乳腺癌的检测及 脑血氧计、肌血氧计的研制上<¹〜³ =，但在肝脏损伤的 应用研究上，尚未见报道。

1实验材料与实验方法

1.1实验仪器

Runman系统为美国宾夕法尼亚大学研制。输 出装置_：A/D接口板和计算机系统。

1.2实验动物和试剂

昆明万方数据20只。CC1₄(分析纯），植物油。

1.3检测方法

给仪器定标调零，调节增益量，使760 nm和 850 nm的数值分别在E400 mV最为适宜。本次实 验选用了 B为500、G为550、电压为4V的统一光 强。测试前将小白鼠注射麻醉剂乌拉坦（0. 05〜0. 2 ml/只）使其处于麻醉状态。将探头光源置于小白鼠 右季肋部，接受探头置于剑突下偏右的位置，接通电 源，提取信号。

1.4数据收集

在近红外光760 nm、850 nm波长下，分别于实 验前！2、3、4周后测定了实验小白鼠的接受光强。 计算每次肝组织血、氧含量和血容量变化差值 (AOD_BV)。在MATLAB软件下进行了互相关函数

和自功率频谱分析。同时，取编号最后一位的小白鼠 作病理切片，观察小白鼠肝脏病理变化。

1.5血、氧含量计算公式及评价标准

1.5. 1计算公式血及氧含量差值，此公式由推导

而来。

比耳定律_：OD*Log .

式中：1〇为760 nm和850 nm的入射光强；1为760 nm和850 nm被组织吸收后得到的接受光强。

检测时实验前和实验后的入射光强相等，所以 血及氧含量光密度差值为：

A〇D_BV = l〇_g .后²⁰>.后⁸⁸

^前760十^前850

氧含量差值二^后⁶: g²⁰

^后850    ^前850

1.      5. 2血及氧含量评价标准

血含里增冋'后760十.后850〈.前760十.前850 血含里降低'后760十.后850〉.前760十.前850

氧含量增高：^后⁶ ?

.850 ^ 前850

氧含量降低：^后⁶: ^^〈l

.850 ^ 前850

以上I前、I后均为接受光强。

2 结果

2.1实验前、实验4周后小白鼠血及氧含量

按氧含量降低的计算公式¹⁷⁰〈1评

1 后 850  1 前850

价，4周后实验小白鼠肝组织氧含量与实验前比较 有明显降低。同时从厶〇_;<看，肝脏组织内血含量 上升（见表1、表2)。本次实验我们发现从肝细胞坏 死到肝硬化形成过程中，血、氧含量均有变化，且随 着时间延长，肝损害程度的加深，氧含量逐渐下降。

2.      2血及氧波形

正常小白鼠血及氧波形频率、节律规则，对应良 好。4周后，小白鼠血及氧波形频率、节律改变，但对 应关系仍良好（见图1〜4)。

2.3    自功率谱

正常小白鼠自功率谱主频峰位置在0. 25〜

0.      35.Hz之间，血氧主频峰严格对应（见图5)。4周 后小白鼠自功率谱主频峰位置明显后移，在1. 0〜

1.      5 H_z之间，主频峰呈多峰，基底部增宽，但血氧频 峰仍严格对应（见图6)。

2.      4互相关函数

本次万方数据小白鼠与4周后小白鼠肝组织血 及氧含量互相函数没有变化，互相关系数均接近-1。

2.5 病理切片

实验前正常小白鼠肝脏组织正常，4周后肝脏 组织肝小叶破坏，肝纤维化早期肝硬化改变。

表1小白鼠实验前接受光强表 Table 1 Receiving power of the mice before the experiment

Number		I760	I50	160 ? I850
1		424	-445	4.953
2		428	-441	0. 971
3		425	-458	0.928
4		429	- 445	0.964
5		433	-443	0.922
6		421	-434	0.969
7		422	-429	0.982
8		425	-437	0.923
9		427	-438	0.925
10		426	- 447	0.984
11		430	- 445	0.962
C2		428	-426	0.959
C3		426	- 442	0.963
C4		423	-435	0.922
C5		428	- 447	0.952
C6		441	-456	0.962
C7		439	-447	0.982
C8		427	- 434	0.984
C9		435	-441	0.986
20		438	-449	0.925
	表2	4周后小白鼠血及氧含量
Table 2 The blood and		oxygen	content of the mice four weeks later
Number	I0	I50	Oxygen content	AODbv
1	71	-145	0. 57	-0.604
2	66	-150	0. 45	-0.604
3	53	-131	0.44	-0. 681
6	58	-146	0.44	- 0.622
8	C42	-210	0. 41	- 0.386
9	52	- C52	0.69	-0.627
10	52	- C35	0.35	-0.669
11	58	- C46	0.39	-0.632
13	96	- C62	0. 41	-0.527
14	66	-C28	0. 61	-0.646
15	42	-116	0.53	-0.743
16	64	- C55	0.39	一0. 612
17	85	- C79	0. 43	-0.523

3讨论

门静脉将从胃肠道吸收的物质输入肝脏，门静 脉在肝逐级分支，直至形成终末门静脉，与肝血窦相 连，将门静脉血输入肝小叶内。肝动脉血富含氧，是 肝的营养血管，肝动脉在肝内分支与门静脉分支伴 行，终末微动脉也通入肝血窦。CCl₄所致早期肝硬 化，病理上是由于肝细胞坏死、继而出现纤维组织增 生和肝结节状再生，这3种改变反复交错进行而形 成。结果导致了肝小叶结构和血液循环途径逐渐被

近红外光无创伤检测早期肝硬化的实验研宄

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n-2 ch2 (Rxy=-0,99788)

10     20     30     40     50     60     70     80

Time(s)

图2正常小白鼠血的波形 Fig 2 Undulated form of blood in normal mice

b-2-lch2(Rxy=-0,99758)

10     20     30     40     50     60     70

Time(s)

b-2-l.ch2 (Rxy=-0.99758)

]0      20     30     40     50     60     70

Time(s)

n-2ch2 (Rxy=-0.99788)

Time(s)

图1正常小白鼠氧的波形 Fig 1 Undulated form of oxygen in normal mice

图3  7周后小白鼠血的波形

Fig 3 Undulated form of blood of the mice four weeks later

0       0.5    L0    1,5    2.0

Frcquency(Hz)

图5实验前小白鼠自功率谱

Fig 5 Auto-power frequency of the mice before examination

改建。在肝小叶内，肝动脉血与门静脉血直接混合， 大量含氧量低的静脉血淤积于肝内，细胞代谢产物 不能有效清除，肝细胞又要消耗氧气，因此，在早期 肝硬化时，肝内总血量因门脉压增高而有所增加，但 肝氧含量下降。表现在用近红外光无创伤检测早期 肝硬化时，氧含量差值和DOD_BV值下降。从实验结 果看，近红外光无创伤检测能灵敏地反映这种变化， 表明近红外光无创伤检测早期肝硬化有一定的价 值。CCJ所致早期肝硬化，其主要病理改变为肝脏 组织的弥漫性纤维化。由于具有均匀性的特征，因 此，肝脏血及氧互相关函数没有变化。同时，肝硬化 时，肝脏组织对近红外光的吸收和反射不同于正常

图7  7周后小白鼠氧的波形

Fig 7 Undulated form of oxygen of the mice four weeks later

b-2-l.ch2{Rxy=-0.99758)

图6  7周后小白鼠自功率谱

Fig 6 Auto-power frequency of the mice four weeks later

肝细胞对近红外光的吸收和反射，纤维组织在这个 过程中起了很大作用，表现在肝脏自功率谱上为主 频峰位置后移至1. 0〜1. 5 Hz之间，主频峰不明显， 出现多峰，基底部增宽。

成都华西华科研究所研发生产无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断仪

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