剪切波弹性成像技术定量评价兔动脉粥样硬化斑块组织成分及易损性的价值

发布时间：2017-05-07 19:16

  本文关键词：剪切波弹性成像技术定量评价兔动脉粥样硬化斑块组织成分及易损性的价值，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研究背景心脑血管疾病仍是疾病死亡谱中的首要因素,而动脉粥样硬化(arteriosclerosis, AS)易损性斑块破裂和血栓形成是导致急性心脑血管疾病的主要原因。颈动脉是观察全身动脉粥样硬化病变的理想窗口,因此颈动脉粥样硬化的检查及易损性评价技术已成为临床研究热点。目前研究认为易损斑块的形态学特征包含：大脂质核心、薄纤维帽(65μm)、大量炎性细胞浸润。目前单纯显示动脉管腔或斑块形态的诊断技术如超声、计算机断层扫描(CT)、血管内超声(intravenous ultrasound, IVUS)、冠状动脉血管造影术(Coronary angiography, CAG)等已不能满足临床的需要,为了判断易损斑块,需要对斑块的形态和功能进行综合的评价。弹性是人体组织中受生理和病理过程影响最大的生物力学参数,在解析身体组织性质时可提供参考。血管壁中的胶原纤维、平滑肌和脂质成分在正常情况下具有规则的架构和严密的的层次,AS病变时,管壁组织的架构层次和分子组成发生改变,导致组织弹性发生变化。弹性模量(E)作为弹性体的基本属性,理论上是反映人体组织弹性的最佳指标,但由于血管壁内的应力不易直接测量,使得E的计算相当困难,因此,目前对于斑块易损性的研究主要集中于应变显像,而对直接测量斑块组织杨氏模量的研究较少。超声诊断技术具有简单易行、价格低廉、无创等优势。近年来,超声技术发展迅速,其中弹性成像技术可以对组织的硬度或者应变进行成像,是一种全新的成像方法,在临床上具有广泛的应用前景。弹性成像的基本原理是对生物组织施加一个静态、准静态或者动态的激励,该激励可以来源于组织内部也可来源于外力,组织将产生一个响应,如位移量或速度、应变等,不同弹性特征的组织其参数相应的分布存在差异。超声弹性成像可以分为采用静态、准静态激励的弹性成像、血管弹性成像、心肌弹性成像、用低频振动激励的声弹性成像、采用声辐射力激励的声辐射力脉冲成像、剪切波弹性成像等。其中,剪切波弹性成像技术(SWE)是近年来兴起的一种能定量反映局部组织弹性信息的技术,目前主要用于甲状腺、乳腺、肝脏、前列腺、妇科、肌肉骨骼等,在斑块组织中研究较少。本研究采用SWE技术对不同斑块组织进行弹性定量测定和分析,并与病理组织学对照,旨在分析其在斑块组织成分定征与易损性评价方面的价值。研究目的(1)利用标准模量仿体验证SWE测量杨氏模量的可重复性与准确性(2)利用兔动脉粥样斑块模型验证SWE识别斑块组织成分与易损性的价值研究方法1实验动物模型建立20只新西兰兔,经股动脉入路,以充盈球囊反复损伤腹主动脉内膜3次,给予1%高胆固醇饲料喂养24周建成动脉粥样硬化模型。2超声仪器和检查方法采用Supersonic Imagine Aixplorer彩色多普勒超声诊断仪(探头频率4-15MHz)的血管成像模式,两名检查者分别对弹性仿体(CIRS)进行扫描,并且其中一名检查者对弹性仿体重复测量一次,计算观察者内部及观察者间的测量变异性,将SWE测得的模量与标准模量值对比,研究SWE测量杨氏模量值的准确性与可重复性。采用Supersonic Imagine Aixplorer彩色多普勒超声诊断仪(探头频率4-15MHz),在血管模式下对兔腹主动脉进行扫查,以腹主动脉斑块厚度1.3mm作为斑块诊断标准,选取直径1mm的取样框,启动SWE,每个斑块采集的2-4个ROI,直接测斑块中ROI的平均、最大和最小杨氏模量值,取斑块中各ROI平均、最大和最小杨氏模量值的平均值来反应斑块的杨氏模量。扫查时,均以右肾动脉开口为参考,记录每个斑块距右肾动脉开口的长度,以便取病理标本时对斑块进行定位。3取材第24周末,实验动物麻醉成功后开腹,分离兔腹主动脉全长,随后经耳缘静脉注射过量3%戊巴比妥钠安乐死处死动物,并立即将灌注针插入右肾动脉开口水平稍下方的腹主动脉腔内,下腔静脉剪小口,用4%多聚甲醛局部灌注固定腹主动脉。以右肾动脉为参考,根据记录的每个斑块距离右肾动脉的长度,精确定位取病理标本,修剪成2-3mm长的小块后,至预冷的4%多聚甲醛中,4℃下充分固定24-48 h。4常规病理学及免疫组织化学染色将与超声图像匹配的粥样斑块固定后,分别进行石蜡和冰冻组织包埋,以5μ m厚度连续切片,行天狼星红、油红O染色、冯.科萨钙染色和抗α-SMC染色、抗RAM-11免疫组化染色。天狼星红、油红O染色显示斑块内的胶原纤维和脂质含量；冯.科萨钙染色显示斑块内的钙成分；免疫组织化学染色显示平滑肌成分和巨噬细胞的浸润。5统计学处理采用SPSS 19.0软件和MedCalc软件分析。计量数据以均数±标准差(mean±SD)表示。以P0.05为差异有统计学意义。采用单个样本Kolmogorov-Smirnov检验评价数据正态分布,采用Levene检验评价其方差齐性；Bland-Altman Plot分析SWE测量的可重复性和准确性；采用Pearson双变量相关分析杨氏模量值与易损指数及组织成分间的相关性；ROC曲线评价杨氏模量值对斑块类型的识别价值。研究结果(1)体内及体外研究均证实SWE测量有较好的可重复性和准确性。(2)体内研究发现,本研究共获得脂质斑块10个,其最大、最小、平均模量值分别为(49.90±22.95)kPa.(29.06±22.90)kPa.(40.15±22.60)kPa:纤维脂质斑块20个,其最大、最小、平均模量值分别为(88.49±37.27)kPa.(52.33± 24.86)kPa.(72.93±29.21)kPa.最大和平均模量值在两种类型斑块间的差异有统计学意义(p0.05),而最小模量值之间差异无统计学意义(P0.05)。斑块的平均杨氏模量值与斑块胶原含量、平滑肌含量和钙化成分成正相关(r=0.532,r=0.558,r=0.574 p0.05),与斑块中的脂质含量、巨噬细胞含量成负相关(r=-0.527,r=-0.421 P0.05)；最大杨氏模量值斑块胶原含量、平滑肌含量和钙化成分成正相(r=0.567, r=0.561, r=0.566 p0.05),与斑块中的脂质含量、巨噬细胞含量成负相关(r=-0.543,r=-0.482 P0.05)；最小杨氏模量值与斑块胶原含量、平滑肌含量、钙化成分含量以及脂质含量、巨噬细胞含量并未发现相关性。平均杨氏模量值与斑块易损指数成负相关(r=-0.619,p0.05)；最大杨氏模量值与斑块易损指数成负相关(r=-0.620,p0.05)。(3)斑块杨氏模量最大值与杨氏模量平均值对识别脂质及纤维脂质斑块的ROC曲线下面积分别为0.848和0.818(P0.05)研究结论(1)SWE测量有较好的可重复性和准确性。(2)SWE测得的杨氏模量值与斑块组织成分及易损性有良好的相关性,对识别易损斑块有潜在的价值。
【关键词】：剪切波 弹性成像 动脉粥样硬化斑块 杨氏模量 易损性
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R543.5
【目录】：

• 中文摘要6-10
• 英文摘要10-14
• 符号说明14-15
• 前言15-16
• 1 资料与方法16-26
• 2 结果26-28
• 3 讨论28-32
• 4 结论32-33
• 附表附图33-38
• 参考文献38-41
• 综述41-47
• 参考文献45-47
• 致谢47-48
• 读研期间发表的论文48-49
• 学位论文评阅及答辩情况表49

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 温朝阳;范春芝;安力春;徐建红;陈浩;王月香;唐杰;;实时定量超声弹性成像技术检测肱二头肌松弛和紧张状态下弹性模量值差异[J];中华医学超声杂志(电子版);2011年01期

2 武荣;罗渝昆;吕发勤;唐杰;刘强;焦子育;;剪切波弹性成像技术评价肝创伤止血治疗预后的动物实验研究[J];中华医学超声杂志(电子版);2011年09期

3 曾婕;吴莉莉;郑荣琴;吴涛;黄泽萍;苏中振;;实时剪切波弹性成像检测肝脏弹性模量与肝纤维化分期的相关性研究[J];中华医学超声杂志(电子版);2012年09期

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本文编号：350462