多層螺旋CT測(cè)量成年貴州小型豬活體腎參考數(shù)據(jù)

劉新峰，王榮品，錢寧，吳曙光

(1.貴州省人民醫(yī)院放射科，貴陽(yáng) 550002； 2.貴陽(yáng)中醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究所，貴陽(yáng) 550002)

小型豬在解剖、生理、代謝及疾病病理機(jī)制方面同人類具有很強(qiáng)的一致性。貴州小型豬(SusScrofadomesticaVar.minoGuizhounensis Yu.)經(jīng)30余年早熟化、小型化選育，已經(jīng)成為我國(guó)重要的小型豬品種[1-2]。該小型豬品系在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域作為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵训玫捷^多應(yīng)用，積累了一定的解剖、生理及代謝資料。在國(guó)內(nèi)外未見小型豬的活體多層螺旋CT影像學(xué)數(shù)測(cè)量資料的報(bào)道，為了獲得貴州小型豬活體腎的正常影像學(xué)數(shù)據(jù)，本研究采用雙源CT對(duì)健康成年貴州小型豬的腎臟徑線、體積等進(jìn)行測(cè)量分析，豐富小型豬背景資料。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及實(shí)驗(yàn)儀器

成年貴州小型豬12頭(雄雌各半)，由貴陽(yáng)中醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究所提供，12～15月齡，影像學(xué)測(cè)量前查血常規(guī)、肝、腎功能及血糖均在正常范圍。全價(jià)顆粒飼料喂養(yǎng)[3]，飼養(yǎng)環(huán)境均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境及設(shè)施執(zhí)行[4]。實(shí)驗(yàn)儀器采用西門子雙源CT(Siemens SOMATOM Definition)，由貴州省人民醫(yī)院放射科提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物掃描前先行肌注麻醉[速眠新Ⅱ(0.11 mL /kg)，3%戊巴比妥鈉(0.55 mL/kg)復(fù)合麻醉]。待麻醉起效后將貴州小型豬固定于特制框架內(nèi)，采取側(cè)臥位。送至掃描床后進(jìn)行全身容積掃描。掃描條件：管電壓100 kV，管電流148 mAs，探測(cè)器準(zhǔn)直器32×0.6 mm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.33 s，掃描螺距0.5，層厚2 mm，重建間隔1.5 mm，卷積函數(shù)10f。

1.3 數(shù)據(jù)處理

掃描結(jié)束后將原始圖像傳入Aquarius iNtuition 4.4軟件進(jìn)行腎臟三維重建及數(shù)據(jù)測(cè)量。在Aquarius iNtuition 4.4軟件中，應(yīng)用多平面重組(MPR)及容積再現(xiàn)重組(VR)，并用容積測(cè)量軟件(volume)計(jì)算貴州小型豬腎臟體積及小型豬體積。在橫斷位正中層面采用MPR測(cè)量雙腎前后徑及左右徑，冠狀位最大面測(cè)量雙腎長(zhǎng)徑及短徑，計(jì)算長(zhǎng)徑及短徑比值。采用容積(volume)測(cè)量軟件測(cè)量雙腎體積及貴州小型豬體積。以上每個(gè)值均測(cè)量2次，取其平均值(圖1～4)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 13.0軟件對(duì)腎臟長(zhǎng)徑、長(zhǎng)短徑比值與腎臟體積，腎臟體積與小型豬體積及體重做相關(guān)性分析。

2 結(jié)果

2.1 貴州小型豬腎臟形態(tài)、結(jié)構(gòu)

腎臟位于腹膜后脊柱兩側(cè)，其形態(tài)與人的腎臟非常相似(圖1～3)，冠狀位圖像顯示所有左腎均高于右腎。雙源CT平掃可分辨腎皮質(zhì)、髓質(zhì)、腎門、腎周筋膜等結(jié)構(gòu)(圖1、2)。雙源CT容積重建可以建出小型豬腎臟完成輪廓，準(zhǔn)確計(jì)算出其體積(圖3)，并可重建出小型豬整體輪廓和計(jì)算整體體積(圖4)。

圖1 右腎經(jīng)位軸位正中層面圖像

圖2 右腎經(jīng)過腎門冠狀位最大面圖像

2.2 貴州小型豬腎臟數(shù)據(jù)

貴州小型豬雙腎臟徑線及體積數(shù)據(jù)見表1。左腎前后徑及左右徑分別為(40.40±1.67)mm及(27.47±1.40)mm，長(zhǎng)徑及短徑分別為(80.36±2.74)mm及(1.79±1.99)mm，左腎體積為(52.78±2.25)cm3，左腎長(zhǎng)徑與短徑比值為(2.42～2.71)∶1；右腎前后徑及左右徑分別為(40.95±1.43)mm及(26.90±0.65)mm，長(zhǎng)徑及短徑分別為(79.03±2.38)mm及(32.04±2.34)mm，右腎體積為(51.91±2.25)cm3，右腎長(zhǎng)徑與短徑比值為2.33～2.77。雙腎長(zhǎng)徑與腎臟體積呈高度正相關(guān)(r左=0.92，P<0.05；r右=0.88，P<0.05)，腎臟體積與小型豬體積呈高度正相關(guān)(r左=0.90，P<0.05；r右=0.81，P<0.05)，與體重也呈高度正相關(guān)(r左=0.96，P<0.05；r右=0.98,P<0.05)，但腎臟長(zhǎng)短徑比值與小型豬體積呈負(fù)相關(guān)(r左=-0.51，P<0.05；r右=-0.67，P<0.05)。

圖3 貴州小型豬腎臟容積重建圖

圖4 貴州小型豬三維重建及體積計(jì)算圖像

表1 貴州小型豬正常腎測(cè)量數(shù)據(jù)±s)

3 討論

貴州小型豬是我國(guó)最早培育成功的實(shí)驗(yàn)用小型豬之一，具有體型矮小、性情溫順、遺傳穩(wěn)定、性成熟早、繁殖性能好、耐受性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在組織解剖結(jié)構(gòu)、生理現(xiàn)象、生化代謝、疾病的發(fā)生機(jī)理和特點(diǎn)等方面均與人相似，臟器大小也近似于人類，是一種具有良好應(yīng)用前景的中型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物[1]。目前利用小型豬做實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛧?guó)內(nèi)外均有較多報(bào)道，如張海濤等[5]用小型豬建立冠狀動(dòng)脈狹窄模型，趙菊花等[6]用復(fù)合因素建立小型豬肝纖維化模型，Zhang等[7]用小型豬做肝硬化模型及肝移植實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)orcheron等[8]用小型豬做放射性皮膚損傷模型并用脂肪細(xì)胞衍生干細(xì)胞治療皮膚損傷，Alessandro等[9]用小型豬做心衰模型，董小君等[10]應(yīng)用順鉑做小型豬急性腎衰模型。筆者查閱相關(guān)文獻(xiàn)中尚未見貴州小型豬腎臟的參考數(shù)據(jù)。本研究采用雙源CT對(duì)貴州小型豬全身進(jìn)行容積掃描，研究小型豬雙腎形態(tài)，測(cè)量小型豬雙腎各種徑線、雙腎體積及小型豬體積，以便為貴州小型豬腎臟各種病理模型提供參考值。

小型豬腎臟形態(tài)及功能與人腎較為相似。小型豬腎與人腎同屬多乳頭腎，腎外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)極為一致，但腎內(nèi)供血血管走行不完全一致[11]。腎臟是重要功能器官，其功能包括：生成尿液，排泄代謝產(chǎn)物、毒素及藥物等；通過對(duì)原尿的重吸收對(duì)電解質(zhì)、體液及酸堿平衡進(jìn)行調(diào)節(jié)；內(nèi)分泌功能，分泌多種活性激素，參與血管調(diào)節(jié)。腎臟容易受到病原微生物侵犯，也是全身免疫系統(tǒng)疾病、高血壓、糖尿病等易受累的器官。腎炎、腎病綜合征、尿毒癥等嚴(yán)重影響人們的健康。腎病已成為全球范圍內(nèi)的公共健康問題。一旦發(fā)展到尿毒癥，很多病人就僅能通過透析或換腎維持生命。因此很多科研工作者正在利用小豬做各種腎病模型，推動(dòng)新藥物的研發(fā)[12]。在生物醫(yī)學(xué)研究中，除可用有關(guān)生理、生化指標(biāo)來反映動(dòng)物的功能狀態(tài)外，還可用組織形態(tài)學(xué)、臟器體積及重量來衡量，尤其是臟器大小、體積、重量和生物學(xué)特性是一個(gè)重要的觀察指標(biāo)[13]。腎臟損傷或疾病往往伴有形態(tài)和體積變化，因此對(duì)活體腎臟的測(cè)量尤為重要。正常腎臟數(shù)據(jù)資料的缺乏制約貴州小型豬作為試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)用。目前腎臟測(cè)量常用排水法和超聲測(cè)量公式計(jì)算法。排水法不適用活體腎；超聲法受操作者手法因素及透聲窗影響，誤差較大，因此兩種方法均不適用于活體腎研究。CT和MRI具有較高的軟組織分辨率，可清楚顯示腎臟的位置、形態(tài)、測(cè)量徑線及體積，是活體腎形態(tài)學(xué)檢查的最佳方法。

雙源CT具有掃描速度快、圖像清晰、薄層掃描等優(yōu)勢(shì)，而且后處理功能強(qiáng)大，三維重建圖像可任意旋轉(zhuǎn)，很容易獲取測(cè)量點(diǎn)，臟器容積計(jì)算可準(zhǔn)確顯示器官體積。目前，多層螺旋CT(MSCT)在臨床應(yīng)用及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均比較廣泛，它能對(duì)病灶形態(tài)、大小及與周圍組織關(guān)系直觀顯示，MSCT數(shù)據(jù)真實(shí)性也得到證實(shí)。從研究結(jié)果可以看出，貴州小型豬腎臟位于腹膜后脊柱兩側(cè)，其位置、形態(tài)與人的腎臟非常相似，但小于成人的腎臟。雙源CT準(zhǔn)確顯示腎臟的位置、形態(tài)及腎門結(jié)構(gòu)，大致區(qū)分腎髓質(zhì)和腎皮質(zhì)，腎實(shí)質(zhì)密度均勻，邊緣光滑，腎門結(jié)構(gòu)清楚顯示。冠狀位圖像顯示12例貴州小型豬的左腎均高于右腎，對(duì)比發(fā)現(xiàn)左腎體積均大于右腎，這與我們以往解剖學(xué)觀點(diǎn)一致。雙源CT雙腎體積測(cè)量及小型豬體積測(cè)量重復(fù)性好，準(zhǔn)確性高。國(guó)外學(xué)者[14]用CT比較腎臟腫瘤與術(shù)后腫瘤的測(cè)量值無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。因此，采用雙源CT對(duì)活體豬腎測(cè)量是一種快速無創(chuàng)、數(shù)據(jù)可靠的方法。本研究結(jié)果顯示，左右腎長(zhǎng)短徑比值范圍分別為2.42～2.71、2.33～2.77，左右腎體積分別為(52.78±2.25)cm3、(51.91±2.25)cm3；雙腎長(zhǎng)徑與腎體積、腎體積與小型豬體重呈高度正相關(guān)，說明小型豬腎臟縱向生長(zhǎng)越快、體積越大，而且腎臟體積隨小型豬生長(zhǎng)而增加；但腎臟長(zhǎng)短徑比值與體積呈負(fù)相關(guān)，提示我們腎臟長(zhǎng)短徑生長(zhǎng)速度是不一致的。目前，國(guó)內(nèi)外使用小型豬進(jìn)行醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)越來越多，但對(duì)小型豬本身的研究尚不系統(tǒng)，能借鑒和參考的數(shù)據(jù)資料不多。本文的研究可為采用貴州小型豬從事生物醫(yī)藥研究的科研人員提供基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)，為貴州小型豬的種質(zhì)資源保護(hù)、種群的標(biāo)準(zhǔn)化鑒定和質(zhì)量控制提供依據(jù)。MSCT不足是存在一定放射線危害，對(duì)比劑具有一定腎毒性，對(duì)移植腎腎實(shí)質(zhì)的急慢性排斥反應(yīng)的診斷價(jià)值不如MRI。

總之，應(yīng)用雙源CT能清楚顯示貴州小型豬雙腎大小、形態(tài)、準(zhǔn)確測(cè)量各種徑線，測(cè)量腎臟體積和全身體積，并顯示雙腎體積與全身體積呈高度正相關(guān)。貴州小型豬腎臟數(shù)據(jù)的測(cè)量將為小型豬各種腎臟疾病模型提供正常參考，對(duì)節(jié)省資源及時(shí)間、科學(xué)研究具有重要意義。

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