周选民　刘玥　胡承雷,曾蕾

(湖北医药学院 1.附属太和医院放射科；2.附属人民医院，湖北 十堰 442000)



CT对大鼠脂肪肝定量诊断的实验研究

周选民1刘玥2胡承雷1,曾蕾2

(湖北医药学院 1.附属太和医院放射科；2.附属人民医院，湖北 十堰 442000)

【摘要】目的通过构建大鼠非酒精性脂肪肝模型，验证CT在脂肪肝定量诊断中的作用，从而发现其特点，明确优、劣势，提高诊断的特异性和灵敏性。方法Wistar大鼠60只，适应性饲养1周后，按照随机对照原则，分为正常对照组(对照组)和非酒精性脂肪肝模型组(模型组)，每组30只。对照组一般饲料饲养，模型组给予高脂饲料。每组分别在第8、12、16周随机取10只大鼠，以1.0%戊巴比妥钠(3.0 ml/100 g体重，ip)麻醉大鼠，称取体重，肝脏行CT检查后，在无菌条件下手术开腹，取肝右叶中部一块5mg组织用10%甲醛固定，HE染色，观察组织病理变化。结果病理表现：对照组切片示肝细胞无脂肪变性。模型组8周为单纯性脂肪肝， 12周模型组为中~重度脂肪肝，16周始从脂肪性肝炎进展到脂肪性肝纤维化； 16周肝组织有炎性坏死。CT示：对照组图像为肝实质密度均匀。模型组8周有明显的脂肪变，图像可见肝脏轻度增大，肝实质密度减低；12周后表现更为明显，肝脏进一步增大且出现肝缘圆钝，肝实质密度比血液还低；16周后肝实质密度继续降低。体重、脂变评分和CT评分：对照组8周分别为(515.13±40.12)、(1.00±0.00)、(62.3±7.4)；模型组为(578.78±42.25)、(2.40±0.55)、(46.8±5.3)。对照组12周分别为(592.45±49.23)、(1.00±0.00)、(61.5±6.8)；模型组分别为(643.78±53.89)、(2.65±0.43)、(33.4±3.7)。对照组16周分别为(683.34±35.69)、(1.00±0.00)、(60.9±7.5)；模型组分别为(659.51±54.87)、(2.84±0.41)、(16.2±3.9)。对照组与模型组间在不同时期体重、脂变评分和CT评分比较均有显著性差异(P<0.05)。模型组HE染色确诊，轻度脂肪肝12例，中度10例，重度脂肪肝8例。按CT阈值标准的诊断符合率为53.3%；按血管相对密度值分级标准的诊断符合率为73.3%；按肝/脾CT值比值的诊断诊断符合率为90%。结论CT值的高低与肝脂肪沉积量呈明显负相关，可用于脂肪肝的早期诊断；肝内血管相对密度法和肝脾CT值比值法两者的结合在脂肪肝的定量诊断中具有较高的价值。

【关键词】计算机断层扫描摄影术； 大鼠； 非酒精性脂肪肝； 定量诊断

脂肪肝临床十分常见，可分为酒精性和非酒精性脂肪肝两种[5]。非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver，NAFL)，又称非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)，NAFLD已成为发达国家和地区的第一大肝病，也是发达国家防治研究的热点问题[1~3]。本研究以模拟非酒精性脂肪肝大鼠为实验对象，探讨大鼠NAFLD不同阶段病理特点及CT特征，为在人体开展NAFL定性、定量诊断提供理论依据。

1材料与方法

1.1实验动物模型的制作建立NAFLD大鼠模型[1,4]，Wistar大鼠60只(武汉大学实验动物研究中心提供)，鼠龄4~5周，体重160~180g。适应性饲养一周后，按照随机对照原则，分为正常对照组(对照组)和非酒精性脂肪肝模型组(模型组)，每组30只。对照组一般饲料饲养，模型组给予高脂饲料(基础饲料84%，猪油14%，胆固醇2%)。每组分别在第8、12、16周随机取10只大鼠，以1.0%戊巴比妥钠(3.0 ml/100 g体重，ip)麻醉大鼠，称取体重、肝脏行CT检查后在无菌条件下开腹取肝并测量肝重，取肝右叶中部5mg组织用10%甲醛固定及HE染色，观察组织病理变化。模型组和对照组大鼠性别、鼠龄及体重比较无显著差异，具有可比性，见表1。

表1　两组大鼠性别、鼠龄和体重的比较

1.2方法

1.2.1肝脏CT值测量使用GE Lightspeed 16排螺旋CT扫描仪行腹平扫,扫描前校正水准值为(0±5)HU。扫描参数：120 kV，150mA，层厚7.5 mm。利用GE公司ADW 4.2后处理工作站软件，分别测量同一层面肝、脾、降主动脉和下腔静脉的CT值。所选层面是肝右叶最大显示层面，测量肝、脾、降主动脉的感兴趣区(ROI)大小范围为40～80 mm2，测量下腔静脉的感兴趣区大小为30～50 mm2，肝、脾测量均采用两个相同面积感兴趣区的CT值(其中肝右叶脂肪肝病例的感兴趣区只在肝右叶内选择)，然后计算出平均值，以肝平均CT值±1.96倍标准差作为相应程度脂肪肝的阈值。然后分别计算肝/脾、肝/降主动脉、肝/下腔静脉的CT值比值。并由两位主治医师分别通过观察肝实质与肝血管的相对密度差来判定肝血管的相对密度，分为肝实质高于或略高于肝血管，肝实质等于肝血管(肝血管湮没)。肝实质低于肝血管(肝血管反转显示)和肝实质明显低于肝血管(肝血管明显反转显示，肝血管的CT值大于肝实质20 Hu以上，两者对比明显)。

1.2.2肝脏HE染色获取肝右叶中央部组织冰冻切片及10%甲醛固定标本行HE染色。按肝细胞脂肪变面积将肝脏病理改变半定量评分为1(<33%)、2(33%～66%)和3(>66%)，随机取五个视野进行评分，结果取均值。评分结果与CT结果对照，计算确诊率、误诊率及造模成功的个数。计算非酒精性脂肪肝CT诊断灵敏性、特异性。

2结果

2.1两组大鼠分别在8、12、16周后的CT表现对照组在各时间段肝实质密度均匀且高于脾及肝内血管密度。模型组8周后肝脏轻度增大，肝实质密度减低，门静脉、肝静脉及下腔静脉在肝实质低密度背景的衬托下呈现高密度影像，脾脏密度高于肝脏；12周后模型组表现更为明显，肝脏进一步增大且出现肝缘圆钝，肝实质密度比血液低；16周后模型组肝实质密度继续降低。

2.2两组大鼠分别在8、12、16周后的病理表现对照组各时间段切片示肝细胞无脂肪变性。模型组8周后脂肪变性以小泡变性为主；12周后为中度或重度脂肪肝，16周始从脂肪性肝炎进展到22周的脂肪性肝纤维化，16周肝组织有炎性坏死。三个时间段的体重比和脂变评分，见表2。

表2　两组大鼠三个时间段体重、病理评分和CT评分的比较

2.3模型组CT值分析CT评分与脂变评分之间的相关性和回归分析得出两者之间呈负相关，即CT值越高，脂变评分越低，且相关系数rp为-0．989。8、12、16周的CT值，见表3。

注：与对照组不同时期体重比较①P<0.05、不同时期脂变评分比较②P<0.05、不同时期CT评分比较，③P<0.05。

表3　模型组大鼠不同时间段CT值

2.4诊断病理诊断：模型组轻度脂肪肝12例，中度10例，中度脂肪肝8例。按CT阈值标准：诊断轻度脂肪肝8例，中度脂肪肝6例，重度脂肪肝2例，诊断符合率为53.3%。按血管相对密度值判断脂肪肝程度的分级标准：诊断轻度脂肪肝9例，中度脂肪肝7例，重度脂肪肝6例，诊断符合率为73.3%。按肝/脾CT值比值判断脂肪肝程度：诊断轻度脂肪肝12例，中度脂肪肝例8例，重度脂肪肝7例，诊断符合率为90%。

表4　几种方法诊断符合例数比较(n)

注：CT阈值血管密度和肝脾/CT值法在轻度脂肪肝和中度脂肪肝组诊断符合率之间无差异性，在重度脂肪肝组诊断符合率之间和总体诊断符合率均有差异。

3讨论

NAFLD诊疗指南明确指出NAFLD是一种与胰岛素抵抗和遗传易感密切相关的代谢应激性肝损伤，尽管患者无过量饮酒史，但病理学上的改变与酒精性脂肪肝相似[6]。NAFLD在发达国家很常见，随着我国居民生活水平的提高，脂肪肝的发病以每年10倍的速度剧增，已成为仅次于病毒性肝炎的第二大肝病[7]。因此，对脂肪肝的再认识是必要的。

组织病理学分析是脂肪肝确诊和分级的金标准。但这一诊断手段需要有创性手术或穿刺活检，穿刺活检过程中取样大小、部位对诊断结果有较大影响，与此同时，肝脏脂肪变性是一个动态发展的过程，而采用反复穿刺活检来了解病情进展是难以接受的。因此，临床上需要一种无创性、准确的检测手段来弥补穿刺活检或手术的不足之处。鉴于此影像学检查手段成为了研究热点。国内外学者采用超声、CT及MR等不同的检查手段对脂肪肝的诊断已取得初步成果。超声检查安全便利、价格低廉且国内绝大多数医疗机构均可开展，但超声受检查医师水平能力的影响大，且在鉴别肝脏纤维化和脂肪变性、发现轻度脂肪肝时有困难[7，8]。MR是目前被认为最敏感的检测手段之一[9]，但MR的主要缺陷在于后处理的复杂性及对设备要求高，检查时间长，价格昂贵，临床普及困难。应用CT检测脂肪肝很大程度上弥补了超声和MR的不足之处，利用CT定量检测脂肪肝可取得很好的效果[1~9]。

本研究利用模拟大鼠脂肪肝进行CT定量检测结果显示对照组与模拟组大鼠在8周、12周及16周以后病理脂肪变评分及CT评分均存在显著性差异。借助统计学软件分析CT评分与脂变评分之间的相关性和回归分析得出两者之间呈负相关，即CT值越高，脂变评分越低，CT值越低，脂变评分越高(rp为-0.989)。这一研究结果表明应用CT对检测脂肪肝是可行的。利用CT不同诊断手段结果显示CT阈值血管密度和肝脾/CT值法在轻度脂肪肝和中度脂肪肝组诊断符合率之间无差异性，在重度脂肪肝组诊断符合率之间有差异性，在总体诊断符合率有差异性。本研究轻、中度脂肪肝测定值与文献大致相仿，仅重度脂肪肝与报道有一定差异[1~10]，可能与重度脂肪肝病例数偏少有关。在不同程度脂肪肝之间，肝CT值范围有少部分互相重叠，可能是CT机系统误差或感兴趣区选择误差所致。本研究发现利用CT值直接定量分析脂肪肝对于诊断中、重度脂肪肝的准确性很高，但对于轻度脂肪肝的准确性较差，可能与感兴趣区选择不当、病例个体差异和缺少参照物对比有关。肝脏/脾脏比值法是国内放射医师一直沿用的标准，但国外有文献报道该方法对脂肪性肝炎的敏感性较低且在其它器质性病变同样会出现肝脏密度变化，影响结果的准确性[10]。

正常情况血液CT值是40～50Hu[11]，本研究所测降主动脉和下腔静脉的CT均值为39.49Hu。由于轻度脂肪肝的CT值也多在此范围，故肝血管多表现为等密度(肝血管湮没)。中、重度脂肪肝的肝实质多低于肝血管的CT值，表现为不同程度的肝血管反转显示。肝血管相对密度定量分析脂肪肝的准确性较高，国内血肿利用肝血管相对密度法与肝脏/脾脏比值法对比研究认为前者有更高的诊断正确率[12]，主要是因为肝血管与肝实质密度相对比显示较清晰，但还是受到人为判断等主观因素的影响，尤其是在诊断轻度脂肪肝时，此方法也有一定的局限性。

国内学者大多认为脾脏CT值相对较固定，故肝/脾CT值的比值可作为诊断脂肪肝并衡量脂肪肝程度的参考标准或作为随访疗效的依据。笔者认为肝/脾CT值的比值对于诊断脂肪肝非常有意义，尤其是判定脂肪肝的存在与否。但笔者也发现脾的CT值变化范围较大(45～58Hu)，对于不同程度脂肪肝的定量分析有一定影响，而降主动脉和下腔静脉相对变化范围较小，本次通过测降主动脉、下腔静脉CT值发现数据呈现明显的正态分布，故认为也可用肝/降主动脉、肝/下腔静脉的CT值比值来定量分析脂肪肝。由于下腔静脉形态多变，CT值测量存在一定难度，故推荐肝/降主动脉CT值比值作为脂肪肝定量分析的另一可靠指标，可以与肝/脾CT值比值配合使用。

本文利用大鼠进行对照研究结果表明，按CT阈值标准的诊断符合率为53.3%；按血管相对密度值分级标准的诊断符合率为73.3%；按肝/脾CT值比值的诊断诊断符合率为90%。

4结论

本实验研究结果表明，CT值的高低与肝脂肪沉积量呈明显负相关，可用于脂肪肝的早期诊断；肝内血管相对密度法和肝脾CT值比值法两者的结合在脂肪肝的定量诊断中具有较高的应用价值。

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Quantitative diagnosis for fatty liver in rat through Computed Tomography

ZHOU Xuan-min, LIU Yue, HU Cheng-lei,etal

(DepartmentofRadiology,TaiheHospital,RenminHospital,HubeiUniversityofMedicine,Shiyan442000,Hubei,China)

【Abstract】ObjectiveFatty liver models in rats were constructed to verify Computed Tomography (CT) examination’s effects in the quantitative diagnosis of fatty liver, and to discover Computed Tomography (CT) examination’s features for fatty liver and make CT’s diagnosis advantage and disadvantage explicit in order to improve CT’s specificity and sensitivity for fatty liver’s diagnosis.Methods60 Wistar rats, according to principle of random and comparison, were divided into the normal group and the fatty liver group. The rats in the normal group were fed with regular forage, and rats in the fatty liver group were fed with high fat diet.10 rats were taken randomly from each group after feeding for 8, 12 and 16weeks, and taken CT examination, then taken open appendectomy under aseptic conditions. 5 mg specimen from the middle part of right liver were fixed with 10% formaldehyde, and stained with hematoxylin-eosin to observe histopathological change.ResultsPathology showed that there was no steatosis in the normal group; The specimen hepar adiposum appeared 8 weeks after treatment, Moderate-Severe fatty liver appeared 12 weeks after treatment, steatohepatitis and hepatic fibrosis appeared 16 weeks after treatment. CT showed rats in the normal group had the same liver parenchyma density. The fatty degeneration, liver volume increased and liver parenchyma density decreased appeared 8, 12 and 16 weeks after treatment. There were significant differences in weight, score of fatty degeneration, CT value among the normal group and the fatty liver group during different period. There were 12 cases of simple hepar adiposum and 10 cases of moderate fatty liver and 8 cases of severe fatty liver diagnosed with HE stained. The correct diagnosis rate was 53.3% depended on CT scope standard. The correct diagnosis rate was 73.3% depended vesscle density standard. The correct diagnosis rate was 90% depended on liver/spleen CT value standard.ConclusionThere is negative correlation between CT and liver fat deposit, which can be fit for the early diagnosis of the fatty liver. The integration of relative density of hepatic vessels and the ratio of liver-spleen has value in the quantitative diagnosis for the fatty liver.

【Key words】Computed Tomography; Fatty liver; Rat; Quantitative diagnosis

(收稿日期：2014-01-16； 编辑： 陈舟贵)

【中图分类号】R 575.5

【文献标志码】A

doi：10.3969/j.issn.1672-3511.2015.01.004