高頻顯微超聲三維重建無創(chuàng)性測量小鼠腎臟的研究.pdf

1、超聲是臨床上廣泛應用的檢查手段,具有無創(chuàng)傷性、應用面廣、操作方便靈活、安全可靠而又價格低廉等優(yōu)點,在泌尿外科,超聲檢查已在腎臟,輸尿管,膀胱以及前列腺疾病的診斷中得到廣泛應用,甚至已經(jīng)成為首選檢查手段,但是,常規(guī)二維超聲有很多臨床應用局限性,比如無法直觀地反映臟器的立體形態(tài),另一方面,目前關于腎臟腎盂發(fā)育形態(tài)學變化方面的研究雖然比較多,但往往需要處死動物解剖腎臟,或者使用有放射性危害的CT進行隨訪,這2種方式均對動物有較大損傷,而B超進

2、行發(fā)育隨訪研究腎臟腎盂的形態(tài)學則有較多優(yōu)勢,可以針對動物個體腎臟發(fā)育情況進行連續(xù)跟蹤隨訪,且隨著B超三維重建技術的發(fā)展和成熟,將來也有望部分取代CTU等一些泌尿外科較為昂貴的檢查項目。雖然三維超聲已經(jīng)問世,但由于各種原因,至今未得到臨床應用,而關于二維超聲三維重建的研究很少,本研究將以小鼠為研究對象,從技術手段的確立,高頻顯微超聲三維重建隨訪腎輸尿管畸形小鼠腎臟發(fā)育這兩個方面,來研究B超三維重建是否能較為準確地對各種不同情況的腎臟進行檢

3、查,重建和測量,為進一步研究奠定基礎。
　　第一部分高頻顯微超聲獲取小鼠腎臟影像的技術手段的確立
　　目的:通過實驗建立使用Vevo770UBM超聲掃描系統(tǒng)獲取小鼠腎臟影像的操作流程,并熟練掌握操作過程中安全麻醉小鼠的方法。
　　材料與方法:取正常C57BL/6新生小鼠5只,分別在生后第1天,第1,2,3及6-8周用Vevo770UBM系統(tǒng)高頻顯微超聲對小鼠雙側腎臟進行掃描,重建獲得的腎臟體積同文獻報道的常用于測量小鼠

4、腎臟體積的microCT法所測得的體積用SPSS15.0進行兩組獨立樣本的成組t檢驗,了解高頻顯微超聲三維重建測量小鼠腎臟體積的準確性,同時和經(jīng)典的microCT法及溢水法進行比較,了解超聲三維重建的優(yōu)點和缺點及應用前景。
　　結果:5只小鼠從出生至8周齡檢查結束,無一只因為麻醉意外,操作不當導致死亡,且每次試驗結束后,小鼠均能被它的母親接納并繼續(xù)撫養(yǎng),也未出現(xiàn)其他相關合并癥。預實驗小鼠共10個腎臟,測得的體積見表1,平均體積為:

5、183.18±30.90mm3,同文獻中報道的microCT法測得的腎臟體積用SPSS15.0進行兩組獨立樣本的成組t檢驗,p=0.817＞0.05。
　　結論:1.高頻顯微超聲法和microCT法三維重建檢測小鼠腎臟體積結果無明顯統(tǒng)計學差異,準確性較好。2.高頻顯微超聲法具有安全性高,放射性小,可重復性高,無創(chuàng)性,準確性,便利性,成本低,速效性以及客觀性等多種優(yōu)點,也存在對技術人員要求較高,腎臟上下極處常顯示不清,檢測過程中存在

6、的干擾因素較多,檢測時間較長以及易引起技術人員疲勞等缺點,但總的來說,相較于microCT法及溢水法,高頻顯微超聲法的優(yōu)勢是明顯地,同時我們也相信它的缺點和不足隨著技術的進步能被逐步克服。
　　第二部分高頻顯微超聲三維重建隨訪腎輸尿管畸形小鼠腎臟發(fā)育
　　目的:利用第一部分建立的高頻顯微超聲三維重建檢測小鼠腎臟的技術手段,對腎輸尿管畸形小鼠動物模型的腎臟發(fā)育過程進行隨訪,完善高頻顯微超聲三維重建對積水腎臟和正常腎臟的檢測技術

7、,同時為將來進一步研究腎實質體積和功能的關系以及小鼠。腎臟發(fā)育學打下基礎。
　　材料與方法:我們共選取4對ROBO2基因敲除的C57BU6小鼠,分別交配產仔,建立正常和積水腎臟的動物模型,并使用第一部分建立的技術手段,對新生小鼠腎臟腎盂發(fā)育進行隨訪,將存活時間大于等于3周齡的小鼠入組,并用剪尾法測小鼠ROBO2基因型,了解基因型和表現(xiàn)性間的關系,并用SPSS15.0軟件對正常小鼠腎臟。腎盂體積和積水小鼠腎臟腎盂體積進行2組獨立樣本

8、的成組t檢驗,并描繪腎臟及腎盂發(fā)育箱圖,了解小鼠腎臟腎盂的發(fā)育規(guī)律和特點,并通過三維重建立體圖來展示正常腎臟的發(fā)育過程。
　　結果:最后總共有3只積水小鼠和8只正常小鼠存活至3周齡以上,這些小鼠腎臟三維重建測得的數(shù)據(jù)列入表2中,剪尾法測小鼠基因型和小鼠最終的表現(xiàn)型和理論一致,正常小鼠和積水小鼠的腎臟體積在2周齡時無統(tǒng)計學差異,除此以外在其他周齡段都有較為顯著的統(tǒng)計學差異,而正常小鼠和積水小鼠腎盂體積從出生一直到8周發(fā)育成熟每一個周

9、齡段均有顯著差異;而從腎臟腎盂發(fā)育箱圖可以看出,可以看出正常小鼠腎臟體積隨周齡的增加而增加,而腎盂的體積在2周齡和3周齡時出現(xiàn)波動,并不像腎臟體積一樣呈現(xiàn)從始至終一致的增加趨勢;積水小鼠腎臟體積和。腎盂體積則均隨周齡的增加而增加;通過腎盂占腎臟百分比的獨立樣本t檢驗,發(fā)現(xiàn)正常小鼠和積水小鼠在生后1天和1周齡時,腎盂占腎臟體積的百分比無顯著統(tǒng)計學差異,而2周齡到6-8周齡時,正常和積水小鼠腎盂占腎臟體積的百分比均有顯著統(tǒng)計學差異:通過正常

10、小鼠和積水小鼠各自發(fā)育過程配對樣本t檢驗,我們發(fā)現(xiàn),正常小鼠腎臟腎盂發(fā)育過程中,腎臟體積在不同周齡段均有顯著統(tǒng)計學差異,而腎盂體積則在2周齡到3周齡時無明顯統(tǒng)計學差異,其余周齡段均有顯著統(tǒng)計學差異;積水小鼠腎臟體積在2周齡到3周齡時無顯著統(tǒng)計學差異,在其他各周齡段均有顯著統(tǒng)計學差異,積水小鼠腎盂體積在2周齡和3周齡無顯著統(tǒng)計學差異,在其他各周齡段均有顯著統(tǒng)計學差異;同時通過三維立體圖片及腎臟矢狀面圖片直觀展示小鼠腎臟腎盂發(fā)育過程。

11、>　　結論:1.在三維重建過程中,積水腎臟的重建與正常腎臟的重建并無明顯差別,除了超聲表現(xiàn)和正常小鼠不同以外,三維重建的技術手段是和正常腎臟完全一樣的,當然積水腎臟還會出現(xiàn)諸如側壁回聲失落等現(xiàn)象,導致誤差的增大;2.關于2周齡時積水小鼠和正常小鼠腎臟體積無統(tǒng)計學差異的原因,一方面可能和樣本量較少有關,另一方面,重度積水的小鼠基本上在2周齡前就己死亡,入組的積水小鼠一般為輕中度積水,因此腎臟體積較正常腎臟增大不明顯;3.從小鼠腎臟腎盂發(fā)育

12、箱圖可以看出,2周齡時正常小鼠的腎盂體積大于3周齡時正常小鼠的腎盂體積,但差別較小,我們認為同樣也是由于樣本量較少以及不可避免的誤差所造成的:4.不論正常小鼠還是積水小鼠腎盂的體積發(fā)育均在2周齡和3周齡時有一個減速和停滯的過程,而這個過程是否和積水小鼠腎臟體積在2周齡和3周齡時無明顯統(tǒng)計學差異這一結果有關,還需增大積水小鼠的樣本量,并進一步探討尿路畸形小鼠在2到3周齡時積水程度一過性緩解的原因,方可得出結論。5.對積水小鼠來說,2周齡后