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(yīng)用的檢查手段,具有無創(chuàng)傷性、應(yīng)用面廣、操作方便靈活、安全可靠而又價格低廉等優(yōu)點(diǎn),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(yīng)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(yīng)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(guān)于腎臟腎盂發(fā)育形態(tài)學(xué)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(jìn)行隨訪,這2種方式均對動物有較大損傷,而B超進(jìn)

2、行發(fā)育隨訪研究腎臟腎盂的形態(tài)學(xué)則有較多優(yōu)勢,可以針對動物個體腎臟發(fā)育情況進(jìn)行連續(xù)跟蹤隨訪,且隨著B超三維重建技術(shù)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(xiàng)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(yīng)用,而關(guān)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(shù)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(zhǔn)確地對各種不同情況的腎臟進(jìn)行檢

3、查,重建和測量,為進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)。
　　第一部分高頻顯微超聲獲取小鼠腎臟影像的技術(shù)手段的確立
　　目的:通過實(shí)驗(yàn)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(cè)腎臟進(jìn)行掃描,重建獲得的腎臟體積同文獻(xiàn)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(jìn)行兩組獨(dú)立樣本的成組t檢驗(yàn),了解高頻顯微超聲三維重建測量小鼠腎臟體積的準(zhǔn)確性,同時和經(jīng)典的microCT法及溢水法進(jìn)行比較,了解超聲三維重建的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)及應(yīng)用前景。
　　結(jié)果:5只小鼠從出生至8周齡檢查結(jié)束,無一只因?yàn)槁樽硪馔?操作不當(dāng)導(dǎo)致死亡,且每次試驗(yàn)結(jié)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(guān)合并癥。預(yù)實(shí)驗(yàn)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(xiàn)中報道的microCT法測得的腎臟體積用SPSS15.0進(jìn)行兩組獨(dú)立樣本的成組t檢驗(yàn),p=0.817＞0.05。
　　結(jié)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(jié)果無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,準(zhǔn)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(fù)性高,無創(chuàng)性,準(zhǔn)確性,便利性,成本低,速效性以及客觀性等多種優(yōu)點(diǎn),也存在對技術(shù)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(shù)人員疲勞等缺點(diǎn),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(diǎn)和不足隨著技術(shù)的進(jìn)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(shù)手段,對腎輸尿管畸形小鼠動物模型的腎臟發(fā)育過程進(jìn)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(shù)

7、,同時為將來進(jìn)一步研究腎實(shí)質(zhì)體積和功能的關(guān)系以及小鼠。腎臟發(fā)育學(xué)打下基礎(chǔ)。
　　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(chǎn)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(shù)手段,對新生小鼠腎臟腎盂發(fā)育進(jìn)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(guān)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(jìn)行2組獨(dú)立樣本

8、的成組t檢驗(yàn),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(diǎn),并通過三維重建立體圖來展示正常腎臟的發(fā)育過程。
　　結(jié)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(jì)學(xué)差異,除此以外在其他周齡段都有較為顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)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(dú)立樣本t檢驗(yàn),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(jì)學(xué)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(jì)學(xué)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(yàn),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(jì)學(xué)差異,而腎盂體積則在2周齡到3周齡時無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,其余周齡段均有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)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(jì)學(xué)差異,在其他各周齡段均有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,積水小鼠腎盂體積在2周齡和3周齡無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,在其他各周齡段均有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)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(jié)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(shù)手段是和正常腎臟完全一樣的,當(dāng)然積水腎臟還會出現(xiàn)諸如側(cè)壁回聲失落等現(xiàn)象,導(dǎo)致誤差的增大;2.關(guān)于2周齡時積水小鼠和正常小鼠腎臟體積無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的原因,一方面可能和樣本量較少有關(guān),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(rèn)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(jì)學(xué)差異這一結(jié)果有關(guān),還需增大積水小鼠的樣本量,并進(jìn)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(jié)論。5.對積水小鼠來說,2周齡后