超声与剪切波弹性成像在非酒精性脂肪性肝病/非酒精性脂肪性肝炎大鼠模型中的应用

利用超声和剪切波弹性成像技术，研究人员能够测量非酒精性脂肪性肝炎模型中隐含的肝脏脂肪和纤维化变化。该成像技术是一种无创、高通量且具有临床可转化性的方法，可用于药物发现过程中评估非酒精性脂肪性肝炎模型的疾病分期及治疗效果。首先，将6至7周龄、体重150至175克的雄性Wistar Han大鼠每两只一组，饲养于独立通风笼具中，垫料适宜，环境温度约为22摄氏度，相对湿度40%至70%，光照周期为12小时光照/12小时黑暗。

为20只大鼠提供胆碱缺乏、高脂肪并含1%胆固醇的饮食，另为20只大鼠提供标准实验室啮齿类动物饲料。设置成像仪器时，在成像区域放置加热板以在成像过程中保持动物体温，并固定麻醉面罩以输送吸入性麻醉剂。使用超声探头支架将超声探头移至所需位置，并防止探头直接接触动物体表。

当大鼠完全麻醉后，将其从诱导室转移至温热的循环水垫上。使用化学脱毛膏去除大鼠右侧从肋骨至骨盆区域的毛发。将大鼠置于左侧卧位，并用胶带将前肢固定在头部上方的温热成像平台上。

按下仪器控制面板上的患者键，并根据研究设计确认受试对象。在大鼠脱毛区域的皮肤上涂抹少量预热的超声耦合剂。移动超声探头使其接触涂有耦合剂的区域。

当屏幕上出现内脏器官的实时B模式图像时，将超声探头移动至髋部稍上方区域，位置与腰椎平行。使用B模式显示，通过识别较大的肾动脉以及皮质与髓质的分界来定位右肾。在图像的单一平面中观察部分肝脏，并确保图像中无气泡或阴影存在。

调整焦距，确保肾皮质与肝实质处于同一平面，以获得清晰的图像。冻结画面时，应确保动物处于呼吸间期，避免采集到模糊的图像。选择B模式比值，以测量所选感兴趣区域组织的相对亮度。

在肝脏图像上创建一个两毫米的圆圈，并将其放置在肝脏的兴趣区域，该区域位于肾脏右侧。在肾脏皮质图像上放置一个新的圆圈，保持肝脏和肾脏皮质圆圈的深度相同。按下控制面板上的选择按钮，以B模式比值显示肝肾指数，并在组织的不同深度和切面上重复测量三次，然后计算平均值。

在右侧肋缘下区域横向移动探头，使用B模式定位肝脏。选择一个以肝实质为主且无大血管（如门静脉和肝动脉）的清晰肝组织区域，然后按下控制面板上的SWE按钮，生成该组织的剪切波弹性图。调整SWE取样框的大小和位置，将其置于肝包膜下方无阴影干扰的区域。

当盒子充满且状态稳定时，在大鼠两次呼吸的间隙按下控制面板上的冻结按钮。轻触仪器触摸屏上的 Q-Box，以从剪切波弹性图的兴趣区域计算弹性值。此时将出现一个圆形和一个数据框。

将圆圈置于无阴影且着色均匀的区域，避开组织僵硬区。通过在腹部上下或左右移动探头，重复该操作三次，以获取肝脏不同区域的SWE映射图像。操作完成后，移除足垫上的胶带，并擦去多余的凝胶。

将大鼠放回温暖干燥的笼子中，让其完全恢复。使用轨迹球和选择按钮，勾选患者姓名旁的复选框，以选择数据分析所需的所有扫描图像。导出文件后，打开每个扫描的独立 JPG 文件，并观察图像右侧的数据。

将所有数据复制到电子表格或其他数据库管理软件中，并进行所需的统计分析。对照组和胆碱缺乏高脂饮食组的肝肾指数代表性图像显示，对照组中肝脏在肾皮质区域的亮度几乎相同，肝肾指数小于1。在高脂饮食组中，肝脏亮度增加，在6周和12周时间点的肝肾指数分别升高至1.91和1.79。

高脂饮食组的肝肾指数在前3至6周内迅速升高，之后趋于平稳。经油红O染色的肝脏切片显示，与对照组相比，高脂饮食组的染色面积显著增加。染色面积百分比与肝肾指数之间也存在相关性。

高脂饮食组在12周内组织硬度逐渐增加，由于纤维化导致硬度达到23.1千帕。使用天狼星红对肝组织样本进行染色，以定位胶原蛋白作为纤维化的指标。与对照组相比，高脂饮食组的染色面积百分比显著增加。

染色面积百分比与剪切波E模量数值之间也存在显著相关性。正确放置探头以及测量圈或测量框非常重要。避免图像中出现伪影，可确保测量结果具有可重复性和一致性。

在操作结束后，还可对尸检组织进行肝脏甘油三酯和胶原基因表达的离体测量，以验证成像中观察到的结果。