車志軍 張瑞宏 黃健華 曾 毅 葉 晟 郝保云 安曉芳 陳 俊

瘧疾患者面部細(xì)胞代謝熱圖像特征初步研究

車志軍1張瑞宏1黃健華1曾 毅2葉 晟3郝保云3安曉芳3陳 俊3

本文通過對臨床確診的59例瘧疾患者進(jìn)行熱斷層（TTM）掃描，對患者面部細(xì)胞代謝熱圖像由30例非瘧疾病，并經(jīng)臨床體檢基本正常的人群進(jìn)行對比分析，初步找出瘧疾病患者面部細(xì)胞代謝熱圖像主要特征，包括惡性瘧疾、間日性瘧疾及混合型瘧疾間的面部細(xì)胞代謝熱特征及分布規(guī)律。文中詳細(xì)介紹了利用TTM系統(tǒng)對瘧疾患者面部細(xì)胞代謝熱圖像掃描的規(guī)范方法及數(shù)據(jù)分析的方法。進(jìn)一步探討了該研究結(jié)果應(yīng)用于口岸對瘧疾流行性傳染病快速自動排查的優(yōu)勢及價值。

瘧疾病；面部細(xì)胞代謝熱；特征；熱斷層；特征自動識別；口岸流行性傳染病排查

瘧疾病是一種熱帶多發(fā)性傳染病，具有較強(qiáng)的傳染性，一但感染會嚴(yán)重破壞勞動力，引起各類并發(fā)癥，如果治療不及時也會危及生命，特別是對于惡性瘧疾，為此我國口岸將瘧疾病定為口岸嚴(yán)格控制的流行性傳染病之一[1]。過去口岸排查流行性傳染病的主要手段是測量體溫。臨床數(shù)據(jù)表明，許多流行性傳染病，發(fā)熱并不是特異性特征，瘧疾病也不例外，因此僅用測發(fā)熱來判定是否為某種傳染病的手段，其有效性不高，為此應(yīng)尋找到瘧疾病的具有特異性的指標(biāo)。并且該指標(biāo)還應(yīng)滿足在口岸能快速被檢測到，同時應(yīng)盡量滿足對人體無損傷，對環(huán)境無污染的要求。根據(jù)以上要求，在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，本文選用了細(xì)胞代謝熱掃描成像的熱斷層（TTM）方法。

1 臨床資料

從2011年5月～2012年10月，分別通過云南瑞麗檢疫局、廣州檢疫局及廣西檢疫局，并與當(dāng)?shù)丶膊】刂浦行暮献鳎杉懠泊_診病例58例，其中男50例，女8例，年齡16～55歲，平均年齡36.3歲；包含惡性瘧10例，間日瘧13例，混合瘧7例，未知類型瘧疾28例。同時在解放軍總醫(yī)院健康醫(yī)學(xué)中心抽取30例常規(guī)化驗(yàn)指標(biāo)全部正常的體檢人員作為對照組，其中男25例，女5例，年齡19～43歲，平均年齡31歲。

2 數(shù)據(jù)采集及分析

細(xì)胞代謝熱圖像數(shù)據(jù)的采集所用設(shè)備為北京貝億公司生產(chǎn)的TSI-2000型熱斷層掃描系統(tǒng)。采集時系統(tǒng)熱掃描接收器調(diào)至向患者的冠狀面圖像，掃描圖像完成后對圖像進(jìn)行凍結(jié)和保存。從熱斷層專用軟件的數(shù)據(jù)庫TTMdata中，調(diào)出所需細(xì)胞代謝熱圖像進(jìn)行熱輻射值的分析和測量，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納比較和初步統(tǒng)計分析。具體數(shù)據(jù)如下表1、圖1所示。

表1 瘧疾確診病例數(shù)據(jù)匯總

圖1 三種病例圖像演示

3 病例數(shù)據(jù)分析

根據(jù)所采集確診病例及對照病例，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果見表2。

表2 兩組病例患者特征數(shù)據(jù)分析[n(%)]

數(shù)據(jù)顯示，在惡性瘧、間日瘧及混合瘧確診患者中，普遍出現(xiàn)眼角代謝熱增高，且出現(xiàn)幾率很高，由于大量被瘧原蟲寄生的紅細(xì)胞在血管內(nèi)裂解，引起微血管局部管腔變窄或堵塞，引起局部組織因缺血性缺氧而變性、壞死的病理改變，在微血管較豐富的區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)高代謝熱表現(xiàn)，同時額頭代謝熱降低。從對照組數(shù)據(jù)來看，非瘧疾患者及正常人也可出現(xiàn)眼角代謝熱增高，但代謝熱數(shù)值高于額頭代謝熱值0.5以上的比例較低，與瘧疾組存在顯著差異。正常人由于其他原因，如熬夜、眼部感染、鼻部疾病及上呼吸道感染，造成眼角部位局部充血，也可造成眼角部位代謝熱增高，但與額頭代謝熱差值一般不會高于0.5，如以此為瘧疾篩查判斷標(biāo)準(zhǔn)，雖然存在23%左右的假陽性率，但假陰性率較低，可作為快速篩查指標(biāo)，而且TTM檢查快速無損傷，無需抽血，相比傳統(tǒng)篩查方式優(yōu)勢明顯[2-4]。

4 TTM圖像及數(shù)據(jù)規(guī)律

4.1 瘧疾TTM圖像及數(shù)據(jù)規(guī)律由于大量被瘧原蟲寄生的紅細(xì)胞在血管內(nèi)裂解，引起微血管局部管腔變窄或堵塞，引起局部組織因缺血性缺氧而變性、壞死的病理改變，在微血管較豐富的區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)高代謝熱表現(xiàn)，在頭面部代謝熱分布中，以眼角部位出現(xiàn)高代謝熱表現(xiàn)為瘧疾特征表現(xiàn)，通常眼角代謝熱值將高于額頭代謝熱平均值0.5以上。由于人體的保護(hù)性免疫反應(yīng)，頸部淋巴及鎖骨上淋巴將出現(xiàn)高代謝熱表現(xiàn)（見圖2）。

圖2 瘧疾患者頭面部TTM圖像

5 瘧疾病患者面部細(xì)胞代謝熱圖像基本特征模型

通過上述對瘧疾病患者細(xì)胞代謝熱圖像數(shù)據(jù)的采集和分析，初步得到以下，瘧疾病患者面部細(xì)胞代謝熱圖像的分布特征模型（見圖3）。瘧疾病面部細(xì)胞代謝熱主要分布為4個區(qū)，YJ1和YJ2及JLR和JLL分布異常。一般YJ1和YJ2數(shù)值基本相同，一般±0.2℃以內(nèi)但絕對值＞35℃，并較額頭高0.2℃以上并伴有JLR或JLL均高于35℃以上。

圖3 瘧疾病面部細(xì)胞代謝熱分布

6 結(jié)果與討論

從TTM設(shè)備篩查瘧疾患者面部頸部對比代謝熱圖像規(guī)律的符合性上看，惡性瘧10例全部符合，符合率100%；間日瘧13例12例符合，符合率92.3%；混合瘧7例中6例符合，符合率85.7%；未確定類型瘧疾28例患者22例符合，符合率78.6%。以上58例中50例符合瘧疾頭面部代謝熱分布特征，綜合符合率86.2%。通過30例瘧疾對照組病例中有7例符合瘧疾頭面部代謝熱分布特征，假陽性率為23.3%。其中體溫正常情況下采集符合圖像規(guī)律14人，占確證病例的24.1%，占采集病例的15.9%。相比傳統(tǒng)防控手段提高了準(zhǔn)確率，縮小目標(biāo)人群，符合口岸人群快速篩查的特點(diǎn)。在今年國境口岸重點(diǎn)防控瘧疾的形勢下，取得的成果尤其具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價值。在實(shí)踐過程中不僅驗(yàn)證了熱斷層（TTM）技術(shù)及設(shè)備可以應(yīng)用于口岸瘧疾篩查工作，同時通過與SARS圖像數(shù)據(jù)規(guī)律和甲型H1N1圖像數(shù)據(jù)規(guī)律對比，也驗(yàn)證了一臺TTM設(shè)備可以同時高效篩查多種傳染性疾病的可行性[5]。

由于口岸傳染病排查工作的特殊性，目前收集的瘧疾病例數(shù)還不夠充分，瘧疾患者的病種也不足，因此會對瘧疾病的面部細(xì)胞代謝熱圖像分布特征分析的精確度有一定影響。但就目前58例的數(shù)據(jù)看，其面部代謝熱圖像的分布特征歸一性較強(qiáng)，因此初步判斷隨著病例數(shù)的增加，對面部細(xì)胞代謝熱圖像分布特征的影響不會大。通過上述研究工作，可初步看出瘧疾病患者面部細(xì)胞代謝熱圖像具有特異性分布，根據(jù)該分布的規(guī)律設(shè)計電腦自動特征識別，可以提高口岸傳染病的排查能力，減輕工作效率，從總體上提高口岸傳染病的排查效率。另外根據(jù)上述瘧疾病患者面部細(xì)胞代謝熱圖像特征的產(chǎn)生醫(yī)學(xué)機(jī)理，本次研究工作沒有進(jìn)行，為此建議今后還應(yīng)從醫(yī)學(xué)機(jī)理上研究瘧疾病的發(fā)病機(jī)制。

[1] 陳興保,吳觀陵,孫新.現(xiàn)代寄生蟲病學(xué)[M].1版.北京：人民軍醫(yī)出版社,2002：268-273.

[2] 吳光煜.傳染病護(hù)理學(xué)[M].1版.北京：北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社, 2008：110-114.

[3] 紀(jì)愛萍.瘧疾伴藥物性溶血性貧血1例報告[J].中國人獸共患病雜志,2000(03)：118.

[4] 王微,趙春惠,黃春,等.螺旋CT,X線胸片和熱斷層（TTM）對SARS診斷價值的研究[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2003(4)：17-20.

[5] 趙尚德,王青山,宋艷紅,等.應(yīng)用熱掃描成像技術(shù)評價亞健康狀態(tài)的診斷試驗(yàn)研究[J].疾病監(jiān)測與控制雜志,2009,7(3)：412-414.

R254.6；R445.7

A

1673-5846（2013）01-0134-03

1北京出入境檢驗(yàn)檢疫局，北京 100026

2中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院病毒研究院，北京 100050

3北京貝億安泰醫(yī)學(xué)研究院，北京 100086