瘧疾患者面部細胞代謝熱圖像特征初步研究

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例瘧疾患者進行熱斷層（TTM）掃描，對患者面部細胞代謝熱圖像由30例非瘧疾病，并經(jīng)臨床體檢基本正常的人群進行對比分析，初步找出瘧疾病患者面部細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胞代謝熱特征及分布規(guī)律。文中詳細介紹了利用TTM系統(tǒng)對瘧疾患者面部細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，具有較強的傳染性，一但感染會嚴重破壞勞動力，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。并且該指標還應(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?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)化驗指標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)出所需細胞代謝熱圖像進行熱輻射值的分析和測量，并對數(shù)據(jù)進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準，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，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 瘧疾病患者面部細胞代謝熱圖像基本特征模型

通過上述對瘧疾病患者細胞代謝熱圖像數(shù)據(jù)的采集和分析，初步得到以下，瘧疾病患者面部細胞代謝熱圖像的分布特征模型（見圖3）。瘧疾病面部細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)防控手段提高了準確率，縮小目標人群，符合口岸人群快速篩查的特點。在今年國境口岸重點防控瘧疾的形勢下，取得的成果尤其具有現(xiàn)實應(yīng)用價值。在實踐過程中不僅驗證了熱斷層（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，因此初步判斷隨著病例數(shù)的增加，對面部細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胞代謝熱圖像特征的產(chǎn)生醫(yī)學(xué)機理，本次研究工作沒有進行，為此建議今后還應(yīng)從醫(yī)學(xué)機理上研究瘧疾病的發(fā)病機制。

[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