疟疾患者面部细胞代谢热图像特征初步研究

车志军 张瑞宏 黄健华 曾 毅 叶 晟 郝保云 安晓芳 陈 俊

疟疾患者面部细胞代谢热图像特征初步研究

车志军1张瑞宏1黄健华1曾 毅2叶 晟3郝保云3安晓芳3陈 俊3

本文通过对临床确诊的59例疟疾患者进行热断层（TTM）扫描，对患者面部细胞代谢热图像由30例非疟疾病，并经临床体检基本正常的人群进行对比分析，初步找出疟疾病患者面部细胞代谢热图像主要特征，包括恶性疟疾、间日性疟疾及混合型疟疾间的面部细胞代谢热特征及分布规律。文中详细介绍了利用TTM系统对疟疾患者面部细胞代谢热图像扫描的规范方法及数据分析的方法。进一步探讨了该研究结果应用于口岸对疟疾流行性传染病快速自动排查的优势及价值。

疟疾病；面部细胞代谢热；特征；热断层；特征自动识别；口岸流行性传染病排查

疟疾病是一种热带多发性传染病，具有较强的传染性，一但感染会严重破坏劳动力，引起各类并发症，如果治疗不及时也会危及生命，特别是对于恶性疟疾，为此我国口岸将疟疾病定为口岸严格控制的流行性传染病之一[1]。过去口岸排查流行性传染病的主要手段是测量体温。临床数据表明，许多流行性传染病，发热并不是特异性特征，疟疾病也不例外，因此仅用测发热来判定是否为某种传染病的手段，其有效性不高，为此应寻找到疟疾病的具有特异性的指标。并且该指标还应满足在口岸能快速被检测到，同时应尽量满足对人体无损伤，对环境无污染的要求。根据以上要求，在广泛调研的基础上，本文选用了细胞代谢热扫描成像的热断层（TTM）方法。

1 临床资料

从2011年5月～2012年10月，分别通过云南瑞丽检疫局、广州检疫局及广西检疫局，并与当地疾病控制中心合作，采集疟疾确诊病例58例，其中男50例，女8例，年龄16～55岁，平均年龄36.3岁；包含恶性疟10例，间日疟13例，混合疟7例，未知类型疟疾28例。同时在解放军总医院健康医学中心抽取30例常规化验指标全部正常的体检人员作为对照组，其中男25例，女5例，年龄19～43岁，平均年龄31岁。

2 数据采集及分析

细胞代谢热图像数据的采集所用设备为北京贝亿公司生产的TSI-2000型热断层扫描系统。采集时系统热扫描接收器调至向患者的冠状面图像，扫描图像完成后对图像进行冻结和保存。从热断层专用软件的数据库TTMdata中，调出所需细胞代谢热图像进行热辐射值的分析和测量，并对数据进行归纳比较和初步统计分析。具体数据如下表1、图1所示。

表1 疟疾确诊病例数据汇总

图1 三种病例图像演示

3 病例数据分析

根据所采集确诊病例及对照病例，进行数据分析，结果见表2。

表2 两组病例患者特征数据分析[n(%)]

数据显示，在恶性疟、间日疟及混合疟确诊患者中，普遍出现眼角代谢热增高，且出现几率很高，由于大量被疟原虫寄生的红细胞在血管内裂解，引起微血管局部管腔变窄或堵塞，引起局部组织因缺血性缺氧而变性、坏死的病理改变，在微血管较丰富的区域将出现高代谢热表现，同时额头代谢热降低。从对照组数据来看，非疟疾患者及正常人也可出现眼角代谢热增高，但代谢热数值高于额头代谢热值0.5以上的比例较低，与疟疾组存在显著差异。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谢热增高，但与额头代谢热差值一般不会高于0.5，如以此为疟疾筛查判断标准，虽然存在23%左右的假阳性率，但假阴性率较低，可作为快速筛查指标，而且TTM检查快速无损伤，无需抽血，相比传统筛查方式优势明显[2-4]。

4 TTM图像及数据规律

4.1 疟疾TTM图像及数据规律由于大量被疟原虫寄生的红细胞在血管内裂解，引起微血管局部管腔变窄或堵塞，引起局部组织因缺血性缺氧而变性、坏死的病理改变，在微血管较丰富的区域将出现高代谢热表现，在头面部代谢热分布中，以眼角部位出现高代谢热表现为疟疾特征表现，通常眼角代谢热值将高于额头代谢热平均值0.5以上。由于人体的保护性免疫反应，颈部淋巴及锁骨上淋巴将出现高代谢热表现（见图2）。

图2 疟疾患者头面部TTM图像

5 疟疾病患者面部细胞代谢热图像基本特征模型

通过上述对疟疾病患者细胞代谢热图像数据的采集和分析，初步得到以下，疟疾病患者面部细胞代谢热图像的分布特征模型（见图3）。疟疾病面部细胞代谢热主要分布为4个区，YJ1和YJ2及JLR和JLL分布异常。一般YJ1和YJ2数值基本相同，一般±0.2℃以内但绝对值＞35℃，并较额头高0.2℃以上并伴有JLR或JLL均高于35℃以上。

图3 疟疾病面部细胞代谢热分布

6 结果与讨论

从TTM设备筛查疟疾患者面部颈部对比代谢热图像规律的符合性上看，恶性疟10例全部符合，符合率100%；间日疟13例12例符合，符合率92.3%；混合疟7例中6例符合，符合率85.7%；未确定类型疟疾28例患者22例符合，符合率78.6%。以上58例中50例符合疟疾头面部代谢热分布特征，综合符合率86.2%。通过30例疟疾对照组病例中有7例符合疟疾头面部代谢热分布特征，假阳性率为23.3%。其中体温正常情况下采集符合图像规律14人，占确证病例的24.1%，占采集病例的15.9%。相比传统防控手段提高了准确率，缩小目标人群，符合口岸人群快速筛查的特点。在今年国境口岸重点防控疟疾的形势下，取得的成果尤其具有现实应用价值。在实践过程中不仅验证了热断层（TTM）技术及设备可以应用于口岸疟疾筛查工作，同时通过与SARS图像数据规律和甲型H1N1图像数据规律对比，也验证了一台TTM设备可以同时高效筛查多种传染性疾病的可行性[5]。

由于口岸传染病排查工作的特殊性，目前收集的疟疾病例数还不够充分，疟疾患者的病种也不足，因此会对疟疾病的面部细胞代谢热图像分布特征分析的精确度有一定影响。但就目前58例的数据看，其面部代谢热图像的分布特征归一性较强，因此初步判断随着病例数的增加，对面部细胞代谢热图像分布特征的影响不会大。通过上述研究工作，可初步看出疟疾病患者面部细胞代谢热图像具有特异性分布，根据该分布的规律设计电脑自动特征识别，可以提高口岸传染病的排查能力，减轻工作效率，从总体上提高口岸传染病的排查效率。另外根据上述疟疾病患者面部细胞代谢热图像特征的产生医学机理，本次研究工作没有进行，为此建议今后还应从医学机理上研究疟疾病的发病机制。

[1] 陈兴保,吴观陵,孙新.现代寄生虫病学[M].1版.北京：人民军医出版社,2002：268-273.

[2] 吴光煜.传染病护理学[M].1版.北京：北京大学医学出版社, 2008：110-114.

[3] 纪爱萍.疟疾伴药物性溶血性贫血1例报告[J].中国人兽共患病杂志,2000(03)：118.

[4] 王微,赵春惠,黄春,等.螺旋CT,X线胸片和热断层（TTM）对SARS诊断价值的研究[J].中国医学影像技术,2003(4)：17-20.

[5] 赵尚德,王青山,宋艳红,等.应用热扫描成像技术评价亚健康状态的诊断试验研究[J].疾病监测与控制杂志,2009,7(3)：412-414.

R254.6；R445.7

A

1673-5846（2013）01-0134-03

1北京出入境检验检疫局，北京 100026

2中国预防医学科学院病毒研究院，北京 100050

3北京贝亿安泰医学研究院，北京 100086