拉曼光谱仪测定肝脏脂肪含量的临床验证

目前报告了三种主要方法来评估死者供体肝脏取出前的肝脂肪变性：非侵入性成像技术、由经验丰富的病理学家对肝活检样本进行评估以及由移植外科医生进行评估。

目前使用的成像技术包括超声检查 (USG)、计算机断层扫描 (CT) 和磁共振成像 (MRI)。 尽管它具有可接受的灵敏度水平，但 USG 不提供可重现的定量信息。 它可以在大多数中心使用，但它取决于运营商。 同样，用于准确量化脂肪变性的非增强 CT 扫描的诊断性能也不可靠。 MRI 在诊断肝脂肪变性方面具有高度敏感性和特异性，据报道，使用 3.0-T MRI 进行脂肪量化可以提供足够的灵敏度来检测和量化活体肝脏供体候选者的脂肪变性。 然而，这种复杂的技术限制了它在常规器官获取中的应用。

由专家病理学家对肝活检样本进行的显微镜评估是脂肪变性评估的金标准。 脂肪变性的存在和类型可以通过显微镜评估来确定。 脂肪变性的等级可根据国际标准确定。

尽管是金标准，但在美国只有 23% 的移植肝脏记录了活检。 由于采购时并不总是有病理学家在场，因此许多中心主要依赖采购外科医生对脂肪变性和器官质量的评估（即 移植外科医生）。 在此评估期间，根据实质质地标准评估供体肝脏，例如黄色程度（正常、轻度、中度、重度）和坚硬度（柔软、正常；轻度、中度、重度）。 然而，调查移植外科医生如何准确预测肝脂肪变性的研究得出结论，即使是在有经验的人手中，这些评估也可能具有很大的误导性。

由于这三种方法都有其局限性，因此需要一种方便、简单的技术来更好地评估移植前的肝脏脂肪含量。 拉曼光谱是一种对分子振动敏感的非弹性光散射技术，分子振动的对称性和频率对于原子类型及其空间排列是独一无二的。 对这些特性的敏感性是其提供照明区域分子光谱指纹能力的基础。 它已被用于检测氨基酸、核苷酸碱基、脂肪酸、糖类、初级代谢物和其他构成生物组织的蛋白质、碳水化合物、脂肪和 DNA/RNA 的成分。 这是一种很有吸引力的生物分析技术，因为不需要样品制备。

拉曼光谱目前正在研究用于临床环境，主要用于诊断目的。 它目前被批准在加拿大用于皮肤癌诊断。

有多种不同的拉曼光谱系统。 我们最近设计了一种高通量拉曼光谱系统，它比其他系统更小、便携且坚固。 它使组织的原位扫描能够在操作员需要很少经验的情况下进行。 该系统使用“近红外（NIR）”激发波长来提高激光的穿透深度，同时降低组织损伤的可能性。 它以拉曼光谱的形式提供信息，对其进行分析会给出主成分 (PC) 分数。

这种专门设计的系统可以准确量化小鼠和大鼠肝脏的脂肪变性。 PC评分与组织病理学检查结果有显着相关性。 由于人体肝组织的脂肪变性表现出与小鼠和大鼠左肝叶相似的变化，我们得出结论，该技术可以应用于移植领域。 这种技术的临床验证和随后的采用可以为移植专家提供一个有价值的工具来获取有关肝脂肪变性严重程度的实时信息，以评估成功结果的可能性并降低无意中的器官丢弃率。

目的 本研究的目的是在评估肝脏脂肪含量的临床环境中验证拉曼光谱（通过我们专门设计的高通量光纤拉曼系统）。 体内拉曼光谱（PC 分数）将与术前成像方法（MRI 脂肪定量）和当前金标准肝活检（即肝活检）的结果进行比较。 肝脏标本的组织病理学评估）。

具体研究问题

1. 使用便携式光纤系统的拉曼光谱能否在临床环境中快速评估原位肝脏脂肪含量？ 2. 拉曼光谱（主成分得分）是否与 MRI 脂肪定量和肝活检标本的组织病理学评估结果相关性好？ 研究设计：本研究被认为是一项单中心、前瞻性验证研究。

方法 肝部分切除术是通过手术切除一部分肝脏。 大多数肝部分切除术是为了治疗肝肿瘤而进行的。 将在我们机构接受开放式部分肝切除手术的患者将接受护理团队的审查，如果认为适合本研究，则征得同意。

同意讨论中将使用经新斯科舍卫生局研究伦理委员会批准的知情同意书（由临床研究员或研究助理执行——他们都是参与该项目的研究人员），患者将有时间阅读在被要求就参与做出决定之前填写完整的文件。 同意研究的患者将被分配到研究组。 分配过程将持续到包括 25 名患者为止。

研究参与者将接受术前 MRI 以进行脂肪量化。 他们将被要求在 MRI 之前禁食至少 8 小时。 脂肪量化技术（质子密度脂肪分数技术）将使用 IDEAL 脉冲序列进行，加拿大卫生部已批准在 3.0-T MR 设备（GE 750；GE Healthcare）上评估肝脏脂肪分数。 一位在 MR 图像解释方面经验丰富的受过研究金培训的腹部放射科医师将测量 FF 图上的肝脂肪分数 (FF)，该图将自动生成。 自动计算的肝脏 FF 将显示为 0-100 满刻度的百分比。

在肝切除手术过程中，要切除的标本区域而非实际病变将被拉曼光谱仪光纤探头照亮。 随后将对实时（几秒钟内）提供和记录的拉曼光谱进行分析（主成分分析）。 此分析将提供 PC 分数。

应用拉曼光谱后，手术过程将按计划继续进行。 在我们的解剖病理学实验室中，组织化学染色、H&E（苏木精-伊红）和三色通常用于解释肝脏标本。 作为一种特殊的染色剂，油红 O 将需要用于证明脂肪的存在和程度（即。 肝组织中的脂肪定量）。 由于它只能在冰冻切片上进行，因此将从取出的肝脏标本切片中获取冰冻切片，以进行油红 O 染色——专门用于诊断和量化脂肪滴。 对 MRI 结果不知情的主治病理学家将评估这些切片并根据国际标准确定脂肪变性的等级：

M0：无大泡性脂肪变性 M1：轻度局灶性大泡性脂肪变性（<30% 肝细胞受累） M2：中度、带状大泡性脂肪变性（>30 和 <60% 肝细胞受累） M3：重度全小叶性大泡性脂肪变性（>60% 肝细胞受累）将对每位研究参与者的肝脏 FF 百分比、PC 评分和脂肪变性等级进行相关性分析。 研究参与者将在手术后根据我们的标准肝切除术后随访方案进行随访，不会偏离护理标准。

统计分析 对于统计分析，定量数据将表示为平均值和标准差，而定性数据将表示为数字。 将在大泡脂肪变性等级与肝 FF 百分比和 PC 分数之间进行线性回归。 将为 PC 评分和肝脏 FF 百分比生成接受者操作特征 (ROC) 曲线，以确定它们预测大泡脂肪变性等级的能力。 所有统计分析将使用市售统计软件 (XLSTAT 2014) 进行。

个人健康信息不会用于该项目的实施。 将为每个参与者分配代码。 只有调查人员可以访问的数据库将存储在移植办公室（伊丽莎白二世健康科学中心，维多利亚综合基地，4 楼，迪克森大楼 4074 室）的安全计算机中（需要输入密码）。 该数据库将包括参与者的代码以及肝脏 FF 百分比、PC 评分和脂肪变性等级等数据元素。