应用同步辐射技术早期诊断矽肺及其病理发展与影像学相关研究

Silicosis is one of the most frequent occupational disease in China. Early diagnosis of Silicosis is important to ensure the health of labourers. Now, the main diagnosis methods are X-ray, CT, which are insensitivity, non-specificity and apt to lead to misdiagnosis. The correlations between SiO2 and morbidity of Silicosis were found,and imbibition of SiO2 is almost the only one path to uptake Si element. we presume that SiO2 play an important role in pathogenesy of Silicosis, direct detecting Si element will contribute to early diagnosis of Silicosis. In this study, we try to certify the relationship of the distribution change of Si element and macrophage, inflammatory reaction, pulmonary interstitial fibrosis of prophase silicosis and in vivo synchrotron radiation (SR) imaging, to find the theoretical support of Silicosis early diagnosis with SR. Applying in vivo SR imaging on the study of inchoate, medium-term and late-term Silicosis respectively, analyzing the distribution change of Si element, pathology development and imaging changes of each group and the different optical density area of in vivo SR imaging, try to find the role of SiO2 deposition in pathology and imaging of the Silicosis advance course and summarize the variation regularity of SiO2 distribution, pathology and imaging.

矽肺是我国常见的职业病，早期诊断对保障劳动者健康至关重要。目前诊断主要依据X线及CT，但对早期病变不敏感。现已流行病学证实SiO2暴露与矽肺的发病直接相关，而除吸入粉尘外，自然界Si元素摄入体内极少，由此假设：肺内Si元素的含量变化与矽肺发病密切相关，直观检测肺内Si元素，有助于矽肺早期诊断。本项目通过同步辐射全反射荧光X线成像技术，监测肺组织中Si含量、分布变化与矽肺发病早期巨噬细胞、炎性反应、肺间质纤维化等病理学上的改变以及同步辐射活体显像肺组织影像学改变之间的关系，可以为应用同步辐射早期诊断矽肺找到理论依据。分别对矽肺早、中、晚期矽肺模型活体显像，并对不同分组以及同一实验动物肺内不同显像浓度区域进行Si元素分析、病理学进展分析、活体显像影像学分析，分析矽肺病程进展过程中SiO2粉尘聚集引起的相关病理及影像学变化，寻找矽肺发病及进展过程中SiO2沉积分布以及病理学、影像学变化规律。

矽肺是我国常见的职业病，严重危害人体健康，早期诊断并治疗、监测对保障劳动者健康至关重要。目前诊断主要依据X线及CT，但对早期病变不敏感。本项目通过同步辐射CT成像技术，可以早期发现肺组织内出现的微小矽肺结节、肺泡结构的破坏及间质增厚，准确监测鼠矽肺模型在矽肺早期出现的肺组织形态学改变。大量临床经验证实锌剂对预防矽肺发生及进展具有疗效，但原理尚不明了，本项目应用同步辐射元素x荧光扫描，分析矽肺实验组及给予锌剂的给药组之间肺组织锌含量差异与其CT影像学之间的相关性，并检测了具有明显锌含量差异的两组样本之间TNF-α阳性面积及细胞凋亡率的差异，认为几者之间具有一定的相关性，锌剂具有保护细胞膜，提高细胞内能量代谢，抑制细胞脂质过氧化等多种作用，给予锌剂的鼠肺矽结节数量明显较未给药组少，肺泡充气较好，TNF-α阳性面积及细胞凋亡率均较未给药组低。通过本研究可见：SRCT技术可以良好的应用于肺矽肺成像及研究。在切片图像上不仅可以观察到矽肺早期形成的微小矽肺结节，同时还可以观察到肺泡及肺间质结构的改变，这在传统CT上是无法完成的。实验证实：随着SiO2粉末的吸入，鼠矽肺模型SRCT图像上矽肺结节逐渐增多，肺间质增厚，肺泡结构破坏，最终发展为肺间质纤维化，肺泡结构失常。同步辐射元素x荧光扫描，可以较好反应各个切片Zn元素分布及总含量，不同于传统的血液或毛发元素分析，SR元素分析针对局部组织具有极高的准确性，为Zn元素在矽肺预防及治疗的机理研究提供了有效手段。