本文選題：骨質(zhì)疏松 + 拉曼光譜　； 參考：《東南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：目的:探究尿液拉曼光譜檢測用于診斷絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松癥的可行性。方法:選擇絕經(jīng)后女性作為研究對象,根據(jù)雙能X線(Dual energy X-ray absorptiometry,DXA)檢測結(jié)果分為骨質(zhì)疏松組(n=30),骨量減少組(n=27)以及骨量正常組(n=28)。所有研究對象均進行尿液與血清采集,分別進行尿液表面增強拉曼光譜(Surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)檢測以及性腺激素、血清骨轉(zhuǎn)換標志物、血脂檢測,應(yīng)用單因素方差分析(ANOVA)、主成分分析(principal component analysis,PCA)、線性判別分析(linear Discriminant Analysis,LDA)方法比較各組拉曼光譜檢測結(jié)果。結(jié)果:1.研究對象基本特征三組研究對象年齡、體重指數(shù)(body mass index,BMI)、性腺激素、骨代謝指標、血脂指標均呈正態(tài)分布,行單因素方差分析顯示三組BMI、睪酮、總Ⅰ型前膠原氨基端前肽(TPINP)、骨鈣素、總維生素D、低密度脂蛋白(LDL)差異無統(tǒng)計學(xué)意義。骨質(zhì)疏松組和骨量正常組年齡分別為(67.72 ± 11.50)歲和(57.46± 10.23)歲,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(p0.01)。骨質(zhì)疏松組、骨量減少組及骨量正常組雌二醇(E2)分別為(26.43±13.51)pg/mL、(36.68±17.22)pg/mL及(45.89±27.50)pg/mL,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(p0.01)。骨轉(zhuǎn)換標志物Ⅰ型膠原羧基末端肽(CTX)水平分別是(0.55 ± 0.25)ng/mL、(0.48 ± 0.22)ng/mL、(0.36 ±0.22)ng/mL,其差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(p0.01)。血脂指標骨質(zhì)疏松組甘油三酯(TG)(1.92 ± 1.51)mmol/L、總膽固醇(TC)(4.72±1.13)mmol/L、骨量減少組(1.83±1.11)mmol/L、(4.56±0.99)mmol/L 與骨量正常組(1.22±1.92)mmol/L、(3.74±1.34)mmol/L差異有統(tǒng)計學(xué)意義(p0.01),骨量減少組高密度脂蛋白(HDL)(1.20±0.27)mmol/L與骨量正常組(1.35±0.32)mmol/l差異有統(tǒng)計學(xué)意義(p0.01)。以上結(jié)果表明年齡、雌激素、骨轉(zhuǎn)換標志物水平及血脂水平在骨質(zhì)疏松發(fā)生發(fā)展中具有一定影響作用。2.三組尿液平均拉曼光譜圖形比較對比經(jīng)平滑和歸一化處理的骨量正常組、骨量減少組和骨質(zhì)疏松組的平均拉曼光譜,結(jié)果顯示骨量異常組未發(fā)生明顯左右偏移。以次強峰1000cm-1處位移為例,三組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。在200cm-1-2000 cm-1范圍內(nèi)共找到特征峰10個,分別位于254 cm-m-1、450 cm-1、576 cm-1、723 cm-1、786 cm-1、894 cm-1、1000 cm-1、1462 cm-1、1598 cm-1、1715 cm-1 處。在1OOOcm-1之前骨量異常組整體平均峰強較骨量正常組減弱,拉曼譜線明顯向下移位,在1000cm-1之后,骨量減少組和骨量正常組拉曼譜線基本未見明顯差異,而骨質(zhì)疏松組較之強度增加,譜線上移,其中各拉曼峰的物質(zhì)歸屬主要是脂質(zhì)及蛋白質(zhì),與血液中TC、TG及LDL升高相一致。在723 cm-1骨質(zhì)疏松組、骨量減少組與骨量正常組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(p0.01),在786cm-1處骨質(zhì)疏松組與骨量減少組拉曼譜線強度有差異(p0.05),在1000 cm-1處,骨量減少組與骨質(zhì)疏松組、骨量正常組相比,拉曼光譜強度有差異(p0.05),而后兩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。3.骨質(zhì)疏松組與骨量正常組I723相對強度對比結(jié)果計算骨質(zhì)疏松組與骨量正常組58名研究對象在特征峰723 cm-1處的相對峰強度(波峰/波谷),并根據(jù)結(jié)果繪制散點圖,如圖3所示。圖中骨質(zhì)疏松患者與骨量正常者的散點圖分布有差異,以1.14為分界值,骨質(zhì)疏松患者大多集中在其之下,而多數(shù)骨量正常者尿液拉曼光譜I723/I705大于1.14。因此可見,通過尿液拉曼光譜在特征峰723 cm-1處相對峰強度,可以對骨質(zhì)疏松患者與骨量正常者進行區(qū)分,為進一步驗證這種區(qū)分方法的準確性,利用判別分析方法對區(qū)分結(jié)果進行進一步驗證,結(jié)果如表4所示。采用該區(qū)分方法對骨質(zhì)疏松患者中的25例做出了正確診斷,5例誤診;28例骨量正常者中的19例做出了正確診斷,9例誤診為骨質(zhì)疏松。經(jīng)計算,其診斷的靈敏度及特異度分別是83.3%和67.9%,綜合正確率為75.9%,準確率較低。由此可見,以拉曼光譜在特征峰723 cm-1處相對峰強度為判別依據(jù)可以在一定程度上對骨質(zhì)疏松患者和健康人進行辨別和區(qū)分,但由于其包含的光譜信息較少,可作為判別依據(jù)的信息量不足以對兩組數(shù)據(jù)進行較為徹底的區(qū)分,因而得到的診斷正確率較低。4.三組尿液拉曼光譜主成分分析-判別分析(PCA-LDA)結(jié)果將3組研究對象,共85例拉曼光譜以各自723cm-1處拉曼峰為基準對其余9個特征峰進行峰值歸一化處理,計算每例拉曼光譜歸一化特征值的PCA得分,得到特征值大于1的2個主成分,累計貢獻率為91.94%。計算各組第1、第2主成分得分制作散點圖,結(jié)果示骨質(zhì)疏松組及骨量減少組相互聚集較難區(qū)分,而骨量正常組與其有明顯的區(qū)分線。根據(jù)PCA得分進行判別分析及交叉驗證,其診斷骨質(zhì)疏松的靈敏度為66.7%,特異度為92.9%,總體判別的準確度為79.3%;診斷骨量減少的靈敏度為63.0%,特異度為92.9%,總體判別的準確度為78.2%。結(jié)論:1、骨量異常組與骨量正常組對比尿液拉曼光譜圖有差異,主要體現(xiàn)在強度的變化而無明顯位移;2、骨量異常組尿液拉曼光譜所提供的生物分子信息與疾病生理生化改變相一致;3、尿液拉曼光譜檢測可以在一定程度上提示骨量異常,但不能很好區(qū)分骨質(zhì)疏松及骨量減少,其應(yīng)用于臨床有待于進一步研究。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R580

【參考文獻】

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本文編號：1754321