背景與目的:非酒精性脂肪性肝病(Nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)患病率的迅速增加與中心性肥胖、2型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)和代謝綜合征患病率上升相一致。NAFLD是代謝綜合征在肝臟的臨床表現(xiàn),胰島素抵抗是其最重要的危險因素。既往研究表明肝臟脂肪沉積對胰島素抵抗的發(fā)生發(fā)展起關(guān)鍵核心作用,而且它是胰島素抵抗的一種最強有力的預測指標,研究證實早在糖耐量正常的NAFLD患者已存在胰島素抵抗,并且伴隨著肝臟脂肪含量(Hepatic fat content,HFC)的增加,胰島素抵抗逐步加重,早期肝內(nèi)脂肪沉積可預測未來發(fā)生2型糖尿病及其心血管疾病并發(fā)癥的發(fā)病風險。但目前國內(nèi)外對定量肝臟脂肪含量與糖代謝的關(guān)系報道較少。目前,面臨的挑戰(zhàn)是明確肝臟脂肪沉積引起糖代謝異常的肝臟脂肪含量的閾值,即起始干預的切點及治療的目標。解決該問題的關(guān)鍵是精確定量肝臟脂肪含量,并探索其與糖代謝異常的量化關(guān)系。因此需要開展定量檢測肝臟脂肪含量與不同糖代謝人群的胰島素抵抗和β細胞功能損害的量化關(guān)系研究。本研究采用口服75g葡萄糖耐量試驗篩選出不同糖代謝人群,用氫質(zhì)子磁共振波譜法(Hydrogenproton magnetic resonance spectroscopy,~1H-MRS)測定受試者肝臟脂肪含量,并探討定量肝臟脂肪含量與胰島功能的量化關(guān)系,以探討肝臟不同程度脂肪含量對不同糖代謝水平患者胰島功能的影響,為糖尿病合并脂肪肝的防治提供理論依據(jù)。既往研究認為胱抑素C(Cystatin C,Cys C)是反映糖尿病腎病的較為理想的標記物,亦是其他糖尿病慢性并發(fā)癥的危險因素。近年有報道發(fā)現(xiàn)血清Cys C水平在糖尿病前期階段迅速增加,亦能預測糖尿病的發(fā)病風險,基礎研究表明其有誘導胰島素抵抗發(fā)生的作用,而胰島素抵抗又是2型糖尿病的重要發(fā)病機制。那么,肝臟脂肪沉積和血清Cys C與胰島素抵抗以及糖尿病之間是否存在某種內(nèi)在聯(lián)系。然而,目前國內(nèi)外關(guān)于定量肝臟脂肪含量和Cys C與胰島素抵抗之間關(guān)系未見相關(guān)報道。因此需要開展不同糖代謝人群中肝臟脂肪含量和Cys C與胰島素抵抗的關(guān)系研究,為進一步的分子機制研究提供理論依據(jù)。本研究旨在通過比較不同糖代謝人群肝臟脂肪含量和血清Cys C的差異,分析二者與胰島素抵抗的關(guān)系,探討Cys C作為肝臟脂肪含量潛在的血清學指標的意義,為2型糖尿病合并脂肪肝的防治研究中血清學指標提供理論依據(jù)。NAFLD現(xiàn)已成為2型糖尿病及其心血管疾病的后備軍,早期干預肝臟脂肪含量對2型糖尿病及其心血管疾病防治有著重要的意義。目前需要開展大規(guī)模人群中2型糖尿病肝臟脂肪含量與糖代謝的關(guān)系研究,而現(xiàn)有的測定肝臟脂肪含量的方法都存在一定缺陷,雖然氫質(zhì)子磁共振波譜法有準確定量的優(yōu)勢,但是其檢測存在耗時、價格昂貴和設備要求高等臨床應用缺陷,故近年來國內(nèi)外學者積極探索一種無創(chuàng)簡便有效的方法定量肝臟脂肪含量,為臨床開展大規(guī)模的2型糖尿病的防治工作具有重要的現(xiàn)實意義。本研究以氫質(zhì)子磁共振波譜測定肝臟脂肪含量為標準,利用超聲的定量肝腎回聲比值和定量肝臟回聲衰減系數(shù)兩項參數(shù),擬探索并建立一種新的無創(chuàng)、簡便、準確和可靠的定量超聲測定肝臟脂肪含量方法,并為該技術(shù)將來在2型糖尿病防治工作中的推廣應用提供理論基礎。方法:研究一:1.來自安徽醫(yī)科大學附屬合肥醫(yī)院(合肥市第二人民醫(yī)院)141名首次確診的2型糖尿病患者組(Newly type 2 diabetes mellitus,NT2DM),48名糖尿病前期患者組(Prediabetes mellitus,PDM),53名糖耐量正常對照組(Normal control,NC),其中125名男性和117名女性。2.所有受試者接受問卷調(diào)查,人體參數(shù)測量,包括身高、體重、腰圍、臀圍、收縮壓(Systolic Blood Pressure,SBP)、舒張壓(Diastolic Blood Pressure,DBP)、體質(zhì)量指數(shù)(Body Mass Index,BMI)和腰臀比(Waist-to-hip ratio,WHR)。隔夜禁食10h以上采集靜脈血,測定血生化指標三酰甘油(Triglyceride,TG),總膽固醇(Total Cholesterol,TC),低密度脂蛋白膽固醇(Low Density Lipoprotein Cholesterol,LDL-C),高密度脂蛋白膽固醇(High Density Lipoprotein Cholesterol,HDL-C),極低密度脂蛋白膽固醇(Very Low DensityLipoprotein Cholesterol,VLDL-C),谷丙轉(zhuǎn)氨酶(Alanine amiotransferase,ALT),谷草轉(zhuǎn)氨酶(Aspartate aminotransferase,AST),堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP),γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶(γ-Glutamyl Transpeptadase,GGT),乳酸脫氫酶(Lactate dehydrogenase,LDH),總膽紅素(Total bilirubin,TBIL),間接膽紅素(Indirect bilirubin,IBIL),直接膽紅素(Direct bilirubin,DBIL),尿素氮(Blood ureanitrogen,BUN),肌酐(Creatine,Cr)和尿酸(Uric acid,UA),載脂蛋白-A1(Apolipoprotein-A1,Apo-A1)和載脂蛋白-B(Apolipoprotein-B,Apo-B)水平。3.所有受試者行口服75g葡萄糖耐量試驗(Oral glucose tolerance test,OGTT)及胰島素和C肽釋放試驗,測定空腹、30分鐘、60分鐘和120分鐘血糖(Glucose,G)、胰島素(Insulin,Ins)及C肽(C-peptide,CP),己糖激酶法檢測血糖與化學發(fā)光法檢測胰島素和C肽水平,依據(jù)OGTT試驗的血糖確定入組。評估采用穩(wěn)態(tài)模型的胰島素抵抗指數(shù)(Homeostaticmodel assessment of insulin resistance index,HOMA-IR),胰島β細胞功能指數(shù)(Homeostaticmodel assessment of beta-cell function index,HOMR-β),胰島素敏感性指數(shù)(Insulinsensitivity index matsuda,ISImatsuda),OGTT中30min血糖、30min胰島素、30min C肽和其空腹的差值為Delta G30、Delta Ins30和Delta CP30,胰島β細胞早期相功能:OGTT中30min胰島素和其空腹的差值/30min血糖和其空腹的差值(Ins30/G30)與OGTT中30min C肽和其空腹的差值/30min血糖和其空腹的差值(CP30/G30),整體胰島β細胞功能:OGTT胰島素曲線下面積/OGTT血糖曲線下面積(Ins_(AUC)/G_(AUC))和OGTT C肽曲線下面積/OGTT血糖曲線下面積(CP_(AUC)/G_(AUC))。4.所有受試者行氫質(zhì)子磁共振波譜法(~1H-MRS)測定肝臟脂肪含量(HFC),依據(jù)HFC四分位數(shù)分布進行分組,由低至高分為Q1,Q2,Q3和Q4四組。5.數(shù)據(jù)采用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行錄入,運用社會科學統(tǒng)計軟件包SPSS17.0版本進行統(tǒng)計分析。6.探討定量診斷肝臟脂肪含量與胰島素抵抗及胰島β細胞功能的量化關(guān)系。研究二1.研究對象選擇及分組見論文前一部分所述,所有受試者接受問卷調(diào)查、人體參數(shù)測量、血生化指標檢測和氫質(zhì)子磁共振波譜(~1H-MRS)的肝臟脂肪含量(HFC)測定同論文前一部分。2.免疫比濁法檢測所有受試者血清胱抑素C(Cys C)水平。3.依據(jù)肝臟脂肪含量四分位數(shù)分布進行分組,由低至高分為Q1,Q2,Q3和Q4四組。4.數(shù)據(jù)采用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行錄入,運用社會科學統(tǒng)計軟件包SPSS17.0版本進行統(tǒng)計分析。5.探討血清Cys C和肝臟脂肪含量以及胰島素抵抗的關(guān)系。研究三1.研究對象同論文前一部分所述,所有受試者接受問卷調(diào)查、人體參數(shù)測量、血生化指標檢測和氫質(zhì)子磁共振波譜(~1H-MRS)肝臟脂肪含量(HFC)測定同論文前一部分。2.依據(jù)肝臟脂肪含量的每5%進行分組,242名受試者共計分為5組,HFC5%,5%≤HFC10%,10%≤HFC15%,15%≤HFC20%,20%≤HFC。所有受試者接受腹部超聲檢查,利用圖像分析Image軟件在超聲圖像上測定肝腎回身比值和肝臟回聲衰減系數(shù),納入模擬正常人體3D腹部模型對超聲參數(shù)進行校正,獲得定量超聲肝腎回聲比值(Quantified ultrasound hepatic/renal ratio,QUS HRR)和定量超聲肝臟回聲衰減系數(shù)(Quantified ultrasound hepatic echo-intensity attenuation rate,QUS HAR)。3.數(shù)據(jù)采用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行錄入,運用SPSS版本17.0和Med Calc版本11.4.2.0進行統(tǒng)計分析。4.探討~1H-MRS測定HFC與定量超聲參數(shù)的關(guān)系,建立定量超聲參數(shù)和人體參數(shù)及血清胱抑素C預測HFC公式,~1H-MRS和定量超聲法測定HFC的Bland-Altman分析,定量超聲法診斷NAFLD的ROC分析,對BMI≥28.0的肥胖亞組人群~1H-MRS和定量超聲法測定的HFC關(guān)系分析,定量超聲測定HFC與臨床特征相關(guān)性,不同操作者和不同超聲儀器定量超聲參數(shù)的組內(nèi)相關(guān)性系數(shù)及Bland-Altman分析。結(jié)果:研究一1.HFC在糖耐量正常對照組(NC),糖尿病前期組(PDM)和新診斷2型糖尿病組(NT2DM)組中分別為5.11%±3.66%、9.62%±4.41%、14.72%±6.37%。三組間BMI、WHR、SBP、DBP、UA、IBIL、ALT、ALT、GGT、LDH、TC、TG、HDL-C、LDL-C、VLDL-C、Apo-A1、空腹血糖(Fasting plasma glucose,FPG)、糖負荷后2小時血糖(2-hour Postload Glucose,2h PG)(OGTT)、HOMA-IR、HOMA-β和HFC三組間有統(tǒng)計學差異(均P0.05)。HFC和HOMA-IR在NC組、PDM組和NT2DM組間依次升高(均P0.0125)。HOMA-β在NC組、PDM組和NT2DM組間依次降低(均P0.0125)。2.相關(guān)分析顯示,NT2DM組中HFC水平與BMI,WHR,SBP,DBP,FPG,HOMA-IR呈正相關(guān),與TBIL,DBIL和IBIL呈負相關(guān)(均P0.05)。PDM組中HFC水平與BMI,FPG,UA和HOMA-IR呈正相關(guān)(均P0.05)。NC組HFC水平與FPG,BUN,ALT,ALP和HOMA-IR呈正相關(guān),與Apo-A1呈負相關(guān)(均P0.05)。3.依據(jù)HFC四分位數(shù)分布進行分組,分為Q1(HFC5.89%),Q2(5.89%≤HFC11.62%),Q3(11.62%≤HFC16.26%)和Q4(HFC≥16.26%)四組,FPG和2h PG四組間有統(tǒng)計學差異(P0.001),從Q2開始出現(xiàn)升高(P0.0083),Q4較Q2進一步升高(P0.0083);HOMA-IR指數(shù)四組間有統(tǒng)計學差異(P0.001),從Q3開始有統(tǒng)計學差異(P0.0083),Q4較Q2進一步升高(P0.0083);胰島素敏感性指數(shù)ISImatsuda四組間有統(tǒng)計學差異(P0.01),從Q3開始有統(tǒng)計學差異(P0.0083);胰島β細胞早期相功能Ins30/G30和CP30/G30在四組間有統(tǒng)計學差異(P0.001),Q2開始出現(xiàn)下降(P0.0083);胰島β細胞功能HOMA-β、整體胰島β細胞功能Ins_(AUC)/G_(AUC)和CP_(AUC)/G_(AUC)在四組間有統(tǒng)計學差異(P0.001),HOMA-β和Ins_(AUC)/G _(AUC)從Q2開始出現(xiàn)下降(P0.0083),CP_(AUC)/G_(AUC)從Q3開始出現(xiàn)下降(P0.0083)。隨著HFC增加FPG、2h PG和HOMA-IR呈現(xiàn)逐步升高趨勢,ISImatsuda、Ins30/G30、CP30/G30、HOMA-β、Ins_(AUC)/G_(AUC)和CP_(AUC)/G_(AUC)呈現(xiàn)逐步下降趨勢4.相關(guān)性分析顯示,HFC與FPG、2h PG(OGTT)、HOMA-IR和Delta G30之間呈現(xiàn)正相關(guān)(均P0.001),與HOMA-β、ISImatsuda、Ins30/G30、CP30/G30、Ins_(AUC)/G_(AUC)、CP_(AUC)/G_(AUC)、Delta Ins30、Delta CP30之間呈現(xiàn)負相關(guān)(均P0.01)。5.多元線性回歸分析顯示,HFC是HOMA-IR的預測因素(P0.001)。研究二1.與糖耐量正常對照組(NC)相比,糖尿病前期組(PDM)Cys C水平明顯升高(P0.001),新診斷2型糖尿病組(NT2DM)中Cys C水平顯著升高(P0.001)。NT2DM,PDM和NC三組間血清Cys C水平有統(tǒng)計學差異(P0.001)。2.依據(jù)HFC四分位數(shù)分布進行分組,由低至高分為Q1(HFC5.89%),Q2(5.89%≤HFC11.62%),Q3(11.62%≤HFC16.26%),Q4(HFC≥16.26%)四組,四組間血清Cys C水平有統(tǒng)計學差異(P0.05),與Q1組相比,Q3和Q4組Cys C水平顯著升高(P0.0083)。3.相關(guān)性分析顯示,血清Cys C水平與BMI、WHR、SBP、DBP、2h PG(OGTT)、Cr、IBIL、ALT、GGT、ALP、TG、TC、LDL-C、HDL-C、VLDL-C、Apo-A1、HOMA-IR和HFC均呈顯著相關(guān)(均P0.05);HFC與Age、BMI、WHR、SBP、DBP、FPG、2h PG(OGTT)、UA、ALT、GGT、TG、TC、HDL-C、LDL-C、VLDL-C和Apo-A1均呈顯著相關(guān)(均P0.05);HOMA-IR與BMI、WHR、SBP、DBP、FPG、2h PG(OGTT)、TG、TC、HDL-C、LDL-C和VLDL-C均呈顯著相關(guān)(均P0.05)。4.多元線性回歸分析,WHR、FPG、TC和Cys C是HFC的預測因素,BMI、DBP、FPG、Cys C和HFC是HOMA-IR的預測因素(均P0.05)。研究三1.HFC在5組中分布:HFC5%(n=48),HFC:2.96%±1.12%;5%≤HFC10%(n=65),HFC:7.39%±1.33%;10%≤HFC15%(n=50),HFC:13.18%±1.42%;15%≤HFC20%(n=55),HFC:17.03%±1.33%;20%≤HFC(n=24),HFC:24.60%±2.86%。5組間身高、體重、BMI、腰圍、臀圍、WHR、SBP、DBP、FPG、2h PG、BUN、UA、TBIL、IBIL、ALT、GGT、TG、TC、HDL-C、LDL-C、VLDL-C、Apo-A1、HFC、QUS HRR和QUS HAR均有統(tǒng)計學差異(均P0.05)。2.線性相關(guān)分析顯示定量超聲肝腎回聲比值和定量超聲肝臟回聲衰減系數(shù)與~1H-MRS測定肝臟脂肪含量呈高度線性正相關(guān)(r=0.946,P0.001和r=0.936,P0.001)。3.采用多元線性回歸分析,以氫質(zhì)子磁共振波譜測定的肝臟脂肪含量為因變量,以定量超聲肝腎回聲比值為自變量,建立回歸方程,調(diào)整R2為0.895(P0.001),聯(lián)合定量超聲肝臟回聲衰減系數(shù)作為自變量,建立多元線性回歸方程預測肝臟脂肪含量模型,調(diào)整R2為0.935(P0.001),預測公式為:肝臟脂肪含量(%)=-8.892+28.965×定量超聲肝腎回聲比值+218.045×定量超聲肝臟衰減系數(shù)。在該模型基礎上,納入血清胱抑素C指標作為自變量,建立回歸方程,調(diào)整R2為0.936(P0.001)。在該模型基礎上,納入人體參數(shù)的年齡、性別、BMI和WHR作為自變量,建立回歸方程,調(diào)整R2為0.937(P0.001)。在模型基礎上,納入人體參數(shù)的年齡、性別、BMI、WHR和血清胱抑素C指標作為自變量,建立回歸方程,調(diào)整R2為0.937(P0.001)。4.~1H-MRS和定量超聲參數(shù)兩種方法測定所有受試者HFC行Bland-Altman分析,以~1H-MRS測定HFC基線標準,95%一致性界限(下限-3.3790,上限3.3777)。對~1H-MRS測定HFC11.12%亞組人群做Bland-Altman分析,以~1H-MRS測定HFC基線標準,定量超聲參數(shù)測定HFC平均高估基線水平0.54%,95%一致性界限(下限-3.6761,上限2.5857)。5.以~1H-MRS測定肝臟脂肪含量5.56%作為診斷NAFLD的標準,ROC分析顯示定量超聲方法診斷NAFLD的最佳切點為6.71%,靈敏度為94.15%,特異度96.3%;對~1H-MRS測定肝臟脂肪含量11.12%亞組人群分析,ROC分析表明定量超聲方法診斷NAFLD,靈敏度為95.31%,特異度90.74%。6.對BMI≥28kg/m2肥胖人群進行亞組分析,定量超聲法測定肝臟脂肪含量與~1H-MRS測定的肝臟脂肪含量高度相關(guān)(r=0.953,P0.001)。7.偏相關(guān)性分析顯示在校正年齡、BMI、性別后,定量超聲測定肝臟脂肪含量與WHR、SBP、FPG、ALT、UA、TC和LDL-C等參數(shù)呈正相關(guān),而與LDH呈負相關(guān)(均P0.05)。8.不同操作者定量超聲肝腎回聲比值和定量超聲肝臟回聲衰減系數(shù)組內(nèi)相關(guān)性系數(shù)分別為(0.970,P0.001;0.978,P0.001);不同超聲儀器的定量超聲肝腎回聲比值和定量超聲肝臟回聲衰減系數(shù)組內(nèi)相關(guān)性系數(shù)分別為(0.972,P0.001;0.981,P0.001)。不同操作者和不同超聲儀器定量超聲參數(shù)測定HFC行Bland-Altman分析,不同操作者利用定量超聲法重復測定同一受試者的肝臟脂肪含量,其差值有97.0%在±2.5%誤差范圍內(nèi),不同超聲儀器上利用定量超聲法重復測定同一受試者的肝臟脂肪含量,其差值有95.0%在±2.5%誤差范圍內(nèi)。結(jié)論:研究一:當肝臟脂肪含量達到5.89%時,胰島β細胞早期相和整體分泌功能輕度受損,胰島素抵抗出現(xiàn),伴血糖輕度升高;當肝臟脂肪含量升高11.62%時,胰島素抵抗明顯加重,胰島β細胞早期相和整體功能惡化并伴血糖升高達到糖尿病診斷標準。肝臟脂肪沉積可能主要通過胰島素抵抗參與2型糖尿病的發(fā)生發(fā)展。研究二:當肝臟脂肪含量升高11.62%時和糖尿病前期階段時,胱抑素C水平明顯升高。胱抑素C可能作為肝臟脂肪含量和HOMA-IR的預測因素。研究三:定量超聲測定肝臟脂肪含量方法具有較佳的臨床實用性、準確性和可重復性,可作為~1H-MRS方法檢測肝臟脂肪含量的替代方案選擇,適合于大規(guī)模人群中2型糖尿病的肝臟脂肪含量定量診斷研究。血清胱抑素C預測肝臟脂肪含量模型意義有限。
【學位單位】：安徽醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：R575.5
【部分圖文】：

得出結(jié)果（圖1）。獲得水峰和脂肪峰的峰下面積來計算組織內(nèi)的相對濃度。肝臟脂肪含量（%）=脂肪峰下面積/（脂肪峰下面積+水峰下面積）×100%，1H-MRS 診斷肝臟脂肪肝診斷切點為肝臟脂肪含量>5.56%[32]。

HOMA-IR、HOMA-β 和 HFC 三組間有統(tǒng)計學差異（均 P <0.05）。HFC 在 NC、PDM、NT2DM 組中分別為 5.11±3.66%、9.62±4.41%、14.72±6.37%，各組 HFC 散點分布圖見圖2。HFC和HOMA-IR與NC組、PDM組和NT2DM組間依次升高（均P<0.0125）。HOMA-β 在 NC 組、PDM 組和 NT2DM 組間依次降低（均 P<0.0125）。三組間年齡、性別、BUN、Cr、TBIL、DBIL、ALP 及 Apo-B 無統(tǒng)計學差異（均 P>0.05）（表 1）。圖 2 肝臟脂肪含量在各組散點分布圖Fig 2 Scatter plot with hepatic fat content in various groups

得到定量超聲測定的肝腎的回聲比值數(shù)據(jù)（圖1 和圖 3）。圖 1 定量超聲肝右腎矢狀切面圖，其中 ROI-1 和 ROI-2 分別代表肝感興趣區(qū)間和右腎感興趣區(qū)間。Fig1 Quantified ultrasound of sagittal section liver and right kidney, that ROI-1 andROI-2 represent liver region of interest and right kidney region of interest respectively.ROI-1 ROI-2
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10 徐化鳳;~1H-MRS動態(tài)監(jiān)測乳腺癌患者化療后的肝臟脂肪含量的變化[D];南京醫(yī)科大學;2011年

本文編號：2851148