【摘要】： 目的 利用MRI肝臟/肌肉信號強(qiáng)度比值及肝臟T2值測定技術(shù),探討體外鐵濃度及肝臟鐵沉積的MRI定量診斷的準(zhǔn)確性及臨床應(yīng)用價(jià)值。材料與方法 1、含鐵模型的MRI體外測試:選1.5升塑料瓶,內(nèi)裝1.45升蒸餾水作為含鐵水模與動(dòng)物肌肉標(biāo)本放置一起,周邊包裹以含蒸餾水約2.5L的密封水袋,制成含鐵模型。對含鐵模型每進(jìn)行一次MRI掃描后,向塑料含鐵水模內(nèi)注入1ml含鐵量為150mg/ml的右旋糖酐鐵并充分搖勻,動(dòng)物肌肉標(biāo)本及密封水袋保持不變。高濃度含鐵模型的制作:取1.5L塑料瓶,裝1.3L蒸餾水后,第一次掃描前注入右旋糖酐鐵20ml,之后每次掃描前注射右旋糖酐鐵10ml,共注射200ml。采用GRE掃描序列測定含鐵水模/肌肉的信號強(qiáng)度比值,采用8回波掃描及4回波掃描分別測定含鐵水模T2值。 2、肝臟鐵超負(fù)荷動(dòng)物模型MRI定量研究:成年雄性新西蘭白兔20只作為實(shí)驗(yàn)組,體重2.0kg～2.9kg。同種白兔1只作為正常對照組。所有兔子稱體重,用于計(jì)算每次注射右旋糖酐鐵的劑量。實(shí)驗(yàn)組兔按15mg/kg劑量深部肌肉注射含鐵量為150mg/ml的右旋糖酐鐵,每周注射一次,左右兩側(cè)后腿輪流注射,共注射15周。注射右旋糖酐鐵前,對所有兔子進(jìn)行MRI檢查,定量分析正常兔的肝臟/肌肉信號強(qiáng)度比及肝臟T2值。每次注射右旋糖酐鐵一周后復(fù)查MRI檢查并于第二天隨機(jī)處死兩只兔子取肝臟,測肝體積后取部分肝臟及脾臟等臟器進(jìn)行鐵沉積病理診斷及分期,剩余肝組織烘干測LIC。對照組兔第一次進(jìn)行MRI檢查后即處死,取肝組織進(jìn)行病理檢查及LIC測定。所有兔子處死前再次稱體重,經(jīng)耳緣靜脈抽取2ml靜脈血送檢驗(yàn)科查血清鐵。MRI檢查序列:GRE掃描測肝臟/肌肉信號強(qiáng)度比,8回波及4回波掃描測肝臟T2值。 3、肝鐵超負(fù)荷MRI定量研究的臨床應(yīng)用:地中海貧血共149例,按基因檢查分輕型地貧組23例,男10例,女13例,平均年齡28.3±12.9歲;中間型地貧組10例,男7例,女3例,平均年齡30.3±10.8歲;重型地貧組116例,男66例,女50例,平均年齡6.8±3.7歲。正常對照組20例,男10例,女10例,平均年齡27.1±13.8歲。 重型地貧組按不同的治療方法分為三組:規(guī)范輸血并用ICL670去鐵治療23例(ICL670組),男13例,女10例,平均年齡8.7±3.4歲,治療時(shí)間2年;規(guī)范輸血并用去鐵胺去鐵治療34例(去鐵胺組),男20例,女14例,平均年齡8.2±3.7歲,治療時(shí)間1～4年。僅輸血治療未經(jīng)去鐵治療59例(未去鐵組),男33例,女26例,平均年齡5.0±2.9歲。23例重型地貧應(yīng)用ICL670治療6個(gè)月后復(fù)查,29例重型地貧應(yīng)用去鐵胺治療6個(gè)月后復(fù)查。 MRI檢查序列同動(dòng)物實(shí)驗(yàn)部分。 掃描設(shè)備:3.0T PHILIPS磁共振。掃描參數(shù):(1)信號強(qiáng)度比值采用GRE序列橫斷面:TR 48ms,TE2.5ms,翻轉(zhuǎn)角度60°,層厚10mm,層間距3mm,掃描層數(shù)4層,一次閉氣完成掃描。(2)T2值測量:適用于輕度鐵沉積的8回波橫斷位掃描:TR 2000ms,TE分別為8、16、24、32、40、48、56、64ms,層厚7mm,掃描1層,掃描時(shí)間約8分鐘;適用于重度鐵沉積4回波橫斷位掃描:TR 2000ms,TE分別為6、12、18、24ms,層厚7mm,掃描1層,掃描時(shí)間約7分鐘。 結(jié)果 1、含鐵模型的MRI體外測試:兩位放射科醫(yī)師對前15次掃描測得的含鐵水模/肌肉信號強(qiáng)度比值及含鐵水模R2(1/T2)值的差異均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。GRE掃描測得動(dòng)物肌肉標(biāo)本的信號強(qiáng)度的變異系數(shù)為6.08%;8回波和4回波掃描測得的動(dòng)物肌肉標(biāo)本T2值的變異系數(shù)分別為2.87%及3.90%。水袋中水的T2值始終為2047.00ms。 含鐵水模/肌肉信號強(qiáng)度比的自然對數(shù)與含鐵水模鐵濃度之間呈直線負(fù)相關(guān)(r=-0.999,P=0.000)。當(dāng)含鐵水模鐵濃度小于等于1.74mg/ml時(shí),即在T2值大于9.3ms時(shí),8回波掃描測得的含鐵水模R2值與含鐵水模鐵濃度顯著直線正相關(guān)(r=0.996,P=0.000)。當(dāng)含鐵水模鐵濃度小于等于2.64mg/ml時(shí),即在T2值大于6.6ms時(shí),4回波掃描測得的含鐵水模R2值與含鐵水模鐵濃度顯著直線正相關(guān)(r=0.991,P=0.000)。 2、肝臟鐵超負(fù)荷動(dòng)物模型MRI定量研究:LIC與注射鐵劑總量呈顯著性直線正相關(guān)( r = 0.824,P=0.000)。肝臟含鐵總量與注射鐵劑總量呈顯著性直線正相關(guān)( r = 0.943,P=0.000),建立直線回歸方程?=37.376+0.505X(?:根據(jù)注射鐵劑總量預(yù)測的肝臟含鐵總量,X:注射鐵劑總量)(F=153.993,P=0.000)。21只兔子在注射鐵劑前MRI測量的肝臟/肌肉信號強(qiáng)度比值的平均值1.43±0.13,T2值(8回波掃描測得)的平均值為55.35±6.23。GRE序列所測定的肝臟/肌肉的信號強(qiáng)度比值的自然對數(shù)與LIC呈顯著性直線負(fù)相關(guān)(r=-0.917,P=0.000)。建立直線回歸方程為:?=5.640-5.044X (?:MRI預(yù)測的LIC,X: GRE序列所測的肝臟/肌肉信號強(qiáng)度比值的自然對數(shù))(F=100.895,P=0.000)。8回波掃描測得肝臟R2值與LIC呈顯著性直線正相關(guān)(r=0.789,P=0.000)。建立直線方程為:?=-2.93+199.64X(?:MRI預(yù)測的LIC,X:8回波掃描所測得的T2值的倒數(shù))(F=31.403,P=0.000)。4回波掃描所測得肝臟R2值與LIC呈顯著性直線正相關(guān)(r=0.958,P=0.000)。建立直線方程為: ?=-2.76+174.39X(?:MRI預(yù)測的LIC,X:4回波掃描所測得的T2值的倒數(shù))(F=213.154,P=0.000)。 病理診斷及分級:正常兔子屬于0級,LIC在1.2～5.3mg/g之間的8只兔子屬于Ⅰ級,而LIC在6.9～22.2mg/g的12只兔子屬于Ⅲ級,實(shí)驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)Ⅱ級肝臟鐵沉積。 3、肝鐵超負(fù)荷MRI定量研究的臨床應(yīng)用:(1)經(jīng)隨機(jī)設(shè)計(jì)t檢驗(yàn),20例正常成人與20只正常兔的之間肝臟/肌肉信號強(qiáng)度比值差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-1.416, P=0.165);肝臟T2值差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.221, P=0.232)。(2)按照直線回歸方程(公式9)可以計(jì)算臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)中LIC對應(yīng)的4回波掃描肝臟T2值:T2值降到30ms,證明有LIC超過正常,綜合鐵螯合劑的毒性考慮是否去鐵;T2值降低到17.5～30ms,證明LIC明顯增高,需要去鐵治療;T2值降低到10～17.5ms,證明肝鐵沉積嚴(yán)重;T2值降低到10ms以下,為極其嚴(yán)重的肝臟鐵沉積,存在潛在的心肌毒性。(3)所有輕型地中海貧血患者和正常組的LIC均在正常值范圍之內(nèi)。10例中間型地中海貧血患者中:1例LIC大于15mg/g;6例LIC兼于7.0～15.0mg/g之間;1例患者LIC兼于3.2～7.0mg/g之間;2例患者LIC小于1.6mg/g。116例重型地中海貧血患者中:14例LIC大于15mg/g;91例LIC兼于7.0～15.0mg/g之間;2例年齡小于1歲的患者LIC小于1.6mg/g;其余9例患者LIC兼于3.2～7.0mg/g之間。(4)經(jīng)隨機(jī)設(shè)計(jì)t檢驗(yàn):輕型地貧組的LIC高于正常組;輕型地貧組的LIC低于中間型地貧組;中間型地貧組的LIC與重型地貧組相同。(5)經(jīng)隨機(jī)設(shè)計(jì)t檢驗(yàn):正常組的肝鐵總量低于輕型地貧組;輕型地貧組的肝鐵總量低于中間型地貧組;輕型地貧組的肝鐵總量低于重型地貧組;中間型地貧組的肝鐵總量高于重型地貧組。(6)肝臟含鐵總量與年齡、輸血總量之間建立二元回歸方程?=269.84+429.65X1+3.29X2(公式11:?:肝臟含鐵總量;X1:年齡;X2:輸血總量)(7)規(guī)范輸血的重型地貧中,未去鐵治療組、去鐵胺組、ICL670組的LIC及肝鐵總量經(jīng)方差分析,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩兩比較:未去鐵組LIC及肝鐵總量高于去鐵胺組、ICL670組;去鐵胺組LIC及肝鐵總量與ICL670組LIC相同。(9)去鐵胺組去鐵治療半年,平均排泄鐵量3013.2±1684.5mg;ICL670組去鐵治療半年,平均排泄鐵量3179.5±1867.2mg。經(jīng)隨機(jī)設(shè)計(jì)t檢驗(yàn),兩組半年內(nèi)排泄鐵量之間,差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-0.329,P=0.743),兩種藥物排泄鐵的量相同。(10)應(yīng)用ICL670治療的23例患者,治療前及治療半年后LIC經(jīng)配對t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.314,P=0.003),治療后LIC減低;治療前及治療半年后肝臟含鐵總量經(jīng)配對t檢驗(yàn),差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.679,P=0.109),治療前后肝臟含鐵總量沒有差別。(11)應(yīng)用去鐵胺治療的29例患者,治療前及治療半年后LIC經(jīng)配對t檢驗(yàn),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-3.359,P=0.002),治療后LIC增加;治療前及治療半年后肝臟含鐵總量經(jīng)配對t檢驗(yàn),差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-0.934,P=0.358),治療前后肝臟含鐵總量相同。 結(jié)論 1、MRI測量組織信號強(qiáng)度比及T2值可重復(fù)性好,準(zhǔn)確率高,穩(wěn)定性好。 2、通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn),證實(shí)MRI測得的肝臟/肌肉信號強(qiáng)度比值的自然對數(shù)、肝臟R2值與LIC有顯著的直線相關(guān),4回波掃描測得肝臟R2值與LIC的相關(guān)性最強(qiáng)。 3、通過動(dòng)物試驗(yàn)建立的直線回歸方程,適用于人體,可以根據(jù)MRI測得肝臟/肌肉信號強(qiáng)度比值的自然對數(shù)、肝臟R2值計(jì)算不同類型地中海貧血的LIC。 4、輕型地貧肝鐵濃度在正常值范圍不需要去鐵治療,但是高于正常組;中間型地貧和重型地貧肝鐵濃度增高,達(dá)到一定年齡需要去鐵治療。MRI定量分析可以為地貧去鐵治療時(shí)機(jī)的選擇提供詳細(xì)依據(jù)。 5、未去鐵組的LIC及肝鐵總量均高于去鐵胺組及ICL670組,去鐵胺組與ICL670組的LIC及肝鐵總量相同。半年內(nèi),兩種去鐵藥物增加排泄鐵量相同。
【圖文】：

1）含鐵水模鐵濃度范圍 0.10～3.54mg/ml。高濃度含鐵模型的制作：水袋及動(dòng)物肌肉標(biāo)本同上。含鐵水模的制1.5L 塑料瓶，裝 1.30L 蒸餾水后，分次注入含鐵 150 mg/ml 的右旋糖酐鐵成不同鐵濃度的水溶液，第一次注入右旋糖酐鐵 20ml，，之后每次注射右糖酐鐵 10ml，共注射 200ml，含鐵水模的鐵濃度的計(jì)算公式：高濃度含水模鐵濃度（mg/ml）＝注射鐵劑總量（ml）×150（mg/ml）/（1300（＋注射鐵劑總量（ml））（公式 2）。模型制作: 把上述動(dòng)物肌肉標(biāo)本及含鐵水模放置中間，周圍包裹水袋固定（見圖 1）。

在含鐵水模中央畫 ROI，測信號強(qiáng)度。左上方的方框內(nèi)值、最小值和平均值。右上方的方框內(nèi)黑色部分代表 ROI 內(nèi)分析射科醫(yī)師測得的含鐵水模 T2值及含鐵水模/ t 檢驗(yàn)。模的 T2 值及含鐵水模/肌肉信號強(qiáng)度分別與析，并建立直線回歸方程。容兩位放射科醫(yī)生分別測量的數(shù)據(jù)評價(jià) MRI 動(dòng)物肌肉標(biāo)本及水袋的測量數(shù)據(jù)評價(jià) MRI 定
【學(xué)位授予單位】：廣西醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：R445.2

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