肝纖維化磁共振擴散加權(quán)、磁共振灌注成像的實驗研究

發(fā)布時間：2020-08-02 22:31

【摘要】： 前言肝纖維化是肝內(nèi)纖維結(jié)締組織的異常增生與沉積,是各種慢性肝病向肝硬化發(fā)展的必經(jīng)階段。肝纖維化的早期診斷及嚴重程度判定在慢性肝病的早期治療和預(yù)后判斷中有重要意義。近年來各種MR功能成像方法的出現(xiàn)為肝纖維化的診斷帶來了曙光,其中MR擴散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging,DWI)和磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging,PWI)分別通過檢測組織內(nèi)微觀水分子的運動狀態(tài)和血流灌注的變化,在肝纖維化形態(tài)學改變出現(xiàn)之前對肝臟分子水平的結(jié)構(gòu)變化和血流動力學改變進行評價。本研究對大鼠肝纖維化模型進行DWI和PWI檢查,通過與肝臟組織病理、超微結(jié)構(gòu)改變、血液生化學和Ⅳ型膠原(C-Ⅳ)、層粘蛋白(LN)免疫組化進行對照分析,對DWI和PWI結(jié)果作出更深入合理的解釋,評價DWI、PWI在肝纖維化中的診斷效能,以便對無創(chuàng)性評價肝纖維化的方法作出合理選擇和應(yīng)用,提高肝纖維化的診斷水平。材料和方法雄性Wistar大鼠60只,體重200-250g,隨機分為6組:1、2、3、4、5組為實驗組,6組為對照組,每組10只。實驗組大鼠每周2次背部皮下注射60%CCl_4和40%橄欖油混合液(0.2ml/100g),共12周。對照組大鼠背部皮下注射生理鹽水(0.2ml/100g),每周2次,共12周。在給藥4、6、8、10、12周末分別取1-5實驗組和對照組2只大鼠進行MR掃描。 MR設(shè)備應(yīng)用Philips Gyroscan Intera 1.5 T超導型磁共振儀,C3線圈。DWI采用SE-EPI序列,b值分別取333、666、1000s/mm~2,TR/TE=1723ms/66ms,層厚3.0mm,層間距0mm,矩陣128×256,激勵次數(shù)1。DWI原始擴散圖像獲得后即由計算機自動繪出ADC圖。感興趣層面定為肝門上、下1-2層,感興趣區(qū)選在肝右葉圖像質(zhì)量最好的層面,在不同b值圖像上測量肝臟信號強度,同一位置測量3次并取平均值,盡量避開膽管、血管和偽影等。記錄DWI圖像信號強度(signalintensity,SI及對應(yīng)的ADC值。比較不同肝纖維化分期時DWI參數(shù)的變化,分析各參數(shù)與纖維化分期之間的相關(guān)性。灌注成像采用THRIVE(3D T1-TFE)序列,TR/TE=7.5ms/3.7ms,FA=10°,采集次數(shù)1,矩陣128×128,層厚2.0mm,層間隔0mm,塊厚20mm,脂肪抑制。全肝掃描層數(shù)10層,共60個時相,掃描時間126秒。由鼠尾靜脈留置針團注對比劑Gd-DTPA(0.05mmol/kg),隨后續(xù)注10ml生理鹽水沖管,注射對比劑同時開始PWI掃描。選用全部PWI灌注圖像,分別選擇腹主動脈、門靜脈和肝實質(zhì)作為感興趣區(qū)ROI,自動繪制信號強度-時間曲線(time-signal intensity curve,TIC)。觀察并記錄①峰值時間;②信號上升最大斜率;③信號下降最大斜率。比較不同肝纖維化分期時PWI參數(shù)的變化,分析各參數(shù)與纖維化分期之間的相關(guān)性。 MR掃描后心臟穿刺取血5ml制備血清,統(tǒng)一進行血清學肝纖維化指標檢測,包括透明質(zhì)酸(HA)、Ⅲ型前膠原(PCⅢ)、Ⅳ型膠原(C-Ⅳ)和層粘連蛋白(LN)。比較不同纖維化分期時各指標的變化規(guī)律,分析血清學各指標間及與纖維化分期的相關(guān)性。 MR掃描后6小時內(nèi)斷頭處死大鼠取肝,病理取材盡量與MR中ROI設(shè)置層面相對應(yīng),10%甲醛固定,行HE、Masson和網(wǎng)狀纖維染色,光鏡下判定肝纖維化分期。采用Envision二步法進行C-Ⅳ、LN免疫組化染色,定量測量C-Ⅳ、LN的陽性面積比。對照組和實驗組每組2只,處死后即刻取1×1×3mm肝組織2.5%戊二醛固定,常規(guī)電鏡切片制作,透射電鏡下觀察肝組織超微結(jié)構(gòu)改變。結(jié)果對照組死亡0只,實驗組死亡12只,共48只大鼠完成實驗。肝纖維化分期:對照組S0(n=10),實驗組S0(n=3)、S1(n=5)、S2(n=9)、S3(n=13)、S4(n=8)。隨給藥時間延長,實驗組肝細胞變性、壞死及炎細胞浸潤加重,膠原纖維和網(wǎng)狀纖維數(shù)量增多、范圍擴大。電鏡觀察隨給藥時間延長肝細胞損傷加重,貯脂細胞向肌成纖維細胞演變,肝內(nèi)纖維沉積增多,肝竇毛細血管化早期出現(xiàn)并持續(xù)存在。一、血清學肝纖維化指標變化各血清學指標隨纖維化分期進展逐漸升高,在S4期達到高峰。各血清學指標間及與肝纖維化分期之間顯著正相關(guān)(P＜0.01)。二、免疫組化結(jié)果肝纖維化組C-Ⅳ、LN在匯管區(qū)及粗大的纖維間隔處肝竇壁陽性著色顯著增強并呈連續(xù)性分布,隨肝纖維化程度的增加肝竇壁C-Ⅳ、LN陽性表達逐漸增高。C-Ⅳ、LN陽性面積百分比與肝纖維化分期的相關(guān)系數(shù)分別為0.900和0.912,相關(guān)性有顯著統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。三、DWI結(jié)果根據(jù)肝纖維化分期進行分組,同一組內(nèi),隨b值升高,SI值、ADC值逐漸降低,差異有顯著統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。在b取333、666和1000 s/mm~2時,隨肝纖維化程度加重,DWI圖像信號強度SI依次升高,ADC值依次降低,差異有顯著統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。ADC值與纖維化分期之間有很好的相關(guān)性,以b=1000s/mm~2時相關(guān)關(guān)系最密切。b=333 s/mm~2和666 s/mm~2時,根據(jù)SI和ADC值可以將S0～S2期與S4期進行區(qū)分,S0期與S3、S4期進行區(qū)分。b=1000s/mm~2時,可將S0～S2期與S4期進行區(qū)分。ADC值與肝纖維化血清學指標之間存在不同程度的負相關(guān)(P＜0.05)。四、PWI結(jié)果獲得大鼠全肝MR灌注圖像和穩(wěn)定的信號強度-時間曲線。隨肝纖維化分期進展,門靜脈灌注曲線的達峰時間逐漸遞增,信號上升最大斜率和信號下降最大斜率逐漸遞減。根據(jù)門靜脈灌注曲線的達峰時間,S2～S4期與S0期有統(tǒng)計學差異(P＜0.05,＜0.001,＜0.001)。根據(jù)門靜脈的最大上升斜率和最大下降斜率,S0～S2期與S3、S4期有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)。肝實質(zhì)灌注曲線的達峰時間逐漸遞增,最大上升斜率、最大下降斜率逐漸遞減。S0～S2期與S3、S4期有統(tǒng)計學差異(P＜0.05)。 MR灌注參數(shù)與C-Ⅳ、LN相關(guān)性分析:門靜脈和肝實質(zhì)的達峰時間與C-Ⅳ和LN存在顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.01),門靜脈和肝實質(zhì)的最大上升斜率和最大下降斜率與C-Ⅳ和LN存在顯著負相關(guān)關(guān)系(P＜0.01)。結(jié)論 1、血清學指標HA、PCⅢ、C-Ⅳ和LN隨肝纖維化分期進展依次升高,血清學指標相互之間及與肝纖維化分期之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系。 2、隨肝纖維化分期進展,肝竇壁C-Ⅳ和LN的表達逐漸增高,C-Ⅳ、LN陽性面積百分比與肝纖維化分期之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系。 3、隨肝纖維化分期進展,DWI圖像的SI依次升高,ADC值依次降低。DWI可檢測S3、S4期中、重度肝纖維化,但對判定S0～S2期肝纖維化尚有局限性。 4、ADC值與肝纖維化血液生化學各指標間存在良好的相關(guān)性,共同反映肝纖維化ECM異常增生和沉積的特征性病理改變。 5、MR-PWI可能檢測輕度肝纖維化(S2期)和中、重度肝纖維化/早期肝硬化(S3、S4期),肝臟MR灌注參數(shù)與肝纖維化分期有良好的相關(guān)性,可反映肝纖維化各期的血流動力學變化趨勢。 6、肝纖維化大鼠肝組織C-Ⅳ、LN和PWI灌注參數(shù)間存在密切的相關(guān)關(guān)系,均可反映肝纖維化肝竇毛細血管化病理變化,可解釋MR灌注成像所反映的肝臟微循環(huán)狀態(tài)和血流動力學改變。
【學位授予單位】：中國醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：R445.2
【圖文】：

血竇,肝細胞,細胞膜,界限