磁共振功能成像評(píng)價(jià)單聚體非離子型碘對(duì)比劑對(duì)家兔腎臟氧含量和水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)影響的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的：
　　腎臟的生理功能是排泄代謝終末產(chǎn)物，調(diào)節(jié)體液各成分濃度，維持水分、電解質(zhì)動(dòng)態(tài)平衡，是保持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的最重要器官之一。而含碘對(duì)比劑導(dǎo)致的腎臟損傷，對(duì)比劑腎病（Contrast induced nephrotoxicity，CIN）的發(fā)病率逐年提高，特別是在注射對(duì)比劑前有基礎(chǔ)腎功能不全和糖尿病合并慢性腎病被認(rèn)為是引起CIN重要的危險(xiǎn)因素，但對(duì)于CIN檢測血肌酐值在注射對(duì)比劑3-5天達(dá)才到高峰，因此早期臨床診斷存在困難。常

2、規(guī)影像學(xué)檢查僅能提供腎臟的解剖信息，但隨著磁共振成像技術(shù)的迅速發(fā)展，功能磁共振成像序列能更好的反映腎臟的功能狀態(tài)，從而反映疾病的病理生理狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)的主要目的是應(yīng)用磁共振功能成像血氧水平依賴(Blood oxygenation level-dependent imaging magnetic resonance,BOLD-MRI)，和彌散加權(quán)成像(Diffusion weighted-imaging，DWI)這兩種方法研究在注射含碘對(duì)比

3、劑后對(duì)正常家兔及糖尿病腎病病家兔腎臟氧含量和水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限的改變。
　　方法：
　　1、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、糖尿病腎臟造模
　　1.1、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:選取新西蘭家兔。
　　1.2、Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病腎病家兔造模
　?、裥吞悄虿∧I病組家兔造模:150 mg/kg的四氧嘧啶溶于生理鹽水中(5g/100mL)，經(jīng)耳緣靜脈注射。2-3周后，當(dāng)血糖濃度≥16mmol/L，入選Ⅰ型糖尿病組。家兔喂養(yǎng)常規(guī)飼料至12周。在第12周時(shí)行

4、血糖、肌酐、尿素氮及微量白蛋白的生化檢查，當(dāng)指標(biāo)升高，即血糖＞6.11 mmol/L;肌酐＞133μmol/L;尿素氮＞7.1 mmol/L;微量白蛋白＞10 mg/L，說明糖尿病腎病造模成功。
　?、蛐吞悄虿∧I病組家兔造模:高脂高糖喂養(yǎng)(100g常規(guī)飼料中加5g蔗糖和1g膽固醇)，并將蔗糖按1g/ml溶解于飲用水中。8周后，采血進(jìn)行血糖、血脂和高敏感C反應(yīng)蛋白生化檢查，指標(biāo)升高認(rèn)為胰島素抵抗出現(xiàn)，入選Ⅱ型糖尿病組。第12周時(shí)行血

5、糖、肌酐、尿素氮及微量白蛋白的生化檢查，當(dāng)指標(biāo)升高，即血糖＞6.11mmol/L;肌酐＞133μmol/L;尿素氮＞7.1 mmol/L;微量白蛋白＞10 mg/L，說明糖尿病腎病造模成功。
　　2、碘對(duì)比劑準(zhǔn)備
　　實(shí)驗(yàn)應(yīng)用四種不同濃度含碘對(duì)比劑基本屬性如下:
　　200mgI/mL(黏稠度:0.20 NS/M2at37℃;滲透壓:413 mOsm/kg H2O);
　　240mgI/mL(黏稠度:0.33 N

6、S/M2at37℃;滲透壓:510mOsm/kgH2O);
　　300mgI/mL(黏稠度:0.61 NS/M2at37℃;滲透壓:640 mOsm/kg H2O);
　　350mgl/mL(黏稠度:1.06 NS/M2at37℃;滲透壓:780 mOsm/kg H2O)。
　　3、MRI掃描
　　常規(guī)T2WI掃描(T2 weighted image，T2WI)，血氧水平依賴(Blood oxygenationl

7、evel-dependent imaging，BOLD)及擴(kuò)散加權(quán)成像(Diffusion weighted imaging，DWI)。
　　4、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
　　實(shí)驗(yàn)一:正常家兔注射四種碘對(duì)比劑（200mgI/mL，240mgI/mL，300mgI/mL和350mgI/mL）后1h、24h、48h、72h進(jìn)行BOLD和DWI掃描;
　　實(shí)驗(yàn)二:將350mgI/mL對(duì)比劑設(shè)計(jì)為半倍劑量組、標(biāo)準(zhǔn)劑量組、單倍劑量組，正常家兔

8、注射后1h、24h、48h、72h進(jìn)行BOLD和DWI掃描;
　　實(shí)驗(yàn)三:Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病腎病家兔注射對(duì)比劑350mgI/mL后1h、24h、48h、72h進(jìn)行BOLD和DWI掃描;
　　實(shí)驗(yàn)四:Ⅱ型糖尿病腎病家兔注射350mgI/mL后1h、24h、48h、72h進(jìn)行病理及免疫組化的檢查。
　　5、MRI圖像分析
　　5.1、BOLD圖像及R2*值測量
　　BOLD冠狀位圖像可將腎臟分為皮質(zhì)、外髓、內(nèi)髓三

9、部分，在腎灌注圖像上分別測量皮質(zhì)、外髓和內(nèi)髓的氧含量。
　　5.2、ADC值的測量
　　ADC軸位圖，將圖像腎臟分為皮質(zhì)、髓質(zhì)兩部分，在腎灌注圖像上測量皮質(zhì)和髓質(zhì)的水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限程度。
　　6、病理檢查
　　將家兔左、右腎臟冠狀位剖開，放入甲醛溶液中固定。腎臟標(biāo)本進(jìn)行常規(guī)梯度酒精脫水、二甲苯透明、浸蠟、石蠟包埋、切片、作HE病理常規(guī)染色、封片等。
　　7、免疫組化檢查
　　應(yīng)用缺氧探針Hypoxy

10、probeTM-1的免疫組化化學(xué)染色，觀察在注射碘對(duì)比劑后腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)之間氧含量的差異。
　　8、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
　　所有數(shù)據(jù)按均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示，并應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析。同一部位同一時(shí)間點(diǎn)多組間比較采用單因素方差分析，同一部位同一時(shí)間點(diǎn)兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P值＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值＜0.01有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)果：
　　1、MRI掃描結(jié)果
　　實(shí)驗(yàn)一結(jié)果:
　　與

11、注射生理鹽水的對(duì)照組相比，注射不同濃度的含碘對(duì)比劑后，腎臟皮質(zhì)、外髓和內(nèi)髓的R2*值在1h后均升高，至24h升至最高，之后開始下降，至72h降至最低，其中以外髓變化最明顯。外髓的R2*值在24小時(shí)升至最高，四組含碘對(duì)比劑比較，以350對(duì)比劑組升高最顯著。
　　與注射生理鹽水的對(duì)照組相比，注射不同濃度的含碘對(duì)比劑后腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)的ADC值均降低，以髓質(zhì)變化最為明顯。在髓質(zhì)，各組ADC值在48h均降至最低，其中以350對(duì)比劑組最為明顯

12、。
　　實(shí)驗(yàn)二結(jié)果:
　　350半倍劑量組、標(biāo)準(zhǔn)劑量組及單倍劑量組之間進(jìn)行R2*值比較，在外髓三組的R2*值均明顯升高，在24h，各組的R2*值達(dá)到峰值，以350單倍劑量組升高最為明顯。350半倍劑量組、標(biāo)準(zhǔn)劑量組及單倍劑量組之間進(jìn)行ADC值比較，在髓質(zhì)三組的ADC值均明顯降低，在48h，各組的ADC值均降至最低，以350單倍劑量組最為明顯。
　　實(shí)驗(yàn)三結(jié)果:
　　注射含碘對(duì)比劑350后，Ⅰ型、Ⅱ型糖尿病腎病組家

13、兔腎臟皮質(zhì)、外髓和內(nèi)髓的R2*值比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)(1h，24h，48h，72h)，350碘對(duì)比劑對(duì)Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病腎病家兔腎臟氧含量的影響是相同的。Ⅰ型、Ⅱ型糖尿病腎病組家兔腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)的ADC值比較同樣無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)(1h，24h，48h，72h)，350碘對(duì)比劑對(duì)Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病腎病家兔腎臟水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限的影響是相同的。
　　實(shí)驗(yàn)四結(jié)果:
　　病理檢查結(jié)果示注射生理鹽水后腎臟形態(tài)飽

14、滿，結(jié)構(gòu)清晰。近曲小管上皮細(xì)胞未見腫脹、變性。集合管內(nèi)未見管型。毛細(xì)血管未見擴(kuò)張、出血。注射350碘對(duì)比劑后腎臟腎小球結(jié)構(gòu)混濁，略明顯腫脹，部分呈萎縮性改變，近曲小管上皮細(xì)胞腫脹，并可見空泡變性。集合管內(nèi)可見多發(fā)管型，間質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管擴(kuò)張、充血。
　　免疫組化結(jié)果示注射生理鹽水后觀察，腎臟的皮、髓質(zhì)之間無明顯差異。注射350碘對(duì)比劑后1h，腎臟皮、髓質(zhì)差異仍不明顯，24h腎臟髓質(zhì)染色明顯加深，說明髓質(zhì)缺氧嚴(yán)重，48h腎臟皮、髓質(zhì)仍有

15、差異，以髓質(zhì)為著，至72h腎臟髓質(zhì)染色減輕，說明缺氧恢復(fù)。
　　2、BOLD圖后處理結(jié)果
　　注射含碘對(duì)比劑后1h腎臟的皮質(zhì)、外髓和內(nèi)髓的顏色均有不同程度的加深，以外髓明顯，說明缺氧范圍擴(kuò)大，程度加重，24h外髓顏色加深最明顯，說明外髓氧含量最低，之后顏色逐漸減輕至72h，說明氧含量恢復(fù)。
　　3、ADC圖后處理結(jié)果
　　注射含碘對(duì)比劑后1h腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)呈冷色調(diào)改變，以髓質(zhì)明顯，48h髓質(zhì)冷色調(diào)程度最明顯，說明

16、水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限的影響最嚴(yán)重，72h逐漸緩解為暖色調(diào)，說明水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限的影響減輕。
　　結(jié)論：
　　碘對(duì)比劑可降低腎臟的氧含量，引起腎小球的損害，以350對(duì)比劑組對(duì)腎臟影響最嚴(yán)重，以24h最明顯。碘對(duì)比劑使腎臟水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限，引起腎小管上皮細(xì)胞空泡變性，以350對(duì)比劑組對(duì)腎臟影響最為嚴(yán)重，以48h最為明顯。增加對(duì)比劑劑量，會(huì)對(duì)腎臟造成更嚴(yán)重的影響。350碘對(duì)比劑對(duì)糖尿病腎病階段腎臟的影響更為嚴(yán)重;350碘對(duì)比劑對(duì)