同步輻射微束X射線熒光技術(shù)及磁共振磁敏感成像技術(shù)定量測定肝纖維化鐵沉積的實驗和臨床研究.pdf

1、第一部分
　　 3.0T磁共振磁敏感成像技術(shù)定量測定大鼠肝纖維化鐵沉積的實驗研究
　　 目的：評價腹部磁共振磁敏感成像(susceptibility-weighted MR imaging，SWI)技術(shù)定量測定一次大劑量注射二甲基亞硝胺(dimethylnitrosamine，DMN)誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化模型肝臟鐵沉積的應(yīng)用價值。
　　 材料與方法：單次腹腔內(nèi).大劑量注射DMN(50 mg/kg體重)誘導(dǎo)的SD大鼠

2、肝纖維化鐵沉積模型作為實驗組(n=50)，10只注射相同劑量生理鹽水的SD大鼠作為正常對照組。所有實驗組和對照組大鼠均接受磁共振腹部SWI掃描、相位值的測量以及組織病理學(xué)檢查，以確定肝臟鐵沉積的存在和程度。其中，實驗組大鼠于5個不同時間點(DMN注射后5天、7天、10天、14天和28天)每次隨機抽取10只完成上述檢查。
　　 結(jié)果：47只實驗組和10只對照組大鼠納入最后的數(shù)據(jù)分析，3只實驗組大鼠在DMN注射后3天由于肝臟急性出血

3、壞死死亡。根據(jù)組織病理學(xué)結(jié)果將肝臟鐵沉積分成三組(0級(n=10)、Ⅰ級(n=42)和Ⅱ級(n=5))，三組所測得的平均相位值分別為0.0183±0.0697、-0.0302±0.0158和-0.0656±0.0062，三組相位值之間存在統(tǒng)計學(xué)差異(F=70.057，p<0.001)。肝臟相位值與組織病理學(xué)鐵沉積分級之間存在高度負(fù)相關(guān)(r=-0.843，p<0.01)。另外，DMN注射后5個不同時間點實驗組大鼠肝臟的平均相位值分別為-0

4、.0059±0.008、-0.0234±0.0068、-0.0424±0.0061、-0.0589±0.0082和-0.030718±0.0078，而對照組大鼠的平均相位值為0.0183±0.0697，上述六組大鼠肝臟的相位值存在顯著性差異(F=132.743，p<0.001)。
　　 結(jié)論：腹部磁共振SWI序列是一種敏感的定量測定大鼠肝纖維化鐵沉積的新方法，與病理組織學(xué)結(jié)果呈高度相關(guān)性。
　　 第二部分同步輻射微束X射

5、線熒光技術(shù)定量測定大鼠肝纖維化鐵沉積的實驗研究
　　 目的：探討同步輻射微束X射線熒光(synchrotron radiation X-ray fluorescence，SRXRF)技術(shù)定量測定一次大劑量腹腔注射二甲基亞硝胺(dimethyinitrosamine，DMN)誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化模型中肝臟鐵沉積的應(yīng)用價值。
　　 材料與方法：應(yīng)用單次腹腔內(nèi)大劑量注射DMN(50 mg/kg體重)誘導(dǎo)的50只SD大鼠肝纖維化鐵

6、沉積模型作為實驗組，10只注射相同劑量生理鹽水的SD大鼠作為正常對照組。所有的實驗組和對照組大鼠肝臟組織均接受SRXRF掃描和組織病理學(xué)鐵沉積測定。所有樣本掃描前均充分干燥。SRXRF掃描時單色光能量為12.5 Kev，光斑大小2mm×2mm。鐵元素的特異性熒光峰值位于6.40 KeV處。實驗組大鼠于5個不同時間點(DMN注射后5天、7天、10天、14天和28天)每次隨機抽取10只完成SRXRF和組織病理學(xué)檢查。測量和分析SRXRF檢查

7、的鐵元素特異性熒光光子數(shù)，并和病理鐵染色結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性檢驗。
　　 結(jié)果：47組實驗組和10只對照組大鼠納入最后的數(shù)據(jù)分析，3只實驗組大鼠在DMN注射后3天由于肝臟急性出血壞死死亡。對照組與實驗組大鼠SRXRF檢查測得的鐵元素特異性熒光光子數(shù)分別為(4.10±0.91)、(10.01±4.03)×104光子數(shù)/g干燥肝組織。兩組之間存在顯著性差異(Z=-4.574，p<0.01)。根據(jù)肝臟組織病理學(xué)鐵染色結(jié)果將鐵沉積分為0級(n

8、=10)、Ⅰ級(n=42)和Ⅱ級(n=5)，相應(yīng)三組SRXRF測得的鐵元素特異性熒光光子數(shù)分別為(4.10±0.91)、(9.16±3.15)、(17.16±3.63)×104光子數(shù)/g干燥肝組織，三組之間存在顯著性統(tǒng)計學(xué)差異(F=33.174，p<0.01)。SRXRF檢查所得肝臟鐵元素特異性熒光光子數(shù)與組織病理學(xué)測定的鐵沉積之間存在中度正相關(guān)(r=0.722，p<0.01)。測定實驗組5個不同時間點SRXRF檢查所得的肝臟鐵元素特異

9、性熒光光子數(shù)，其平均值分別為(5.03±1.23)、(8.85±2.66)、(10.39±1.73)、(15.10±4.25)和(9.17±1.77)×104光子數(shù)/g干燥肝組織，將對照組和上述五組實驗組大鼠SRXRF測得的肝臟鐵元素特異性光子數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)六組之間存在統(tǒng)計學(xué)差異(F=25.412，p<0.01)。
　　 結(jié)論：SRXRF技術(shù)可作為一種無損的定量測定大鼠肝纖維化鐵沉積的新技術(shù)，不同程度鐵沉積的肝臟組織鐵元素

10、特異性熒光光子數(shù)有顯著性差異，和病理鐵染色結(jié)果之間有中度相關(guān)性。
　　 第三部分
　　 一、3.0T磁共振磁敏感成像技術(shù)定量測定慢性乙型病毒性肝炎患者肝臟鐵沉積的臨床研究
　　 目的：比較不同TE時間(10ms、5ms和2.5 ms)時，磁敏感成像(susceptibility-weightedimaging，SWI)序列用于定量測定慢性乙型病毒性肝炎患者肝臟鐵沉積的價值，探討鐵沉積與肝纖維化分期和炎癥活動度之間

11、的相關(guān)性。
　　 材料和方法：前瞻性入組57個慢性乙型病毒性肝炎患者。所有病人接受腹部磁共振SWI掃描和病理組織學(xué)檢查。分別測量三個不同的TE值時SWI序列的相位值。選擇整個肝右葉進(jìn)行相位值的測量，避開大血管和偽影。肝臟病理學(xué)檢查包括半定量的普魯士蘭染色鐵沉積分級、肝纖維化分期和炎癥活動度分級。ROC曲線用來分析肝臟鐵沉積的存在。
　　 結(jié)果：共51例患者納入最終的數(shù)據(jù)分析，將病理普魯士蘭染色顯示的肝臟鐵沉積的情況分成五

12、級，0級到4級鐵沉積的病例數(shù)分別為15、12、12、8、4。選擇3個不同TE值(10ms、5ms和2.5ms)時，SWI檢出肝臟鐵沉積的敏感性和特異性分別為88.89％/66.67％、86.11％/60％和75％/80％。三組TE值時，肝臟組織病理學(xué)五組鐵沉積分級之間的相位值均存在顯著性差異(F=115.01、41.86和31.167；p<0.001)。并且，組織病理學(xué)鐵沉積分級與相位值之間均呈高度負(fù)相關(guān)(r=-0.904、-0.856

13、和-0.799；p<0.001)。ROC曲線分析結(jié)果顯示，三組不同TE值時，當(dāng)相位值分別大于-0.0453、-0.0127和0.0125時，SWI診斷肝臟鐵沉積的敏感性均為100％，特異性分別為86.1％，、80.6％和83.3％。當(dāng)TE值為10ms和5ms時，SWI的相位值與肝臟炎癥活動度呈低度負(fù)相關(guān)(r=-0.394，-0.368；p=0.004，0.008)。三組SWI的相位值和肝纖維化分期之間均無相關(guān)性(p>0.05)。

14、　　 結(jié)論：腹部SWI序列可用于檢測慢性乙型病毒性肝炎患者是否存在鐵沉積，不同程度鐵沉積患者的相位值之間有統(tǒng)計學(xué)差異，特別是應(yīng)用較長的TE值(TE=10ms)時。鐵沉積與肝臟炎癥活動度相關(guān)而與肝纖維化之間無相關(guān)性。
　　 第三部分
　　 二、3.0T腹部磁共振磁敏感成像技術(shù)與T2*加權(quán)成像技術(shù)定量測定慢性乙型病毒性肝炎患者肝臟鐵沉積的比較研究
　　 目的：比較3.0T磁共振腹部磁敏感成像(susceptibil

15、ity-weighted imaging，SWI)序列與多回波的T2*加權(quán)成像(T2*-weighted gradient-echo imaging，T2*WI)序列定量測定慢性乙型病毒性肝炎患者肝臟鐵沉積的能力。
　　 材料和方法：前瞻性入組43例慢性乙型病毒性肝炎患者，所有病例同時接受3.0T磁共振腹部SWI、T2*WI序列掃描和肝活檢組織病理學(xué)檢查。SWI序列相位圖用于相位值的測量，T2*WI序列T2*map用于T2*值的

16、測量。測量整個肝右葉的相位值和T2*值，避開大血管和偽影。2名病理學(xué)家(觀察者1和觀察者2)共同商討決定普魯士蘭染色肝臟鐵沉積的分級。
　　 結(jié)果：39例患者(男/女，29/10)，平均年齡27-72(51.69±11.57)歲納入最后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，其中0級到4級組織病理學(xué)診斷的鐵沉積病例數(shù)分別為11、8、9、7、4，平均相位值分別為-0.0213±0.0094、-0.05063±0.0010、-0.0589±0.0117、-0.

17、0940±0.0110、-0.1568±0.0119；T2*值分別為19.65±1.31、15.53±1.96、15.34±1.91、8.36±1.07、4.60±1.50。不同程度鐵沉積分級組的相位值和T2*值之間均存在顯著性差異(F=139.60、93.91；p<0.001)。肝臟相位值和T2*值均與病理組織學(xué)鐵沉積分級均呈高度負(fù)相關(guān)(r=-0.937、-0.898；p<0.001)。然而，肝臟相位值與病理組織學(xué)結(jié)果的相關(guān)性高于T2

18、*值。
　　 結(jié)論：腹部SWI與T2*WI均可以用于肝臟鐵沉積的定量檢測，而前者較后者的檢測敏感性更高。
　　 第四部分同步輻射微束X射線熒光技術(shù)定量測定肝臟鐵沉積的臨床研究
　　 目的：應(yīng)用同步輻射微束X射線熒光(synchrotron radiation X-ray fluorescence，SRXRF)技術(shù)定量測定肝臟鐵沉積，并探討鐵沉積與肝纖維化分期和炎癥活動度的相關(guān)性。
　　 材料與方法：前瞻性

19、入組64例擬行肝臟部分切除術(shù)(n=58)和肝移植術(shù)(n=6)的病例。所取肝臟標(biāo)本均選用遠(yuǎn)離腫瘤組織的肝實質(zhì)區(qū)域。所有標(biāo)本行SRXRF和肝臟組織病理學(xué)檢查。ROC曲線用于分析肝臟鐵沉積和明顯鐵沉積的存在(組織病理學(xué)鐵沉積3級和4級)。
　　 結(jié)果：64例肝臟標(biāo)本中，普魯士蘭染色結(jié)果顯示35例伴有鐵沉積，其中，1級到4級的病例數(shù)分別為15、9、7、4，無鐵沉積(0級)的29例。SRXRF所測得的0級到4級五組肝臟標(biāo)本鐵元素特異性熒光

20、光子數(shù)分別為(1.30±0.48)、(2.12±0.55)、(3.23±1.44)、(4.08±0.88)、(6.06±1.51)×105/g干燥肝組織，上述5組的結(jié)果存在顯著性差異(F=44.166，p<0.001)。鐵元素特異性熒光光子數(shù)與組織病理學(xué)鐵分級之間呈高度正相關(guān)(r=0.855，p<0.001)。當(dāng)肝臟鐵元素特異性熒光光子數(shù)大于1.95×105光子數(shù)/g干燥肝組織時，SRXRF診斷肝臟鐵沉積的敏感性和特異性為82.9％和8

21、9.7％。當(dāng)肝臟鐵元素?zé)晒馓禺愋怨庾訑?shù)大于3.43×105光子數(shù)/g干燥肝組織時，該技術(shù)診斷肝臟明顯鐵沉積的敏感性和特異性為90.9％和91.7％。另外，鐵元素特異性熒光光子數(shù)與肝臟炎癥活動度呈低度正相關(guān)(r=0.252，p=0.045)，而與肝纖維化分期之間無相關(guān)性(p=0.706)。
　　 結(jié)論：SRXRF可用于定量評估肝臟的鐵沉積，是一種無損性定量診斷的新技術(shù)。臨床病例研究結(jié)果表明，鐵沉積與肝臟的炎癥活動度相關(guān)而與肝纖維化

22、分期無關(guān)。
　　 第五部分3.0T腹部磁敏感成像技術(shù)定量測定慢性乙型病毒性肝炎患者的肝臟鐵沉積及其與血清鐵標(biāo)記物的相關(guān)性研究
　　 目的：分析腹部磁敏感成像(susceptibility-weighted imaging，SWI)序列定量測定慢性乙型病毒性肝炎患者的肝臟鐵沉積情況，并探討該技術(shù)與血清鐵標(biāo)記物(血清鐵、鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白和轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度)的相關(guān)性。
　　 材料與方法：前瞻性入組327例慢性乙型病毒性肝

23、炎患者，同時納入50例健康志愿者作為正常對照組。所有病人接受腹部磁共振SWI序列掃描以及血清鐵標(biāo)記物測定，所有正常志愿者僅接受磁共振SWI序列掃描。對所有患者和正常志愿者進(jìn)行相位值的測量，并依據(jù)SWI圖像對鐵沉積進(jìn)行分級。
　　 結(jié)果：303個慢性乙型病毒性肝炎和47個正常志愿者符合本研究要求，納入最后的數(shù)據(jù)分析。77例(25.4％)患者的肝臟存在鐵沉積?；颊吒闻K鐵沉積組、無鐵沉積組以及正常志愿者組肝臟的平均相位值分別為-0.0

24、710±0.047、-0.0152±0.0103、-0.0141±0.0147。肝臟鐵沉積組與無鐵沉積組和正常志愿者組之間均存在統(tǒng)計學(xué)差異(p<0.001)。患者肝臟無鐵沉積組與正常志愿者組的肝臟相位值之間未見統(tǒng)計學(xué)差異(p=0.254)。另外，肝臟鐵沉積不同等級之間的相位值存在顯著性差異(F=84.044，p<0.000)。肝臟鐵沉積組血清鐵、鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白和轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度均高于無鐵沉積組(p<0.000)。僅血清鐵蛋白在肝臟不同程