体素内不相干运动扩散加权成像在兔肝脏缺血再灌注损伤中的应用

发布时间：2017-06-24 15:03

  本文关键词：体素内不相干运动扩散加权成像在兔肝脏缺血再灌注损伤中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目的：1.研究体素内不相干运动扩散加权成像(intravoxel incoherent motion diffusion-weighted imaging, IVIM-DWI)参数用于肝脏缺血再灌注损伤时测量的可重复性,同一测量者多次测量或不同测量者间测量的一致性。2.探讨兔肝脏缺血再灌注损伤中体素内不相干运动扩散加权成像参数与细胞损伤的生化指标及组织病理学变的相关性。材料与方法：1.动物模型分组及制备32只健康新西兰大白兔(均为雌性,体重为2-3kg,由广东省动物实验中心提供)根据肝脏缺血一小时后再灌注时长被平均分为A组(假手术组)、B组(再灌注1h)、C组(再灌注4h)及D组(再灌注12h)四个组别,每组样本数目均为8只。B、C、D组动物使用无损金属血管夹夹闭肝左叶及右前叶管道结构(门静脉主干、肝动脉及胆管)60min,使肝脏70%左右区域出现缺血。60min后撤除血管夹,观察肝脏血流恢复情况(再灌注),缝合皮肤,各组在达到预期的再灌注时长后进行下一步检查。A组作为假手术组,暴露肝十二指肠韧带后不阻断肝脏血流,复位腹部脏器后缝合皮肤,并进行下一步检查。2.影像检查方法及图像分析2.1.MRI扫描方案所有达到预期缺血再灌注时长的动物均使用Achieva 1.5T扫描仪(Philips Healthcare, Best, Netherlands)进行IVIM-DWI磁共振成像检查。麻醉后将动物以头先进-仰卧位摆放在兔子专用的八通道相控阵线圈(Product model:CG-RBC18-H150-AP, Shanghai Chenguang Medical Technologies Co., Ltd., Shanghai, China)中。采用轴位扫描,范围包括整个肝脏。IVIM-DWI图像采集使用单次激发平面回波成像脉冲序列(single-shot echo-planar imaging pulse sequence),在自由呼吸状态下(free-breathing method)下以并行采集模式(parallel imaging)进行扫描。使用反转恢复频率选择预饱和技术(SPIR)对脂肪信号进行抑制。本研究拟采用12个不同的b值(从0,10,20,30,40,50,75,100,150,300,500,到800 sec/mm2),其中9个b值低于：200 sec/mm2,在保证灌注相关参数准确性的同时扫描用时不会过长。所有扩散加权梯度通过x轴,y轴及z轴三个正交方向施力B. IVIM-DWI其余相关参数如下：TR/TE,1310/69.8 ms;FOV, AP/PL/FH:150mm/150mm/45mm;层厚/层间距：3mm/0mm; NSA:6; ETL: 53。2.2.图像后处理与分析扫描结束后,]VIM-DWI的原始数据发送至厂家提供的后处理平台(Extended Workspace, Philips Healthcare)并使用PRIDE DWI Tool软件(version 1.5, Philips Healthcare)获得ADC及IVIM参数图。基于开放获取的IDL程序——MPFIT内置的Levenberg-Marquardt算法,可对12个b值下采集的数据进行非线性最小二乘法曲线拟合(nonlinear least-squares curve fitting),以计算出D,D*及f等相应参数值,使用的公式如下：SI/SIo= (1-f)·exp(-bD)+f·exp(-bD*),其中SI代表某个非0 sec/mm2的b值下所采集图像的信号强度(signalintensity),而SI0代表b=0 sec/mm2时测得的信号强度。而计算ADC值时,使用12个b值下所采集的图像信号强度数据进行单指数拟合(monoexponential fitting),公式如下：SI/SIo= exp(-bADC)。所有参数图均在逐像素(pixel-by-pixel)基础上生成。两位放射科医生(测量者A,三年影像实践经验；测量者B,十年影像学实践经验)在不知每个动物分组的情况下单独对ADC及IVIM参数图手动勾画(operator-defined)感兴趣区(region of interest, ROI)进行测量。为最大程度地保持ROI与病理标本取材区域的一致性,仅选取肝左内叶中部层面进行ROI测量,并注意避开信号不均匀区域、伪影严重区域及大的肝脏血管。每个测量对象放置三个ROI(大小尽可能一致)并以三者测量值均值作为该区域的最终测量数值。为了评价同一测量者两次不同测量过程中数值的一致性(intraobserver agreement),测量者A在第一次测量两周后对所有参数图进行第二次重复测量。为了评价不同测量者在测量过程中数值的一致性(interobserver agreement),测量者A前后两次测量的均值将用于与测量者B测量一次的数值进行比较。3.生化指标测定MRI扫描之后,经耳缘静脉抽取静脉血样并送至广东省人民医院检验科检测,检验指标包括血清谷草转氨酶AST,血清谷丙转氨酶ALT, AST/ALT及γ-GGT。4.病理标本制备及评分方案抽取血样后经耳缘静脉留置针注射过量戊巴比妥钠处死动物,取出肝左内叶中部组织块并制取病理标本,以苏木精-伊红染色法进行染色。组织学分析包括定性分析(即显微镜下直接观察肝组织细胞肿胀及肝窦狭窄情况)及半定量分析(病理评分)。半定量评分方案中,根据一张玻片上的五个随机视野(200×),肝窦(hepatic sinusoid)狭窄程度可分为五个级别：1级=肝窦无狭窄或闭塞；2级=轻度(≤50%肝窦狭窄)；3级=中度(50%肝窦狭窄或≤50%的少数肝窦闭塞)；4级=(50%肝窦闭塞)；5级=所见肝窦全部闭塞。肝窦炎症细胞浸润程度可分为四个级别：1级=未见明确炎细胞浸润；2级=轻度浸润(局灶性浸润)；3级=中度浸润(小范围片状浸润)；4级=重度浸润(大范围弥漫性浸润)。肝窦淤血可分为四个级别：1级=未见明确淤血；2级=轻度淤血(局灶性)；3级=中度淤血(小范围红细胞瘀滞)；4级=重度淤血(大范围弥漫性淤血)。三套半定量评分结果之和被视为该动物病理评分结果。两个病理科医生(评分者C,2年病理学实践经验；评分者D,8年病理学实践经验)在未知动物分组的情况下独立对玻片进行评分,两者评分平均值作为该动物最终病理评分结果。5.统计学方法统计学分析使用的软件包括SPSS 19.0版本(SPSS, Chicago,Ill)及MedCalc software (MedCalc, Mariakerke, Belgium)。为确定IVIM参数及ADC值在同一扫描序列中测量的可重复性,动物造模前选取一只健康新西兰白兔(雌性,体重2.8kg)重复扫描IVIM-DWI序列八次,并由测量者A分别对8次扫描图像进行参数测量。使用变异系数(coefficients of variation, CV)作为评估指标。使用组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)及Bland-Altman分析(Bland-Altman plots with 95% limits of agreement)确定测量者内(intraobserver)及测量者间(interobserver) IVIM参数及ADC值测量的一致性。使用变异系数CV评价各组内不同动物所测参数的一致程度。使用Kappa系数评价两位病理科医生病理评分的一致性。使用Shapiro-Wilk test检验不同组别间数据的正态性,使用Levine's test检验不同组别间数据的方差齐性。不同组别间参数测量结果符合正态分布及方差齐性时,使用单向方差分析(one-way analysis of variance, ANOVA)比较组间差异,并以Bonferroni post hoc test进行两两比较；不同组别间参数测量结果不符合或未完全正态分布及方差齐性,或比较对象为等级变量时,使用Kruskal-Wallis test比较组间差异,并以Dunn-Bonferroni post hoc test进行两两比较使用Spearman rank correlation analysis分析f值,D值,ADC值与病理评分间的相关性；使用Pearson correlation analysis分析分析f值,D值,ADC值与生化指标间的相关性。分析相关性时,包含或不包含假手术组的情况均考虑在内。P值≤0.05表示数据有统计学意义。结果：1.影像学参数测量结果1.1.影像学参数测量的可重复性及一致性1.1.1 IVIM参数及ADC值在同一扫描序列中测量的可重复性D值在使用同一扫描序列扫描时CV值为3.44%,可重复性好。f值在使用同一扫描序列扫描时CV值为9.86%,可重复性好。D*在值在使用同一扫描序列扫描时CV值为44.30%,可重复性差。ADC值在使用同一扫描序列扫描时CV值为3.62%,可重复性好。1.1.2影像学参数的测量者内(intraobserver)及测量者间(interobserver)一致性各影像学参数的测量者内一致性(组内相关系数)如下：D值,0.973(0.945-0.987),一致性好；f值,0.951(0.899-0.976),一致性好；D*值,0.597(0.174-0.803),一致性一般；ADC值,0.974(0.947-0.987),一致性好。各影像学参数的测量者间一致性(组内相关系数)如下：D值,0.977(0.953-0.989),一致性好；f值,0.987(0.974-0.994),一致性好；D*值,0.548(0.073-0.779),一致性一般；ADC值,0.967(0.933-0.984),一致性好。1.2.组间参数的比较Shapiro-Wilk test示所测D值,f值,D*值及ADC值在A组、B组、C组及D组均符合正态分布。Levine's test示所测D值,f值,D,*值及ADC值在A组、B组、C组及D组均满足方差齐性。因此,使用单向方差分析对各组参数测量值进行总体比较及Bonferroni posthoc test进行两两比较。各组ADC值测量如下(均数±标准差,单位×10-3mm2/sec):A组1.29±0.09,B组1.04±0.10,C组0.87±0.07,D组0.94±0.11。方差分析示统计量F为31.48,P0.001,以Bonferroni post hoc test进行两两比较示A组(即假手术组)与B组、C组及D组均存在统计学差异,P值均小于0.001；B组与C组间P值为0.006,有统计学差异；B组与D组间P值为0.314,C组与D组间P值为0.676,无统计学差异。各组D值测量如下(均数±标准差,单位×10-3mm2/sec):A组1.1±0.07,B组0.93±0.08,C组0.82±0.05,D组0.88±0.10。方差分析示统计量F为26.97,P0.001,以Bonferroni post hoc test进行两两比较示A组与B组、C组及D组均存在统计学差异,P值均小于0.01；B组与C组间P值为0.054, B组与D组间P值为1.000,C组与D组间P值为0.794,均无统计学差异。各组D*值测量如下(均数±标准差,单位×10-3mm2/sec):A组143.3±39.3,B组141.6±35.5,C组124.5±47.4,D组142.7±22.9方差分析示统计量F为0.47,P值=0.706,组间无统计学差异。各组f值测量如下(均数±标准差,单位%)：A组14.6±3.67,B组12±2.8,C组5.0±2.2,D组7.5±3.1。方差分析示统计量F为16.99,P0.001,以Bonferroni post hoc test进行两两比较示A组与B组间P值为0.708,无统计学差异；A组与C组及D组间存在统计学差异,P值均小于0.01；B组与C组间P值小于0.001,B组与D组间P值为0.023,均存在统计学差异；C组与D组间P值为0.664,无统计学差异。2.生化指标测量结果Shapiro-Wilk test示所测AST值,ALT值,AST/ALT值在四个组别中不完全符合正态分布,因此使用非参数检验进行比较。Shapiro-Wilk test示γ-GGT指标在四个组别中均符合正态分布。Levine's test示各组间方差不齐,同样选用非参数检验进行比较。各组AST值中位数及四分位间距(位于括号内)如下(单位均为IU/L)：A组54.5(55.0),B组237(393.8),C组557.5(615.5),D组1758.5(2417.8)。Kruskal-Wallis test示P值=0.002,以Dunn-Bonferroni post hoc test进行两两比较示A组(即假手术组)与B组、C组及D组均存在统计学差异,P值分别为0.016,0.016,小于0.01；B组与C组间P值为1.000,B组与D组间P值为0.273,C组与D组间P值为0.273,无统计学差异。各组ALT值中位数及四分位间距(位于括号内)如下(单位均为IU/L)：A组62.0(97.8),B组725.5(2265.5),C组2926.5(3261.0),D组11002.5(12647.8)。Kruskal-Wallis test示P值=0.002,以Dunn-Bonferroni post hoc test进行两两比较示A组与B组、C组及D组均存在统计学差异,P值分别为0.016,小于0.01,小于0.01；B组与C组间P值为1.000,B组与D组间P值为0.273,C组与D组间P值为0.273,无统计学差异。各组AST/ALT值中位数及四分位间距(位于括号内)如下：A组0.9(0.5),B组0.3(0.2),C组0.2(0.1),D组0.3(0.4)。Kruskal-Wallis test示P值=0.005,以Dunn-Bonferroni post hoc test进行两两比较示A组与B组、C组及D组均存在统计学差异,P值均为0.016；B组与C组间、B组与D组间、C组与D组间P值均为1,无统计学差异。各组γ-GGT值中位数及四分位间距(位于括号内)如下(单位均为IU/L)：A组10.5(6.5),B组20.5(26.8),C组28.5(57.8),D组58.5(84.0)。Kruskal-Wallis test示P值=0.012,以Dunn-Bonferroni post hoc test进行两两比较结果中,仅A组(即假手术组)与C组存在统计学差异,P值为0.016；A组与D组间P值为0.070,A组与B组间、B组与C组间、B组与D组间、C组与D组间P值均为1,无统计学差异。3.病理评分结果两位病理科医生病理评分的Kappa值为0.706(P0.001),表明一致性较好。以两者评分均值作为最终测量结果,得到各组中位数及四分位间距(位于括号内)如下：A组5(1),B组6.75(1.25),C组8.25(2.38),D组8.5(3.25)。非参数检验Kruskal-Wallis test示P值=0.002,以Dunn-Bonferroni post hoc test进行两两比较示A组(即假手术组)与B组、C组及D组均存在统计学差异,P值均小于0.001；B组与C组间有统计学差异,P值为0.012,B组与D组间P值为0.783,无统计学差异；C组与D组间P值为1,无统计学差异。4.影像学参数与生化指标相关性IVIM参数(f值,D值)及ADC值与各生化指标测量值(AST, ALT, AST/ALT及γ-GGT)的相关性分析所有有统计学意义的结果中,只有使用包含假手术组在内四个组别进行分析时的f值,D值,ADC值与AST/ALT的相关系数达到0.5以上(即中度以上的相关性),其中f值与AST/ALT的相关系数r为0.538,P=0.002；D值与AST/ALT的相关系数r为0.747,P0.001；ADC值与AST/ALT的相关系数r为0.748,P0.001。5.影像学参数与病理评分相关性使用包含对照组在内四个组别进行分析时,f值、D值、ADC值与组织病理评分有着非常好的相关性,相关系数rs分别为-0.753(P0.001),-0.824(P0.001),-0.861(P0.001)。排除对照组而只使用三个处理组进行分析时,f值、D值、ADC值与组织病理评分有着中等到良好的相关性,相关系数rs分别为-0.680(P0.001),-0.598(P0.001),-0.707(P0.001)。结论：本研究发现体素内不相干运动扩散加权成像参数中D值,f值及ADC值有着良好的测量可重复性,测量者内及测量者间一致性,能较可靠地用作兔肝脏缺血再灌注损伤的影像学评估指标。灌注分数f值与反映肝窦狭窄、白细胞浸润及淤血程度的病理评分指标有着很好的相关性,可在兔肝脏缺血再灌注损伤中无创性评估与微循环障碍相关病理改变的严重程度,但在早期检出缺血再灌注损伤改变的敏感性欠佳。D值在缺血再灌注损伤早期即具备一定敏感性,但再灌注期间与肝脏损伤相关的血清生化指标无显著相关性。肝脏缺血再灌注损伤中,微循环相关的改变可能是表观扩散系数ADC值改变的主要原因,ADC值同时兼备灌注分数f值及真扩散系数D值的优点,既能定量评价肝脏缺血再灌注损伤的微循环障碍的程度,同时也具备早期检出损伤的敏感性。
【关键词】：肝脏 缺血再灌注损伤 体素内不相干运动 扩散加权成像
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.2;R657.3
【目录】：

• 摘要3-12
• ABSTRACT12-27
• 第一章 前言27-34
• 第二章 材料与方法34-41
• 第一节 动物模型制备及分组34-35
• 第二节 影像检查方法及参数测量35-38
• 第三节 生化指标测定38
• 第四节 病理标本制备及评分方案38-39
• 第五节 统计学方法39-41
• 第三章 结果41-59
• 第一节 动物模型制备41-45
• 第二节 影像学参数测量结果45-51
• 第三节 生化指标测量结果51-53
• 第四节 病理评分结果53-54
• 第五节 影像学参数与生化指标相关性54-56
• 第六节 影像学参数与病理评分相关性56-59
• 第四章 讨论59-68
• 第一节 数据测量可重复性及测量者内、测量者间一致性59-63
• 第二节 影像学参数及病理学对照63-66
• 第三节 本研究局限性66-68
• 第五章 结论68-69
• 参考文献69-75
• 攻读硕士学位期间成果75-77
• 致谢77-79

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王宇歆;马涛;李凤娟;杨成民;;缺血再灌注损伤机制及其对策的初步探讨[J];中国输血杂志;2010年S1期

2 陶平;雌激素防治缺血再灌注损伤的研究现状(文献综述)[J];国外医学.外科学分册;2003年05期

3 胡佳乐;血管性缺血再灌注损伤的基础与临床[J];海军医学杂志;2003年03期

4 怡悦;续命汤预防脑缺血再灌注损伤[J];国外医学(中医中药分册);2005年05期

5 谢明剑,薛伟新,岑家福;脑缺血再灌注损伤的中医药研究概况[J];华夏医学;2005年05期

6 鲁力;张俐;;骨骼肌缺血再灌注损伤机制研究进展[J];中国中医骨伤科杂志;2005年06期

7 文静;钟森;董继萍;陈丽娜;;脑缺血再灌注损伤中医药防治研究进展[J];中国中医急症;2007年06期

8 王燕荣;爱民;谢军;周建秀;李兰诚;丹丹;;蒙药防治缺血再灌注损伤的研究进展[J];中国民族医药杂志;2007年08期

9 张帮健;刘进;;抗坏血酸在缺血再灌注损伤中的保护机制[J];实用医院临床杂志;2009年05期

10 徐辰;李润平;;氢在治疗缺血再灌注损伤的研究进展[J];基础医学与临床;2010年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王宇歆;马涛;李凤娟;杨成民;;缺血再灌注损伤机制及其对策的初步探讨[A];中国输血协会第五届输血大会论文专集（摘要篇）[C];2010年

2 吴艳;李春英;贾旭峰;何颖;;椒苯酮胺对脑缺血再灌注损伤的保护作用[A];中国药理学会第十一次全国学术会议专刊[C];2011年

3 莫书荣;李德剑;;诺迪康对离体豚鼠心脏缺血再灌注损伤的保护作用[A];中国生理学会第五届全国心血管、呼吸和肾脏生理学学术会议论文摘要汇编[C];2005年

4 朱贤富;;脑缺血再灌注损伤机制的研究现状[A];中华医学会神经外科学分会第九次学术会议论文汇编[C];2010年

5 于吉人;严盛;刘小孙;郑树森;;尿胰蛋白酶抑制剂减轻移植肠的缺血再灌注损伤[A];2004年浙江省外科学学术年会论文汇编[C];2004年

6 黄贤华;黄常亮;宋微微;方伟;杨芳炬;;迎春花对脑缺血再灌注损伤小鼠的保护作用[A];第十届全国中药药理学术会议论文集[C];2007年

7 刘德强;赵德化;盛宝恒;;呋喃二氢吡啶Ⅰ对离体兔心缺血再灌注损伤的保护作用[A];第二届全国心功能学术研讨会论文摘要汇编[C];1990年

8 刘建修;;缺血再灌注损伤发生机制及防治最新进展[A];江西省第四次中西医结合心血管学术交流会论文集[C];2008年

9 黄唯佳;陈寿权;李惠萍;程俊彦;赵初环;李章平;王明山;王万铁;王卫;;家兔脑缺血再灌注损伤时血栓素B_2/6-酮-前列腺素F_(1α)的变化及醒脑静的保护作用[A];2005急诊医学学术研讨会暨《中华急诊医学杂志》第四届组稿会论文汇编[C];2005年

10 高立建;谢荣爱;田建会;;四氢生物喋呤在新西兰兔缺血再灌注损伤中的保护作用[A];中国心脏大会（CHC）2011暨北京国际心血管病论坛论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 衣晓峰　岳金凤 记者　 李丽云;我科学家揭示脑缺血再灌注损伤奥秘[N];科技日报;2007年

2 衣晓峰　靳万庆;静脉麻醉药保护脑缺血再灌注损伤机制被揭示[N];中国中医药报;2007年

3 ;抗呆I号可恢复脑缺血再灌注损伤细胞功能[N];中国中医药报;2004年

4 张中桥;黄芪对脑缺血再灌注损伤有神经保护作用[N];中国医药报;2006年

5 张中桥;黄芪对脑缺血再灌注损伤有神经保护作用[N];中国中医药报;2006年

6 张茨;扭转的睾丸切还是保——医生有新说[N];健康报;2005年

7 燕海霞 王忆勤 李福凤;川芎嗪在肾脏病中应用前景看好[N];中国医药报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 黄薇园;功能MRI动态监测大鼠急性缺血性脑卒中缺血再灌注损伤及其与预后相关的实验研究[D];复旦大学;2014年

2 王震;不同药物干预心、肾缺血再灌注损伤的作用与机制研究[D];第三军医大学;2015年

3 凡进;自噬在脊髓缺血再灌注损伤过程中作用机制的研究[D];南京医科大学;2013年

4 杨伟;miR-208a在心肌缺血再灌注损伤中作用及相关机制的研究[D];昆明医科大学;2016年

5 姚勇刚;MG53对脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制研究[D];第三军医大学;2016年

6 张小英;兔睾丸缺血再灌注损伤及其保护措施的机理研究[D];中国人民解放军医学院;2015年

7 尚宪荣;益气活血化瘀法治疗下肢缺血再灌注损伤的临床研究[D];北京中医药大学;2014年

8 阮永乐;一氧化碳对肾脏缺血再灌注损伤的保护作用及其新机制研究[D];华中科技大学;2013年

9 林生;右美托咪定对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及机制[D];山东大学;2013年

10 陈娜;脑缺血再灌注损伤神经保护策略研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李盼;肢体缺血后适应对缺血再灌注损伤小鼠脑保护作用及机制研究[D];河北大学;2015年

2 蒲举;远隔缺血后适应对脑缺血再灌注损伤及相关VEGF、MMP-9表达的影响[D];遵义医学院;2015年

3 王富明;针刺对脑缺血再灌注损伤大鼠外周血清SOD、MDA、miRNA-126及VEGF表达的影响[D];北京协和医学院;2015年

4 赵层闪;化浊解毒活血通络法对脑缺血再灌注损伤大鼠模型VEGF表达及微血管密度的影响[D];河北医科大学;2015年

5 曲欣;解偶联蛋白2通过线粒体介导参与高血糖加重脑缺血再灌注损伤的实验研究[D];宁夏医科大学;2015年

6 程浩;1β-羟基土木香内酯对脑缺血再灌注损伤的保护作用研究[D];安徽中医药大学;2015年

7 吴建龙;p38MAPK信号通路参与雌二醇减轻皮瓣缺血再灌注损伤机制的初步研究[D];苏州大学;2015年

8 李婷婷;安菲博肽对小鼠局灶性脑缺血再灌注损伤的保护作用及其机制研究[D];安徽医科大学;2015年

9 吴加元;Omi切割Hax-1加剧脑缺血再灌注损伤的机制研究[D];苏州大学;2015年

10 朱田丰;PDCD4在脑缺血再灌注损伤中的作用及机制研究[D];山东大学;2015年

  本文关键词：体素内不相干运动扩散加权成像在兔肝脏缺血再灌注损伤中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：478525