肝纤维化磁共振扩散加权、磁共振灌注成像的实验研究

发布时间：2020-08-02 22:31

【摘要】： 前言肝纤维化是肝内纤维结缔组织的异常增生与沉积,是各种慢性肝病向肝硬化发展的必经阶段。肝纤维化的早期诊断及严重程度判定在慢性肝病的早期治疗和预后判断中有重要意义。近年来各种MR功能成像方法的出现为肝纤维化的诊断带来了曙光,其中MR扩散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)和磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging,PWI)分别通过检测组织内微观水分子的运动状态和血流灌注的变化,在肝纤维化形态学改变出现之前对肝脏分子水平的结构变化和血流动力学改变进行评价。本研究对大鼠肝纤维化模型进行DWI和PWI检查,通过与肝脏组织病理、超微结构改变、血液生化学和Ⅳ型胶原(C-Ⅳ)、层粘蛋白(LN)免疫组化进行对照分析,对DWI和PWI结果作出更深入合理的解释,评价DWI、PWI在肝纤维化中的诊断效能,以便对无创性评价肝纤维化的方法作出合理选择和应用,提高肝纤维化的诊断水平。材料和方法雄性Wistar大鼠60只,体重200-250g,随机分为6组:1、2、3、4、5组为实验组,6组为对照组,每组10只。实验组大鼠每周2次背部皮下注射60%CCl_4和40%橄榄油混合液(0.2ml/100g),共12周。对照组大鼠背部皮下注射生理盐水(0.2ml/100g),每周2次,共12周。在给药4、6、8、10、12周末分别取1-5实验组和对照组2只大鼠进行MR扫描。 MR设备应用Philips Gyroscan Intera 1.5 T超导型磁共振仪,C3线圈。DWI采用SE-EPI序列,b值分别取333、666、1000s/mm~2,TR/TE=1723ms/66ms,层厚3.0mm,层间距0mm,矩阵128×256,激励次数1。DWI原始扩散图像获得后即由计算机自动绘出ADC图。感兴趣层面定为肝门上、下1-2层,感兴趣区选在肝右叶图像质量最好的层面,在不同b值图像上测量肝脏信号强度,同一位置测量3次并取平均值,尽量避开胆管、血管和伪影等。记录DWI图像信号强度(signalintensity,SI及对应的ADC值。比较不同肝纤维化分期时DWI参数的变化,分析各参数与纤维化分期之间的相关性。灌注成像采用THRIVE(3D T1-TFE)序列,TR/TE=7.5ms/3.7ms,FA=10°,采集次数1,矩阵128×128,层厚2.0mm,层间隔0mm,块厚20mm,脂肪抑制。全肝扫描层数10层,共60个时相,扫描时间126秒。由鼠尾静脉留置针团注对比剂Gd-DTPA(0.05mmol/kg),随后续注10ml生理盐水冲管,注射对比剂同时开始PWI扫描。选用全部PWI灌注图像,分别选择腹主动脉、门静脉和肝实质作为感兴趣区ROI,自动绘制信号强度-时间曲线(time-signal intensity curve,TIC)。观察并记录①峰值时间;②信号上升最大斜率;③信号下降最大斜率。比较不同肝纤维化分期时PWI参数的变化,分析各参数与纤维化分期之间的相关性。 MR扫描后心脏穿刺取血5ml制备血清,统一进行血清学肝纤维化指标检测,包括透明质酸(HA)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、Ⅳ型胶原(C-Ⅳ)和层粘连蛋白(LN)。比较不同纤维化分期时各指标的变化规律,分析血清学各指标间及与纤维化分期的相关性。 MR扫描后6小时内断头处死大鼠取肝,病理取材尽量与MR中ROI设置层面相对应,10%甲醛固定,行HE、Masson和网状纤维染色,光镜下判定肝纤维化分期。采用Envision二步法进行C-Ⅳ、LN免疫组化染色,定量测量C-Ⅳ、LN的阳性面积比。对照组和实验组每组2只,处死后即刻取1×1×3mm肝组织2.5%戊二醛固定,常规电镜切片制作,透射电镜下观察肝组织超微结构改变。结果对照组死亡0只,实验组死亡12只,共48只大鼠完成实验。肝纤维化分期:对照组S0(n=10),实验组S0(n=3)、S1(n=5)、S2(n=9)、S3(n=13)、S4(n=8)。随给药时间延长,实验组肝细胞变性、坏死及炎细胞浸润加重,胶原纤维和网状纤维数量增多、范围扩大。电镜观察随给药时间延长肝细胞损伤加重,贮脂细胞向肌成纤维细胞演变,肝内纤维沉积增多,肝窦毛细血管化早期出现并持续存在。一、血清学肝纤维化指标变化各血清学指标随纤维化分期进展逐渐升高,在S4期达到高峰。各血清学指标间及与肝纤维化分期之间显著正相关(P＜0.01)。二、免疫组化结果肝纤维化组C-Ⅳ、LN在汇管区及粗大的纤维间隔处肝窦壁阳性着色显著增强并呈连续性分布,随肝纤维化程度的增加肝窦壁C-Ⅳ、LN阳性表达逐渐增高。C-Ⅳ、LN阳性面积百分比与肝纤维化分期的相关系数分别为0.900和0.912,相关性有显著统计学意义(P＜0.01)。三、DWI结果根据肝纤维化分期进行分组,同一组内,随b值升高,SI值、ADC值逐渐降低,差异有显著统计学意义(P＜0.01)。在b取333、666和1000 s/mm~2时,随肝纤维化程度加重,DWI图像信号强度SI依次升高,ADC值依次降低,差异有显著统计学意义(P＜0.01)。ADC值与纤维化分期之间有很好的相关性,以b=1000s/mm~2时相关关系最密切。b=333 s/mm~2和666 s/mm~2时,根据SI和ADC值可以将S0～S2期与S4期进行区分,S0期与S3、S4期进行区分。b=1000s/mm~2时,可将S0～S2期与S4期进行区分。ADC值与肝纤维化血清学指标之间存在不同程度的负相关(P＜0.05)。四、PWI结果获得大鼠全肝MR灌注图像和稳定的信号强度-时间曲线。随肝纤维化分期进展,门静脉灌注曲线的达峰时间逐渐递增,信号上升最大斜率和信号下降最大斜率逐渐递减。根据门静脉灌注曲线的达峰时间,S2～S4期与S0期有统计学差异(P＜0.05,＜0.001,＜0.001)。根据门静脉的最大上升斜率和最大下降斜率,S0～S2期与S3、S4期有统计学差异(P＜0.05)。肝实质灌注曲线的达峰时间逐渐递增,最大上升斜率、最大下降斜率逐渐递减。S0～S2期与S3、S4期有统计学差异(P＜0.05)。 MR灌注参数与C-Ⅳ、LN相关性分析:门静脉和肝实质的达峰时间与C-Ⅳ和LN存在显著正相关关系(P＜0.01),门静脉和肝实质的最大上升斜率和最大下降斜率与C-Ⅳ和LN存在显著负相关关系(P＜0.01)。结论 1、血清学指标HA、PCⅢ、C-Ⅳ和LN随肝纤维化分期进展依次升高,血清学指标相互之间及与肝纤维化分期之间存在显著正相关关系。 2、随肝纤维化分期进展,肝窦壁C-Ⅳ和LN的表达逐渐增高,C-Ⅳ、LN阳性面积百分比与肝纤维化分期之间存在显著正相关关系。 3、随肝纤维化分期进展,DWI图像的SI依次升高,ADC值依次降低。DWI可检测S3、S4期中、重度肝纤维化,但对判定S0～S2期肝纤维化尚有局限性。 4、ADC值与肝纤维化血液生化学各指标间存在良好的相关性,共同反映肝纤维化ECM异常增生和沉积的特征性病理改变。 5、MR-PWI可能检测轻度肝纤维化(S2期)和中、重度肝纤维化/早期肝硬化(S3、S4期),肝脏MR灌注参数与肝纤维化分期有良好的相关性,可反映肝纤维化各期的血流动力学变化趋势。 6、肝纤维化大鼠肝组织C-Ⅳ、LN和PWI灌注参数间存在密切的相关关系,均可反映肝纤维化肝窦毛细血管化病理变化,可解释MR灌注成像所反映的肝脏微循环状态和血流动力学改变。
【学位授予单位】：中国医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：R445.2
【图文】：

血窦,肝细胞,细胞膜,界限

相邻正常肝细胞及血窦，肝细胞界限清晰，细胞膜完整，细胞间连接紧密(X2500)图19，正常肝窦内皮细胞胞质存在大量窗孔，肝窦面可见大量微绒毛(x6000)图20，正常窦周隙内贮脂细胞内包含脂滴，周围无纤维形成(x6000)

肝细胞,给药,间隙,贮脂细胞

免疫组化染色,IV型胶原,大鼠肝组织,肝组织

54期肝纤维化大鼠肝组织IV型胶原免疫组化染色(X200)，在汇管区、

【参考文献】