肾缺血再灌注损伤的MRI磁敏感成像研究

Ischemia-reperfusion injury (IRI) is the most common complication secondary to renal transplantation. It can cause the abnormality of cellular functions and metablism and make renal structions destroyed worse. The levels of serum creatinine is a mainly clinical marker for monitoring IRI with low sensititivity and cannot reflect early pathophysiologic alterations of renal tissues. In this study, susceptibility weighted imaging (SWI) is creactively used to evaluate the renal IRI. In 24 hours after the onset of renal IRI, a lot of red cells, even some small hemorrhagic lesions, are seen in renal mesenchyme. Renal tubular epithelial cells appear apoptosis and regeneration simultaneously in 24-72 hours after the onset of renal IRI. SWI can detect these pathological conditions with it more sensitivity to hemorrhage than other modalities. Except for the morphological changes, oxygen saturations of renal veins can also be quantitatively measured on phase imagings in this study. Based on this technique, the variations of oxygen saturations of renal veins before and after the onset of IRI or before and after the treatment for IRI are compared. The results of SWI also are compared with that of blood oxygenation-level dependent imaging in order to evaluate the value of SWI in function. In this study, SWI is used to assess renal IRI on morphology and function. Our results are important to early detect and cure IRI and can improve the prognosis and survival.

缺血再灌注损伤（IRI）是肾移植最常见的并发症，导致肾细胞功能、代谢异常，并且加重肾脏结构的破坏。血清肌酐水平是目前临床监测IRI的主要手段，但是敏感性低，无法早期反映组织病理生理的变化。本研究创新性地利用磁敏感成像(SWI)对肾脏IRI进行针对性研究。肾IRI24小时内肾间质内存在大量散在的红细胞，甚至是小出血灶；24-72小时肾小管上皮细胞同时出现凋亡和再生。SWI对出血的高敏感性使其能够较其他技术更早的观察到上述的病理变化。除了形态学上的变化，本研究利用SWI相位图定量分析肾静脉的血氧饱和度，比较IRI发生前后、治疗前后肾静脉血氧饱和度变化，并与血氧水平依赖成像进行横向比较，探讨SWI在功能学方面的价值。本研究利用SWI从功能学和形态学两个角度研究肾IRI，研究结果对于IRI的早期发现和治疗有重要价值，有助于改善患者预后，提高生存质量。

人体重要脏器（如心、脑、肾）的缺血性损伤的发病率和死亡率都很高。在临床实践中，肾移植是肾脏缺血-再灌注损伤（IRI）最多见的病因。肾脏缺血再灌注可导致肾组织变性、肾功能衰竭，甚至坏死等，是临床医生关注的重点。IRI过程中，肾脏皮髓质血流灌注及血氧饱和度的变化、肾小管内红细胞管型、间质内红细胞渗出等为SWI成像提供了组织学基础。. 本项目的研究内容主要包括动物实验及临床试验两个部分。动物实验通过夹闭肾动脉构建肾脏IRI的动物模型，比较肾脏IRI前后常规MRI、SWI和BOLD-MRI的特征，评价SWI在肾脏IRI诊断中的价值及其病理学机制。临床实验通过收集肾移植病例，比较移植肾功能正常者和移植肾功能延迟恢复（DGF）患者SWI差异及其与血清胱抑素C的相关性。. 动物实验结果证实SWI显示肾脏外髓带（OM）比T2WI更有优势。与T2WI相比，SWI能更好的显示IRI后不同时间点肾脏OM完整度的变化。IRI前及IRI后0.5 h兔肾T2WI和SWI图像上外髓带未见点状出血点。IRI-24 h、IRI-48 h在T2WI上显示少量点状出血灶，而SWI显示出血灶更加清楚。SWI显示IRI后24、48h出血点的平均数目多于T2WI， SWI对出血灶检出优于T2WI。病理组织学显示IRI 0.5 h肾小球囊腔扩大，肾小球皱缩，小管上皮细胞肿胀，肾小管管腔扩大，间质水肿、充血；IRI 1h左肾OM肾小管上皮细胞明显水肿，小管周围大多数毛细血管和直小血管受压；IRI 12 h左肾OM肾小管上皮细胞水肿明显，偶见坏死，肾小管管腔扩大，小管周围大多数血管受压；IRI 24 h和48 h左肾OM肾小管上皮细胞水肿较轻，细胞坏死和管型较多，部分小管周围血管充盈，间质可见少量炎性细胞浸润。. 临床试验证实DGF患者SWI皮髓质交界区可出现境界模糊的异常低信号灶；移植肾功能正常者在常规MRI与SWI上均未见明显异常信号灶。SWI与常规MRI发现DGF有异常低信号灶的阳性检出率为: 44.4% vs. 3.70%。DGF在SWI上出现异常低信号灶与血清胱抑素C水平之间呈正相关。. 本项目系统而全面的研究论证了SWI技术在肾脏IRI中的价值，为临床评价肾脏IRI提供了一种全新的选择。