基于UTE序列的QSM技术和双能CT VIC成像在肝铁过载评估中的实验研究

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目的通过建立铁过载动物模型探究不同程度铁过载与血清铁代谢指标的相关性方法向大鼠腹腔内注射不同浓度(0,25,50,100,200,400,600,800和1000mg/g)的右旋糖酐铁构建铁过载模型,检测血清铁蛋白(Serum ferritin,SF),转铁蛋白(Transferrin,TRF),总铁结合力(Total iron-binding capacity,TIBC)和铁调素(Hepcidin)的浓度。用电感耦合等离子体光谱仪(Inductively-coupled plasma spectrometer,ICP)定量肝铁浓度(Liver iron concentration,LIC)。评估铁过载组(LIC>1.8 mg/g)和铁过载各亚组(轻、中、重和极重度铁过载对应的LIC分级阈值为1.8,3.2,7.0和15.0 mg/g)的血清铁代谢指标与正常组间的统计学差异。分析给药剂量,SF,TRF,TIBC和Hepcidin与LIC的相关性。结果给药剂量与肝铁浓度之间呈显著正相关(ρ=0.91,p<0.001),铁过载组和铁过载各亚组的SF,TRF,TIBC和Hepcidin与正常组间均无统计学差异(p>0.05)。SF与LIC呈中等强度正相关(ρ=0.50,p<0.001),TRF与LIC呈弱负相关(ρ=-0.36,p<0.001),TIBC和Hepcidin与LIC无相关性(p>0.05)。结论本研究肝铁过载的动物模型实验结果表明,SF和TRF与肝铁浓度之间有相关性,在评估肝铁浓度有一定意义,但准确性不高。TIBC和Hepcidin不能用于评估铁过载水平。目的评估双源CT(Dual-source computed tomography)不同能量参数组合对肝铁过载定量及分级的诊断效能方法腹腔内注射不同浓度的(0,25,50,100,200,400,600,800和1000mg/kg)右旋糖酐铁构建63只铁过载大鼠模型,用双源CT不同能量参数组合(70/150k Vp和90/150k Vp)扫描全肝,根据三物质分离算法重建虚拟铁浓度(Virtual iron concentration,VIC)图像并测量肝脏的CT值。用电感耦合等离子体光谱仪(Inductively-coupled plasma spectrometer,ICP)定量肝铁浓度(Liver iron content,LIC)。比较不同能量参数组合VIC图像CT值之间的差异性和相关性,比较CT值与LIC的相关性。根据临床铁过载治疗的分级阈值,用受试者操作特性曲线和约登指数确定CT值对肝铁分级的最佳截断值,并用ROC曲线下面积(Area under the ROC curve)评估VIC成像对肝脏铁过载分级(轻度、中度、重度和极重度铁过载阈值分别为1.8,3.2,7.0和15.0)的诊断效能。结果对于同一肝铁浓度,70/150k Vp VIC图像的CT值比90/150k Vp的高(p<0.001),两者CT值相关性高(ρ=0.98,p<0.001)。两种能量参数组合的CT值均与LIC呈很强的正线性相关(ρ均为0.98,p<0.001),回归方程斜率分别为2.976和2.290。70/150k Vp和90/150k Vp VIC图像CT值对肝铁分级的截断值分别为37.65 Hu Vs.16.01 Hu(LIC=1.8 mg/g),41.45 Hu Vs.19.64 Hu(LIC=3.2 mg/g),47.05 Hu Vs.24.06 Hu(LIC=7.0 mg/g)和73.40 Hu Vs.39.61 Hu(LIC=15.0 mg/g),肝铁过载的各分级AUC均大于0.950(p>0.05)。结论双源CT 70/150k Vp和90/150k Vp两种能量组合下获得的VIC图像能够准确定量肝脏铁含量,并进行分级。两种方法的诊断效能一致,与ICP法有很高的一致性。目的探讨基于UTE序列的QSM技术在肝铁定量和分级中应用的可行性方法用腹腔注射右旋糖酐铁(给药浓度分别为0,25,50,100,200,400,600,800和1000mg/g)的方法构建不同程度的肝铁过载大鼠模型。造模完成后解剖并处死大鼠,取部分肝脏组织固定在4%多聚甲醛中,用11.7T MR UTE序列扫描肝脏组织,另取最大肝叶上的部分肝脏烘干后用电感耦合等离子体光谱仪法(inductively-coupled plasma spectrometer,ICP)定量肝浓度(liver iron content,LIC)。扫描后的原始图像依次用基于拉普拉斯算子,偶极场投影和减少条纹伪影的方法重建QSM图像。分析QSM图像肝脏横断面(3层)与感兴趣区(Region of interests,ROI)磁化率值的相关性和差异性,磁化率值与LIC的相关性。用约登指数和ROC曲线下面积(Area under the ROC curve,AUC)分别确定磁化率值对肝铁分级的最佳截断值和诊断效能。结果肝脏横断面(3层)和ROI的磁化率值相关性高(ρ=0.95,p<0.001),两者均与ICP有很强的正相关性(N=63,ρ=0.89 Vs.0.79,p<0.001),除去QSM图像质量差(LIC≥29.76mg/g)的4个样本,相关性增加(N=59,ρ=0.96 Vs.0.95,p<0.001)。按照临床治疗铁过载的分级标准(1.8,3.2,7.0和15.0mg/g),肝脏横断面磁化率截断值分别为0.13,0.23,0.34和0.67ppm,ROI的分别为0.23,0.41,0.76和1.12ppm。QSM技术对肝铁分级的效能高(AUC均>0.96)。结论对于肝铁浓度在29.76mg/g以下的铁过载,基于UTE序列的QSM技术与ICP定量LIC的效能一致,同时能对肝铁过载准确分级,基于UTE序列的QSM技术可以作为肝铁定量及分级的新技术。
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