Neerude raua ülekoormuse tundlikkusega kaalutud pildistamise hindamine
Mar 05, 2022
Tundlikkusega kaalutud pildistamine neerude raua ülekoormuse hindamiseks: pilootuuring
Kontakt: emily.li@wecistanche.com
Jun Sun, Yuanyuan Sha, Weiwei Geng, Jie Chen ja Wei Xing*
Eesmärk: uurida tundlikkusega kaalutud kujutise (SWI) teostatavust neerude raua ülekoormuse hindamiseks.
meetodid: 28 küülikut jaotati juhuslikult kontrollrühma (n=14) ja raudrühma (n=14). 0. nädalal süstiti uuringurühmale rauddekstraani. Mõlemad rühmad läbisid SWI uuringu 0ndal, 8. ja 12. nädalal. Hinnati ajukoore ja medulla signaali intensiivsust (SI). Faasipildiga arvutatud nurga radiaani väärtus (ARV) võeti kortikaalse ja medullaarse raua ladestumise kvantitatiivseks väärtuseks. Pärast 12. nädalat vasakneerudküülikutest eemaldati patoloogia tõttu. ARV erinevust kolme rühma vahel analüüsiti Kruskal-Wallise testiga. Rauasisalduse erinevust kahe rühma vahel analüüsiti sõltumatu proovi t-testi abil.
Tulemused: Rauarühmas: 12. nädalal leiti, et kaheksal küülikul oli ajukoore SI vähenenud ja ülejäänud kuuel küülikul oli ajukoore ja medulla SI vähenenud samal määral; ajukoore ARV 8. ja 12. nädalal oli oluliselt kõrgem kui 0. nädalal (P < 0.05);="" kuue="" küüliku="" medulla="" arv="" 12.="" nädalal="" oli="" oluliselt="" kõrgem="" kui="" {{10}}.="" nädalal,="" 8.="" nädalal="" ja="" ülejäänud="" kaheksal="" küülikul="" 12.="" nädalal="" (p="">< 0,05);="" 12.="" nädalal="" leiti="" kaheksal="" jänesel="" (rauarühm),="" et="" paljudel="" raudadel="" ladestus="" ainult="" ajukoores,="" teistel="" aga="" palju="" rauda="" nii="" ajukoores="" kui="" ka="" medullas;="" rauarühmas="" oli="" ajukoore="" ja="" kuue="" küüliku="" medulla="" rauasisaldus="" oluliselt="" kõrgem="" kui="" kontrollrühmal="" (p=""><>
Järeldus: SWI ARV-d saab kasutada raua liigse sadestumise kvantitatiivseks hindamiseksneerud. Liigne raua ladestumine toimub peamiselt ajukoores või medullas ja põhjustab nende SWI SI vähenemise.
Märksõnad:raua ladestumine,neerud, tundlikkusega kaalutud pildistamine
Sissejuhatus
Raud on organismide jaoks üks olulisi mikroelemente.1,2 Normaalsetes tingimustes säilitab inimene tasakaalu imendumise, kasutamise ja kadumise vahel.3 Kui aga rauda on liiga palju, pole inimkehal mehhanisme liigse raua eemaldamiseks. 4. Liigne raud ladestub mõnes elundis ja on kahjulik.4 Neerud on üks selline organ, mis on sageli kahjustatud. Raua ülekoormus on tunnistatud ohtlikuks teguriksneeruddüsfunktsioon, mis on seotud krooniliseneerudhaigus(CKD), mis on põhjustatud sellistest seisunditest nagu diabeetiline nefropaatia, hüpertensiivneneerudvigastus, ja neerufibroosi.3–6 Teatati, et inimese kroonilise neeruhaiguse korral täheldati raua ladestumist neeru proksimaalsetes ja distaalsetes tuubulites.5,7 Liigne raud soodustab vabade radikaalide teket ja oksüdatiivset stressi, mis põhjustab neerurakkude ja kudede kahjustusi. .5,7,8 Teisest küljest võib raua piiramine toidus või ravi kelaativate ainete abil leevendada neerude raua ülekoormust, pärssides seeläbi juba olemasoleva neerukahjustuse progresseerumist.5,8,9 Sellest järeldub, et neerupuudulikkuse aste raua ladestumine on seotud selle vigastusega. Raua liigse ladestumise täpne ja tõhus hindamineneerudon kroonilise neeruhaigusega patsientide neerukahjustuse jälgimisel väga väärtuslik.10 Praegu saab Preisi sinise värvimist9 kasutada liigse raua ladestumise jaotuse analüüsimiseks veres.neerud, ja aatomabsorptsioonspektrofotomeetrit saab kasutada neerude rauasisalduse mõõtmiseks. Mõlemad meetodid on aga invasiivsed ja nõuavad koeproovi, mis ei sobi kroonilise neeruhaigusega patsientidele liigse raua ladestumise kliiniliseks jälgimiseks neerudes. Nende ohutute, mitteinvasiivsete ja seireks korduvate hindamiste pakkumise nõuete täitmiseks pakub MRI võimalust elujõuliseks alternatiiviks tundlikkusega kaalutud kujutise (SWI) kaudu, mis on esilekerkiv funktsionaalne MRI tehnika. See kasutab kudede magnetilise tundlikkuse erinevust, et luua unikaalne kontrast, mis erineb tavapärase MRI abil saadavast kontrastist.11,12 Faasi- ja magnituudikujutisi kombineerides pakub SWI paramagnetilisi signaale hästi.13 Raud on paramagnetiline aine, mida tõendab ka raud. lühike T2 relaksatsiooniaeg.10 On näidatud, et SWI suudab usaldusväärselt mõõta kudede rauakontsentratsiooni, mis oli kooskõlas lahkamise uuringu tulemustega.14 Seega võib SWI-d pidada usaldusväärseks markeriks, jälgides raua ülekoormust mitmesuguste kaasnevate haiguste korral, progressiooni analüüsimine.10
Siiani on SWI-d kasutatud raua ladestumise tuvastamiseks ja kvantifitseerimiseks maksas11 ja ajus13,14 koes. Isegi pärast ulatuslikku kirjanduse otsingut ei olnud neerude raua ladestumist hindavad dokumendid peaaegu ühtegi. Selles uuringus kasutasime loomkatseid, et uurida SWI väärtust liigse raua ladestumise kvalitatiivsel ja kvantitatiivsel tuvastamisel.neerud, võttes võrdlusstandardiks Preisi sinise värvimise ja aatomabsorptsioonspektrofotomeetri tulemusi.
Materjalid ja meetodid
Selle uuringu kiitis heaks Soochowi ülikooli kolmanda sidushaigla eetikakomitee (kinnitusnumber: 2019026).
Loomade modelleerimine ja rühmitamine
Kasutasime 28 tõupuhtat tervet Uus-Meremaa valget küülikut (pakkuja Suzhou Huqiao Biotechnology Limited Company, Suzhou, Hiina), igaüks kaaluga 20–2,5 kg, 2–3 kuud vana, 16 isast ja 12 emast, kasvatatud toatemperatuuril 22 kraadi, puhas keskkond, toidetud täissööda ja puhastatud veega. Kõik küülikud jagati juhuslikult kahte rühma:
1. Raudrühm: 14 küülikut (7 isast ja 7 emast). 0. nädala esimesel päeval, pärast kehakaalu dokumenteerimist, süstiti tuharalihastesse rauddekstraani suspensioon, mis sisaldas 20 mg/ml rauda, annuses 3 ml/kg.
2. Kontrollrühm: 14 küülikut (9 isast ja 5 emast). Rauda ei süstitud.
MR uuring
MRI uuringu ajakava raua- ja kontrollrühmas on järgmine: vastavalt 0., 8. ja 12. nädala esimesel päeval.
Soole peristaltika artefaktide vähendamiseks piirati toidu tarbimist 8 tunni jooksul enne uuringut. Anesteesia saavutati 3-protsendilise naatriumpentobarbitaali lahuse süstimisega jala tagalihastesse annuses 1 ml/kg enne skaneerimist. Uuringu käigus sisestati esmalt pea ning vasakpoolses külgasendis skaneeriti vasak neer. Skaneerimisulatus oli ülemisest poolusest alumise poolusenineerud. Kõik MRI kujutised saadi 30 T MRI süsteemiga (Magnetom Verio; Siemens Healthcare, Erlangen, Saksamaa), millel oli standardne kaheksa kanaliga faasimassiivi kehamaatriksmähis. MRI protokollid on näidatud tabelis 1. SWI jada andis lõpliku suurusjärgu kujutise, maksimaalse intensiivsusega projektsioonipildi, faasikujutise ja SWI kujutise.
Cistanchesaab parandadaneerudfunktsiooni
Pildi analüüs
Kõiki pilte analüüsisid kaks arsti, kellel oli rohkem kui viieaastane töökogemus kõhu MRT tõlgendamisel. Järeltöötluse tööjaamas syogo.via (Siemens) sisenesid nad vaatamisliidese ja avasid samaaegselt T2-kaalutud kujutised (T2WI), SWI- ja faasijärjestused ning valisid suurima keskse taseme pildineerud. Analüüs viidi läbi järgmiselt: (1) Kvalitatiivne analüüs: T2WI ja SWI puhul täheldati neerukoore ja medulla signaali intensiivsust (SI). (2) Kvantitatiivne analüüs: T2WI ja SWI järgi piiritleti ajukoore piirkond SWI-l käsitsi neeru kesktasandil, vältides piiriala, mis võib signaali väärtust mõjutada, sama tegi ka medulla. Rakendades tööjaama kopeerimis- ja kleepimisfunktsiooni, kopeeriti SWI kortikaalne ja medullaarne piirkond vastavalt faasipildile. Seejärel jagati faasikujutise kortikaalne ja medullaarne piirkond vastavalt kolmeks ligikaudu võrdse pindalaga alampiirkonnaks, sealhulgas eesmine, keskmine ja tagumine piirkond (joonis 1). Faasi väärtus saadi vastavalt kolmes alampiirkonnas huvipakkuva piirkonna käsitsi joonistamisel. Kolme alampiirkonna faasiväärtuse keskmine väärtus võeti kogu faasiväärtuse (X) jaoksneerukoorja medulla vastavalt. Nurga radiaani väärtus (ARV) arvutati järgmise valemiga: ARV=(–X × π)/4096 ja seda kasutati raua sadestumise kvantifitseerimiseks, kus X oli vahemikus –4096 kuni 4095.15 ARV ühik on radiaan.
Patoloogiline uuring
Pärast 12. nädala MRT-uuringut olid kõik küülikud endiselt narkoosi all. Sel ajal ohverdati kõik küülikud õhuemboliseerimisega ja lahkutineerudeemaldati. Võeti piisavalt proove neerude kesktaseme kudedest ja fikseeriti 10% neutraalses puhverdatud formaliinis. Rutiinse protokolli kohaselt kuded dehüdreeriti, muudeti läbipaistvaks, vahaga immutatud, parafiiniga manustatud, lõigati, värviti hematoksüliin-eosiini ja Preisi sinisega ning hinnati raua ladestumist neerude kaudu.
heledavälja mikroskoopia.
Ülejäänud neerukortikaalsed ja medullaarsed kuded saadeti Guangdongi meditsiinilabori loomakeskusesse ning kortikaalse ja medullaarse rauasisalduse mõõtmine tehti aatomabsorptsioonspektrofotomeetriga.
Tabel 1 MRI protokollide järjestused ja parameetrid
D, mõõde; GRE, gradiendiga meenutatud kaja; HASTE, poolvõte ühe võttega turbo spin-kaja; Hz, Hertz; SWI, tundlikkusega kaalutud pildistamine
Joonis 1 Neerukoore (1 tähistab ajukoore kontuuri) ja medullaarse (2 kujutab medulla kontuuri) piirkonna näide, mis on piiritletud ja jagatud SWI ja faasi kujutisel. SWI-pildil (a) piiritleti ajukoore piirkond käsitsi, jättes välja piiriala, mis võib signaali väärtust mõjutada, nii ka medulla. SWI-pildi kortikaalne ja medullaarne piirkond kopeeriti ja kleebiti faasipildile (b). Seejärel jagati faasikujutisel (b) olev kortikaalne piirkond kolmeks ligikaudu võrdse pindalaga alampiirkonnaks (ees, keskmine ja tagumine), nii ka medulla. SWI, tundlikkusega kaalutud pildistamine.
Statistiline analüüs
Statistilise analüüsi jaoks kasutati SPSS 22.{1}} tarkvara (IBM, Armonk, NY, USA). Andmed väljendati mediaanina (kvartiilidevaheline vahemik) (M [Q1 ja Q3]) ja kahe rühma ARV erinevuste võrdlemiseks kasutati Mann-Whitney U testi. Kruskal-Wallise testi kasutati ARV mitme grupi erinevuse võrdlemiseks. Aatomabsorptsioonspektrofotomeetriga mõõdetud neerude rauasisalduse erinevuse võrdlemiseks kahe rühma vahel kasutati sõltumatu proovi t-testi. Dispersioonanalüüsi kasutati aatomabsorptsioonspektrofotomeetriga mõõdetud neerude rauasisalduse erinevuste võrdlemiseks mitme rühma vahel. Spearmani astme korrelatsioonianalüüsi kasutati nurga radiaani väärtuste ja aatomabsorptsioonspektrofotomeetriga mõõdetud neeru rauasisalduse vahelise korrelatsiooni analüüsimiseks. Korrelatsioonikordaja tähistamiseks kasutati sümbolit r.16 Korrelatsiooni tõlgendati järgmiselt: r > 0 loeti positiivseks korrelatsiooniks; r < 0="" peeti="" negatiivseks="" korrelatsiooniks;="" |r|="" 1="" peeti="" täiuslikuks="" korrelatsiooniks;="" 0.7="" väiksem="" kui="" |r|="" või="" sellega="" võrdne="">< 1="" peeti="" kõrgeks="" korrelatsiooniks;="" 0.4="" väiksem="" kui="" |r|="" või="" sellega="" võrdne="">< 0.7="" peeti="" mõõdukaks="" korrelatsiooniks;="" 0="" väiksem="" kui="" |r|="" või="" sellega="" võrdne="">< 0.4="" peeti="" madalaks="" korrelatsiooniks;="" ja="" r="0" loeti="" nullkorrelatsiooniks.16="" p="">< 0,05="" loeti="" statistiliselt="">
Joonis 2 Vooskeem näitab neerukoore ja medulla SI muutust T2WI ja SWI piltidel kontroll- ja rauaaine rühmas erinevatel ajahetkedel. SI, signaali intensiivsus; SWI, vastuvõtlikkusega kaalutud pildistamine; T2W, T2-kaalutud; T2WI, T2-kaalutud pilt.
Tulemused
Kvalitatiivne analüüs
Neerukoore ja medulla SI muutuse vooskeem T2WI ja SWI korral on kokku võetud joonisel 2.
0. nädalal (joonis 3): kontrollrühmas oli kõigi küülikute ajukoore SI sarnane medulla omaga vastavalt nii T2WI kui ka SWI korral; isegi rauarühmas oli kõigi küülikute puhul ajukoore SI sarnane medulla omaga vastavalt nii T2WI kui ka SWI korral; kontroll- ja rauarühma vahel ei toimunud olulisi muutusi ajukoore SI-s nii T2WI kui ka SWI korral, sama muutus ka medullaarses piirkonnas; kontroll- ja rauarühmas ei toimunud olulisi muutusi ajukoore SI-s nii T2WI kui ka SWI korral meeste ja emaste vahel, samuti medulla.
Joonis 3 0. nädalal kontroll (a ja b) ja raua (c ja d) rühm. Kontrollrühmas (a ja b) oli ajukoore SI sarnane medulla omaga vastavalt nii T2WI (a) kui ka SWI (b) piltidel. Rauarühmas (c ja d) oli ajukoore SI sarnane medulla omaga nii T2WI (c) kui ka SWI (d) piltidel. Nii T2WI (a vs. c) kui ka SWI (b vs. d) kujutistel ajukoore SI-s olulisi muutusi kontroll- ja rauarühma vahel ei toimunud, nii ka medulla. SI, signaali intensiivsus; SWI, vastuvõtlikkusega kaalutud pildistamine; T2WI, T2-kaalutud pilt.
Joonis 4 8. nädalal kontroll (a ja b) ja raua (c ja d) rühm. Kontrollrühmas (a ja b) oli ajukoore SI sarnane medulla omaga vastavalt nii T2WI (a) kui ka SWI (b) piltidel. Rauarühmas (c ja d) oli ajukoore SI sarnane medulla omaga T2WI (c) piltidel, kuid ajukoore SI (kollased nooled) oli oluliselt madalam kui medulla (punased nooled) SWI-l. d) kujutised. T2WI (a vs. c) kujutistel ajukoore SI-s olulisi muutusi kontroll- ja rauarühma vahel ei toimunud, nii ka medullaarses. SWI-piltidel (d vs. b) oli ajukoore SI rauarühmas oluliselt madalam kui kontrollrühmas, kuid medullaarses SI-s kontroll- ja rauarühma vahel olulisi muutusi ei toimunud. SI, signaali intensiivsus; SWI, vastuvõtlikkusega kaalutud pildistamine; T2WI,T2-kaalutud pilt.
8. nädalal (joonis 4): kontrollrühmas oli kõikide küülikute puhul ajukoore SI nii T2WI kui ka SWI puhul sarnane medulla omaga; rauarühmas oli kõigil küülikutel ajukoore SI sarnane medulla omaga T2WI-l; ajukoore SI oli aga SWI-s oluliselt madalam kui medulla oma; kontroll- ja rauarühma vahel ei toimunud olulisi muutusi ajukoore SI-s T2WI-s, sama muutus ka medullaarses piirkonnas; SWI-l oli ajukoore SI rauarühmas oluliselt madalam kui kontrollrühmal; siiski ei toimunud olulist muutust medullaarse piirkonna SI-s kontroll- ja rauarühma vahel; kontroll- ja rauarühmas ei toimunud olulisi muutusi ajukoore SI-s nii T2WI kui ka SWI korral meeste ja emaste vahel, samuti medulla.
12. nädalal (joonis 5): kontrollrühmas oli kõigi küülikute ajukoore SI nii T2WI kui ka SWI korral sarnane medulla omaga; rauarühmas oli kõigil küülikutel ajukoore SI sarnane medulla omaga T2WI-l; rauarühmas leiti SWI-piltidel kaheksal küülikul ainult ajukoore SI vähenemist ja ülejäänud kuuel küülikul oli ajukoore ja medulla SI vähenenud samal määral; kontroll- ja rauarühma vahel ei toimunud olulisi muutusi ajukoore SI-s T2WI-s, sama muutus ka medullaarses piirkonnas; SWI-l oli ajukoore SI rauarühmas oluliselt madalam kui kontrollrühmal; kontroll- ja rauarühmas ei toimunud olulisi muutusi ajukoore SI-s nii T2WI kui ka SWI korral meeste ja emaste vahel, samuti medulla.
Tistanche toime parandab neerufunktsiooni
Kvantitatiivne analüüs
Kontrollrühmas ei täheldatud 0-ndal, 8. ja 12. nädalal tehtud kujutise hindamisel olulist erinevust neerukoore ARV-s (tabel 2), nii ka neerumedullas.
Rauarühmas: Neerukoore puhul oli ARV-s oluline erinevus {{0}}-ndal, 8. ja 12. nädalal; 8. ja 12. nädala ARV oli oluliselt kõrgem kui 0. nädala oma; 8. ja 12. nädala vahel ARV-s olulist erinevust ei esinenud (tabel 2). Neeru medulla puhul oli ARV-s märkimisväärne erinevus 0-ndal, 8. ja 12. nädalal; ülejäänud kuue küüliku ARV, kellel oli ajukoore ja medulla SI 12. nädalal samal määral vähenenud, oli oluliselt kõrgem kui 0. nädalal, 8. nädalal ja kaheksal küülikul, kellel leiti, et SI vähenes ainult ajukoores. 12. nädal (tabel 3).
Raua- ja kontrollrühma vahel: neerukoore puhul ei olnud {{0}}. nädalal ARV-s olulist erinevust (tabel 2); 8. ja 12. nädalal oli rauarühma ARV oluliselt kõrgem kui kontrollrühmal (tabel 2). Neeru medulla puhul ei olnud 0. ja 8. nädalal ARV-s olulist erinevust; 12. nädalal ei olnud ARV-s olulist erinevust kaheksa küüliku vahel, kellel leiti olevat vähenenud SI ainult ajukoores ja kontrollrühmas, kuid ülejäänud kuue küüliku ARV-s, kellel oli ajukoore ja medulla SI vähenenud samal määral rauarühmas oli oluliselt kõrgem kui kontrollrühmal (tabel 3).
Ajukoore ja medulla vahel: kontrollrühmas {{0}}., 8. ja 12. nädalal ei olnud ARV-s olulist erinevust ajukoore ja medulla vahel (tabel 4). Rauarühmas 0. nädalal ei olnud ARV-s olulist erinevust ajukoore ja medulla vahel; rauarühmas oli 8. nädalal neerukoore ARV oluliselt kõrgem kui medulla; rauarühmas oli 12. nädalal neerukoore ARV oluliselt kõrgem kui nende kaheksa küüliku medulla puhul, kellel leiti olevat ainult ajukoore SI vähenenud, ning ARV-s ei olnud olulist erinevust ajukoore ja ajukoore vahel. ülejäänud kuue küüliku medulla, kellel oli ajukoore ja medulla SI samal määral vähenenud.
Meeste ja naiste vahel: kontrollrühmas ei olnud ajukoore ja medulla ARV-s olulisi erinevusi vastavalt 0., 8. ja 12. nädalal (tabel 5), nii ka rauarühmas ( Tabel 6).
Joonis 5 12. nädalal vähenes kontrollrühm (ad), ainult ajukoore SI-ga rauarühm (eh) ning kortikaalse ja medullaarse SI-ga rauarühm (il). Kontrollrühmas (ad): ajukoore SI oli sarnane medulla omaga vastavalt nii T2WI (a) kui ka SWI (b) piltidel ning mikrofoto ei näidanud sinist positiivset rauda ladestumist nii neerukoores (c) kui ka medulla (d) (Preisi sinine plekk, × 400). Rauarühmas (eh), kus oli ainult kortikaalne SI, vähenes: ajukoore SI oli T2WI (e) piltidel sarnane medulla omaga, kuid ajukoore SI (kollased nooled) oli oluliselt madalam kui medulla (punased nooled). ) SWI (f) piltidel; fotomikrograaf näitas palju sinist positiivset rauda ladestumist neerukoores ( g ), kuid mitte ladestumist medullas ( h ) (Preisi sinine plekk, × 400). Ajukoore ja medullaarse SI-ga rauarühmas (il) kõik vähenesid: ajukoore SI oli T2WI (i) piltidel sarnane medulla omaga ning ajukoore (kollased nooled) ja medulla (punased nooled) SI olid mõlemad vähenenud. SWI (j) piltidel. Mikrofoto näitas, et nii ajukoores (k) kui ka medullas (l) oli palju sinipositiivseid raudu (Preisi sinine plekk, × 400). SI, signaali intensiivsus; SWI, vastuvõtlikkusega kaalutud pildistamine; T2WI, T2-kaalutud pilt.
Tabel 2 Neerukoore nurga radiaani väärtuse erinevuse võrdlus kontrollrühma ja rauarühma vahel
Andmed väljendati kui M (Q1 ja Q3). * Olulist erinevust pole. M, mediaan; Q1, esimene kvartiil; Q3, kolmas kvartiil.
Tabel 3 Neeru medulla nurga radiaani väärtuse erinevuse võrdlus kontrollrühma ja rauarühma vahel.
Andmed väljendati kui M (Q1, Q3). * Olulist erinevust pole. *1 Leiti, et kaheksal küülikul on vähenenud SI ainult ajukoores. *2 Ülejäänud kuuel küülikul oli ajukoore ja medulla SI vähenenud samal määral. M, mediaan; Q1, esimene kvartiil; Q3, kolmas kvartiil; SI, signaali intensiivsus.
Tabel 4 Ajukoore ja medulla nurga radiaani väärtuse erinevuse võrdlus kontroll- ja rauarühmas
Andmed väljendati kui M (Q1 ja Q3). *1 Leiti, et kaheksal küülikul on vähenenud SI ainult ajukoores. *2 Ülejäänud kuuel küülikul oli ajukoore ja medulla SI vähenenud samal määral. M, mediaan; Q1, esimene kvartiil; Q3, kolmas kvartiil; SI, signaali intensiivsus.
Hematoksüliin-eosiini plekk
12. nädalal: kontrollrühmas olid neerukoor ja medulla selgelt piiritletud, glomerulaarkapillaaride struktuurid olid selged ja neerutuubulite epiteelirakkude struktuurid olid normaalsed; raua rühmas, osa ajukoorest, medullast ja interstitsiaalsest ülekoormamisest, olid neerutorukeste epiteelirakud tursed ja degeneratsioon; neerutorukeste epiteelirakkudes on näha pruunikaskollaseid ladestusi (Preisi sinine plekk kinnitas, et rakkudesse on kogunenud hemosideriini).
Preisi sinine plekk
12. w: kontrollrühmas ei olnud ühelgi küülikul sinist positiivset raua ladestumist ei neerukoores ega medullas; rauarühmas leiti kaheksal küülikul neerukoores palju Preisi sinipositiivseid raudasid (mis esindasid hemosideriini osakesi); kuid ühelgi neist ei olnud medulla ladestumist ja ülejäänud kuuel küülikul leiti palju Preisi sinipositiivseid raudasid (mis esindasid hemosideriini osakesi) nii ajukoores kui ka medullas (joonis 5).
Aatomabsorptsioonspektrofotomeetri hindamine
12. nädalal: aatomabsorptsioonspektrofotomeetriga mõõdetud rauasisaldus neerukoores oli rauarühmas oluliselt kõrgem kui kontrollrühmas; ülejäänud kuue küüliku neerumedulla rauasisaldus oli rauarühmas samal määral langenud ajukoore ja medulla SI-s, mis oli oluliselt kõrgem kui kontrollrühmal; kontrollrühmas ei olnud olulist erinevust rauasisalduses ajukoore ja medulla vahel; rauarühmas oli rauasisalduses märkimisväärne erinevus kaheksa küüliku ajukoores, medullas ja ülejäänud kuue küüliku medullas (tabel 7).
Tabel 5 Kontrollrühma meeste ja naiste nurga radiaani väärtuse erinevuse võrdlus
Andmed väljendati kui M (Q1 ja Q3). M, mediaan; Q1, esimene kvartiil; Q3, kolmas kvartiil.
Tabel 6 Rauarühma meeste ja naiste nurga radiaani väärtuse erinevuse võrdlus
Andmed väljendati kui M (Q1 ja Q3). M, mediaan; Q1, esimene kvartiil; Q3, kolmas kvartiil.
Tabel 7 Aatomabsorptsioonspektrofotomeetriga mõõdetud rauasisalduse erinevuse võrdlus 12. nädalal
* Olulist erinevust pole. *1 Leiti, et kaheksal küülikul on vähenenud SI ainult ajukoores. *2 Ülejäänud kuuel küülikul oli ajukoore ja medulla signaali intensiivsus samavõrra vähenenud.
Korrelatsioon ARV ja aatomabsorptsioonspektrofotomeetriga mõõdetud rauasisalduse vahel.
12. nädalal oli kõigi küülikute puhul neerukoore ja medulla ARV väga positiivses korrelatsioonis aatomabsorptsioonspektrofotomeetriga mõõdetud rauasisaldusega (r=0.773, P=0.{{4} }).
Arutelu
Selles uuringus hindasime nii kontroll- kui ka rauarühma MRI ja SWI-ga vastavalt 0-ndal, 8. ja 12. nädalal. Selle võrdleva uuringu käigus leiti, et raua liigne ladestumine võib viia SWI SI vähenemiseni; tavapärases MRI SI-s aga ilmseid muutusi ei toimunud. SWI hindamise käigus täheldati raua liigset ladestumist peamiselt neerukoores 8. nädalal janeerukoorvõi medulla 12. nädalal. Faasipiltide põhjal arvutatud ARV-d saab kasutada liigse raua ladestumise kvantitatiivseks hindamiseks neerukoores ja medullas. SWI ja küülikute soo kvalitatiivse ja kvantitatiivse analüüsi (ARV) tulemuste vahel kontroll- ja rauarühmas olulist erinevust ei täheldatud. ARV oli väga positiivses korrelatsioonis aatomabsorptsioonspektrofotomeetriga mõõdetud rauasisaldusega. Hematoksüliin-eosiini peitsi, Preisi sinise peitsi ja aatomabsorptsiooni fotomeetri tulemused kinnitasid veelgi SWI tulemusi. Meie uuring näitas, et on võimalik hinnata liigset raua ladestumistneerudSWI kaudu.
Raua ülekoormus põhjustab raua ladustamise suurenemist17 ja on tunnistatud elundite talitlushäirete riskiteguriks.4 Liigne raua põhjustabneerudkahjupatsientidel oksüdatiivse stressi kombinatsiooni tõttu.2,17,18 Raua ladestumise regulaarne jälgimine patsientide neerudes on väga olulineneerukahjustus.18 SWI on kõrge eraldusvõimega ja täieliku vooluga kompenseeritud gradiendi kajajada, mis kasutab koe magnetilise vastuvõtlikkuse erinevusi, et tekitada kontrasti ja parandada tundlikkust raua ja muude kohalikke magnetvälju mõjutavate ainete tuvastamisel.12 Oleme SWI-d kasutanud esimest korda. raua liigse ladestumise tuvastamiseks neerudes.
Neerukudes ladestub liigne raud ferritiini kujul.13 Ferritiin kui tugev magnetiline aine joondub piki SWI põhimagnetvälja, tekitades suurema välja, mis võib põhjustada vokslite faasinihet, mille tulemuseks on faasierinevused pindala ja magnetiliselt tundlikud signaalid ebaühtlased.13,19 Selles uuringus ei leitud olulist erinevust SWI SI-s neerukoore ja medulla vahel ilma raua süstimiseta. Kuid pärast rauasüsti: 8. nädalal oli kõikidel küülikutel ajukoore SWI SI oluliselt madalam kui medulla; võrdluseks leiti, et 12. nädalal oli neist kaheksal ajukoore SWI SI madalam kui medulla omal, samal ajal kui ülejäänud kuuel küülikul ajukoore ja medulla SI vähenes samal määral.
12. nädala rauarühmas näitasid SWI tulemused, et kaheksa küüliku liigne raud ladestus peamiselt neerukoores ja ülejäänud kuue küüliku liigne raud ladestus nii neerukoores kui ka medullas, mis oli ühtlane. Preisi sinise värvimise tulemustega. Spekuleerime, et liigse raua ainevahetus organismis oli väga keeruline, mis võib põhjustada selle erinevuse samas rühmas. Teine võimalik põhjus oli see, et liigse raua ladestumine neerudesse oli seotud ajaga. Sõltuvalt valitud ajahetkest võib raua liigne ladestumine neerukoores ja medullas olla erinev. Õnneks suudab SWI täpselt tuvastada raua sadestumise erinevuse samas rühmas. Suureneva rauasisaldusega koes on faaside erinevus suurem.13,19 Igasugune rauasisalduse muutus põhjustab koe faasi muutumist ümbritseva suhtes. Selles uuringus ladestus liigne raud neerukoores või medullas. Mida rohkem rauda ladestub ajukoores või medullas, seda suurem oli magnetvälja ebatasasus ja ajukoore või medulla SWI SI vähenemine oli olulisem. Mõned uuringud on näidanud, et raua ülekoormus võibkahjuaneerud.7,8,20 Raud kui katalüsaator võib soodustada väga reaktiivsete vabade radikaalide teket Fentoni reaktsioonis ja liigne raua ladestumine tekitab liigseid väga reaktiivseid radikaale, mis võivad kahjustada neerutorukeste epiteelirakke.7,8
Faasiväärtust saab kasutada rauasisalduse kvantifitseerimise vahendina normaalsetes ja ebanormaalsetes tingimustes.21,22 Faasipildil on faaside erinevus raua ladestumisega ja raua ladestumiseta inimkudede vahel, seega on kontrast oluliselt paranenud.23 Gao et al.13 tõestasid, et koe rauasisalduse ja faasi väärtuse vahel on suur korrelatsioon. Faasipildil mõõdetud iga ROI keskmisel faasiväärtusel oli oluline negatiivne korrelatsioon koe rauasisaldusega. Selles uuringus oleme kasutanud ARV-d raua sadestumise kvantitatiivse väärtusena. Arvutuse kohaselt oli ARV-l negatiivne korrelatsioon faasiväärtusega ja oluline positiivne korrelatsioon koe rauasisaldusega. 12. nädalal oli rauarühma neerukoore ARV oluliselt kõrgem kui kontrollrühmas, mis näitab, et raua ladestumine esimeses oli oluliselt kõrgem kui teises. See oli kooskõlas Preisi sinise värvimise ja aatomabsorptsiooni spektrofotomeetri tulemustega. 12. nädalal näitas Preisi sinise värvimine, et raua sadestumine oli rauarühmas märkimisväärne. Siiski ei täheldatud kontrollrühmas positiivset värvumist ja aatomabsorptsiooni spektrofotomeeter näitas, et rauarühmas oli rauasisaldus neerukoores oluliselt kõrgem kui kontrollrühmas. Lisaks tõestati, et SWI tuvastas eelmises uuringus ebanormaalse raua akumulatsiooni koes.10 Käesolevas uuringus kontrolliti täiendavalt patoloogiliselt, et SWI suudab kvantitatiivselt hinnata liigset raua ladestumist kudedes.neerud.
Selles katses süstiti küülikutele teatud kogus rauda ja täheldati liigse raua ladestumist neerukoores või medullas. Samal ajal kasutati kvalitatiivseks vaatluseks SWI ja T2WI. Leiti, et neerukoore või medulla SI SWI-l oli oluliselt vähenenud, samas kui T2WI-s jäi muutumatuks. See näitab, et SWI oli neerude liigse raua ladestumise hindamisel oluliselt parem kui T2WI. See oli võimalik, kuna SWI, uudne MRI meetod, kasutab andmete hankimiseks teistsugust tehnikat kui traditsiooniline spin-tihedus, T1- või T2-kujutisel tuletatud kajaimpulsside järjestus.24 Teistes uuringutes leiti, et SWI on tundlikum sageduse hindamisel. raud kui teised tehnikad, nagu T2WI ja T2*WI.10,25
tsistanche tooted neerudele
Sellel uuringul olid järgmised puudused: (1) Magnettundlikud artefaktid võivad mõjutada kortikaalse faasi väärtuse mõõtmist. MRI-skaneerimise ajal tekivad magnetiliselt tundlikud artefaktid peamiselt kahest aspektist: üks oli see, et küülikutel oli isegi pärast anesteesia manustamist kerge hingamine; teine oli seeneerudneist küülikutest mõjutas kattuv soolegaas. (2) Vasakneeruduuringusse valiti üksi; samas ei hinnatud õigeid neere samal ajal. Selle valiku põhjendus oli järgmine: Esiteks, avastasime esialgses katses korduvalt, et paremate neerude magnetilise tundlikkuse artefaktid olid suhteliselt rasked ja piltide kvaliteet oli halb. See võib olla seotud parema neeru anatoomiaga, mis on lähemal ribide alumisele servale ja rohkem mõjutatud soolestikus leiduvast gaasist. Teiseks, pärast vasaku neeru skaneerimist skaneeriti järgmisena parem neer, mis nõudis anesteetikumide täiendavat annust. Liigne anesteetikumi kogus oli aga kahjulik ja põhjustas isegi surma. (3) Kui rauasisaldus on väiksem, ei pruugi neerukude olla tühine. Kuigi ARV-d saab kasutada neerude liigse raua ladestumise kvantitatiivseks hindamiseks, ei pruugita seda praegu teisendada rauasisalduse absoluutväärtuseks. Meie uuring on esialgne uuring. Tulevikus on vaja täiendavaid uuringuid rohkemate proovide kohta.
Järeldus
On võimalik, et SWI-d saab kasutada mitteinvasiivselt, et hinnata raua liigset ladestumistneerud. Liigne raud ladestub peamiselt neerukoores või medullas, põhjustades nende SWI SI vähenemise. Faasipiltidega arvutatud ARV-d saab kasutada raua liigse ladestumise kvantitatiivseks analüüsiksneeru-ajukoor ja medulla. Meie uuring annab eksperimentaalse ja teoreetilise aluse SWI tulevaseks rakendamiseks kroonilise neeruhaiguse raua ülekoormuse korral.
Rahastamine
Seda tööd toetasid Hiina riiklik loodusteaduste sihtasutus (toetusnumbrid 81771798) ja Changzhou linna tervise- ja pereplaneerimise komisjoni suur teadus- ja tehnoloogiaprogramm (toetusnumbrid ZD201806).
Huvide konfliktid
Autorid kinnitavad, et neil ei ole huvide konflikti.
Viited
1. Liu S, Wang C, Zhang X jt. Maksa rauakontsentratsiooni kvantifitseerimine, kasutades maksa veresoonte näilist tundlikkust. Quant Imaging Med Surg 2018; 8:123–134.
2. Ikeda Y, Enomoto H, Tajima S et al. Dieedi rauapiirang pärsib diabeetilise nefropaatia progresseerumist db / db hiirtel. Am J Physiol Renal Physiol 2013; 304:F1028–1036.
3. Grassedonio E, Meloni A, Positano V jt. Kvantitatiivne T2* magnetresonantstomograafia neerude raua ülekoormuse hindamiseks: normaalväärtused vanuse ja soo järgi. Kõhu pildistamine 2015; 40:1700–1704.
4. Ige AO, Ongele FA, Adele BO jt. Raua ülekoormusest põhjustatud neerukahjustuse ja düsfunktsiooni patofüsioloogia: neerude oksüdatiivse stressi ja süsteemsete põletikuliste vahendajate roll. Patofüsioloogia 2019; 26:175–180.
5. Naito Y, Fujii A, Sawada H jt. Raua piiramine toidus hoiab ära kroonilise neerukahjustuse edasise süvenemiseneerudhaigusroti mudel. J Hüpertensioon 2013; 31:1203–1213.
6. Ikeda Y, Horinouchi Y, Hamano H jt. Dieedi rauapiirang leevendab hiirte valgu ülekoormusest põhjustatud neerutuubulointerstitsiaalset kahjustust. Sci Rep 2017; 7:10621.
7. van Raaij S, van Swelm R, Bouman K jt. Tubulaarne raua ladestumine ja raua käitlemise valgud inimese tervetes neerudes jakrooniline neeruhaigus. Sci Rep 2018; 8:9353.
8. Naito Y, Fujii A, Sawada H jt. Seos neerude raua akumulatsiooni ja neerude interstitsiaalse fibroosi vahel kroonilise neeruhaiguse rotimudelis. Hypertens Res 2015; 38:463–470.
9. Kang H, Han M, Xue J jt. Neerude kaudu puhastatavad nanokelaatorid raua ülekoormuse raviks. Nat Commun 2019; 10:5134.
10. Hasiloglu ZI, Asik M, Ure E jt. Tundlikkusega kaalutud pildistamise kasulikkus, et hinnata raua akumuleerumise ulatust koroidpõimikus patsientidel, kellel on suur talasseemia. Clin Radiol 2017; 72:903.e1–903.e7.
11. Li RK, Zeng MS, Qiang JW jt. Raua ladestumise tuvastamise parandamine tsirroosilises maksas, kasutades tundlikkusega kaalutud kujutist, rõhuasetusega histopatoloogilisel korrelatsioonil. J Comput Assist Tomogr 2017; 41:18–24.
12. Park M, Moon Y, Han SH jt. Motoorse ajukoore hüpointensiivsus tundlikkusega kaalutud pildistamisel: raua akumuleerumise potentsiaalne kuvamismärk kognitiivsete häiretega patsientidel. Neuroradioloogia 2019; 61:675–683.
13. Gao L, Jiang Z, Cai Z jt. Aju raua ladestumise analüüs, kasutades tundlikkusega kaalutud kujutist ja selle seost keha raua tasemega kerge kognitiivse kahjustusega patsientidel. Mol Med Rep 2017; 16:8209–8215.
14. Chen L, Wei X, Liu C jt. Aju raua ladestumine primaarse unetuse korral - in vivo tundlikkusega kaalutud pildiuuring. Brain Behav 2019; 9:e01138.
15. Lu L, Cao H, Wei X et al. Raua ladestumine on positiivselt seotud kognitiivsete häiretega kroonilise kerge traumaatilise ajukahjustusega patsientidel: hindamine tundlikkusega kaalutud kujutisega. Biomed Res Int 2015; 2015: 470676.
16. Sun J, Yu S, Chen J et al. Siiriku hilinenud funktsiooni hindamine tundlikkusega kaalutud pildistamise abil varasel perioodil pärast neerusiirdamist: teostatavusuuring. Abdom Radiol (NY) 2019; 44:218–226.
17. Gao W, Li X, Gao Z jt. Raud suurendab diabeedist põhjustatud neerukahjustusi ja oksüdatiivset stressi rottidel. Biol Trace Elem Res 2014; 160:368–375.
18. Chaudhary K, Chilakala A, Ananth S jt. Neerude raud kiirendab diabeetilise nefropaatia progresseerumist raua ülekoormuse HFE geeni knockout hiire mudelis. Am J Physiol Renal Physiol 2019; 317:F512–F517.
19. Haacke EM, Makki M, Ge Y jt. Raua ladestumise iseloomustamine hulgiskleroosi kahjustustes, kasutades tundlikkusega kaalutud kujutist. J Magn Reson Imaging 2009; 29:537–544.
20. Ahmadzadeh A, Jalali A, Assar S jt. Neerutuubulite düsfunktsioon suure beeta-talasseemiaga lastel. Saudi J Kidney Dis Transpl 2011; 22:497–500.
21. Haacke EM, Ayaz M, Khan A jt. Algtaseme faasikäitumise määramine magnetresonantstomograafias, et määrata aju normaalne ja ebanormaalne rauasisaldus. J Magn Reson Imaging 2007; 26:256–264.
22. Hagemeier J, Heininen-Brown M, Poloni GU jt. Raua ladestumine hulgiskleroosi kahjustustes, mõõdetuna tundlikkusega kaalutud kujutise filtreeritud faasiga: juhtumikontrolli uuring. J Magn Reson Imaging 2012; 36:73–83.
23. Haacke EM, Cheng NY, House MJ et al. Rauavarude kuvamine ajus magnetresonantstomograafia abil. Magn Reson Imaging 2005; 23:1–25.
24. Pietracupa S, Martin-Bastida A, Piccini P. Raua metabolism ja selle tuvastamine MRI abil parkinsonismi häirete korral: süstemaatiline ülevaade. Neurol Sci 2017; 38:2095–2101.
25. Li SJ, Ren YD, Li J jt. Raua rolli Parkinsoni tõvega ahvidel hinnati tundlikkusega kaalutud pildistamise ja induktiivselt seotud plasma massispektromeetriaga. Life Sci 2020; 240:117091.