Penilaian Pengimejan Wajaran Kerentanan Untuk Beban Besi Buah Pinggang

Pengimejan berwajaran kerentanan untuk Penilaian Beban Besi Renal: Kajian Perintis

Kenalan: emily.li@wecistanche.com

Jun Sun, Yuanyuan Sha, Weiwei Geng, Jie Chen dan Wei Xing*

Tujuan: Untuk meneroka kebolehlaksanaan pengimejan berwajaran kerentanan (SWI) untuk menilai kelebihan zat besi buah pinggang.

Kaedah: Dua puluh lapan ekor arnab secara rawak ditugaskan ke dalam kumpulan kawalan (n=14) dan besi (n=14). Pada minggu 0, kumpulan kajian telah disuntik dengan dextran besi. Kedua-dua kumpulan telah menjalani peperiksaan SWI pada minggu 0ke-, ke-8 dan ke-12. Keamatan isyarat (SI) korteks dan medula dinilai. Nilai radian sudut (ARV) yang dikira dengan imej fasa diambil sebagai nilai kuantitatif untuk pemendapan besi kortikal dan medula. Selepas minggu ke-12, kiribuah pinggangarnab telah dikeluarkan untuk patologi. Perbezaan dalam ARV antara tiga kumpulan dianalisis menggunakan ujian Kruskal-Wallis. Perbezaan kandungan besi antara dua kumpulan dianalisis melalui ujian-t sampel bebas.

Keputusan: Dalam kumpulan besi: pada minggu ke-12, lapan ekor arnab didapati telah menurunkan SI bagi korteks sahaja, dan enam arnab yang lain telah menurunkan SI korteks dan medula dengan tahap yang sama; ARV korteks pada minggu ke-8 dan ke-12 adalah jauh lebih tinggi daripada minggu ke-0(P < 0.05);="" arv="" bagi="" enam="" ekor="" arnab="" medula="" pada="" minggu="" ke-12="" adalah="" lebih="" tinggi="" dengan="" ketara="" berbanding="" minggu="" ke-{{10}},="" minggu="" ke-8="" dan="" lapan="" arnab="" lain="" pada="" minggu="" ke-12="" (p="">< 0.05);="" pada="" minggu="" ke-12,="" lapan="" arnab="" (kumpulan="" besi)="" didapati="" mempunyai="" banyak="" besi="" hanya="" memendap="" dalam="" korteks,="" dan="" yang="" lain="" didapati="" mempunyai="" banyak="" mendapan="" besi="" dalam="" kedua-dua="" korteks="" dan="" medula;="" kandungan="" besi="" korteks="" dan="" enam="" medula="" arnab="" dalam="" kumpulan="" besi="" adalah="" jauh="" lebih="" tinggi="" daripada="" kawalan="" (p=""><>

Kesimpulan: ARV SWI boleh digunakan untuk menilai secara kuantitatif pemendapan besi yang berlebihan dalambuah pinggang. Pemendapan besi yang berlebihan terutamanya berlaku dalam korteks atau medula dan menyebabkan SWI SI mereka berkurangan.

Kata kunci:pemendapan besi,buah pinggang, pengimejan berwajaran kerentanan

Cistanche baik untuk buah pinggang

pengenalan

Zat besi ialah salah satu unsur mikro yang penting untuk organisma.1,2 Dalam keadaan biasa, manusia mengekalkan keseimbangan antara penyerapan, penggunaan dan kehilangan.3 Walau bagaimanapun, apabila zat besi berlebihan, tubuh manusia tidak mempunyai mekanisme untuk membersihkan zat besi yang berlebihan. 4 Lebihan zat besi akan memendap dalam beberapa organ dan memudaratkan.4 Buah pinggang adalah salah satu organ yang sering terjejas. Beban besi telah disahkan sebagai faktor berbahaya untukbuah pinggangdisfungsi, yang dikaitkan dengan kronikbuah pinggangpenyakit(CKD) disebabkan oleh keadaan seperti nefropati diabetik, hipertensibuah pinggangkecederaan, dan fibrosis buah pinggang.3–6 Telah dilaporkan bahawa pemendapan besi diperhatikan dalam tubul proksimal dan distal buah pinggang dalam CKD manusia.5,7 Besi yang berlebihan menggalakkan peningkatan penjanaan radikal bebas dan tekanan oksidatif, yang menyebabkan kerosakan sel dan tisu buah pinggang. .5,7,8 Sebaliknya, sekatan zat besi pemakanan atau rawatan melalui agen pengkelat boleh mengurangkan bebanan besi buah pinggang, dengan itu menghalang perkembangan kecederaan buah pinggang yang sedia ada.5,8,9 Ia berikutan bahawa tahap buah pinggang pemendapan besi berkaitan dengan kecederaannya. Penilaian yang tepat dan berkesan terhadap pemendapan besi yang berlebihan dalambuah pinggangadalah bernilai besar dalam memantau kecederaan buah pinggang pada pesakit CKD.10 Pada masa ini, pewarnaan biru Prussian9 boleh digunakan untuk menganalisis taburan pemendapan besi berlebihan dalambuah pinggang, dan spektrofotometer serapan atom boleh digunakan untuk mengukur kandungan besi buah pinggang. Walau bagaimanapun, kedua-dua kaedah adalah invasif dan memerlukan sampel tisu, yang tidak sesuai untuk pemantauan susulan klinikal bagi pemendapan besi yang berlebihan dalam buah pinggang untuk pesakit CKD. Untuk menangani keperluan keselamatan, tidak invasif dan keupayaan untuk menawarkan penilaian berulang untuk pemantauan ini, MRI menawarkan kemungkinan alternatif yang berdaya maju melalui pengimejan berwajaran kerentanan (SWI), teknik MRI berfungsi yang muncul. Ia menggunakan perbezaan kerentanan magnet tisu untuk menghasilkan kontras unik yang berbeza daripada yang diperoleh dengan MRI konvensional.11,12 Menggabungkan imej fasa dan magnitud, SWI menawarkan demonstrasi isyarat paramagnet yang baik.13 Besi ialah bahan paramagnet, seperti yang dibuktikan oleh masa kelonggaran T2 yang singkat.10 Telah ditunjukkan bahawa SWI boleh mengukur kepekatan besi tisu dengan pasti, yang konsisten dengan keputusan pemeriksaan bedah siasat.14 Oleh itu, SWI boleh dianggap sebagai penanda yang boleh dipercayai melalui mengesan beban besi dalam pelbagai penyakit yang berkaitan, dengan itu. menganalisis perkembangan.10

Setakat ini, SWI telah digunakan untuk mengesan dan mengukur pemendapan besi dalam hati11 dan tisu otak13,14. Walaupun selepas carian literatur yang meluas, kertas yang menilai pemendapan besi buah pinggang tidak ada. Dalam kajian ini, kami menggunakan eksperimen haiwan untuk meneroka nilai SWI dalam pengesanan kualitatif dan kuantitatif bagi pemendapan besi yang berlebihan dalambuah pinggang, dengan mengambil kira keputusan pewarnaan biru Prusia dan spektrofotometer serapan atom sebagai piawai rujukan.

Bahan dan Kaedah

Kajian ini telah diluluskan oleh jawatankuasa etika Hospital Gabungan Ketiga Universiti Soochow (Nombor kelulusan: 2019026).

Permodelan dan pengelompokan haiwan

Kami menggunakan Dua puluh lapan arnab putih New Zealand yang sihat baka tulen (disediakan oleh Syarikat Suzhou Huqiao Biotechnology Limited, Suzhou, China), setiap satu seberat 2.0–2.5 kg, 2–3 bulan, 16 jantan dan 12 betina, ditanam pada suhu bilik 22 darjah, persekitaran yang bersih, diberi makanan formula lengkap, dan air yang disucikan. Semua arnab dibahagikan secara rawak kepada dua kumpulan berikut:

1. Kumpulan besi: 14 ekor arnab (7 jantan dan 7 betina). Pada hari pertama minggu 0, selepas mendokumentasikan berat badan, penggantungan dextran besi yang mengandungi 20 mg/ml besi disuntik ke dalam otot gluteal pada dos 3 ml/kg.

2. Kumpulan kawalan: 14 ekor arnab (9 jantan dan 5 betina). Tiada besi disuntik.

peperiksaan MR

Jadual pemeriksaan MRI dalam kumpulan besi dan kawalan adalah seperti berikut: pada hari pertama minggu 0ke-, ke-8 dan ke-12, masing-masing.

Untuk mengurangkan artifak peristalsis usus, pengambilan makanan dihadkan untuk tempoh 8 jam sebelum peperiksaan. Anestesia dicapai dengan menyuntik 3 peratus larutan natrium pentobarbital ke dalam otot kaki belakang pada dos 1 ml/kg sebelum imbasan. Semasa pemeriksaan, kepala dimasukkan dahulu, dan buah pinggang kiri diimbas semasa dalam kedudukan sisi kiri. Julat pengimbasan adalah dari kutub atas ke kutub bawahbuah pinggang. Semua imej MRI diperoleh pada sistem 3.0 T MRI (Magnetom Verio; Siemens Healthcare, Erlangen, Jerman) dengan gegelung matriks badan tatasusunan fasa lapan saluran standard. Protokol MRI ditunjukkan dalam Jadual 1. Urutan SWI menghasilkan imej magnitud akhir, imej unjuran intensiti maksimum, imej fasa, dan imej SWI.

Cistancheboleh bertambah baikbuah pinggangfungsi

Analisis imej

Semua imej telah dianalisis oleh dua pakar perubatan dengan lebih daripada lima tahun pengalaman kerja dalam tafsiran MRI perut. Di stesen kerja pasca pemprosesan syogo.via (Siemens), mereka memasuki antara muka tontonan dan serentak membuka imej berwajaran T2-(T2WI), SWI dan jujukan fasa serta memilih imej peringkat pusat terbesar bagibuah pinggang. Analisis dilakukan seperti berikut: (1) Analisis kualitatif: Pada T2WI dan SWI, keamatan isyarat (SI) korteks buah pinggang dan medula diperhatikan. (2) Analisis kuantitatif: Menurut T2WI dan SWI, kawasan kortikal digariskan secara manual pada SWI di peringkat pusat buah pinggang, mengelakkan kawasan sempadan yang boleh menjejaskan nilai isyarat, begitu juga medula. Dengan menggunakan fungsi salin dan tampal stesen kerja, kawasan kortikal dan medula dalam SWI telah, masing-masing, disalin ke imej fasa. Kemudian, kawasan kortikal dan medula dalam imej fasa, masing-masing, dibahagikan kepada tiga subkawasan dengan luas yang hampir sama, termasuk bahagian hadapan, tengah dan belakang (Rajah 1). Nilai fasa diperoleh dengan, masing-masing, melukis kawasan yang diminati dalam tiga sub-rantau secara manual. Nilai purata nilai fasa tiga subkawasan telah diambil untuk nilai fasa (X) keseluruhankorteks buah pinggangdan medula, masing-masing. Nilai radian sudut (ARV) dikira dengan formula berikut: ARV=(–X × π)/4096, dan telah digunakan untuk pengiraan pemendapan besi, di mana X mempunyai julat dari –4096 hingga 4095.15 unit ARV ialah radian.

Pemeriksaan patologi

Selepas imbasan MRI minggu ke-12, semua arnab masih di bawah bius. Pada masa ini, semua arnab telah dikorbankan oleh embolisasi udara, dan pergibuah pinggangtelah dikeluarkan. Tisu-tisu tahap pusat buah pinggang yang mencukupi telah diambil sampel dan ditetapkan dalam 10 peratus formalin penimbal neutral. Mengikut protokol rutin, tisu telah dehidrasi, dibuat lutsinar, diresapi lilin, tertanam parafin, dipotong, diwarnai dengan hematoxylin-eosin dan Prussian blue dan dinilai untuk pemendapan besi buah pinggang di bawah

mikroskop medan terang.

Baki tisu kortikal dan medulla buah pinggang dihantar ke Pusat Haiwan Makmal Perubatan Guangdong, dan pengukuran kandungan besi kortikal dan medula dilakukan oleh spektrofotometer serapan atom.

Jadual 1 Urutan dan parameter protokol MRI

D, dimensi; GRE, gema yang dipanggil semula kecerunan; CEPAT, separuh perolehan turbo spin-echo satu pukulan; Hz, Hertz; SWI, pengimejan berwajaran kerentanan

Rajah 1 Contoh bagi kortikal buah pinggang (1 mewakili kontur korteks) dan medula (2 mewakili kontur medula) yang digariskan dan dibahagikan pada SWI dan imej fasa. Pada imej SWI (a), kawasan kortikal digariskan secara manual tidak termasuk kawasan sempadan yang mungkin menjejaskan nilai isyarat, begitu juga medula. Rantau kortikal dan medula pada imej SWI, masing-masing, disalin dan ditampal pada imej fasa (b). Kemudian, kawasan kortikal pada imej fasa (b) dibahagikan kepada tiga sub-kawasan dengan kawasan yang lebih kurang sama (depan, tengah, dan belakang), begitu juga medula. SWI, pengimejan berwajaran kerentanan.

Analisis statistik

Untuk analisis statistik, perisian SPSS 22.0 (IBM, Armonk, NY, USA) telah digunakan. Data dinyatakan sebagai median (julat antara kuartil) (M [Q1 dan Q3]) dan ujian Mann-Whitney U digunakan untuk membandingkan perbezaan dalam ARV antara kedua-dua kumpulan. Ujian Kruskal-Wallis digunakan untuk membandingkan perbezaan dalam ARV antara pelbagai kumpulan. Ujian-t sampel bebas digunakan untuk membandingkan perbezaan kandungan besi buah pinggang yang diukur oleh spektrofotometer serapan atom antara kedua-dua kumpulan. Analisis varians digunakan untuk membandingkan perbezaan kandungan besi buah pinggang yang diukur oleh spektrofotometer serapan atom di kalangan berbilang kumpulan. Analisis korelasi pangkat Spearman digunakan untuk menganalisis korelasi antara nilai radian sudut dan kandungan besi buah pinggang yang diukur oleh spektrofotometer serapan atom. Simbol r digunakan untuk mewakili pekali korelasi.16 Korelasi ditafsirkan seperti berikut: r > 0 dianggap sebagai korelasi positif; r < 0="" dianggap="" sebagai="" korelasi="" negatif;="" |r|="" 1="" dianggap="" sebagai="" korelasi="" sempurna;="" 0.7="" kurang="" daripada="" atau="" sama="" dengan="" |r|="">< 1="" dianggap="" sebagai="" korelasi="" yang="" tinggi;="" 0.4="" kurang="" daripada="" atau="" sama="" dengan="" |r|="">< 0.7="" dianggap="" sebagai="" korelasi="" sederhana;="" 0="" kurang="" daripada="" atau="" sama="" dengan="" |r|="">< 0.4="" dianggap="" sebagai="" korelasi="" yang="" rendah;="" dan="" r="0" dianggap="" sebagai="" korelasi="" sifar.16="" p="">< 0.05="" dianggap="" signifikan="" secara="">

Rajah 2 Carta alir menunjukkan perubahan dalam SI untuk korteks renal dan medula pada imej T2WI dan SWI dalam kumpulan kawalan dan agen besi pada titik masa yang berbeza. SI, keamatan isyarat; SWI, pengimejan berwajaran kerentanan; T2W, T2-wajaran; Imej berwajaran T2WI, T2-.

Keputusan

Analisis kualitatif

Carta alir perubahan dalam SI untuk korteks buah pinggang dan medula pada T2WI dan SWI diringkaskan dalam Rajah 2.

Pada minggu ke 0(Rajah 3): dalam kumpulan kawalan, untuk semua arnab, SI korteks adalah serupa dengan medula pada kedua-dua T2WI dan SWI, masing-masing; walaupun dalam kumpulan besi, untuk semua arnab, SI korteks adalah serupa dengan medula pada kedua-dua T2WI dan SWI, masing-masing; tiada perubahan ketara dalam SI korteks pada kedua-dua T2WI dan SWI antara kumpulan kawalan dan besi, begitu juga dengan kawasan medula; dalam kumpulan kawalan dan besi, tiada perubahan ketara dalam SI korteks pada kedua-dua T2WI dan SWI antara lelaki dan perempuan, begitu juga medula.

Rajah 3 Pada minggu ke 0, kumpulan kawalan (a dan b) dan besi (c dan d). Dalam kumpulan kawalan (a dan b), SI korteks adalah serupa dengan medulla pada kedua-dua imej T2WI (a) dan SWI (b). Dalam kumpulan besi (c dan d), SI korteks adalah serupa dengan medulla pada kedua-dua imej T2WI (c) dan SWI (d) juga. Tiada perubahan ketara dalam SI korteks pada kedua-dua imej T2WI (a vs. c) dan SWI (b vs. d) antara kumpulan kawalan dan besi, begitu juga medula. SI, keamatan isyarat; SWI, pengimejan berwajaran kerentanan; T2WI, T{7}}imej berwajaran.

Rajah 4 Pada minggu ke-8, kumpulan kawalan (a dan b) dan besi (c dan d). Dalam kumpulan kawalan (a dan b), SI korteks adalah serupa dengan medulla pada kedua-dua imej T2WI (a) dan SWI (b). Dalam kumpulan besi (c dan d), SI korteks adalah serupa dengan medula pada imej T2WI (c), tetapi SI korteks (anak panah kuning) jauh lebih rendah daripada medula (anak panah merah) pada SWI (d) imej. Tiada perubahan ketara dalam SI korteks pada imej T2WI (a vs. c) antara kawalan dan kumpulan besi, begitu juga medulla. Pada imej SWI (d vs. b), SI korteks dalam kumpulan besi adalah jauh lebih rendah daripada kumpulan kawalan, walau bagaimanapun, tiada perubahan ketara dalam SI medula antara kumpulan kawalan dan besi. SI, keamatan isyarat; SWI, pengimejan berwajaran kerentanan; Imej berwajaran T2WI,T2-.

Pada minggu ke-8 (Rajah 4): dalam kumpulan kawalan, untuk semua arnab, SI korteks adalah serupa dengan medula pada kedua-dua T2WI dan SWI, masing-masing; dalam kumpulan besi, untuk semua arnab, SI korteks adalah serupa dengan medula pada T2WI; walau bagaimanapun, SI korteks adalah jauh lebih rendah daripada medula pada SWI; tiada perubahan ketara dalam SI korteks pada T2WI antara kumpulan kawalan dan besi, begitu juga kawasan medula; pada SWI, SI korteks dalam kumpulan besi adalah jauh lebih rendah daripada kumpulan kawalan; walau bagaimanapun, tiada perubahan ketara dalam SI kawasan medula antara kumpulan kawalan dan besi; dalam kumpulan kawalan dan besi, tiada perubahan ketara dalam SI korteks pada kedua-dua T2WI dan SWI antara lelaki dan perempuan, begitu juga medula.

Pada minggu ke-12 (Rajah 5): dalam kumpulan kawalan, untuk semua arnab, SI korteks adalah serupa dengan medula pada kedua-dua T2WI dan SWI; dalam kumpulan besi, untuk semua arnab, SI korteks adalah serupa dengan medula pada T2WI; dalam kumpulan besi, pada imej SWI, lapan arnab didapati telah menurunkan SI bagi korteks sahaja, dan enam arnab yang lain telah menurunkan SI korteks dan medula dengan tahap yang sama; tiada perubahan ketara dalam SI korteks pada T2WI antara kumpulan kawalan dan besi, begitu juga kawasan medula; pada SWI, SI korteks dalam kumpulan besi adalah jauh lebih rendah daripada kumpulan kawalan; dalam kumpulan kawalan dan besi, tiada perubahan ketara dalam SI korteks pada kedua-dua T2WI dan SWI antara lelaki dan perempuan, begitu juga medula.

Kesan cistanche meningkatkan fungsi buah pinggang

Analisis kuantitatif

Dalam kumpulan kawalan, tidak terdapat perbezaan yang signifikan dalam ARV korteks buah pinggang antara penilaian pengimejan yang dilakukan pada minggu 0ke-, ke-8 dan ke-12 (Jadual 2), begitu juga dengan medula buah pinggang.

Dalam kumpulan besi: Untuk korteks buah pinggang, terdapat perbezaan yang ketara dalam ARV antara {{0}} minggu ke-8, dan ke-12; ARV pada minggu ke-8 dan ke-12 adalah jauh lebih tinggi daripada minggu ke-0; tidak terdapat perbezaan yang ketara dalam ARV antara minggu ke-8 dan ke-12 (Jadual 2). Untuk medula buah pinggang, terdapat perbezaan yang ketara dalam ARV antara 0minggu ke-8, dan ke-12; ARV enam ekor arnab lain yang telah menurunkan SI korteks dan medula dengan tahap yang sama pada minggu ke-12 adalah jauh lebih tinggi daripada minggu ke-0, minggu ke-8, dan lapan ekor arnab yang didapati telah menurunkan SI hanya korteks dalam Minggu ke-12 (Jadual 3).

Antara kumpulan besi dan kawalan: Untuk korteks buah pinggang, tidak terdapat perbezaan yang ketara dalam ARV pada {{0}} minggu ke (Jadual 2); pada minggu ke-8 dan ke-12, ARV kumpulan besi adalah jauh lebih tinggi daripada kumpulan kawalan, masing-masing (Jadual 2). Untuk medula buah pinggang, tidak terdapat perbezaan yang ketara dalam ARV pada minggu ke-0 dan ke-8; pada minggu ke-12, tidak terdapat perbezaan yang signifikan dalam ARV antara lapan arnab yang didapati telah menurunkan SI bagi korteks sahaja dan kumpulan kawalan, tetapi ARV bagi enam arnab lain yang telah menurunkan SI korteks dan medula dengan tahap yang sama. dalam kumpulan besi adalah jauh lebih tinggi daripada kumpulan kawalan (Jadual 3).

Antara korteks dan medula: Dalam kumpulan kawalan pada minggu {{0}}, ke-8, dan ke-12, tidak terdapat perbezaan yang ketara dalam ARV antara korteks dan medula (Jadual 4). Dalam kumpulan besi pada minggu ke-0, tidak terdapat perbezaan yang signifikan dalam ARV antara korteks dan medula; dalam kumpulan besi pada minggu ke-8, ARV korteks buah pinggang adalah jauh lebih tinggi daripada medula; dalam kumpulan besi pada minggu ke-12, ARV korteks buah pinggang adalah jauh lebih tinggi daripada medula lapan arnab yang didapati telah menurunkan SI bagi korteks sahaja, dan tidak terdapat perbezaan yang ketara dalam ARV antara korteks dan medula enam arnab lain yang telah menurunkan SI korteks dan medula dengan tahap yang sama.

Antara lelaki dan perempuan: Tiada perbezaan yang ketara dalam ARV korteks dan medula dalam kumpulan kawalan pada minggu 0ke-, ke-8 dan ke-12, masing-masing (Jadual 5), begitu juga dalam kumpulan besi ( Jadual 6).

Rajah 5 Pada minggu ke-12, kumpulan kawalan (ad), kumpulan besi (eh) dengan hanya SI kortikal menurun, dan kumpulan besi (il) dengan SI kortikal dan medulla kedua-duanya menurun. Dalam kumpulan kawalan (iklan): SI korteks adalah serupa dengan medulla pada kedua-dua imej T2WI (a) dan SWI (b), masing-masing, dan Photomicrograph tidak menunjukkan deposit besi positif biru dalam kedua-dua korteks buah pinggang (c) dan medula (d) (warna biru Prusia, × 400). Dalam kumpulan besi (eh) dengan hanya SI kortikal menurun: SI korteks adalah serupa dengan medula pada imej T2WI (e), tetapi SI korteks (anak panah kuning) jauh lebih rendah daripada medula (anak panah merah). ) pada imej SWI (f); photomicrograph menunjukkan banyak deposit besi positif biru dalam korteks buah pinggang (g) tetapi tiada deposit dalam medula (h) (noda biru Prusia, × 400). Dalam kumpulan besi (il) dengan SI kortikal dan medulla semuanya menurun: SI korteks adalah serupa dengan medula pada imej T2WI (i), dan SI korteks (anak panah kuning) dan medula (anak panah merah) kedua-duanya menurun. pada imej SWI (j). Photomicrograph menunjukkan banyak deposit besi positif biru dalam kedua-dua korteks (k) dan medula (l) (noda biru Prusia, × 400). SI, keamatan isyarat; SWI, pengimejan berwajaran kerentanan; T2WI, T{18}}imej berwajaran.

Jadual 2 Perbandingan perbezaan nilai radian sudut korteks buah pinggang antara kumpulan kawalan dan besi

Data dinyatakan sebagai M (Q1 dan Q3). * Tiada perbezaan ketara. M, median; S1, kuartil pertama; S3, kuartil ketiga.

Jadual 3 Perbandingan perbezaan nilai radian sudut medula renal antara kumpulan kawalan dan besi.

Data dinyatakan sebagai M (Q1, Q3). * Tiada perbezaan ketara. *1 Lapan ekor arnab didapati telah menurunkan SI bagi korteks sahaja. *2 Enam arnab yang lain telah menurunkan SI korteks dan medula dengan tahap yang sama. M, median; S1, kuartil pertama; S3, kuartil ketiga; SI, keamatan isyarat.

Jadual 4 Perbandingan perbezaan nilai radian sudut antara korteks dan medula dalam kumpulan kawalan dan besi

Data dinyatakan sebagai M (Q1 dan Q3). *1 Lapan ekor arnab didapati telah menurunkan SI bagi korteks sahaja. *2 Enam arnab yang lain telah menurunkan SI korteks dan medula dengan tahap yang sama. M, median; S1, kuartil pertama; S3, kuartil ketiga; SI, keamatan isyarat.

Noda hematoxylin-eosin

Pada minggu ke-12: dalam kumpulan kawalan, korteks buah pinggang dan medulla telah ditandakan dengan jelas, struktur kapilari glomerular adalah jelas, dan struktur sel epitelium tubular renal adalah normal; dalam kumpulan besi, sebahagian daripada korteks, medulla, dan kesesakan interstisial, sel epitelium tiub renal adalah edema dan degenerasi; mendapan kuning kecoklatan boleh dilihat dalam sel epitelium tubular renal (noda biru Prusia mengesahkan bahawa hemosiderin telah terkumpul di dalam sel).

Noda biru Prusia

Pada w ke-12: dalam kumpulan kawalan, tiada arnab mempunyai deposit besi positif biru sama ada dalam korteks buah pinggang atau medula; dalam kumpulan besi, lapan arnab didapati mempunyai banyak besi positif biru Prusia (yang mewakili zarah hemosiderin) mendapan dalam korteks buah pinggang; walau bagaimanapun, tiada seorang pun daripada mereka mempunyai deposit dalam medula, dan enam arnab yang lain didapati mempunyai banyak besi positif biru Prusia (yang mewakili zarah hemosiderin) memendap kedua-dua dalam korteks dan medula (Rajah 5).

Penilaian spektrofotometer serapan atom

Pada minggu ke-12: kandungan besi dalam korteks buah pinggang yang diukur oleh spektrofotometer penyerapan atom dalam kumpulan besi adalah jauh lebih tinggi daripada kumpulan kawalan; kandungan besi dalam medula buah pinggang enam arnab yang lain telah menurunkan SI korteks dan medula dengan tahap yang sama dalam kumpulan besi adalah lebih tinggi dengan ketara berbanding kumpulan kawalan; dalam kumpulan kawalan, tidak terdapat perbezaan yang signifikan dalam kandungan besi antara korteks dan medula; dalam kumpulan besi, terdapat perbezaan yang ketara dalam kandungan besi di antara korteks, medula lapan arnab, dan medula enam arnab yang lain (Jadual 7).

Jadual 5 Perbandingan perbezaan nilai radian sudut antara lelaki dan perempuan dalam kumpulan kawalan

Data dinyatakan sebagai M (Q1 dan Q3). M, median; S1, kuartil pertama; S3, kuartil ketiga.

Jadual 6 Perbandingan perbezaan nilai radian sudut antara lelaki dan perempuan dalam kumpulan besi

Data dinyatakan sebagai M (Q1 dan Q3). M, median; S1, kuartil pertama; S3, kuartil ketiga.

Jadual 7 Perbandingan perbezaan kandungan besi yang diukur oleh spektrofotometer serapan atom pada minggu ke-12

* Tiada perbezaan ketara. *1 Lapan ekor arnab didapati telah menurunkan SI bagi korteks sahaja. *2 Enam arnab yang lain telah menurunkan intensiti isyarat korteks dan medula dengan tahap yang sama.

Korelasi antara ARV dan kandungan besi yang diukur oleh spektrofotometer serapan atom.

Pada minggu ke-12, untuk semua arnab, ARV korteks buah pinggang dan medula sangat berkorelasi positif dengan kandungan besi yang diukur oleh spektrofotometer serapan atom (r=0.773, P=0.{{4} }).

Perbincangan

Dalam kajian ini, kami menilai kedua-dua kumpulan kawalan dan besi dengan MRI dan SWI dalam 0minggu ke-8, dan ke-12, masing-masing. Melalui kajian perbandingan ini, didapati bahawa pemendapan besi yang berlebihan boleh menyebabkan penurunan dalam SWI SI; walau bagaimanapun, tiada perubahan ketara dalam MRI SI konvensional. Melalui penilaian SWI, pemendapan besi berlebihan diperhatikan terutamanya dalam korteks buah pinggang pada minggu ke-8, dan dalamkorteks buah pinggangatau medula pada minggu ke-12. ARV yang dikira daripada imej fasa boleh digunakan untuk menilai secara kuantitatif pemendapan besi yang berlebihan dalam korteks buah pinggang dan medula. Tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara keputusan analisis kualitatif dan kuantitatif (ARV) SWI dan jantina arnab dalam kumpulan kawalan dan besi. ARV mempunyai korelasi yang sangat positif dengan kandungan besi yang diukur oleh spektrofotometer serapan atom. Keputusan pewarnaan hematoxylin-eosin, pewarnaan biru Prusia, dan fotometer penyerapan atom mengesahkan lagi penemuan SWI. Kajian kami menunjukkan bahawa adalah wajar untuk menilai pemendapan besi yang berlebihan dalambuah pinggangmelalui SWI.

Beban besi yang berlebihan mengakibatkan peningkatan dalam simpanan besi17 dan telah diiktiraf sebagai faktor risiko disfungsi organ.4 Penyebab zat besi yang berlebihanbuah pinggangkerosakanpada pesakit melalui gabungan tekanan oksidatif.2,17,18 Pemantauan tetap pemendapan besi dalam buah pinggang pesakit adalah sangat penting untuk menguruskankecederaan buah pinggang.18 SWI ialah jujukan gema kecerunan beresolusi tinggi dan berkompensasi aliran penuh yang menggunakan perbezaan kerentanan magnet tisu untuk menghasilkan kontras dan meningkatkan kepekaan untuk mengesan besi dan bahan lain yang mempengaruhi medan magnet tempatan.12 Kami telah menggunakan SWI buat kali pertama untuk mengesan lebihan pemendapan besi dalam buah pinggang.

Dalam tisu buah pinggang, lebihan besi disimpan dalam bentuk feritin.13 Ferritin, sebagai bahan magnet yang kuat, menjajarkan sepanjang medan magnet utama pada SWI menghasilkan medan yang lebih besar, yang boleh menyebabkan voxel beralih fasa, mengakibatkan perbezaan fasa dalam kawasan dan isyarat sensitif magnet tidak sekata.13,19 Kajian ini mendapati tiada perbezaan yang signifikan dalam SWI SI antara korteks renal dan medula tanpa suntikan besi. Walau bagaimanapun, selepas suntikan besi: pada minggu ke-8, dalam semua arnab, SWI SI korteks jauh lebih rendah daripada medula; sebagai perbandingan, pada minggu ke-12, lapan daripada mereka didapati mempunyai SWI SI korteks lebih rendah daripada medula, manakala SI korteks dan medula enam arnab yang lain menurun pada tahap yang sama.

Dalam kumpulan besi pada minggu ke-12, keputusan SWI menunjukkan lebihan besi lapan arnab terutamanya didepositkan dalam korteks buah pinggang, dan lebihan besi daripada enam arnab yang lain disimpan di kedua-dua korteks buah pinggang dan medulla, yang konsisten. dengan hasil pewarnaan biru Prusia. Kami membuat spekulasi bahawa metabolisme zat besi yang berlebihan dalam badan adalah sangat rumit, yang boleh menyebabkan perbezaan ini dalam kumpulan yang sama. Satu lagi sebab yang mungkin adalah bahawa pemendapan zat besi yang berlebihan dalam buah pinggang adalah berkaitan dengan masa. Bergantung pada titik masa yang dipilih, pemendapan besi yang berlebihan dalam korteks buah pinggang dan medula mungkin berbeza. Nasib baik, SWI dapat mengesan dengan tepat perbezaan pemendapan besi dalam kumpulan yang sama. Dengan peningkatan kandungan besi dalam tisu, perbezaan fasa adalah lebih besar.13,19 Sebarang perubahan kandungan besi akan menyebabkan perubahan fasa tisu berbanding dengan persekitarannya. Dalam kajian ini, lebihan besi telah didepositkan dalam korteks buah pinggang atau medula. Lebih banyak besi dimendapkan dalam korteks atau medula, lebih besar ketidaksamaan medan magnet, dan penurunan dalam SWI SI korteks atau medula adalah lebih ketara. Beberapa kajian telah menunjukkan bahawa kelebihan zat besi bolehkerosakanyangbuah pinggang.7,8,20 Besi, sebagai pemangkin, boleh menggalakkan penjanaan radikal bebas yang sangat reaktif dalam tindak balas Fenton, dan pemendapan besi yang berlebihan menghasilkan radikal yang sangat reaktif yang berlebihan, yang boleh merosakkan sel epitelium tiub buah pinggang.7,8

Nilai fasa boleh digunakan sebagai cara untuk mengukur kandungan besi dalam keadaan normal dan tidak normal.21,22 Dalam imej fasa, terdapat perbezaan fasa antara tisu manusia dengan pemendapan besi dan yang tanpa pemendapan besi, jadi kontrasnya adalah dipertingkatkan dengan ketara.23 Gao et al.13 membuktikan bahawa terdapat perkaitan yang tinggi antara kandungan besi dalam tisu dan nilai fasa. Nilai fasa purata bagi setiap ROI yang diukur pada imej fasa mempunyai korelasi negatif yang signifikan dengan kandungan besi tisu. Dalam kajian ini, kami telah menggunakan ARV sebagai nilai kuantitatif untuk pemendapan besi. Mengikut pengiraan, ARV mempunyai korelasi negatif dengan nilai fasa dan korelasi positif yang signifikan dengan kandungan besi tisu. Pada minggu ke-12, ARV korteks buah pinggang dalam kumpulan besi adalah jauh lebih tinggi daripada kumpulan kawalan, menunjukkan bahawa pemendapan besi dalam bekas adalah jauh lebih tinggi daripada yang kedua. Ini konsisten dengan keputusan pewarnaan biru Prusia dan spektrofotometer serapan atom, masing-masing. Pada minggu ke-12, pewarnaan biru Prusia menunjukkan bahawa pemendapan besi adalah signifikan dalam kumpulan besi. Walau bagaimanapun, tiada pewarnaan positif dicatatkan dalam kumpulan kawalan, dan spektrofotometer serapan atom menunjukkan kandungan besi korteks buah pinggang dalam kumpulan besi adalah jauh lebih tinggi daripada kumpulan kawalan. Selain itu, SWI telah dibuktikan untuk mengenal pasti pengumpulan besi yang tidak normal dalam tisu dalam kajian lepas.10 Dalam kajian ini, selanjutnya disahkan secara patologi bahawa SWI boleh menilai secara kuantitatif pemendapan besi yang berlebihan dalambuah pinggang. 

Dalam eksperimen ini, arnab disuntik dengan sejumlah zat besi, dan pemendapan zat besi yang berlebihan diperhatikan dalam korteks buah pinggang atau medula. Pada masa yang sama, SWI dan T2WI digunakan untuk pemerhatian kualitatif. Telah didapati bahawa SI korteks buah pinggang atau medula pada SWI telah berkurangan dengan ketara, manakala pada T2WI kekal tidak berubah. Ia menunjukkan bahawa SWI adalah jauh lebih baik daripada T2WI dalam menilai pemendapan besi berlebihan buah pinggang. Ini adalah mungkin kerana SWI, modaliti MRI baru, menggunakan teknik yang berbeza daripada pengimejan tradisional spin-density, T1, atau T2 teringat urutan nadi gema untuk memperoleh data.24 Dalam kajian lain, SWI didapati lebih sensitif untuk menilai besi daripada teknik lain, seperti T2WI, dan T2*WI.10,25

produk cistanche untuk buah pinggang

Kajian ini mempunyai kelemahan berikut: (1) Artifak sensitif magnet boleh menjejaskan pengukuran nilai fasa kortikal. Semasa pengimbasan MRI, artifak sensitif magnetik terutamanya timbul daripada dua aspek: satu ialah arnab masih mempunyai pergerakan pernafasan yang sedikit walaupun selepas pemberian anestesia; yang lain adalah bahawabuah pinggangdaripada arnab ini dipengaruhi oleh gas usus yang bertindih. (2) Kiribuah pinggangsahaja dipilih untuk kajian; bagaimanapun, buah pinggang yang betul tidak dinilai pada masa yang sama. Rasional untuk pemilihan ini ialah: Pertama, dalam percubaan awal, kami berulang kali mendapati bahawa artifak kepekaan magnet buah pinggang kanan agak berat dan kualiti imej adalah lemah. Ia mungkin berkaitan dengan anatomi buah pinggang kanan yang lebih dekat dengan tepi bawah tulang rusuk dan lebih terjejas oleh gas dalam usus. Kedua, selepas mengimbas buah pinggang kiri, buah pinggang kanan diimbas seterusnya, memerlukan dos tambahan agen anestetik. Walau bagaimanapun, jumlah ubat bius yang berlebihan berbahaya dan bahkan menyebabkan kematian. (3) Tisu buah pinggang mungkin tidak boleh diabaikan apabila kandungan besi lebih kecil. Walaupun ARV boleh digunakan untuk menilai secara kuantitatif pemendapan besi yang berlebihan dalam buah pinggang, ia mungkin tidak ditukar kepada nilai mutlak kandungan besi pada masa ini. Kajian kami adalah penyelidikan awal. Kajian lanjut mengenai lebih banyak sampel akan diperlukan pada masa hadapan.

Kesimpulan

SWI boleh digunakan secara tidak invasif untuk menilai pemendapan besi yang berlebihan dalambuah pinggang. Lebihan besi terutamanya memendap dalam korteks buah pinggang atau medula, menyebabkan SWI SI mereka berkurangan. ARV yang dikira dengan imej fasa boleh digunakan untuk analisis kuantitatif pemendapan besi berlebihan dalambuah pinggangkorteks dan medula. Kajian kami menyediakan asas eksperimen dan teori untuk aplikasi masa depan SWI dalam beban besi CKD.

Pembiayaan

Kerja ini disokong oleh Yayasan Sains Semula Jadi Kebangsaan China (nombor geran 81771798) dan Program Sains dan Teknologi Utama Suruhanjaya Kesihatan dan Perancang Keluarga Perbandaran Changzhou (nombor geran ZD201806).

Konflik Kepentingan

Penulis mengisytiharkan bahawa mereka tidak mempunyai konflik kepentingan.

Rujukan

1. Liu S, Wang C, Zhang X, et al. Kuantifikasi kepekatan besi hati menggunakan kerentanan jelas saluran hepatik. Quant Imaging Med Surg 2018; 8:123–134.

2. Ikeda Y, Enomoto H, Tajima S, et al. Sekatan zat besi pemakanan menghalang perkembangan nefropati diabetik dalam tikus db/db. Am J Physiol Renal Physiol 2013; 304:F1028–1036.

3. Grassedonio E, Meloni A, Positano V, et al. Pengimejan resonans magnetik T2* kuantitatif untuk penilaian beban besi buah pinggang: nilai normal mengikut umur dan jantina. Pengimejan Perut 2015; 40:1700–1704.

4. Ige AO, Ongele FA, Adele BO, et al. Patofisiologi kecederaan buah pinggang akibat beban besi dan disfungsi: Peranan tekanan oksidatif buah pinggang dan mediator keradangan sistemik. Patofisiologi 2019; 26:175–180.

5. Naito Y, Fujii A, Sawada H, et al. Sekatan zat besi dalam diet menghalang kerosakan buah pinggang yang lebih teruk dalam penyakit kronikbuah pinggangpenyakitmodel tikus. J Hipertensi 2013; 31:1203–1213.

6. Ikeda Y, Horinouchi Y, Hamano H, et al. Sekatan zat besi pemakanan mengurangkan kecederaan tubulointerstitial buah pinggang yang disebabkan oleh kelebihan protein pada tikus. Sci Rep 2017; 7:10621.

7. van Raaij S, van Swelm R, Bouman K, et al. Pemendapan besi tiub dan protein pengendalian besi dalam buah pinggang yang sihat manusia danpenyakit buah pinggang yang kronik. Sci Rep 2018; 8:9353.

8. Naito Y, Fujii A, Sawada H, et al. Persatuan antara pengumpulan besi buah pinggang dan fibrosis interstisial buah pinggang dalam model tikus penyakit buah pinggang kronik. Hipertensi Res 2015; 38:463–470.

9. Kang H, Han M, Xue J, et al. Nanochelator boleh dibersihkan buah pinggang untuk terapi beban zat besi. Nat Commun 2019; 10:5134.

10. Hasiloglu ZI, Asik M, Ure E, et al. Utiliti pengimejan berwajaran kerentanan untuk menilai tahap pengumpulan besi dalam plexus koroid pesakit dengan -talasemia major. Clin Radiol 2017; 72:903.e1–903.e7.

11. Li RK, Zeng MS, Qiang JW, et al. Meningkatkan pengesanan pemendapan besi dalam hati sirosis menggunakan pengimejan berwajaran kerentanan dengan penekanan pada korelasi histopatologi. J Comput Assist Tomogr 2017; 41:18–24.

12. Park M, Moon Y, Han SH, et al. Hipointensiti korteks motor pada pengimejan berwajaran kerentanan: penanda pengimejan yang berpotensi untuk pengumpulan besi pada pesakit yang mengalami gangguan kognitif. Neuroradiologi 2019; 61:675–683.

13. Gao L, Jiang Z, Cai Z, et al. Analisis pemendapan besi otak menggunakan pengimejan wajaran kerentanan dan kaitannya dengan tahap besi badan pada pesakit yang mengalami gangguan kognitif ringan. Mol Med Rep 2017; 16:8209–8215.

14. Chen L, Wei X, Liu C, et al. Pemendapan besi otak dalam insomnia primer-Kajian pengimejan berwajaran kerentanan in vivo. Kelakuan Otak 2019; 9:e01138.

15. Lu L, Cao H, Wei X, et al. Pemendapan besi secara positif berkaitan dengan gangguan kognitif pada pesakit dengan kecederaan otak traumatik ringan kronik: penilaian dengan pengimejan wajaran kerentanan. Biomed Res Int 2015; 2015:470676.

16. Sun J, Yu S, Chen J, et al. Penilaian fungsi cantuman tertunda menggunakan pengimejan berwajaran kerentanan dalam tempoh awal selepas pemindahan buah pinggang: kajian kemungkinan. Radiol Abdomen (NY) 2019; 44:218–226.

17. Gao W, Li X, Gao Z, et al. Zat besi meningkatkan kecederaan buah pinggang yang disebabkan oleh diabetes dan tekanan oksidatif pada tikus. Biol Trace Elem Res 2014; 160:368–375.

18. Chaudhary K, Chilakala A, Ananth S, et al. Percepatan besi buah pinggang menghapuskan perkembangan nefropati diabetik dalam model tetikus kalah mati gen HFE bagi kelebihan zat besi. Am J Physiol Renal Physiol 2019; 317:F512–F517.

19. Haacke EM, Makki M, Ge Y, et al. Mencirikan pemendapan besi dalam lesi sklerosis berbilang menggunakan pengimejan berwajaran kerentanan. Pengimejan Reson J Magn 2009; 29:537–544.

20. Ahmadzadeh A, Jalali A, Assar S, et al. Disfungsi tubular renal pada pesakit kanak-kanak dengan beta-thalassemia major. Saudi J Kidney Dis Transpl 2011; 22:497–500.

21. Haacke EM, Ayaz M, Khan A, et al. Mewujudkan gelagat fasa asas dalam pengimejan resonans magnetik untuk menentukan kandungan besi normal berbanding abnormal dalam otak. Pengimejan Reson J Magn 2007; 26:256–264.

22. Hagemeier J, Heininen-Brown M, Poloni GU, et al. Pemendapan besi dalam lesi sklerosis berbilang yang diukur dengan fasa penapisan pengimejan berwajaran kebolehpercayaan: kajian kawalan kes. Pengimejan Reson J Magn 2012; 36:73–83.

23. Haacke EM, Cheng NY, House MJ, et al. Pengimejan menyimpan besi di dalam otak menggunakan pengimejan resonans magnetik. Pengimejan Reson Magn 2005; 23:1–25.

24. Pietracupa S, Martin-Bastida A, Piccini P. Metabolisme besi dan pengesanannya melalui MRI dalam gangguan parkinsonian: kajian sistematik. Neurol Sci 2017; 38:2095–2101.

25. Li SJ, Ren YD, Li J, et al. Peranan besi dalam monyet penyakit Parkinson dinilai oleh pengimejan wajaran kerentanan dan spektrometri jisim plasma gandingan induktif. Life Sci 2020; 240:117091.