Een beoordeling van gevoeligheidsgewogen beeldvorming voor nierijzerstapeling

Gevoeligheidsgewogen beeldvorming voor beoordeling van nierijzerstapeling: een pilotstudie

Contactpersoon: emily.li@wecistanche.com

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

Doel: Onderzoek naar de haalbaarheid van susceptibility-weighted imaging (SWI) voor het evalueren van renale ijzerstapeling.

Methoden:: Achtentwintig konijnen werden willekeurig toegewezen aan de controlegroep (n=14) en ijzer (n=14). In de 0e week kreeg de onderzoeksgroep ijzerdextran toegediend. Beide groepen ondergingen SWI-onderzoek in de 0e, 8e en 12e week. De signaalintensiteit (SI) van cortex en medulla werd beoordeeld. Hoekradiaalwaarde (ARV) berekend met fasebeeld werd genomen als de kwantitatieve waarde voor corticale en medullaire ijzerafzetting. Na de 12e week, de linkernierenvan konijnen werden verwijderd voor pathologie. Het verschil in de ARV tussen drie groepen werd geanalyseerd met behulp van de Kruskal-Wallis-test. Het verschil in ijzergehalte tussen twee groepen werd geanalyseerd door middel van een onafhankelijke steekproef t-test.

Resultaten: In de ijzergroep: in de 12e week bleek bij acht konijnen de SI van alleen de cortex te zijn afgenomen, en bij de andere zes konijnen was de SI van cortex en medulla in dezelfde mate afgenomen; de ARV van de cortex in de 8e en 12e week was significant hoger dan die van de 0e week (P < 0.05);="" de="" arv="" van="" de="" medulla="" van="" de="" zes="" konijnen="" in="" de="" 12e="" week="" was="" significant="" hoger="" dan="" die="" van="" de="" {{10}}e="" week,="" 8e="" week,="" en="" de="" andere="" acht="" konijnen="" in="" de="" 12e="" week="" (p=""><0,05); in="" de="" 12e="" week="" bleken="" acht="" konijnen="" (ijzergroep)="" veel="" ijzers="" te="" hebben="" die="" zich="" alleen="" in="" de="" cortex="" afzetten,="" en="" de="" anderen="" bleken="" veel="" ijzers="" te="" hebben="" afgezet="" in="" zowel="" de="" cortex="" als="" de="" medulla;="" het="" ijzergehalte="" van="" de="" cortex="" en="" de="" medulla="" van="" zes="" konijnen="" in="" de="" ijzergroep="" was="" significant="" hoger="" dan="" dat="" van="" de="" controle="" (p=""><>

Conclusie: De ARV van SWI kan worden gebruikt om de overtollige ijzerdepositie in denieren. Overmatige ijzerafzetting vindt voornamelijk plaats in de cortex of medulla en zorgt ervoor dat hun SWI SI afneemt.

trefwoorden:ijzerafzetting,nier, gevoeligheidsgewogen beeldvorming

Cistanche is goed voor de nieren

Invoering

IJzer is een van de essentiële micro-elementen voor organismen.1,2 Onder normale omstandigheden behouden mensen de balans tussen opname, gebruik en verlies.3 Zodra het ijzer echter overmatig is, heeft het menselijk lichaam geen mechanismen om het overtollige ijzer te verwijderen. 4 Overtollig ijzer zal zich in sommige organen afzetten en is schadelijk.4 De nieren zijn zo'n orgaan dat vaak wordt aangetast. IJzeroverbelasting is bevestigd als een gevaarlijke factor voornierdisfunctie, die wordt geassocieerd met chronischenierziekte(CKD) veroorzaakt door aandoeningen zoals diabetische nefropathie, hypertensievenierblessureen nierfibrose.3-6 Er werd gemeld dat ijzerafzetting werd waargenomen in de proximale en distale tubuli van de nier bij CKD bij de mens. .5,7,8 Anderzijds kan ijzerbeperking via de voeding of de behandeling met chelaatvormers de ijzerstapeling in de nieren verlichten, waardoor de progressie van de reeds bestaande nierbeschadiging wordt geremd.5,8,9 Hieruit volgt dat de mate van ijzerafzetting is gerelateerd aan de verwonding. Nauwkeurige en effectieve evaluatie van overmatige ijzerafzetting in denieris van grote waarde bij het monitoren van nierschade bij CKD-patiënten.10 Momenteel kan Pruisische blauwkleuring9 worden gebruikt om de verdeling van overtollige ijzerafzetting in denieren atomaire absorptiespectrofotometer kan worden gebruikt om het ijzergehalte in de nieren te meten. Beide methoden zijn echter invasief en vereisen een weefselmonster, dat niet geschikt is voor klinische follow-upcontrole van overmatige ijzerafzetting in de nier voor CKD-patiënten. Om tegemoet te komen aan deze vereisten van veilig, niet-invasief en het vermogen om herhaalde evaluaties voor monitoring aan te bieden, biedt MRI de mogelijkheid van een levensvatbaar alternatief door middel van susceptibility-weighted imaging (SWI), een opkomende functionele MRI-techniek. Het maakt gebruik van weefselmagnetische gevoeligheidsverschillen om een ​​uniek contrast te genereren dat verschilt van dat verkregen met conventionele MRI.11,12 Door de fase- en magnitudebeelden te combineren, biedt SWI een goede demonstratie van paramagnetische signalen.13 IJzer is een paramagnetische substantie, zoals blijkt uit zijn korte T2-relaxatietijd.10 Het is aangetoond dat SWI de ijzerconcentratie in het weefsel betrouwbaar kan meten, wat in overeenstemming was met de resultaten van het autopsieonderzoek.14 SWI kan dus worden beschouwd als een betrouwbare marker door het volgen van ijzerstapeling bij verschillende geassocieerde ziekten, waardoor progressie analyseren

Tot nu toe is SWI gebruikt om ijzerafzetting in de lever11 en hersenen13,14-weefsel te detecteren en te kwantificeren. Zelfs na een uitgebreid literatuuronderzoek waren de artikelen die de renale ijzerafzetting evalueerden ongeëvenaard. In deze studie hebben we dierproeven gebruikt om de waarde van SWI te onderzoeken bij de kwalitatieve en kwantitatieve detectie van overmatige ijzerafzetting in denier, gezien de resultaten van Pruisische blauwe kleuring en atoomabsorptiespectrofotometer als referentiestandaard.

Materialen en methodes

Deze studie is goedgekeurd door de ethische commissie van The Third Affiliated Hospital van Soochow University (goedkeuringsnummer: 2019026).

Diermodellering en groepering

We gebruikten achtentwintig rasechte, gezonde witte konijnen uit Nieuw-Zeeland (geleverd door Suzhou Huqiao Biotechnology Limited Company, Suzhou, China), elk met een gewicht van 2,0-2,5 kg, 2-3 maanden oud, 16 mannetjes en 12 vrouwtjes, gekweekt bij een kamertemperatuur van 22 graden, een schone omgeving, gevoed met volledig formulevoer en gezuiverd water. Alle konijnen werden willekeurig verdeeld in de volgende twee groepen:

1. IJzergroep: 14 konijnen (7 mannetjes en 7 vrouwtjes). Op de eerste dag van de 0e week werd, na het vastleggen van het lichaamsgewicht, een suspensie van ijzerdextran met 20 mg/ml ijzer in de bilspieren geïnjecteerd in een dosis van 3 ml/kg.

2. Controlegroep: 14 konijnen (9 mannetjes en 5 vrouwtjes). Er werd geen ijzer geïnjecteerd.

MR-onderzoek

Het schema van MRI-onderzoek in de ijzer- en controlegroep is als volgt: op de eerste dag van respectievelijk de 0e, 8e en 12e week.

Om de intestinale peristaltiekartefacten te verminderen, werd de voedselinname gedurende een periode van 8 uur vóór het onderzoek beperkt. Anesthesie werd bereikt door 3 procent pentobarbital-natriumoplossing in de achterbeenspieren te injecteren met een dosis van 1 ml/kg vóór het scannen. Tijdens het onderzoek werd het hoofd als eerste ingevoerd en werd de linker nier gescand in de linker laterale positie. Het scanbereik was van de bovenpool tot de onderpool van denier. Alle MRI-beelden zijn verkregen op een 3.0 T MRI-systeem (Magnetom Verio; Siemens Healthcare, Erlangen, Duitsland) met een standaard 8-kanaals phase array body matrix-spoel. De MRI-protocollen worden weergegeven in Tabel 1. De volgorde van SWI produceerde het uiteindelijke magnitudebeeld, het maximale intensiteitsprojectiebeeld, het fasebeeld en het SWI-beeld.

Cistanchekan verbeterennierfunctie

Foto analyse

Alle beelden zijn geanalyseerd door twee artsen met meer dan vijf jaar werkervaring in de interpretatie van abdominale MRI. Op het postprocessing-werkstation van syogo.via (Siemens) gingen ze de kijkinterface binnen en openden tegelijkertijd de T2-gewogen afbeeldingen (T2WI), SWI en fasesequenties en selecteerden de grootste afbeelding op centraal niveau van denier. De analyse werd als volgt uitgevoerd: (1) Kwalitatieve analyse: Op de T2WI en SWI werd de signaalintensiteit (SI) van de nierschors en medulla waargenomen. (2) Kwantitatieve analyse: volgens de T2WI en SWI werd het corticale gebied handmatig afgebakend op de SWI op het centrale niveau van de nier, waarbij het grensgebied werd vermeden dat de signaalwaarde kan beïnvloeden, net als de medulla. Door de kopieer- en plakfunctie van het werkstation toe te passen, werden respectievelijk het corticale en medullaire gebied in de SWI gekopieerd naar het fasebeeld. Vervolgens werd het corticale en medullaire gebied in het fasebeeld respectievelijk verdeeld in drie subregio's van ongeveer gelijk gebied, inclusief de voorkant, het midden en de achterkant (figuur 1). De fasewaarde werd verkregen door respectievelijk het interessegebied in de drie subregio's handmatig te tekenen. De gemiddelde waarde van de fasewaarde van de drie subregio's werd genomen voor de fasewaarde (X) van de gehelenierschorsen medulla, respectievelijk. De hoekradiaalwaarde (ARV) werd berekend met de volgende formule: ARV=(–X × π)/4096, en werd gebruikt voor de kwantificering van ijzerafzetting, waarbij X een bereik had van –4096 tot 4095.15 eenheid van ARV is radiaal.

Pathologisch onderzoek

Na de MRI-scan van de 12e week waren alle konijnen nog steeds onder narcose. Op dit moment werden alle konijnen opgeofferd door luchtembolisatie en vertrokkennierenzijn verwijderd. Er werden voldoende weefsels van het centrale nierniveau bemonsterd en gefixeerd in 10% neutraal gebufferde formaline. Volgens het routineprotocol werden weefsels gedehydrateerd, transparant gemaakt, met was geïmpregneerd, in paraffine ingebed, in coupes gesneden, gekleurd met hematoxyline-eosine en Pruisisch blauw en beoordeeld op renale ijzerafzetting onder

helderveld microscopie.

De resterende renale corticale en medullaire weefsels werden naar het Guangdong Medical Laboratory Animal Center gestuurd en de meting van het corticale en medullaire ijzergehalte werd gedaan door een atoomabsorptiespectrofotometer.

Tabel 1 Sequenties en parameters van MRI-protocollen

D, afmeting; GRE, gradiënt-herinnerde echo; HASTE, halve acquisitie single-shot turbo spin-echo; Hz, Hertz; SWI, gevoeligheidsgewogen beeldvorming

Fig. 1 Voorbeeld van de renale corticale (1 vertegenwoordigt de contour van de cortex) en medullair (2 vertegenwoordigt de contour van de medulla) regio afgebakend en verdeeld op SWI en fasebeeld. Op SWI-afbeelding (a) werd het corticale gebied handmatig afgebakend met uitzondering van het grensgebied dat de signaalwaarde kan beïnvloeden, net als de medulla. Het corticale en medullaire gebied op het SWI-beeld werd respectievelijk gekopieerd en geplakt op het fasebeeld (b). Vervolgens werd het corticale gebied op het fasebeeld (b) verdeeld in drie subregio's van ongeveer gelijk gebied (voorkant, midden en achterkant), net als de medulla. SWI, gevoeligheidsgewogen beeldvorming.

statistische analyse

Voor statistische analyse werd SPSS 22.0-software (IBM, Armonk, NY, VS) gebruikt. De gegevens werden uitgedrukt als de mediaan (interkwartielbereik) (M [Q1 en Q3]) en de Mann-Whitney U-test werd gebruikt om het verschil in de ARV tussen de twee groepen te vergelijken. De Kruskal-Wallis-test werd gebruikt om het verschil in de ARV tussen meerdere groepen te vergelijken. Een onafhankelijke steekproef t-test werd gebruikt om het verschil van het renale ijzergehalte gemeten door de atoomabsorptiespectrofotometer tussen de twee groepen te vergelijken. Variantieanalyse werd gebruikt om het verschil in het renale ijzergehalte, gemeten door de atoomabsorptiespectrofotometer, tussen meerdere groepen te vergelijken. Spearman rangcorrelatieanalyse werd gebruikt om de correlatie te analyseren tussen de hoekradiaalwaarden en het renale ijzergehalte gemeten door de atoomabsorptiespectrofotometer. Het symbool r werd gebruikt om de correlatiecoëfficiënt weer te geven.16 De correlatie werd als volgt geïnterpreteerd: r > 0 werd als een positieve correlatie beschouwd; r < 0="" werd="" als="" een="" negatieve="" correlatie="" beschouwd;="" |r|="" 1="" werd="" als="" een="" perfecte="" correlatie="" beschouwd;="" 0.7="" kleiner="" dan="" of="" gelijk="" aan="" |r|="">< 1="" werd="" als="" een="" hoge="" correlatie="" beschouwd;="" 0.4="" kleiner="" dan="" of="" gelijk="" aan="" |r|="">< 0.7="" werd="" als="" een="" matige="" correlatie="" beschouwd;="" 0="" kleiner="" dan="" of="" gelijk="" aan="" |r|="">< 0.4="" werd="" als="" een="" lage="" correlatie="" beschouwd;="" en="" r="0" werd="" als="" nulcorrelatie="" beschouwd.16="" p="">< 0}.05="" werd="" als="" statistisch="" significant="">

Fig. 2 Het stroomschema toont de verandering in SI voor de nierschors en medulla op T2WI- en SWI-beelden in de controle- en ijzermiddelgroep op verschillende tijdstippen. SI, signaalintensiteit; SWI, gevoeligheidsgewogen beeldvorming; T2W, T2-gewogen; T2WI, T2-gewogen afbeelding.

Resultaten

Kwalitatieve analyse

Het stroomschema van verandering in SI voor de nierschors en medulla op T2WI en SWI is samengevat in Fig. 2.

In de 0e week (Fig. 3): in de controlegroep, voor alle konijnen, was de SI van cortex vergelijkbaar met die van medulla op respectievelijk T2WI en SWI; zelfs in de ijzergroep, voor alle konijnen, was de SI van cortex vergelijkbaar met die van medulla op respectievelijk T2WI en SWI; er was geen significante verandering in de SI van cortex op zowel T2WI als SWI tussen de controle- en ijzergroep, net als het medullaire gebied; in de controle- en ijzergroep was er geen significante verandering in de SI van cortex op zowel T2WI als SWI tussen de mannen en vrouwen, net als de medulla.

Fig. 3 In de 0e week, de controle (a en b) en ijzer (c en d) groep. In de controlegroep (a en b) was de SI van cortex vergelijkbaar met die van medulla op respectievelijk T2WI (a) en SWI (b) afbeeldingen. In de ijzergroep (c en d) was de SI van cortex vergelijkbaar met die van medulla op respectievelijk T2WI (c) en SWI (d) afbeeldingen. Er was geen significante verandering in de SI van de cortex op zowel T2WI (a vs. c) als SWI (b vs. d) beelden tussen de controle- en ijzergroep, net als de medulla. SI, signaalintensiteit; SWI, gevoeligheidsgewogen beeldvorming; T2WI, T2-gewogen afbeelding.

Fig. 4 In de 8e week, de controle (a en b) en ijzer (c en d) groep. In de controlegroep (a en b) was de SI van cortex vergelijkbaar met die van medulla op respectievelijk T2WI (a) en SWI (b) afbeeldingen. In de ijzergroep (c en d) was de SI van cortex vergelijkbaar met die van medulla op T2WI (c) afbeeldingen, maar de SI van cortex (gele pijlen) was significant lager dan die van de medulla (rode pijlen) op SWI (d) afbeeldingen. Er was geen significante verandering in de SI van cortex op T2WI (a vs. c) afbeeldingen tussen de controle- en ijzergroep, net als de medullair. Op SWI-afbeeldingen (d vs. b) was de SI van cortex in de ijzergroep significant lager dan die in de controlegroep, maar er was geen significante verandering in de SI van medullair tussen de controle- en ijzergroep. SI, signaalintensiteit; SWI, gevoeligheidsgewogen beeldvorming; T2WI,T2-gewogen afbeelding.

Op de 8e week (Fig. 4): in de controlegroep, voor alle konijnen, was de SI van cortex vergelijkbaar met die van medulla op respectievelijk T2WI en SWI; in de ijzergroep was voor alle konijnen de SI van cortex vergelijkbaar met die van medulla op T2WI; de SI van de cortex was echter significant lager dan die van de medulla op SWI; er was geen significante verandering in de SI van cortex op T2WI tussen de controle- en ijzergroep, net als het medullaire gebied; op SWI was de SI van cortex in de ijzergroep significant lager dan in de controlegroep; er was echter geen significante verandering in de SI van het medullaire gebied tussen de controle- en ijzergroep; in de controle- en ijzergroep was er geen significante verandering in de SI van cortex op zowel T2WI als SWI tussen de mannen en vrouwen, net als de medulla.

Op de 12e week (Fig. 5): in de controlegroep, voor alle konijnen, was de SI van cortex vergelijkbaar met die van medulla op zowel T2WI als SWI; in de ijzergroep was voor alle konijnen de SI van cortex vergelijkbaar met die van medulla op T2WI; in de ijzergroep, op SWI-afbeeldingen, bleken acht konijnen een verminderde SI van alleen de cortex te hebben, en de andere zes konijnen hadden in dezelfde mate een verminderde SI van cortex en medulla; er was geen significante verandering in de SI van cortex op T2WI tussen de controle- en ijzergroep, net als het medullaire gebied; op SWI was de SI van cortex in de ijzergroep significant lager dan in de controlegroep; in de controle- en ijzergroep was er geen significante verandering in de SI van cortex op zowel T2WI als SWI tussen de mannen en vrouwen, net als de medulla.

Effect van cistanche verbetert de nierfunctie

Kwantitatieve analyse

In de controlegroep was er geen significant verschil in de ARV van de niercortex tussen de beeldvormingsevaluaties die werden uitgevoerd in de 0e, 8e en 12e week (tabel 2), net als het niermerg.

In de ijzergroep: voor de nierschors was er een significant verschil in de ARV tussen de {{0}}e, 8e en 12e week; de ARV van de 8e en 12e week waren significant hoger dan die van de 0e week; er was geen significant verschil in de ARV tussen de 8e en 12e week (Tabel 2). Voor niermerg was er een significant verschil in de ARV tussen de 0e, 8e en 12e week; de ARV van de andere zes konijnen die in de 12e week in dezelfde mate een verminderde SI van cortex en medulla hadden, was significant hoger dan die van de 0e week, 8e week, en acht konijnen die een verminderde SI van alleen cortex in de 12e week (tabel 3).

Tussen de ijzer- en controlegroep: voor de nierschors was er geen significant verschil in de ARV in de {{0}}e week (tabel 2); in de 8e en 12e week was de ARV van de ijzergroep respectievelijk significant hoger dan die van de controlegroep (tabel 2). Voor niermerg was er geen significant verschil in de ARV in de 0e en 8e week; in de 12e week was er geen significant verschil in de ARV tussen acht konijnen die een verminderde SI van alleen de cortex en de controlegroep bleken te hebben, maar de ARV van de andere zes konijnen die de SI van cortex en medulla in dezelfde mate hadden verlaagd in de ijzergroep was significant hoger dan die van de controlegroep (tabel 3).

Tussen de cortex en medulla: in de controlegroep op de {{0}}e, 8e en 12e week was er geen significant verschil in de ARV tussen de cortex en medulla (tabel 4). In de ijzergroep in de 0e week was er geen significant verschil in de ARV tussen cortex en medulla; in de ijzergroep in de 8e week was de ARV van de niercortex significant hoger dan die van de medulla; in de ijzergroep na de 12e week was de ARV van de niercortex significant hoger dan die van de medulla van de acht konijnen waarvan werd vastgesteld dat ze een verminderde SI van alleen de cortex hadden, en er was geen significant verschil in de ARV tussen de cortex en de medulla van de andere zes konijnen die de SI van cortex en medulla in dezelfde mate hadden verlaagd.

Tussen mannen en vrouwen: er was geen significant verschil in de ARV van cortex en medulla in de controlegroep in respectievelijk de 0e, 8e en 12e week (tabel 5), net als in de ijzergroep ( Tabel 6).

Fig. 5 In de 12e week namen de controlegroep (ad), de ijzergroep (eh) met alleen corticale SI af, en de ijzergroep (il) met corticale en medullaire SI beide. In de controlegroep (ad): de SI van de cortex was vergelijkbaar met die van de medulla op respectievelijk T2WI (a) en SWI (b) afbeeldingen, en Microfoto toonde geen blauw-positieve ijzerafzetting in zowel niercortex (c) als medulla (d) (Pruisische blauwe vlek, × 400). In de ijzergroep (eh) met alleen corticale SI nam af: de SI van cortex was vergelijkbaar met die van medulla op T2WI (e) afbeeldingen, maar de SI van cortex (gele pijlen) was significant lager dan die van de medulla (rode pijlen ) op SWI(f)-beelden; microfoto toonde veel blauwe positieve ijzerafzettingen in de niercortex (g) maar geen afzetting in de medulla (h) (Pruisische blauwe vlek, × 400). In de ijzergroep (il) met corticale en medullaire SI namen alle af: de SI van cortex was vergelijkbaar met die van medulla op T2WI (i) -beelden, en de SI van cortex (gele pijlen) en medulla (rode pijlen) waren beide verlaagd op SWI (j) afbeeldingen. Microfoto toonde veel blauw-positieve ijzerafzettingen in zowel cortex (k) als medulla (l) (Pruisische blauwe vlek, × 400). SI, signaalintensiteit; SWI, gevoeligheidsgewogen beeldvorming; T2WI, T2-gewogen afbeelding.

Tabel 2 Vergelijking van het verschil in de hoekradiaalwaarde van de niercortex tussen de controle- en ijzergroep

Gegevens werden uitgedrukt als M (Q1 en Q3). * Geen significant verschil. M, mediaan; Q1, eerste kwartiel; Q3, derde kwartiel.

Tabel 3 Vergelijking van het verschil in de radiale hoekwaarde van de niermedulla tussen de controle- en ijzergroep.

Gegevens werden uitgedrukt als M (Q1, Q3). * Geen significant verschil. *1 Acht konijnen bleken alleen een verminderde SI van de cortex te hebben. *2 De andere zes konijnen hadden in dezelfde mate een verminderde SI van cortex en medulla. M, mediaan; Q1, eerste kwartiel; Q3, derde kwartiel; SI, signaalintensiteit.

Tabel 4 Vergelijking van het verschil in de hoekradiaalwaarde van tussen de cortex en medulla in de controle- en ijzergroep

Gegevens werden uitgedrukt als M (Q1 en Q3). *1 Acht konijnen bleken alleen een verminderde SI van de cortex te hebben. *2 De andere zes konijnen hadden in dezelfde mate een verminderde SI van cortex en medulla. M, mediaan; Q1, eerste kwartiel; Q3, derde kwartiel; SI, signaalintensiteit.

Hematoxyline-eosine vlek

Op de 12e week: in de controlegroep waren de nierschors en medulla duidelijk afgebakend, de structuren van de glomerulaire capillairen waren duidelijk en de structuren van de tubulaire epitheelcellen van de nieren waren normaal; in de ijzergroep, een deel van de cortex, medulla en interstitiële congestie, waren de tubulaire epitheelcellen van de nier oedeem en degeneratie; bruingele afzettingen zijn te zien in niertubulaire epitheelcellen (Pruisische blauwe kleuring bevestigde dat hemosiderine zich in de cellen heeft opgehoopt).

Pruisische blauwe vlek

Op de 12e w: in de controlegroep had geen van de konijnen blauw-positieve ijzerafzetting in de nierschors of medulla; in de ijzergroep bleken acht konijnen veel Pruisische blauw-positieve ijzers (die hemosiderinedeeltjes vertegenwoordigden) in de niercortex af te zetten; geen van hen had echter een afzetting in de medulla, en de andere zes konijnen bleken veel Pruisische blauw-positieve ijzers (die hemosiderinedeeltjes vertegenwoordigden) te hebben, zowel in de cortex als in de medulla (figuur 5).

Evaluatie van de atoomabsorptiespectrofotometer

Op de 12e week: het ijzergehalte in de niercortex dat werd gemeten door de atoomabsorptiespectrofotometer in de ijzergroep was significant hoger dan dat van de controlegroep; het ijzergehalte in het niermerg van de andere zes konijnen had een verminderde SI van cortex en medulla in dezelfde mate in de ijzergroep was significant hoger dan dat van de controlegroep; in de controlegroep was er geen significant verschil in het ijzergehalte tussen de cortex en medulla; in de ijzergroep was er een significant verschil in het ijzergehalte tussen de cortex, medulla van acht konijnen en medulla van de andere zes konijnen (Tabel 7).

Tabel 5 Vergelijking van het verschil in de hoekradiaalwaarde tussen man en vrouw in de controlegroep

Gegevens werden uitgedrukt als M (Q1 en Q3). M, mediaan; Q1, eerste kwartiel; Q3, derde kwartiel.

Tabel 6 Vergelijking van het verschil in de hoekradiaalwaarde tussen man en vrouw in de ijzergroep

Gegevens werden uitgedrukt als M (Q1 en Q3). M, mediaan; Q1, eerste kwartiel; Q3, derde kwartiel.

Tabel 7 Vergelijking van het verschil in het ijzergehalte gemeten door de atoomabsorptiespectrofotometer in de 12e week

* Geen significant verschil. *1 Acht konijnen bleken alleen een verminderde SI van de cortex te hebben. *2 De andere zes konijnen hadden in dezelfde mate een verminderde signaalintensiteit van cortex en medulla.

Correlatie tussen de ARV en het ijzergehalte gemeten door de atoomabsorptiespectrofotometer.

Op de 12e week was voor alle konijnen de ARV van de nierschors en medulla zeer positief gecorreleerd met het ijzergehalte gemeten met een atoomabsorptiespectrofotometer (r=0.773, P=0.{{4} }).

Discussie

In deze studie evalueerden we zowel de controlegroep als de ijzergroep met MRI en SWI in respectievelijk de 0e, 8e en 12e week. Door deze vergelijkende studie werd gevonden dat overmatige depositie van ijzer kan leiden tot een afname van SWI SI; er was echter geen duidelijke verandering in conventionele MRI SI. Door SWI-evaluatie werd overmatige ijzerafzetting vooral opgemerkt in de nierschors in de 8e week en in denierschorsof medulla in de 12e week. De ARV berekend op basis van de fasebeelden kan worden gebruikt om de overtollige ijzerafzetting in de nierschors en medulla kwantitatief te evalueren. Er was geen significant verschil tussen de resultaten van kwalitatieve en kwantitatieve analyse (ARV) van SWI en het geslacht van konijnen in de controle- en ijzergroepen. De ARV was zeer positief gecorreleerd met het ijzergehalte gemeten met een atoomabsorptiespectrofotometer. De resultaten van de hematoxyline-eosinekleuring, Pruisische blauwe kleuring en atomaire absorptiefotometer bevestigden verder de bevindingen van SWI. Onze studie gaf aan dat het haalbaar is om overtollige ijzerafzetting in deniervia SWI.

IJzerstapeling leidt tot een toename van de ijzeropslag17 en is erkend als een risicofactor voor orgaandisfunctie.4 Oorzaken van overmatig ijzernierschadebij patiënten door een combinatie van oxidatieve stress.2,17,18 Regelmatige controle van de ijzerafzetting in de nieren van patiënten is van groot belang voor de behandelingnierbeschadiging.18 SWI is een hoge resolutie en volledig stroomgecompenseerde gradiëntechosequentie die verschillen in weefselmagnetische gevoeligheid gebruikt om contrast te produceren en de gevoeligheid te verbeteren om ijzer en andere stoffen te detecteren die lokale magnetische velden beïnvloeden.12 We hebben SWI voor de eerste keer gebruikt om overtollige ijzerafzetting in de nier te detecteren.

In nierweefsel wordt overtollig ijzer opgeslagen in de vorm van ferritine.13 Ferritine, als een sterke magnetische substantie, richt zich langs het magnetische hoofdveld op SWI en produceert een groter veld, waardoor voxels in faseverschuiving kunnen komen, wat resulteert in faseverschillen in de gebied en magnetisch gevoelige signalen ongelijk.13,19 Deze studie vond geen significant verschil in de SWI SI tussen de nierschors en medulla zonder ijzerinjectie. Echter, na de ijzerinjectie: in de 8e week was bij alle konijnen de SWI SI van cortex significant lager dan die van medulla; ter vergelijking: in de 12e week bleken acht van hen de SWI SI van cortex lager te hebben dan die van de medulla, terwijl de SI van cortex en medulla van de andere zes konijnen in dezelfde mate afnam.

In de ijzergroep in de 12e week toonden de SWI-resultaten aan dat het overtollige ijzer van acht konijnen voornamelijk werd afgezet in de nierschors, en het overtollige ijzer van de andere zes konijnen werd afgezet in zowel de nierschors als de medulla, wat consistent was. met de resultaten van Pruisische blauwe kleuring. We speculeren dat het metabolisme van overtollig ijzer in het lichaam erg gecompliceerd was, wat dit verschil in dezelfde groep kan veroorzaken. Een andere mogelijke reden was dat de afzetting van overtollig ijzer in de nier gerelateerd was aan de tijd. Afhankelijk van het geselecteerde tijdstip kan de overmatige ijzerafzetting in de nierschors en medulla anders zijn. Gelukkig kan SWI het verschil in ijzerafzetting in dezelfde groep nauwkeurig detecteren. Met het toenemende ijzergehalte in het weefsel wordt het faseverschil groter.13,19 Elke verandering in het ijzergehalte veroorzaakt een verandering in de fase van het weefsel ten opzichte van zijn omgeving. In deze studie werd overtollig ijzer afgezet in de nierschors of medulla. Hoe meer ijzer er in de cortex of medulla werd afgezet, hoe groter de ongelijkmatigheid van het magnetische veld, en de afname in SWI SI van cortex of medulla was significanter. Sommige onderzoeken hebben aangetoond dat ijzerstapeling kanschadedenier.7,8,20 IJzer, als katalysator, kan de zeer reactieve vorming van vrije radicalen in de Fenton-reactie bevorderen, en overmatige ijzerafzetting produceert overmatige, zeer reactieve radicalen, die de niertubulaire epitheelcellen kunnen beschadigen.7,8

De fasewaarde kan worden gebruikt als een middel om het ijzergehalte in normale en abnormale omstandigheden te kwantificeren.21,22 In het fasebeeld is er een faseverschil tussen de menselijke weefsels met ijzerdepositie en die zonder ijzerdepositie, dus het contrast is significant verbeterd.23 Gao et al.13 bewezen dat er een hoge correlatie is tussen het ijzergehalte in het weefsel en de fasewaarde. De gemiddelde fasewaarde van elke ROI gemeten op het fasebeeld had een significante negatieve correlatie met het weefselijzergehalte. In deze studie hebben we ARV gebruikt als een kwantitatieve waarde voor ijzerafzetting. Volgens de berekening had de ARV een negatieve correlatie met de fasewaarde en een significant positieve correlatie met het ijzergehalte van het weefsel. In de 12e week was de ARV van de nierschors in de ijzergroep significant hoger dan die van de controlegroep, wat aantoont dat de ijzerafzetting in de eerste significant hoger was dan die van de laatste. Dit was consistent met de resultaten van respectievelijk Pruisische blauwe kleuring en atoomabsorptiespectrofotometer. In de 12e week toonde Pruisische blauwe kleuring aan dat ijzerafzetting significant was in de ijzergroep. Er werd echter geen positieve kleuring opgemerkt in de controlegroep en de atoomabsorptiespectrofotometer toonde aan dat het ijzergehalte van de niercortex in de ijzergroep significant hoger was dan dat in de controlegroep. Bovendien was in de vorige studie bewezen dat SWI abnormale ijzeraccumulatie in het weefsel identificeerde.10 In de huidige studie werd pathologisch verder geverifieerd dat SWI de overtollige ijzerafzetting in het weefsel kwantitatief kan beoordelen.nier. 

In dit experiment werden konijnen geïnjecteerd met een bepaalde hoeveelheid ijzer en werd de afzetting van overtollig ijzer opgemerkt in de nierschors of medulla. Tegelijkertijd werden SWI en T2WI gebruikt voor kwalitatieve observatie. Het bleek dat de SI van de nierschors of medulla op SWI significant was verminderd, terwijl die op T2WI onveranderd bleef. Het laat zien dat SWI significant beter was dan T2WI bij het evalueren van overmatige ijzerafzetting in de nieren. Dit was mogelijk omdat de SWI, een nieuwe MRI-modaliteit, een andere techniek gebruikt dan de traditionele spin-density, T1- of T2-beeldvorming opgeroepen echopulssequentie om gegevens te verkrijgen.24 In andere onderzoeken bleek SWI gevoeliger te zijn voor het beoordelen van de ijzer dan andere technieken, zoals T2WI en T2*WI.10,25

cistanche producten voor de nieren

Deze studie had de volgende tekortkomingen: (1) Magnetisch gevoelige artefacten kunnen de meting van de corticale fasewaarde beïnvloeden. Tijdens MRI-scanning komen magnetisch gevoelige artefacten voornamelijk voort uit twee aspecten: één was dat de konijnen nog steeds een lichte ademhalingsbeweging hadden, zelfs na toediening van anesthesie; de andere was dat denierenvan deze konijnen werden aangetast door overlappend darmgas. (2) De linkernierenalleen werden geselecteerd voor de studie; de rechter nieren werden echter niet tegelijkertijd beoordeeld. De reden voor deze selectie was dat: Ten eerste, in het voorlopige experiment, vonden we herhaaldelijk dat de magnetische gevoeligheidsartefacten van de rechter nieren relatief zwaar waren en dat de kwaliteit van de beelden slecht was. Het kan te maken hebben met de anatomie van de rechter nier die dichter bij de onderrand van de ribben ligt en meer wordt beïnvloed door het gas in de darm. Ten tweede, na het scannen van de linker nier, werd vervolgens de rechter nier gescand, waarvoor een aanvullende dosering van anesthetica nodig was. Een overmatige hoeveelheid verdoving was echter schadelijk en veroorzaakte zelfs de dood. (3) Het nierweefsel is mogelijk niet verwaarloosbaar als het ijzergehalte lager is. Hoewel de ARV kan worden gebruikt om de overtollige ijzerdepositie in de nier kwantitatief te beoordelen, is deze momenteel mogelijk niet om te rekenen naar de absolute waarde van het ijzergehalte. Ons onderzoek is een vooronderzoek. Verdere studies over meer monsters zullen in de toekomst nodig zijn.

Conclusie

Het is mogelijk dat SWI niet-invasief kan worden gebruikt om de overtollige ijzerafzetting in denier. Het overtollige ijzer zet zich voornamelijk af in de nierschors of medulla, waardoor hun SWI SI afneemt. De ARV berekend met fasebeelden kan worden gebruikt voor kwantitatieve analyse van overtollige ijzerdepositie in deniercortex en medulla. Onze studie biedt een experimentele en theoretische basis voor de toekomstige toepassing van SWI bij ijzerstapeling van CKD.

Financiering

Dit werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (subsidienummers 81771798) en Major Science and Technology Program van Changzhou Municipal Health and Family Planning Commission (subsidienummers ZD201806).

Belangenverstrengeling

De auteurs verklaren dat ze geen belangenconflicten hebben.

Referenties

1. Liu S, Wang C, Zhang X, et al. Kwantificering van de ijzerconcentratie in de lever met behulp van de schijnbare gevoeligheid van levervaten. Quant Imaging Med Surg 2018; 8:123-134.

2. Ikeda Y, Enomoto H, Tajima S, et al. Dieetijzerbeperking remt de progressie van diabetische nefropathie bij db/db-muizen. Am J Physiol Renal Physiol 2013; 304:F1028-1036.

3. Grassedonio E, Meloni A, Positano V, et al. Kwantitatieve T2* magnetische resonantie beeldvorming voor beoordeling van nierijzerstapeling: normale waarden naar leeftijd en geslacht. Buikbeeldvorming 2015; 40: 1700-1704.

4. Ige AO, Ongele FA, Adele BO, et al. Pathofysiologie van door ijzerstapeling geïnduceerd nierletsel en disfunctie: rollen van renale oxidatieve stress en systemische inflammatoire mediatoren. Pathofysiologie 2019; 26:175-180.

5. Naito Y, Fujii A, Sawada H, et al. Ijzerbeperking in de voeding voorkomt verdere verslechtering van nierschade bij chronischenierziekterattenmodel. J Hypertensie 2013; 31:1203-1213.

6. Ikeda Y, Horinouchi Y, Hamano H, et al. Dieetijzerbeperking verlicht niertubulo-interstitiële schade veroorzaakt door eiwitoverbelasting bij muizen. Wetenschappelijk vertegenwoordiger 2017; 7:10621.

7. van Raaij S, van Swelm R, Bouman K, et al. Tubulaire ijzerafzetting en ijzerbehandelingseiwitten in menselijke gezonde nieren enchronische nierziekte. Wetenschappelijk vertegenwoordiger 2018; 8:9353.

8. Naito Y, Fujii A, Sawada H, et al. Associatie tussen renale ijzeraccumulatie en renale interstitiële fibrose in een rattenmodel van chronische nierziekte. Hypertens Res 2015; 38:463-470.

9. Kang H, Han M, Xue J, et al. Nierwisbare nanochelatoren voor therapie met ijzerstapeling. Nat Communautaire 2019; 10:5134.

10. Hasiloglu ZI, Asik M, Ure E, et al. Het nut van gevoeligheidsgewogen beeldvorming om de mate van ijzeraccumulatie in de choroïde plexus van patiënten met -thalassemie major te evalueren. Clin Radiol 2017; 72:903.e1–903.e7.

11. Li RK, Zeng MS, Qiang JW, et al. Verbetering van de detectie van ijzerafzetting in cirrotische lever met behulp van gevoeligheidsgewogen beeldvorming met nadruk op histopathologische correlatie. J Computerhulp Tomogr 2017; 41:18-24.

12. Park M, Moon Y, Han SH, et al. Hypo-intensiteit van de motorcortex op gevoeligheidsgewogen beeldvorming: een mogelijke beeldvormingsmarker van ijzeraccumulatie bij patiënten met cognitieve stoornissen. Neuroradiologie 2019; 61:675-683.

13. Gao L, Jiang Z, Cai Z, et al. Analyse van ijzerafzetting in de hersenen met behulp van gevoeligheidsgewogen beeldvorming en de associatie met ijzergehalte in het lichaam bij patiënten met milde cognitieve stoornissen. Mol Med Rep 2017; 16:8209–8215.

14. Chen L, Wei X, Liu C, et al. Hersenijzerafzetting bij primaire slapeloosheid - een in vivo gevoeligheidsgewogen beeldvormingsonderzoek. Hersengedrag 2019; 9:e01138.

15. Lu L, Cao H, Wei X, et al. IJzerafzetting is positief gerelateerd aan cognitieve stoornissen bij patiënten met chronisch licht traumatisch hersenletsel: beoordeling met gevoeligheidsgewogen beeldvorming. Biomed Onderzoek Int 2015; 2015:470676.

16. Sun J, Yu S, Chen J, et al. Beoordeling van vertraagde transplantaatfunctie met behulp van gevoeligheidsgewogen beeldvorming in de vroege periode na niertransplantatie: een haalbaarheidsstudie. Abdom Radiol (NY) 2019; 44:218-226.

17. Gao W, Li X, Gao Z, et al. IJzer verhoogt diabetes-geïnduceerde nierbeschadiging en oxidatieve stress bij ratten. Biol Trace Elem Res 2014; 160:368-375.

18. Chaudhary K, Chilakala A, Ananth S, et al. Nierijzer versnelt de progressie van diabetische nefropathie in het HFE-gen-knockout-muismodel van ijzerstapeling. Am J Physiol Renal Physiol 2019; 317:F512-F517.

19. Haacke EM, Makki M, Ge Y, et al. Karakterisering van ijzerafzetting in multiple sclerose-laesies met behulp van gevoeligheidsgewogen beeldvorming. J Magn Reson Imaging 2009; 29:537-544.

20. Ahmadzadeh A, Jalali A, Assar S, et al. Niertubulaire disfunctie bij pediatrische patiënten met bèta-thalassemie major. Saudi J Nier Dis Transpl 2011; 22:497-500.

21. Haacke EM, Ayaz M, Khan A, et al. Het vaststellen van een basislijnfasegedrag in magnetische resonantiebeeldvorming om het normale versus abnormale ijzergehalte in de hersenen te bepalen. J Magn Reson Imaging 2007; 26:256-264.

22. Hagemeier J, Heininen-Brown M, Poloni GU, et al. IJzerafzetting in multiple sclerose-laesies gemeten door middel van gevoeligheidsgewogen beeldvorming gefilterde fase: een case-control studie. J Magn Reson Imaging 2012; 36:73-83.

23. Haacke EM, Cheng NY, House MJ, et al. Beeldvorming van ijzervoorraden in de hersenen met behulp van magnetische resonantiebeeldvorming. Magn Reson-beeldvorming 2005; 23:1–25.

24. Pietracupa S, Martin-Bastida A, Piccini P. IJzermetabolisme en de detectie ervan door MRI bij parkinsonaandoeningen: een systematische review. Neurol Sci 2017; 38:2095-2101.

25. Li SJ, Ren YD, Li J, et al. De rol van ijzer bij apen met de ziekte van Parkinson beoordeeld door middel van gevoeligheidsgewogen beeldvorming en inductief gekoppelde plasma-massaspectrometrie. Levenswetenschappen 2020; 240: 117091.