输血依赖性疾病多脏器铁过载MR量化研究

摘要

目的：
　　评价多种磁共振铁定量技术的特点。采用最优磁共振铁定量扫描方案,评价输血依赖性疾病患者多脏器铁沉积水平，探究脏器铁浓度与临床指标的关系。
　　材料和方法：
　　1.利用超顺磁性氧化铁纳米微粒（ Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles，SPION）溶液制备不同铁浓度的水模。采用3.0 T MR多回波快速小角度激发序列（Fast low angled shot，FLASH）及多回波3D-VIBE-Dixon序列扫描，分别获得T2*图和R2*图。测量以上图像中不同浓度水模的R2*值，分别记为 fR2*值（FLASH）、R2*值（3D-VIBE-Dixon序列）。探究两序列对水模测量的准确性及特点。
　　2.纳入12例输血依赖性疾病患者，包括：慢性再生障碍性贫血（Aplastic anemia, AA）患者10例，骨髓纤维化（Myelofibrosis, MF）患者2例。采用3.0 T MR多回波FLASH序列扫描获得T2*图、3D-VIBE-Dixon获得R2*图、单体素MRS序列直接得到兴趣区内R2值结果。利用以上图像和结果，测量得肝脏fR2*值（FLSAH序列）和R2*值（3D-VIBE-Dixon序列）以及R2值（MRS）。测量胰腺fR2*值、R2*值（采集和图像后处理方法同肝脏）。分析各序列评价肝脏、胰腺铁浓度的结果与患者输血铁摄入量相关关系。评估磁共振多种方法对肝脏、胰腺铁浓度测量的准确性及各自特点，建立对铁过载患者定量多脏器铁浓度的最佳扫描方案。
　　3.收集35例输血依赖性疾病患者，包括骨髓增生不良综合征（Myelodysplastic syndrome, MDS）、AA及MF，按输血量分为未输血组（3年内未输注红细胞，n=6）,少量输血组(3年内累计输血量0-20U, n=14)和大量输血组（3年内输血量大于20U, n=15）。收集同时期年龄、性别相匹配健康志愿者作为正常对照组，最终纳入35例。
　　利用以上建立的最优扫描方案，评估肝脏、心脏、胰腺的铁浓度。（1）分别比较肝脏、胰腺、心脏 R2*值在不同输血量组间的差异。（2）分析不同器官R2*值相关性。（3）分析多脏器R2*值与血清铁蛋白（Sermen ferritin, SF）相关性、多脏器R2*值与输血铁摄入量的相关性。（4）分别分析肝脏R2*值与肝功能指标的关系；胰腺R2*值与空腹血糖（Fasting blood-glucose, FBG）的关系以及心脏R2*值与左心室射血分数（Left ventricular ejection fraction, LVEF）的关系。探究输血依赖性患者多脏器铁过载的分布及特点，分析铁过载对脏器功能的影响。
　　4.对以上部分患者进行为期1年随访，记录前后两次MR评估肝脏、胰腺、心脏R2*值及SF值变化。采用独立样本t检验，检验各指标前后两次差异。分析1年内祛铁治疗对SF及多脏器铁浓度的影响。
　　结果：
　　1.①0-1.5 mg/ml水模的fR2*值、R2*值与Fe3+实际浓度相关性分析：Fe3+浓度与fR2*值无相关性（r=0.51，P=0.09）；R2*值与Fe3+浓度有明显相关性（r=0.987, P＜0.05）。②水模分为对高、低浓度的两组，分别分析两组fR2*值、R2*值与水模实际铁浓度相关性：低浓度组中，fR2*值、R2*值均与 Fe3+显著正相关(r=0.72, P＜0.05;r=0.73, P＜0.05)；高浓度组中fR2*值与Fe3+不相关；R2*值均与Fe3+显著正相关（r=0.54, P＞0.05；r=0.68，P＜0.05）。
　　2.①肝脏fR2*值与输血铁摄入量呈中度正相关（r=0.64, P值=0.002），肝脏R2*值和肝脏R2值与输血铁摄入量呈高度正相关（r=0.95、0.97，P值=0.00、0.00）；②胰腺fR2*值与累计输血铁摄入量相关性极低(r=0.29，P值=0.00)，胰腺R2*值与输血铁摄入量呈高度正相关（r=0.95, P＜0.05）。
　　3.（1）肝脏、胰腺、心脏R2*值在四组间均有统计学差异；两两比较分析：①比较各组肝脏R2*值：正常对照组与少量输血组（P值=0.000）、正常对照组与大量输血组（P值=0.000）、患病未输血组与少量输血组（P值=0.032）、患病未输血组与大量输血组（P值=0.000）、少量输血组与大量输血组间（P值=0.000）有统计学差异。②比较各组胰腺R2*值：正常对照组与少量输血组（P值=0.000）、正常对照组与大量输血组（P值=0.000）、未输血组与少量输血组（P值=0.003）、未输血组与大量输血组（P值=0.000）、少量输血组与大量输血组间（P值=0.000）均有显著差异。③比较各组心脏R2*值：大量输血组与正常对照组、大量输血组与未输血组、大量输血组与少量输血组间有统计学差异（P值依次为0.003、0.003、0.002）；（2）胰腺R2*值与心脏R2*值间具有相关性（r=0.542， P=0.017）；（3）肝脏R2*值与SF显著相关（r=0.780, P=0.000）。胰腺R2*值与SF显著相关性（r=0.668, P=0.005），心脏R2*值与SF无显著相关性。（4）肝脏R2*值＞555 s-1组，直接胆红素(Direct bilirubin, DBIL)及总胆红素(Total bilirubin, TB)明显增高；心脏R2*值＞100 s-1组，LVDF明显减低。
　　4.随访4例祛铁治疗的患者（MDS1例，AA3例），患者1年内平均SF下降，且前后两次差异有统计学意义；肝脏、胰腺R2*值降低，但前后两次差异无统计学意义。
　　结论：
　　1.通过对水模、肝脏、胰腺的铁浓度定量的综合研究，多回波3D-VIBE-Dixon序列的准确性明显优于MRS和多回波FLASH序列。
　　2. MRI可直接、可靠地检测各个脏器铁沉积水平，因此优于血清铁蛋白等临床指标。
　　3.对多种输血依赖性疾病患者，输血为此类患者多脏器铁过载的主要原因。肝脏为最早受累的器官，且随着输血量的增加，胰腺、心肌相对较后累及。脏器功能损害出现时，往往铁过载已达到了中重度水平。
　　4.短期（1年）祛铁治疗对SF降低更明显，但对肝脏、胰腺、心脏等的作用不明显。

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缩略语/符号说明

前言

研究现状、成果

研究目的、方法

一、对铁浓度定量的不同成像方法的比较研究

1.1 采用水模对不同MR方法定量铁浓度的效能比较

1.2 通过定量肝脏、胰腺铁浓度对多种MR技术进行比较

1.3 讨论

二、输血依赖性疾病多脏器铁过载的量化研究

2.1 研究对象和方法

2.2 结果

2.3 讨论

结论

发表论文和参加科研情况说明

参考文献

综述: 多脏器铁过载的评估及磁共振新技术的发展

致谢

个人简历