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脂质体声学造影剂及相关技术对实验性肾肿瘤显影效果及机理研究

曾功君  
【摘要】:背景: 肾肿瘤是泌尿外科的一种常见病和多发病。早期诊断和早期治疗能明显改善患者的生存率和预后。大多数肾肿瘤早期无临床症状,对肾肿瘤的早期诊断主要依赖于医学影像学检查。传统的影像学检查方法主要是普通放射学和常规二维灰阶超声,对肾肿瘤的检出有一定的局限性。由于医学影像学迅速发展,影像诊断仪器和技术不断更新,在放射学和核医学上出现了计算机断层摄影(CT)、磁共振成像(MRI)、正电子发射体层摄影(PET)等,超声成像技术也有了很大的提高,出现了彩色多谱勒超声、三维超声等,这些技术使肾脏的影像得到改善,提高了肾肿瘤影像诊断水平。但由于早期小的肾肿瘤与正常肾脏自然对比差,影像诊断与鉴别诊断有一定的困难,为增加病变和正常组织的对比度,引入了各种造影剂。目前CT和MRI的造影剂已经广泛应用于临床,超声造影在国外也已经应用于临床,国内由于造影剂的原因在肾肿瘤中的应用研究很少,国内几家实验室自制的声学造影剂大多处于动物实验阶段,其对组织器官的显影效果、显影机理和安全性需要进一步证实。 目的: 使用本科实验室自制的脂质体声学造影剂,对肾VX2肿瘤模型兔进行肾脏声学造影,并与增强CT对比,探讨该脂质体声学造影剂对兔肾VX2肿瘤显影效果、显影机理,并观察脂质体声学造影后活体肾脏和离体培养的人肾小管上皮细胞,初步评价该脂质体声学造影剂在常规诊断超声应用的安全性。 方法: 研究对象为健康家兔共36只,动物模型建立采用三种方法:①超声引导下肿瘤组织混悬液注射法;②手术直视下肿瘤组织块包埋;③手术直视下肿瘤组织混悬液注射法,每只家兔只要一侧肾脏成功建立了模型,则另一侧肾脏不再使用,使动物只有单侧肾脏有肿瘤,以保证动物生存时间。 应用经兔耳缘静脉声学造影(ICU)和增强CT对比,比较两者对兔肾VX2肿瘤的检出率和能检测到的最小肿瘤,观察指标为两种方法能检测出的肿瘤个数和能发现 WP=9 的最小肿瘤的直径,并与病理上的肿瘤个数和肿瘤最小直径比较。同时根据已知增强CT造影剂血流动力学特征,通过对比两者的时间-强度曲线,来探讨声学造影剂在肾脏内的血流动力学特点,揭示声学造影剂增强肾脏显像的机理,观察指标为峰值时间(PT)和曲线下降斜率。声学密度定量(AD)技术评价兔肾皮质和兔肾VX2肿瘤的血流灌注,用AD和视频灰阶分析方法得出肾皮质和肾肿瘤的时间-强度曲线上的峰值高度,采用墨汁灌注肾脏计数肿瘤和肾皮质的血管密度,评价肾皮质、肾肿瘤血管密度和AD以及视频灰阶分析方法的相关性。 离体和在体实验评价自制的脂质体声学造影剂在常规超声诊断频率下的安全性:体外培养的人近曲小管上皮细胞分为造影剂无超声照射组,单纯超声照射组,MI 1.5,造影剂加超声照射组,MI 0.28,造影剂加超声照射组,MI 1.5。超声照射时间为10 min。实验完后用2.5%的戊二醛固定4小时,送电镜室做扫描电镜观察细胞结构的变化。声学造影结束后5只兔在深度麻醉下沿肾长轴剖开肾脏,各取一小块超声照射后的肾脏和对侧肾脏的肾皮质送透射电镜扫描检查,剩下的肾脏固定于甲醛溶液中做HE染色,光镜观察肾脏结构的变化。 结果: 1. 健康成年家兔36只,其中18只两侧肾脏均用于建立模型,另外18只则只用单侧肾脏,总计54个肾脏用于建立肿瘤模型,成功建立VX2肿瘤模型共26只家兔。其中采用超声引导下肿瘤组织混悬液注射法接种22只家兔的28个肾脏,其中10只家兔接种成功,成功率为(10/28)35.71%,低于文献报道;手术直视下肿瘤组织块包埋法接种的12只家兔(10个左肾,2个右肾,动物全为第一种方法接种失败者),接种成功4只家兔的4个左肾,成功率(4/12)33.33%;采用手术直视下肿瘤组织混悬液注射法接种14只家兔的左侧肾脏,成功建立肿瘤模型12只,成功率(12/14)85.71%。 2. 26只成功模型兔中的14只同时进行了声学造影和增强CT对比研究。声学造影后共发现45个肿瘤,增强CT发现的肿瘤数为44个,p值0.336,相关系数r=0.997,病理肿瘤数51个,与声学造影比较p值0.082,相关系数r=0.980,1例位于肾窦内的肿瘤声学造影发现了,而增强CT未发现;声学造影能观察到最小肿瘤径线为0.32 cm,增强CT发现的最小肿瘤径线0.31 cm,和病理比较无显著性差异。 3. 肾肿瘤和肾实质声学造影和增强CT的时间-强度曲线达峰值时间无统计学差异(P0.05),曲线下降斜率有显著性差异(P0.05)。 4. 光镜观察声学造影后的肾脏未见异常,透射电镜观察兔肾小球、肾小囊腔和肾小管上皮细胞超微结构未见特异性改变。 WP=10 5. 离体培养的人近端小管上皮细胞单纯超声照射、单纯加造影剂、造影剂加超声照射MI 0.28和MI 1.5,扫描电镜观察各组细胞形态和细胞表面未见不同表现。 6. 声学造影视频灰阶分析和声学密度定量分析肾皮质和肾肿瘤的时间-强度曲线的峰值与微血管密度有显著的相关性,但声学密度定量与微血管密度的相关性更好。 结论: 1. 超声引导下组织块混悬液接种、术中肿瘤组织块包埋、术中肿瘤组织混悬液接种建立兔肾VX2肿瘤模型的方法是可行的,其中采用开腹暴露肾脏,直视下肾内注射VX2肿瘤组织混悬液的方法建立兔肾VX2肿瘤模型的成功率较其他两种方法高。 2. 本实验室自制的脂膜超声造影剂“脂氟显”能有效增强兔肾肿瘤的显像,提高肾脏肿瘤的检出率,与增强CT相当


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