基于X射線相襯CT的肝纖維化微血管定量分析與血管類型區(qū)分研究.pdf

1、X射線相襯成像（phase-contrast imaging，PCI）能夠大幅度提高圖像的襯度，特別適用于區(qū)分具有微小密度差異的生物軟組織。和傳統(tǒng)X射線成像相比，PCI具有超過1000倍的敏感度。PCI能夠獲得高分辨率的圖像且輻射劑量較低，因此，它在生物醫(yī)學(xué)成像上具有明顯的優(yōu)勢。結(jié)合CT技術(shù)，相襯CT展現(xiàn)了優(yōu)于傳統(tǒng)CT的特點，它能夠獲得生物軟組織的高分辨率CT圖像。因此，相襯CT的研究在生物醫(yī)學(xué)成像上具有重要的研究價值和應(yīng)用前景。

2、>　　肝纖維化是對慢性肝損傷的一種可逆修復(fù)反應(yīng)，它表現(xiàn)為細(xì)胞外基質(zhì)在肝內(nèi)的過量沉積。肝纖維化可能最終發(fā)展成為肝硬化，表現(xiàn)為肝小葉結(jié)構(gòu)被破壞，假小葉及結(jié)節(jié)形成，并可能伴隨門脈高壓。肝纖維化的發(fā)展變化與肝內(nèi)微血管結(jié)構(gòu)和形態(tài)密切相關(guān)，微血管變化被認(rèn)為是近來發(fā)現(xiàn)的肝纖維化最重要的病理生理學(xué)特征之一。肝臟中的微血管成像能夠用來評估纖維化的進(jìn)展，輔助實現(xiàn)肝纖維化的早期發(fā)現(xiàn)以及纖維化程度的客觀評估。在本研究工作中，基于相襯CT技術(shù)的大鼠肝纖維化成像實

3、驗在上海光源X射線成像及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用光束線站完成。結(jié)合相襯CT和三維可視化技術(shù)，本文致力于研究肝纖維化微血管結(jié)構(gòu)和病理特征，主要的研究內(nèi)容如下：
　　(1)在本研究中，樣品為24只Sprague-Dawley大鼠，肝纖維化模型是由四氯化碳誘導(dǎo)而成。所有的樣品分作四個組，每組6只大鼠，四個組分別為正常、輕度、中度和重度肝纖維化。利用相襯CT技術(shù)，不同級別的肝纖維化樣品在不加造影劑的情況下進(jìn)行成像研究，目的是研究纖維化發(fā)展中肝內(nèi)微血管

4、的變化。本文結(jié)合相襯CT和三維可視化技術(shù)，重建出不同級別肝纖維化微血管三維結(jié)構(gòu)，并在三維血管重建基礎(chǔ)上獲得血管的卷曲度、內(nèi)壁紋理、分形維數(shù)和默里偏差等形態(tài)指標(biāo)，利用微血管的形態(tài)變化定量分析了肝纖維化的發(fā)展。同樣，基于重建的肝纖維化樣品中的三維微血管，計算了微血管密度，并利用病理組織學(xué)CD34免疫組化方法對微血管密度進(jìn)行驗證。此外，直接測量并記錄了大鼠門靜脈壓力數(shù)值，并對微血管變化與門脈壓力進(jìn)行了相關(guān)性分析。研究結(jié)果表明相襯CT能夠清楚地

5、描述不同級別肝纖維化中的微血管形態(tài)和數(shù)量的變化，利用三維微血管變化能夠更好地刻畫纖維化進(jìn)展，而且統(tǒng)計分析證實了微血管變化和門脈壓力之間有很好的相關(guān)性，這在研究門脈高壓上具有重要的潛力。
　　(2)在膽管結(jié)扎型肝纖維化模型中，血管病變與膽管病變相互影響共同促進(jìn)病程進(jìn)展，有效地觀察血管與膽管的形態(tài)結(jié)構(gòu)有助于明確其微循環(huán)機(jī)制和病理特征。在本文的研究中，在不加造影劑的情況下，利用相襯CT技術(shù)顯示了不同病變程度的膽管結(jié)扎肝纖維化模型中的微血

6、管，病理切片對照證實了CT圖像在顯示微血管形態(tài)上的一致性。結(jié)合相襯CT和三維可視化技術(shù)，不同病變程度的肝纖維化微血管三維結(jié)構(gòu)被清楚地顯示出來。在正常的肝臟樣品中，三維微血管呈現(xiàn)規(guī)則的形狀；在纖維化樣品中，由于纖維組織的擠壓，血管的雜亂和形態(tài)變形等變得明顯，因結(jié)扎而擴(kuò)張的膽管顯示的非常清晰。在嚴(yán)重的肝纖維化樣品中，靠近肝臟表面邊緣處還可觀察到呈團(tuán)簇狀分布的新生膽管結(jié)構(gòu)?；谥亟ǖ母卫w維化樣品中三維微血管結(jié)構(gòu)特點，不同類型血管（門靜脈與肝靜