多模态fMRI评价肾脏冷缺血再灌注损伤微观特点的研究

Cold ischemia-reperfusion injury (CIRI) increased the risk of delayed graft function(DGF) and graft loss after kidney transplantation. Early detection of its pathophysiological changes is helpful to assess donors organ quality and diagnose DGF timely, which is useful to improve survival after transplantation since the reversible of CIRI. Other researches and our previous studies prompted that multimodal fMRI (DKI, IVIM, T1 mapping, ASL, BOLD) can evaluate the micro-function of renal diffusion, microcirculation, microstructure, perfusion and blood oxygen level. Therefore, this study intends to evaluate the renal micro-feature in different cold ischemia times and different reperfusion times by multimodal fMRI, to clarify the relationship among fMRI parameters, laboratory parameters, and pathological changes, to clarify the noninvasive and effective method which can diagnose impairment renal function early, to clarify the relationship between fMRI quantitative parameters and the pathological changes of DGF, and provide information to diagnose DGF early. This study is expected to provide more information to understand the pathophysiological changes of renal CIRI, to understand the time-dependent changes of fMRI parameters and provide imaging evidence for the early diagnosis of DGF.

肾脏冷缺血再灌注损伤（CIRI）会增加肾移植后移植肾功能延迟恢复（DGF）和移植物丢失的风险，而其大多为可逆性损伤，因此早期检测CIRI的病生理变化有助于供肾质量评估和DGF的早期诊断及治疗，这对提高移植肾生存率具有重要意义。既往研究及我们前期研究提示多模态fMRI（DKI、IVIM、T1 mapping、ASL、BOLD）能够从肾脏水分子扩散、微循环、微观结构、血流灌注及血氧水平等微观角度对肾功能进行评价。因此，本研究拟利用多模态fMRI评价多个冷缺血及再灌注时间点的CIRI肾脏微观特点的动态变化，明确fMRI定量参数与实验室指标、病理形态学改变的关系，确定无创、有效的肾功能受损早期诊断方法，明确各定量参数与DGF病理改变的关系，为早期诊断DGF提供fMRI信息。本研究可望为肾脏CIRI病生理动态变化的理解提供更多信息，认识时间依赖性fMRI参数变化，并为早期诊断DGF提供影像学依据。

背景：肾冷缺血再灌注损伤（CIRI）对移植肾影响突出，可使肾功能延迟恢复（DGF）和移植物丢失风险增加。认识大鼠肾脏CIRI病生理改变，早期诊断DGF，有助于提高移植肾存活率。目前临床尚缺乏准确、无创的评估方法。.目的：探讨多模态fMRI评估肾脏不同程度CIRI及DGF患者的应用价值。.方法：.第一部分：成功建立不同冷缺血时间（0h、0.5h、1h、2h、4h、5h）大鼠肾脏冷缺血动物模型，实验组大鼠120只，并完成各时间点（术前及术后1h、1d、2d、5d）多模态fMRI扫描（DKI、IVIM、BOLD、T1mapping、ASL），后取血及左肾行实验室及病理学分析。测量肾皮髓质MK、MD、D值、D*值、ADC值、f值、T2*值、T1值及皮质RBF值。比较不同组内及组间各参数值的差异及与实验室结果、病理评分的相关性。.第二部分：对50例接受DCD供肾的单肾移植患者于术后14d、30d、90d及10例志愿者行多模态fMRI扫描，同时收集肾功能实验室检查。对临床怀疑DGF患者行组织穿刺活检。比较术后不同时间点DGF组及移植肾功能稳定组肾皮髓质各参数值的差异及与实验室检查的相关性。.结果：.第一部分：大鼠CIRI组术后各组各参数值呈现先降低后升高的趋势，而后逐渐恢复到术前水平。随着冷缺血时间延长，恢复到术前水平的时间逐渐延迟；当冷缺血时间≥4h，术后5d各参数值仍低于术前水平，提示肾功能可能出现不可逆损伤。肾皮质和髓质D*、f值与肌酐、BUN呈负相关，皮质RBF与病理评分呈负相关，皮髓质T1值与病理评分呈正相关。.第二部分：DGF组术后早期皮质D*值及f值均低于功能稳定组，而皮质MD值术后90d时低于功能稳定组，提示DGF患者以移植肾皮质血流灌注损伤为著。移植肾皮髓质D值及ADC值与eGFR呈正相关。.科学意义：多模态fMRI能够无创定量评估肾脏不同程度CIRI、移植肾DGF及其纵向变化情况。