糖尿病合并严重肢体缺血动物模型的骨髓微血管改变:DCE-MRI及基于Ktrans图的纹理分析

目的:探讨动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)定量参数及基于容积转移常数(Ktrans)的纹理分析在评估兔糖尿病合并严重肢体缺血模型骨髓微血管改变中的价值.方法:对12只新西兰雄性大白兔注射四氧嘧啶建立糖尿病模型,造模成功后将实验兔随机分为2组,对照组为假手术组(n=6),实验组(n=6)行右侧股动脉结扎术(数字化X线摄影证实)建立严重肢体缺血模型,在术后6个时间点(1、5、10、15、20和25天)分别对所有兔股骨近端行冠状面FSE-T1 WI、FSE-T2 WI和DCE-MRI检查,采用Extended Tofts Linear双室模型获得股骨近端的DCE-MRI定量参数值,包括Ktrans、速率常数(Kep)和容积分数(Ve),并在Ktrans图上提取67个纹理特征.实验组在术后第25天取兔股骨上段标本行CD31免疫组化染色计算骨髓微血管密度(MVD),行HE染色后分析和计算骨小梁的数量(Tb-N)和面积(Tb-Ar).结果:实验组中术后第1天兔股骨上段的Ktrans值与其它各时间点的差异均有统计学意义(P<0.05);实验组与对照组之间各时间点的Ktrans值的差异均有统计学意义(P<0.05).实验组在造模成功后第1天的Ktrans值降低,之后呈升高趋势,但始终低于对照组的Ktrans值;两组间Kep值仅在术后第5天时的差异有统计学意义(P<0.05);各时间点两组间Ve值的差异均无统计学意义(P>0.05).在Ktrans图上提取的纹理参数中,在各时间点实验组与对照组间差异均有统计学意义的纹理参数有3个,分别为像素信号平均值(MeanValue)、正像素平均值(MPP)和平均值总和(sumAverage).术后第25天实验组的MVD较假手术组明显增高,Tb-N、Tb-Ar较假手术组明显减少,差异均具有统计学意义(P<0.05).实验组兔股骨上段骨髓Ktrans值与MVD呈显著正相关(r=0.827,P<0.05);Ktrans值与Tb-N和Tb-Ar呈显著负相关(r=-0.891,P<0.05;r=-0.922,P<0.05);3个纹理参数(MeanValue、MPP和sumAverage)与Tb-N、Tb-Ar之间均呈显著负相关(P<0.05).结论:DCE-MRI定量参数可以评价糖尿病合并严重肢体缺血的早期骨髓微血管灌注及渗透性改变;基于Ktrans的纹理分析评价糖尿病合并严重肢体缺血的骨髓微结构改变是可行的.