रेनल आयरन अधिभार मूल्यांकन के लिए संवेदनशीलता-भारित इमेजिंग: एक पायलट अध्ययन

उद्देश्य:वृक्क लौह अधिभार के मूल्यांकन के लिए संवेदनशीलता-भारित इमेजिंग (एसडब्ल्यूआई) की व्यवहार्यता का पता लगाना।तरीके:अट्ठाईस खरगोशों को यादृच्छिक रूप से नियंत्रण (एन=14) और आयरन (एन=14) समूहों में सौंपा गया था। 0वें सप्ताह में, अध्ययन समूह को आयरन डेक्सट्रान का इंजेक्शन लगाया गया। दोनों समूहों की 0वें, 8वें और 12वें सप्ताह में एसडब्ल्यूआई परीक्षा हुई। कॉर्टेक्स और मेडुला की सिग्नल तीव्रता (एसआई) का आकलन किया गया था। चरण छवि के साथ गणना किए गए कोण रेडियन मान (एआरवी) को कॉर्टिकल और मेडुलरी आयरन जमाव के लिए मात्रात्मक मूल्य के रूप में लिया गया था। 12वें सप्ताह के बाद, पैथोलॉजी के लिए खरगोशों की बाईं किडनी हटा दी गईं। क्रुस्कल का उपयोग करके तीन समूहों के बीच एआरवी में अंतर का विश्लेषण किया गया था–वालिस परीक्षण. दोनों समूहों के बीच लौह सामग्री के अंतर का एक स्वतंत्र नमूने के माध्यम से विश्लेषण किया गयाt-परीक्षा।परिणाम:लौह समूह में: 12वें सप्ताह में, आठ खरगोशों में केवल कॉर्टेक्स के एसआई में कमी पाई गई, और अन्य छह खरगोशों में कॉर्टेक्स और मेडुला के एसआई में समान डिग्री की कमी पाई गई; 8वें और 12वें सप्ताह में कॉर्टेक्स का एआरवी 0वें सप्ताह की तुलना में काफी अधिक था (P < 0.05); the ARV of the six rabbits' 12वें सप्ताह में मेडुला 0वें सप्ताह, 8वें सप्ताह और 12वें सप्ताह में अन्य आठ खरगोशों की तुलना में काफी अधिक था (P < 0.05); at the 12th week, eight rabbits (iron group) were found to have many irons only deposit in the cortex, and the others were found to have many irons deposit in both cortex and medulla; the iron content of cortex and six rabbits' लौह समूह में मज्जा नियंत्रण की तुलना में काफी अधिक था (P < 0.05). निष्कर्ष:एसडब्ल्यूआई के एआरवी का उपयोग गुर्दे में अतिरिक्त लौह जमाव का मात्रात्मक आकलन करने के लिए किया जा सकता है। अत्यधिक लौह जमाव मुख्य रूप से कॉर्टेक्स या मेडुला में होता है और उनके एसडब्ल्यूआई एसआई में कमी का कारण बनता है।

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कीवर्ड:लोहे का जमाव,किडनी, संवेदनशीलता-भारित इमेजिंग

परिचय

आयरन जीवों के लिए आवश्यक सूक्ष्म तत्वों में से एक है।1,2 सामान्य परिस्थितियों में, मनुष्य अवशोषण, उपयोग और हानि के बीच संतुलन बनाए रखता है। हालांकि, एक बार आयरन की अधिकता हो जाने पर, मानव शरीर में अतिरिक्त आयरन को साफ करने के लिए कोई तंत्र नहीं होता है। 4 अतिरिक्त आयरन कुछ अंगों में जमा हो जाता है और हानिकारक होता है। 4 किडनी एक ऐसा अंग है जो आमतौर पर प्रभावित होता है। आयरन की अधिकता को गुर्दे की शिथिलता के लिए एक खतरनाक कारक के रूप में पुष्टि की गई है, जो इससे जुड़ा हुआ हैदीर्घकालिक वृक्क रोग(सीकेडी) मधुमेह अपवृक्कता जैसी स्थितियों के कारण होता है,उच्च रक्तचाप से ग्रस्त किडनीचोट, और गुर्दे की फाइब्रोसिस.3-6 यह बताया गया कि समीपस्थ और में लोहे का जमाव देखा गया थामानव में गुर्दे की दूरस्थ नलिकाएँसीकेडी.5,7 अत्यधिक आयरन मुक्त कण उत्पादन और ऑक्सीडेटिव तनाव को बढ़ावा देता है, जो गुर्दे की सेलुलर और ऊतक क्षति का कारण बनता है। 5,7,8 दूसरी ओर, आहार आयरन प्रतिबंध या चेलेटिंग एजेंटों के माध्यम से उपचार गुर्दे के आयरन अधिभार को कम कर सकता है, जिससे पहले से मौजूद गुर्दे की चोट की प्रगति को रोकना।5,8,9 इससे पता चलता है कि गुर्दे में लोहे के जमाव की डिग्री उसकी चोट से संबंधित है। सीकेडी रोगियों में गुर्दे की चोट की निगरानी में गुर्दे में अत्यधिक लौह जमाव का सटीक और प्रभावी मूल्यांकन बहुत महत्वपूर्ण है।10

वर्तमान में, अतिरिक्त लोहे के वितरण का विश्लेषण करने के लिए प्रशिया ब्लू स्टेनिंग9 का उपयोग किया जा सकता हैगुर्दे में जमाव, और गुर्दे की लौह सामग्री को मापने के लिए एक परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, दोनों विधियाँ आक्रामक हैं और ऊतक के नमूने की आवश्यकता होती है, जो शरीर में अत्यधिक लौह जमाव की नैदानिक अनुवर्ती निगरानी के लिए उपयुक्त नहीं है।सीकेडी रोगियों के लिए किडनी. सुरक्षित, गैर-आक्रामक और निगरानी के लिए बार-बार मूल्यांकन की पेशकश करने की क्षमता की इन आवश्यकताओं को संबोधित करने के लिए, एमआरआई एक उभरती कार्यात्मक एमआरआई तकनीक, संवेदनशीलता-भारित इमेजिंग (एसडब्ल्यूआई) के माध्यम से एक व्यवहार्य विकल्प की संभावना प्रदान करता है। यह एक अद्वितीय कंट्रास्ट उत्पन्न करने के लिए ऊतक चुंबकीय संवेदनशीलता अंतर का उपयोग करता है जो पारंपरिक एमआरआई से प्राप्त से भिन्न होता है। 11,12 चरण और परिमाण छवियों को मिलाकर, एसडब्ल्यूआई पैरामैग्नेटिक संकेतों का एक अच्छा प्रदर्शन प्रदान करता है। 13 आयरन एक पैरामैग्नेटिक पदार्थ है, जैसा कि इसके प्रमाण से पता चलता है कम टी2 विश्राम समय।10 यह प्रदर्शित किया गया है कि एसडब्ल्यूआई ऊतक लौह सांद्रता को विश्वसनीय रूप से माप सकता है, जो शव परीक्षा परिणामों के अनुरूप था।14 इसलिए, एसडब्ल्यूआई को विभिन्न संबंधित बीमारियों में लौह अधिभार को ट्रैक करने के माध्यम से एक विश्वसनीय मार्कर माना जा सकता है, जिससे प्रगति का विश्लेषण.10

अब तक, एसडब्ल्यूआई का उपयोग लिवर11 और मस्तिष्क13,14 ऊतकों में लौह जमाव का पता लगाने और इसकी मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जाता रहा है। व्यापक साहित्य खोज के बाद भी, गुर्दे में लौह जमाव का मूल्यांकन करने वाले कागजात न के बराबर थे। इस अध्ययन में, हमने प्रशिया ब्लू स्टेनिंग और परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर के परिणामों को संदर्भ मानक के रूप में मानते हुए, गुर्दे में अत्यधिक लौह जमाव के गुणात्मक और मात्रात्मक पता लगाने में एसडब्ल्यूआई के मूल्य का पता लगाने के लिए पशु प्रयोगों का उपयोग किया।

सामग्री और तरीके

इस अध्ययन को सूचो विश्वविद्यालय के तीसरे संबद्ध अस्पताल की नैतिक समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था (अनुमोदन संख्या: 2019026)।

पशु मॉडलिंग और समूहन

हमने अट्ठाईस शुद्ध नस्ल के स्वस्थ न्यूजीलैंड सफेद खरगोशों का उपयोग किया (सूज़ौ हुकियाओ बायोटेक्नोलॉजी लिमिटेड कंपनी, सूज़ौ, चीन द्वारा प्रदान किया गया), प्रत्येक का वजन 2.{2}}-2.5 किलोग्राम, 2-3 महीने का, 16 नर और 12 मादाएं थीं। 22 डिग्री के कमरे के तापमान, स्वच्छ वातावरण, पूर्ण फार्मूला चारा और शुद्ध पानी से उगाया जाता है। सभी खरगोशों को यादृच्छिक रूप से निम्नलिखित दो समूहों में विभाजित किया गया था:

1. लौह समूह: 14 खरगोश (7 नर और 7 मादा)। 0वें सप्ताह के पहले दिन, शरीर के वजन का दस्तावेजीकरण करने के बाद, 20 मिलीग्राम/मिलीलीटर आयरन युक्त आयरन डेक्सट्रान का एक निलंबन 3 मिली/किग्रा की खुराक पर ग्लूटियल मांसपेशियों में इंजेक्ट किया गया था।

2. नियंत्रण समूह: 14 खरगोश (9 नर और 5 मादा)। कोई आयरन इंजेक्ट नहीं किया गया।

एमआर परीक्षा

आयरन और नियंत्रण समूह में एमआरआई जांच का कार्यक्रम इस प्रकार है: क्रमशः 0वें, 8वें और 12वें सप्ताह के पहले दिन।

आंतों की गतिशीलता को कम करने के लिए, परीक्षा से पहले 8 घंटे की अवधि के लिए भोजन का सेवन प्रतिबंधित कर दिया गया था। स्कैनिंग से पहले 1 मिली/किग्रा की खुराक पर पिछले पैर की मांसपेशियों में 3% पेंटोबार्बिटल सोडियम घोल इंजेक्ट करके एनेस्थीसिया प्राप्त किया गया था। जांच के दौरान, सबसे पहले सिर को अंदर डाला गया और बायीं पार्श्व स्थिति में बायीं किडनी को स्कैन किया गया। स्कैनिंग रेंज किडनी के ऊपरी ध्रुव से निचले ध्रुव तक थी। सभी एमआरआई छवियां एक मानक आठ-चैनल चरणबद्ध सरणी बॉडी मैट्रिक्स कॉइल के साथ 3. 0 टी एमआरआई सिस्टम (मैग्नेटॉम वेरियो; सीमेंस हेल्थकेयर, एर्लांगेन, जर्मनी) पर हासिल की गईं। एमआरआई प्रोटोकॉल तालिका 1 में दिखाए गए हैं। एसडब्ल्यूआई के अनुक्रम ने अंतिम परिमाण छवि, अधिकतम तीव्रता प्रक्षेपण छवि, चरण छवि और एसडब्ल्यूआई छवि का उत्पादन किया।

छवि विश्लेषण

पेट की एमआरआई की व्याख्या में पांच साल से अधिक के कार्य अनुभव वाले दो चिकित्सकों द्वारा सभी छवियों का विश्लेषण किया गया था। पोस्ट-प्रोसेसिंग वर्क-स्टेशन (सीमेंस) के माध्यम से योगा में, उन्होंने व्यूइंग इंटरफ़ेस में प्रवेश किया और साथ ही टी 2- भारित छवियां (टी 2 डब्ल्यूआई), एसडब्ल्यूआई और चरण अनुक्रम खोले और सबसे बड़ी केंद्रीय-स्तरीय छवि का चयन किया। गुर्दा. विश्लेषण इस प्रकार किया गया: (1) गुणात्मक विश्लेषण: T2WI और SWI पर, वृक्क प्रांतस्था और मज्जा की सिग्नल तीव्रता (SI) देखी गई। (2) मात्रात्मक विश्लेषण: टी2डब्ल्यूआई और एसडब्ल्यूआई के अनुसार, कॉर्टिकल क्षेत्र को एसडब्ल्यूआई पर मैन्युअल रूप से चित्रित किया गया था।गुर्दे का केंद्रीय स्तर, सीमा क्षेत्र से बचना जो सिग्नल मूल्य को प्रभावित कर सकता है, मज्जा ने भी ऐसा ही किया। वर्कस्टेशन के कॉपी और पेस्ट फ़ंक्शन को लागू करके, एसडब्ल्यूआई में कॉर्टिकल और मेडुलरी क्षेत्र को क्रमशः चरण छवि में कॉपी किया गया था। फिर, चरण छवि में कॉर्टिकल और मेडुलरी क्षेत्रों को क्रमशः सामने, मध्य और पीछे सहित लगभग समान क्षेत्र के तीन उप-क्षेत्रों में विभाजित किया गया (चित्र 1)। चरण मान क्रमशः तीन उप-क्षेत्रों में रुचि के क्षेत्र को मैन्युअल रूप से चित्रित करके प्राप्त किया गया था। तीन उप-क्षेत्रों के चरण मान का औसत मान क्रमशः संपूर्ण वृक्क प्रांतस्था और मज्जा के चरण मान (X) के लिए लिया गया था। कोण रेडियन मान (एआरवी) की गणना निम्नलिखित सूत्र द्वारा की गई थी: एआरवी=(-एक्स × π)/4096, और इसका उपयोग लोहे के जमाव की मात्रा निर्धारित करने के लिए किया गया था, जहां एक्स की सीमा -4096 से 4095.15 तक थी। ARV की इकाई रेडियन है.

पैथोलॉजिकल जांच

12वें सप्ताह के एमआरआई स्कैन के बाद, सभी खरगोश अभी भी एनेस्थीसिया के तहत थे। इस समय, सभी खरगोशों को एयर एम्बोलिज़ेशन द्वारा बलिदान कर दिया गया, और बाईं किडनी को हटा दिया गया। वृक्क केंद्रीय स्तर के पर्याप्त ऊतकों का नमूना लिया गया और उन्हें 10% तटस्थ बफर्ड फॉर्मेलिन में स्थिर किया गया। नियमित प्रोटोकॉल के अनुसार, ऊतकों को निर्जलित किया गया, पारदर्शी बनाया गया, मोम-संसेचित किया गया, पैराफिन-एम्बेडेड किया गया, खंडित किया गया, हेमटॉक्सिलिन-एओसिन और प्रशिया नीले रंग से रंगा गया, और ब्राइटफील्ड माइक्रोस्कोपी के तहत गुर्दे में लोहे के जमाव के लिए मूल्यांकन किया गया।

शेष वृक्क कॉर्टिकल और मेडुलरी ऊतकों को ग्वांगडोंग मेडिकल प्रयोगशाला पशु केंद्र में भेजा गया था, और कॉर्टिकल और मेडुलरी लौह सामग्री का माप परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर द्वारा किया गया था।

सांख्यिकीय विश्लेषण

सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए, SPSS 22.0 सॉफ़्टवेयर (IBM, Armonk, NY, USA) का उपयोग किया गया। डेटा को माध्यिका (इंटरक्वेर्टाइल रेंज) (एम [क्यू1 और क्यू3]) के रूप में व्यक्त किया गया था और दोनों समूहों के बीच एआरवी में अंतर की तुलना करने के लिए मैन-व्हिटनी यू परीक्षण का उपयोग किया गया था। क्रुस्कल-वालिस परीक्षण का उपयोग कई समूहों के बीच एआरवी में अंतर की तुलना करने के लिए किया गया था। दोनों समूहों के बीच परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर द्वारा मापी गई वृक्क लौह सामग्री के अंतर की तुलना करने के लिए एक स्वतंत्र नमूना टी-परीक्षण का उपयोग किया गया था। विचरण के विश्लेषण का उपयोग कई समूहों के बीच परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर द्वारा मापी गई वृक्क लौह सामग्री के अंतर की तुलना करने के लिए किया गया था। स्पीयरमैन रैंक सहसंबंध विश्लेषण का उपयोग कोण रेडियन मूल्यों और परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर द्वारा मापी गई वृक्क लौह सामग्री के बीच सहसंबंध का विश्लेषण करने के लिए किया गया था। सहसंबंध गुणांक को दर्शाने के लिए प्रतीक r का उपयोग किया गया था।16 सहसंबंध की व्याख्या इस प्रकार की गई थी: r > 0 को एक सकारात्मक सहसंबंध माना गया था; r < 0 को एक नकारात्मक सहसंबंध माना गया; |आर|=1 को एक पूर्ण सहसंबंध माना गया; 0.7 |r| से कम या उसके बराबर <1 को उच्च सहसंबंध माना जाता था; 0.4 |r| से कम या उसके बराबर < 0.7 को मध्यम सहसंबंध माना गया; 0 |r| से कम या उसके बराबर <0.4 को कम सहसंबंध माना गया; और r=0 को शून्य सहसंबंध माना गया।16 P < 0.05 को सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण माना गया।

चित्र 2 फ़्लोचार्ट अलग-अलग समय बिंदुओं पर नियंत्रण और आयरन एजेंट समूह में T2WI और SWI छवियों पर रीनल कॉर्टेक्स और मेडुला के लिए SI में परिवर्तन दिखाता है। एसआई, संकेत तीव्रता; एसडब्ल्यूआई, संवेदनशीलता-भारित इमेजिंग; T2W, T2-भारित; T2WI, T2-भारित छवि।