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目的: 如何在肾移植前评估供体肾脏的质量、如何提高移植后肾脏存活率,仍是肾移植领域的难题,而OCT能提供很好的生物学标记,因此,设计Beagle犬肾缺血再灌注模型,同时为了更好的在体观测,获得更为翔实的数据,加以改良,便于多次应用OCT观测肾缺血再灌注后肾脏组织学结构,尤其是肾小管的变化情况,并详细记录相关图像变化。同时设计了OCT对活体肾移植成像的临床观察研究。本研究旨在利用现代光学技术有效遴选移植供体肾脏,并通过判断急性肾小管坏死的程度确定移植后的辅助治疗方案,减少患者肾脏移植风险,增加移植成功率。因此我们的这一研究不仅有助于获得OCT在肾移植应用中的详细肾脏组织学资料,而且可能为评估肾移植存活影响因素及提高存活率开辟新的途径。 方法: 1、采用新型、高速、手持式的OCT系统——OCS1310V1MEMS-VCSEL Swept Source OCT Imaging System,较长的相干长度支持OCT可以测量较大的范围。该系统可以提供高清晰的细节,2D的截面信息及内部的结构。它的成像速率高达96kHz,采集一个256*256*512像素的2维OCT肾脏图像只需0.2s,极大提高了成像速率和质量。 2、采集活体动物肾脏微结构的2维OCT图像 对实验动物麻醉后实施开腔手术,利用高速的OCT手持式或固定于操作台上直接对肾脏器官进行成像,采集肾脏器官微结构的2维图像。实验中,利用夹具固定肾脏,消除器官运动造成的成像误差。另一方面,通过阻断肾脏动脉的血流,对动物肾脏进行2维成像,观察常温下肾脏缺血对其组织微结构的影响。此外,通过比较OCT技术与肾脏组织学活检技术,探讨OCT技术用于判断肾脏正常组织结构及缺血再灌注损伤的临床价值。 3、采集活体肾移植移植前在体、离体灌注后及移植后的2维OCT图像。 对于每一个入组病例,分别就活体肾移植移植前(在体)、离体(即肾脏转移到修肾台,无菌冰浴,进行灌注后)和移植后再灌注(即体内)这几种情况下采集OCT图像。活体肾成像的数据(包括复杂的OCT信号的幅度和相位信息的记录)进行处理与分析,并关联肾移植术后肾功能恢复的情况,探讨OCT用于检测移植肾活性的可行性及意义。 结果: 1、成功建立犬肾脏缺血再灌注模型:犬缺血再灌注24小时,血清尿素氮及肌酐含量达高峰。缺血再灌注组病理改变最明显的是小管形态的变化。肾小管上皮细胞呈现轻、中、重不同程度的变化,主要表现为肾小管上皮细胞浊肿、空泡样变性,还可见刷状缘不同程度的皱缩、脱落、裸露、核深染等现象,在I/R24h组严重者可见细胞呈片状坏死、脱落,在该组HE染色病理组织学活检中还可见到肾小球的明显淤血。结合肾功能指标及肾脏病理的改变表明犬肾缺血再灌注模型成功建立。 2、通过应用OCT研究犬缺血再灌注模型,OCT确实能实时、直观的观测到肾脏的超微机构:肾小球、肾小管及血管等,通过和常用的组织病理学资料比较能够,OCT采集的图像同样能反应类似的组织微观结构,此外,OCT图像的分辨率(1~10μm)足以揭示形态学的细节。缺血前后及再灌注同样采集点的图像区域肾小管的数目可见明显变化。 3、通过应用OCT研究活体肾移植的临床病例,OCT能直观的观测到肾脏的超微机构,尤其是肾小管的结构和分布可清晰成像,OCT采集的图像能反应类似的组织微观结构;另外我们的研究还发现在供体肾脏离体后,OCT图像可见肾包膜下包含肾小管的肾实质结构,最重要的是近曲小管管腔开放显著变化。移植术后肾功能的分析表明,这种近曲小管管腔直径的减少程度与代表移植后肾功能较差的血清肌酐和尿素氮(BUN)测量值密切相关;移植后,重新建立对供肾血流灌注,OCT成像显示的肾小管管腔开放的程度充分反映了肾移植术后肾功能情况。 结论: 1、成功建立犬肾缺血再灌注模型 2、OCT成像术在犬缺血灌注模型上采集的图像确实能直观反应肾脏组织的微观结构,类似于光学活检,并从一定程度上反应肾脏缺血再灌注损伤的程度。 3、活体肾移植的临床病例,同样证实OCT能直观的观测到肾脏的超微机构,OCT采集的图像能反应类似的组织微观结构,关联肾移植术后肾功能恢复的情况,OCT用于检测移植肾活性有一定的可行性,但是如何量化仍需进一步研究。