間質性磁共振淋巴成像評估健康小鼠乳腺淋巴引流的價值

周娟，徐莉莉，喬鵬崗，張洪濤，邢旭東，胡艷梅，盛復庚

·實驗研究·

間質性磁共振淋巴成像評估健康小鼠乳腺淋巴引流的價值

周娟，徐莉莉，喬鵬崗，張洪濤，邢旭東，胡艷梅，盛復庚

目的：探討對BALB/c小鼠乳腺采用Gd-DTPA行間質性磁共振淋巴成像（MRL）的檢查技術并評價其可行性；比較BALB/c小鼠和昆明小鼠乳腺間質性MRL的差異。方法：在3只BALB/c小鼠右側第5組乳腺鄰近皮內注射10μL（1.0μmol）Gd-DTPA溶液，用同樣方法分別于5只BALB/c小鼠和5只昆明小鼠（雌性，大小約10周）右側第5組乳腺鄰近皮內注射相同劑量Gd-DTPA溶液。每只實驗動物均在注射對比劑前及對比劑注射后40 s、2 min 10 s、5 min 10 s、8 min 10 s、11 min 10 s、14 min 10 s、17 min 10 s、20 min 10 s行乳腺MRL掃描，測量增強后淋巴結的信號強度并計算淋巴結-肌肉信號強度比（SIR）。繪制時間-信號強度比曲線，比較兩種小鼠淋巴結增強效果并進行統計學分析。結果：注射Gd-DTPA后40 s，可見BALB/c小鼠右側腹股溝淋巴結明顯強化；時間-信號強度比曲線在注射對比劑后40 s內快速上升，隨后快速下降，20 min時恢復至平掃時的信號強度；對比劑注射前后各時間點BALB/c小鼠與昆明小鼠右側腹股溝淋巴結SIR的比較采用F檢驗，差異均無統計學意義（P＜0.05）。所有實驗小鼠皮內注射Gd-DTPA后未見明顯不良反應。結論：①利用Gd-DTPA進行小鼠乳腺間質性MR淋巴成像是一種安全、重復性好的可行性檢查技術；②昆明小鼠可代替BALB/c小鼠進行乳腺間質MRL研究。

磁共振成像；淋巴成像；對比劑；乳腺；動物實驗

臨床及研究中用于淋巴成像的方法有間質性磁共振淋巴成像（interstital MR lymphography，MRL）、淋巴閃爍成像、淋巴造影及超聲檢查等，其中磁共振成像具有時間和空間分辨率高、無電離輻射等優點，而且MRI對比劑安全性高、在體內排出較快，因此間質性MRL有著無可比擬的優勢［1-3］。本研究以健康小鼠為研實驗對象，探討間質性MRL在小鼠乳腺淋巴結引流方面的診斷價值。

材料與方法

1.研究對象

10周齡健康雌性小鼠共13只，由軍事醫學科學院實驗動物中心提供。其中BALB/c小鼠8只，平均體重約25 g，昆明小鼠5只，體重約40 g。本研究中使用的對比劑為Gd-DTPA，濃度為0.1μmol/μL，由原液（0.5 mmol/m L）經PBS（phosphate-buffered saline）稀釋而成，注射劑量為10μL。

2.小鼠乳腺MR淋巴成像的操作步驟

于MRI掃描前一天用脫毛膏去除小鼠前胸及腹部鼠毛，以利于皮內注射。麻醉：抽取2%戊巴比妥鈉溶液注入小鼠腹腔內，其中BALB/c小鼠麻醉量為0.15 m L，昆明小鼠為0.3 m L。待小鼠進入麻醉狀態后將其用透明膠粘在固定板上。小鼠乳腺間質性MRL分兩期進行。首期：隨機選取3只BALB/c小鼠，在右側第5組乳腺鄰近皮內注射10μL Gd-DTPA溶液，觀察此種對比劑在小鼠乳腺MRL檢查中的可行性；第2期：在首期實驗取得成功后，采用同樣的方法處理5只BALB/c小鼠和5只昆明小鼠。實驗操作時應避免進針過深導致對比劑進入皮下，注射后輕輕按摩局部約10 s。

3.掃描設備記參數

使用Siemens Magnetom Espree Pink 1.5T MR掃描儀和腕關節4通道表面線圈。俯臥位固定小鼠，對小鼠進行冠狀面掃描。分別在注射對比劑前及注射對比劑后40 s、2 min 10 s、5 min 10 s、8 min 10 s、11 min 10 s、14 min 10 s、17 min 10 s和20 min 10 s進行9次MRI掃描，掃描序列為T1WI，掃描參數：TR 400 ms，TE 18 ms，視野80 mm×80 mm，矩陣256×256，層厚1.0 mm，層間距0.5 mm。每次掃描位置應盡量保持一致。

4.數據處理和分析

獲取所有鄰近注射部位的乳腺引流淋巴結的MRI圖像。在淋巴結內增強最明顯區域和鄰近肌肉內信號均勻的部位選擇感興趣區（region of interest，ROI），由兩位資深放射科醫師分別測量ROI的信號強度值（signal intensity，SI），計算淋巴結-肌肉的信號強度比（signal intensity ratio，SIR），繪制增強淋巴結的時間-信號強度比曲線。比較兩種小鼠右側第5水平乳腺引流淋巴結的強化方式及其時間-信號強度比曲線。采用SPSS 17.0軟件中重復測量設計資料的F檢驗，對兩種小鼠的強化結果進行統計學分析，以P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

第一期實驗中的3只BALB/c小鼠，在MRL圖像上均可見右側腹股溝淋巴結有明顯強化。第2期實驗中，昆明小鼠和BALB/c小鼠在注射Gd-DTPA后即刻出現右側腹股溝淋巴結明顯強化（圖1、2），但以昆明小鼠的淋巴結強化更顯著，顯示更清晰；兩組小鼠的時間-SIR曲線表現為注射對比劑后即刻出現SIR快速上升達到頂峰，隨后快速下降（圖3），在20 min時SIR值與注射對比劑前接近（圖2）。對比劑注射前后2組小鼠右側腹股溝淋巴結的SIR值及比較結果見表1，兩者在不同時間點的SIR值的差異均無統計學意義（P＞0.05）。

小鼠皮內注入對比劑后約5min時膀胱內出現高信號，提示對比劑已經過循環系統排泄至膀胱。所有實驗小鼠未出現與對比劑相關的毒性反應，注射部位也未見炎癥反應。

表1 對比劑注射前后2組小鼠右側腹股溝淋巴結SIR比較

討 論

本研究中所使用的Gd-DTPA是一種水溶性、順磁性對比劑，作為目前臨床工作中應用最為廣泛的磁共振對比劑，具有將間質性MRL直接由基礎研究轉化為臨床研究的無可比擬的優勢。多個研究已成功采用大分子對比劑對小鼠進行間質性MRL檢查［4-7］，而采用細胞外小分子對比劑進行小鼠MRL檢查則比較困難［7-9］，原因可能是由于注射對比劑后采集MR圖像的時間多在10 min左右，而此時大部分對比劑已離開淋巴結，導致淋巴結強化不明顯［10-12］。因此注射Gd-DTPA后盡快MRL檢查是獲取高質量圖像的關鍵因素之一。盡管成像時間窗較窄給實際成像操作帶來一些不便，但由于Gd-DTPA在小鼠體內的快速代謝縮短了小鼠的實驗周期，從而有利于實現單次檢查中多點注射，建立可重復性的間質性MRL檢查技術。文獻報道，淋巴結信號強化程度呈濃度依賴性，過高過低均不利于淋巴結成像［7，12，13］，本文參照Sheng等［10］研究中采用的對比劑濃度1.0μmol，實現了淋巴結的明顯強化。

MRI圖像質量主要取決于信噪比、空間分辨率和對比度［11］。為了提高圖像的清晰度，本研究中采用三英寸表面線圈，該線圈的優勢在于能夠很好地包繞小鼠身體，使填充因素相對增加，因而能提高圖像的信噪比，圖像質量得到進一步提高。在實際掃描中，部分BALB/c小鼠的淋巴結在T1WI上仍顯示不清，這主要是由于此種屬小鼠體積太小及磁共振場強等因素的限制所致。此外，本實驗中研究者在預實驗中發現，當MRI每個序列掃描時間由3 min 27 s改為1 min 30 s時，圖像信噪比降低，但鑒于Gd-DTPA淋巴結成像的時間窗較窄的特點，1 min 30 s這一時間點更有利于評估強化淋巴結的信號強度，因此只能舍棄具有更佳信噪比的由3 min 27 s這一時間點而選擇更有利的掃描時間。

圖1 Balb/C小鼠右側第五組乳腺鄰近皮內注射對比劑前后MRL圖像，在注射Gd-DTPA后腹股溝淋巴結（箭）立即顯示有明顯強化，隨后強化程度減弱。a）平掃；b）注射對比劑后40 s；c）注射對比劑后2 min 10 s；d）注射對比劑后20 min 10 s。圖2 昆明小鼠右側第五組乳腺鄰近皮內注射對比劑前后MRL圖像，在注射Gd-DTPA后腹股溝淋巴結（箭）立即出現明顯強化，與圖1所示淋巴結相比要更大，圖像更清晰。a）平掃；b）注射對比劑后40 s；c）注射對比劑后2 min 10 s；d）注射對比劑后20 min 10 s。

本實驗初期，由于小鼠皮膚菲薄，我們發現注射器針尖意外進入皮下時淋巴結強化呈陰性結果，之后調整注射方式，將針尖的深度控制到皮內后，淋巴結強化則呈陽性，因此針頭進針部位對小鼠乳腺淋巴成像結果起著重要作用，可能是因毛細淋巴管主要集中在真皮內［10］，針尖過深不利于對比劑沿著初級淋巴網的早期回流，造成腹股溝淋巴結不顯影。此外，注射對比劑后不可忽視的一個步驟是按摩注射部位。有研究者比較了按摩與不按摩2種方法的MRL動物實驗結果，顯示按摩組淋巴結信號強度明顯高于不按摩組［14］，其解剖基礎是毛細淋巴管的薄壁及其中的微孔構成對比劑由間質進入淋巴循環的結構，按摩后可使淋巴管內皮細胞之間的端-端連接開放，可使內皮細胞之間的間隙從20～30 nm增大至2μm，并可使毛細淋巴管的內皮細胞之間交錯重疊的部分開放，這樣使淋巴管的通透性增加。

除了上述因素在間質性MRL的操作過程中能夠提高成像效率、獲取更佳成像結果，實驗動物的選擇也對改善成像效果起著一定的作用。既往已有文獻報道對豬、兔等較大體積動物進行MRL實驗研究［14-17］，但鑒于易操作性、乳腺癌模型成功率高及經濟成本低等因素，本組動物實驗中在進行乳腺間質性MRL檢查時我們首選小鼠作為研究對象［18］。盡管本實驗中利用小分子對比劑Gd-DTPA進行BALB/c小鼠乳腺間質性MRL也同樣獲得了成功，但考慮到BALB/c小鼠體積小，加上我們使用的1.5T MR儀的空間分辨率上仍不及高場強MR掃描儀，使得圖像清晰度欠佳，因此，我們試圖尋找成像效果更好的另一種屬的小鼠進行乳腺間質MRL，因昆明小鼠有25%的乳腺癌發病率，并且體積較BALB/c大，理論上能夠獲取更高信噪比的MRI圖像，可以更清楚地顯示對比劑在淋巴結內的分布及強化方式。目前尚未見文獻報道昆明小鼠用于乳腺間質性MRL檢查的研究，本組實驗證實，昆明小鼠與BALB/c小鼠在同樣實驗條件下獲得的乳腺引流淋巴結強化效果無明顯差異，只需在掃描時間上做輕微調整即能獲取更清晰的MRL圖像（圖3），因此，昆明小鼠有望作為代替BALB/c小鼠進行乳腺間質性MRL的實驗動物。

圖3 昆明小鼠與Balb/C小鼠在Gd-DTPA增強后右側腹股溝淋巴結的時間-信號強度比曲線，均顯示在對比劑注射后淋巴結迅速強化達到峰值，隨后強化程度快速下降，在20 min左右淋巴結的SIR與對比劑注射前接近；2種小鼠的時間-信號強度比曲線無明顯差異。

本實驗應用的對比劑Gd-DTPA進入淋巴結后盡管能顯示淋巴結強化，但在顯示對比劑進入淋巴結的途徑及在淋巴結內的分布等方面成像質量并不令人滿意，隨著多種新型磁共振對比劑的研制，具有靶向性的納米對比劑有望能進一步應用于磁共振淋巴成像。新型靶向納米對比劑與正常淋巴結內受體或惡性腫瘤轉移淋巴結內癌細胞特異性結合，有望實現對淋巴結特異性較高的定性診斷。此外，隨著MRI掃描儀由低場強向高場強發展及掃描線圈的改進，MRL中淋巴結成像的信噪比也會不斷增加，這也為小鼠乳腺MRL檢查提供了更佳的硬件條件。間質性MRL存在的不足之處即在間質內注射對比劑后，若注射點遠端淋巴管梗阻則會導致對比劑通過較少，淋巴系統成像效果較差甚至不能成像，因此對于范圍較廣的淋巴系統病變，只能選擇多點注射才能全面評估病情，這盡管為實際操作帶來諸多不便，但Gd-DTPA的快速血流動力學特性也為實現多部位淋巴成像提供了良好的應用前景。

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Interstitial MR lymphangiography using Gd-DTPA：assessment in lymph drainage from mice＇s mammary gland

ZHOU Juan，XU Li-li，QIAO Peng-gang，et al.Department of Radiology，the Affiliated Hospital of Academy of Military Medical Sciences，Beijing 100071，P.R.China

Objective：To explore the examination technique and feasibility of interstitial MR lymphangiography（MRL）using gadopentetate dimeglumine（Gd-DTPA）for delineating the lymphatic drainage from mammary glands in mice.Interstitial MRL was performed in BALB/c mice and KM mice to compare their MRL manifestation.Methods：Firstly，three BALB/c mice were intradermally injected with 10μL Gd-DTPA（1.0μmol）near the papilla of the right fifth mammary glands for preliminary observation.Later on，five BALB/c mice and five KM mice were treated in the same way.The serial MRL were obtained before and at the time points of 40s，2min10s，5min10s，8min10s，11min10s，14min10s，17min10s and 20min10s after contrast injection.The signal intensity ratio（SIR）of lymph node to muscle was measured and calculated.The time-SIR curve of the lymph node was obtained and its difference between BALB/c and KM mice was compared statistically.Results：After contrast injection，the right inguinal lymph drainage was clearly demonstrated with high signal intensity of local lymph nodes in all the mice.The pattern of time-SIR curve was rapid wash-in within 40s after injection and then rapid wash-out，at 20min after injection the signal intensity of the lymph nodes was nearly equal to that before contrast injection.There were no statistical differences between the SIRs of inguinal lymph nodes in the two kinds of mice at different time point（P＜0.05）.All the mice survived after the experiment.Conclusion：①Interstitial MR lymphangiography with Gd-DTPA allowed clear visualization of the lymphatic pathway in healthy mice.②The KM mouse can be used in interstitial MRL experiment.

Magnetic resonance imaging；Lymphangiography；Contrast media；Mammary gland；Animal experiment

R445.2；R655.8

A

1000-0313（2015）12-1191-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2015.12.009

2015-07-13）

100071 北京，軍事醫學科學院附屬醫院放射科（周娟、喬鵬崗、張洪濤、邢旭東、胡艷梅、盛復庚）；100095 北京，北京老年醫院放射科（徐莉莉）

周娟（1982-），女，河南駐馬店人，碩士，主治醫師，主要從事腫瘤影像診斷工作。

盛復庚，E-mail：13717684821＠163.com

國家自然科學基金（面上：21575161；青年：21105120）