肾移植急性排斥反应的早期诊断与多领域应用

### 肾移植急性排斥反应的早期诊断与多领域应用 #### 1. 肾移植相关指标分析 - **扩散加权图像标记物** - **3D 分割**：为精确计算表观扩散系数（ADCs），准确分割至关重要。最佳方法是基于 3D B 样条的非刚性配准，该方法可减少肾移植物的移动，并借助整合区域统计信息（如外观、形状和空间扩散加权磁共振成像（DW - MRI）特征）的引导力，利用马尔可夫 - 吉布斯随机场这一特定图像模型结合这些特征。此外，还应用了基于水平集的 3D DW - MRI 肾脏分割方法。 - **扩散参数估计**：设置 11 个不同的 b 值作为判别性 DW - MR 图像标记物，在精确肾脏分割后测量这些不同值下的体素级 ADCs（3D ADCs）。测量 ADCs 的公式为 Le Bihan 方程：$ADC_v = \frac{1}{b_0 - b} \times \ln(\frac{g_{b,v}}{g_{0,v}})$，其中 $v$ 表示具有 3D 坐标 $(x,y,z)$ 的特定区域的体素，$g_0$ 表示在 $b_0$ 时获得的分割 MR 图像，$g_b$ 表示在给定 b 值时测量的分割 MR 图像。 - **临床生物标志物**：对 56 例肾移植患者进行研究，其中 30 例为急性排斥（AR）患者，26 例为非排斥（NR）患者。所有患者均接受血清肌酐（SCr）和肌酐清除率（CrCl）检测，以测量血液中肌酐水平，评估肾脏功能。患者中 38 例为男性，18 例为女性，平均年龄为 34 ± 15.62 岁（范围为 12 - 65 岁）。NR 患者的 SCr 平均值为 1.16 ± 0.23 mg/dL，AR 患者为 2.23 ± 0.71 mg/dL；NR 患者的 CrCl 平均值为 72.61 ± 17.58 mL/min，AR 患者为 39.63 ± 11.98 mL/min。 - **临床与影像生物标志物的整合过程**：综合考虑肾移植患者的临床情况，将 SCr、CrCl 与测量的影像标记物（在 11 个不同 b 值下估计的 3D ADCs）结合，作为肾移植状态的可测量指标，得到新的 3D 整合 ADCs（IADCs）。但使用 IADCs 作为整个肾脏的测量单位时存在困难，因为肾脏体积和数据来源不同（如来自埃及和美国的不同扫描仪）。为克服这些困难，通过在 11 个不同 b 值下的累积分布函数（CDFs）来表征 IADCs。计算 IADCs 的最小值和最大值，并将其分为 100 步，然后在 NR 和 AR 组之间分布 CDFs。 #### 2. 实验结果 - **数据收集**：56 例肾移植患者参与研究，其中 26 例患者的 DW - MRI 扫描显示肾脏移植物功能正常（NR），30 例患者经肾活检组织学诊断为 AR。DW - MRI 扫描来自两个不同地理区域，