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原发性肝癌(Hepatocellular carcinoma, HCC)是我国最常见的恶性肿瘤之一,由于HCC早期症状隐匿,合并肝硬化的发生率极高,肝功能储备差,病人就诊时多属中晚期,手术切除率较低,且切除后复发率较高。因此,肝癌的早期诊断与治疗面临着巨大的挑战。本实验通过给予SD大鼠持续小剂量二乙基亚硝胺(Diethylnitrosamine, DENA)自由饮用的方法,建立与人类肝癌发生发展病程类似的动物模型,并动态分析诱癌过程中不同时期肝脏病变组织中Kupffer细胞吞噬超顺磁性氧化铁(Superparamagnetic iron oxide, SPIO)示踪剂后的MR成像表现和病理学对照,研究肝硬化肝癌诱发过程中不同病变组织内SPIO分布变化,不但能评估Kupffer细胞的功能,而且对肝脏弥漫性病变的早期诊断、肝脏恶性病变的检出及用于分子影像学研究具有重要的临床价值和意义。本研究主要包括三部分。第一部分：SD大鼠肝硬化肝癌模型的建立及SPIO增强前后MR成像表现目的：建立大鼠肝硬化肝癌模型,研究肝硬化背景下SPIO增强前后肝癌检出率。方法：30只雄性SD大鼠随机分成2组：实验组20只,予生理盐水配制浓度为0.1mg/ml的DENA水溶液自由饮用,给药12周后改为空白饮用水。对照组10只,整个实验过程均饮用灭菌生理盐水。20周后随机抽取大鼠先行MRI T1WI、T2WI、T2*WI平扫,再注入SPIO1h后增强扫描,计算不同肝脏组织的相对信号强度比(SIR)、肝脏和病灶的对比噪声比(CNR)及肝脏组织信号强度下降百分比(PSIL),取大于2mm的结节性病灶统计MRI增强前后各序列和病理检出数；观察MRI征象,标本行HE染色分析。结果：实验组大鼠肝功能指标ALT及AST[分别为(130.43±8.83)和(415.00±55.44)U/L]较对照组[分别为(39.57±7.25)和(132.93±39.03)U/L显著升高(P<0.001)。平扫T1WI上肝癌结节信号表现为稍低、等及稍高信号,部分病灶因出血、坏死而呈更低或高低混杂信号影,检出率为46.88%；T2WI上肝癌表现为高、稍高信号及混杂信号,可以很好的显示,检出率达84.38%;T2*WI上肝癌检出率为53.13%,信号主要表现为等及稍高信号；三者间总的检出率之间有统计学差异(P<0.05)。注入SPIO后1h增强扫描,T1WI上肝癌检出率为71.88%,T2WI为94.79%,T2*WI为91.67%,三者间检出率之间有统计学差异(P<0.05),但增强前后T2WI上肝癌检出率差异无统计学意义(P>0.05),T1WI及T2*WI增强前后肝癌检出率差异有统计学意义(P<0.001)。各序列上肝脏组织的相对信号强度比(SIR)均较平扫时降低(P<0.001),肝癌组织增强前后SIR无明显变化(P>0.05)；其肝脏组织信号强度下降百分比(PSIL)T2*WI序列最大,T2WI序列次之,T1WI序列最小,三者间差异有统计学意义(P<0.001),肝癌组织在各序列PSIL差异无统计学意义(P>0.05)。各序列上肝脏与病灶的对比噪声比(CNR)较增强前明显提高,增强前后差值有统计学意义(P<0.05)。结论：二乙基亚硝胺诱发SD大鼠肝硬化肝癌的模型与人类肝硬化肝癌的发生发展过程较为类似,通过SPIO增强MR扫描能有效增强肝脏肿瘤与正常肝组织的信号强度比,可提高肝硬化背景下小肝癌的检出率。第二部分：SPI0增强MRI评估大鼠肝硬化肝癌形成过程中Kupffer细胞功能的实验研究目的：探讨大鼠肝硬化肝癌形成不同时期各病变组织SPIO增强后MR信号改变与蓝染Kupffer细胞之间的关系。方法：30只雄性SD大鼠,分别建立单纯性肝硬化模型10只,肝硬化肝癌模型10只,正常对照组10只,分别行SPIO增强前后T2WI及T2*WI扫描,计算肝脏组织信号强度下降百分比(PSIL),标本行HE及普鲁士兰(Perl’s)染色,分析病灶增强后信号变化与蓝染Kupffer细胞数量之间的关系。结果：注入SPIO1h后增强扫描,正常肝组织在各序列信号明显均匀下降,单纯性肝硬化组织较正常肝组织轻度均匀下降,癌旁肝硬化组织不均匀下降,而肝癌组织信号无明显改变；在同一序列不同病变组织间PSIL比较差异有统计学意义(P<0.001),其中正常肝组织在各序列上PSIL值最大,单纯性肝硬化组织及癌旁肝硬化组织依次之,肝癌组织PSIL最小。普鲁士蓝染色显示正常肝组织蓝染颗粒数量最多,肝硬化组织蓝染颗粒较正常肝组织稍减少,但两者间差异无统计学意义(P>0.05),癌旁肝硬化组织蓝染颗粒较上述组织减少,肝癌组织有少许甚至无蓝染颗粒。4种不同肝脏组织间蓝染颗粒数量差异有统计学意义(P<0.001)。不同肝脏组织SPIO增强后MR各序列信号变化与组织中的蓝染颗粒数呈线性相关趋势,并具有统计学意义(P<0.01)。结论：通过SPIO增强MR检查不但能间接反映不同病变组织中Kupffer细胞数量及功能状态变化,而且对肝脏弥漫性病变的早期诊断、肝脏恶性病变的检出具有重要的临床价值和意义。第三部分：运用MRI评估超顺磁性氧化铁纳米粒在肝硬化肝癌组织中分布变化的实验研究目的：研究超顺磁性氧化铁纳米粒(SPIO)作为MRI对比剂在肝硬化肝癌组织中分布变化情况,探讨其用于分子靶向成像的可行性。方法：建立肝硬化肝癌模型25只,对照组10只。于20周后先进行MR T2WI及T2*WI平扫,再注入SPIO后1小时、24小时、48小时、72小时及96小时分别行MR增强扫描,每一时段5只,每一时段大鼠扫描完成后立即处死。同理,空白对照组每一时段取2只。分析MR图像,取肝脏标本进行HE和普鲁士蓝染色病理学检查。结果：正常肝组织及癌旁肝硬化组织,注入SPIO后1h增强扫描,各序列上肝脏组织信号明显下降,24h肝脏组织信号强度下降百分比(PSIL)达到最大,48h、72h及96h后均下降,下降程度依次减低,五者间其PSIL差异有统计学意义(P<0.001),其中24h正常肝组织信号下降程度最大；而20W肝癌组织,注入SPIO各时段其信号无明显变化,PSIL差异无统计学意义(P>0.05)。普鲁士蓝染色显示正常肝组织及肝硬化组织蓝染的Kupffer细胞数在24h达到最多,后逐步减少,正常肝组织减少幅度最大,差异有统计学意义(P<0.001)；部分高分化肝癌组织散在少许蓝染的Kupffer细胞,低分化肝癌组织内无蓝染细胞。结论：通过MR扫描动态观察SPIO分布变化情况,不仅可用于肝脏恶性病变的检出,而且具有将SPIO作为MRI对比剂用于分子靶向成像的潜能。