MR 彌散加權成像在腎臟疾病診斷中的應用進展

郭永榜，董國禮，楊耀武

(醫(yī)學影像四川省重點實驗室，川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院放射科，四川 南充 637000)

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1 腎臟DWI 成像技術基礎知識

1.1 腎臟的功能解剖及特點

腎單位是構(gòu)成腎臟結(jié)構(gòu)的基本功能單位，由腎小體和腎小管組成，腎小管又分為近端小管、髓襻細段和遠端小管。腎小體主要分布于腎皮質(zhì)，腎小管和集合管主要分布于髓質(zhì)。腎臟血供豐富，但分布不均，皮質(zhì)血供約占94%，遠大于髓質(zhì)。成人24 h腎小球可濾過約180 L 血漿形成原尿，腎小管和集合小管對濾過的原尿進行重吸收和再分泌，原尿中絕大部分水、營養(yǎng)物質(zhì)和無機鹽等又被重吸收入血，部分離子如Na+、Cl-等和其他的電解質(zhì)也在此進行交換，濾液經(jīng)遠曲小管和集合管時又進一步濃縮，最后形成尿液，維持體內(nèi)電解質(zhì)和酸堿平衡。正是腎小球的特殊結(jié)構(gòu)，腎小管的特殊排列方式及其分泌和重吸收的特殊功能，使腎臟適合進行DWI 成像研究，也引起了眾多學者的研究興趣。

1.2 腎臟DWI 技術

常規(guī)的SE-DWI 序列成像時間長，脈搏搏動、組織顫動、呼吸運動等生理因素均可影響圖像質(zhì)量，所以DWI 在腹部的應用受到一定限制。隨著MR 快速成像技術EPI 的應用，運動產(chǎn)生的偽影得到很大程度的抑制和減弱，使平面回波彌散加權成像(EPIDWI)技術在腹部臟器中的應用迅速開展。EPI 序列提供了快速切換的高強度梯度場，使DWI 成像時間大大縮短，生理運動的偽影也得到抑制或減弱，這樣就可獲得較清晰的高b 值的DWI 影像。體部DWI 常用序列有單次激發(fā)SE-EPI、多次激發(fā)SE-EPI及半傅里葉單次激發(fā)turbo SE-EPI 等改進序列，其中最常用的是單次激發(fā)SE-EPI 序列［1］。研究表明，SENSE 技術和觸發(fā)脈沖技術縮短了DWI 時間，運動偽影大大減弱，使ADC 值的準確度有了很大提高［2-3］。

2 DWI 在腎臟疾病診斷中的應用

2.1 彌漫性腎病的應用

裴新龍等［4］選擇慢性腎病患者26 例及對照組正常志愿者22 名行擴散加權成像，結(jié)果認為DWI可以反映慢性腎病腎功能的狀態(tài)，在高b 值時對應的ADC 值與血清肌酐和尿素氮值呈一定的負相關關系，認為它對無創(chuàng)性評價腎臟功能具有重要價值。李晨霞等［5］將10 名健康志愿者和45 例不同分期的慢性腎病患者對照，結(jié)果顯示慢性腎病腎臟的ADC值均明顯低于正常組腎臟ADC 值，不同分期慢性腎病患者腎臟ADC 值之間差異也有統(tǒng)計學意義，認為DWI 可以作為臨床評價腎臟功能的一種無創(chuàng)檢查方法。吳姝焜等［6］也對15 例正常組與32 例慢性腎臟疾病組對照統(tǒng)計分析后認為，ADC 值可以作為一種新的評價腎功能的指標，且診斷早期腎臟疾病敏感性也較高。腎間質(zhì)纖維化和缺氧會加速慢性腎病的進展，但目前缺乏測量這些因素的診斷方法，Inoue 等［7］對142 例慢性腎病患者分組研究，包括糖尿病43 例，無糖尿病76 例，急性腎損傷23 例，均行MRI 常規(guī)及T2* 、DWI 成像，結(jié)果顯示ADC 及T2*可以作為評估腎間質(zhì)纖維化及腎缺氧程度的準確指標，同時DWI 可以無創(chuàng)性的評估腎的功能情況。Togao 等［8］報道:腎纖維化時，纖維細胞的數(shù)目會增多，導致ADC 值下降，所以DWI 有可能成為判斷腎臟纖維化的一種無創(chuàng)檢查手段。Yildirim 等［9］對20例腎動脈狹窄的患者和13 例正常志愿者對照后發(fā)現(xiàn)，腎動脈狹窄的患者ADC 值均低于正常對照者，DWI 可幫助判斷腎動脈狹窄患者腎功能損害的程度。慢性腎疾病患者的病因有多種因素，如內(nèi)外源性毒物、免疫反應、代謝感染、動脈狹窄等，致腎小球毛細血管損害、間質(zhì)纖維化，腎實質(zhì)與間質(zhì)的纖維化限制了腎組織內(nèi)水分子的擴散運動，進行DWI 成像后，在擴散圖像上信號高于正常組織，而ADC 圖上信號則低于正常組織，所以ADC 值在早期慢性腎臟疾病的診斷和腎功能水平的判斷方面有重要價值。

2.2 腎臟占位性病變的應用

DWI 在腎臟腫瘤的應用國內(nèi)外報道文獻較多。張月浪等［10］對正常腎臟、腎癌、腎錯構(gòu)瘤、腎囊腫的DWI 的表現(xiàn)進行對比，并測得在b 值為500、800、1 000 s/mm2時，同一b 值下正常腎臟、腎癌、腎錯構(gòu)瘤、腎囊腫ADC 值存在統(tǒng)計學差異，通過DWI 及ADC 值研究，可以更早更多地了解腫瘤內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有助于腎臟良惡性疾病的診斷與鑒別診斷。惡性腫瘤因為細胞數(shù)目多，細胞核大，彌散受限，所以DWI像上一般呈高信號，ADC 圖上則呈低信號，故惡性腫瘤的ADC 值一般低于良性腫瘤［11］，而良性囊腫的ADC 值則顯著高于良性腫瘤，有囊變壞死腫瘤的ADC 值顯著高于實性腫瘤，惡性腫瘤囊變的ADC值顯著低于良性的囊性病變的ADC 值，其間差異有統(tǒng)計學意義［12］。余小多等［13］對惡性腫瘤的ADC值比較后發(fā)現(xiàn)腎非透明細胞癌與透明細胞癌ADC值差異有統(tǒng)計學意義，腎透明細胞癌級與級間ADC值比較差異也有統(tǒng)計學意義，所以DWI 可用于腎臟惡性腫瘤的輔助診斷，其定量分析ADC 值可能有助于鑒別腎臟惡性腫瘤的不同病理類型及組織學分級。Yoshikawa 等［14］比較單純囊腫、復雜囊腫、腎錯構(gòu)瘤、腎癌及腎實質(zhì)ADC 值后發(fā)現(xiàn)，腎錯構(gòu)瘤的ADC 值最低，單純囊腫與復合性囊腫、腎癌及腎實質(zhì)之間比較ADC 值較低，它們之間差異有統(tǒng)計學意義，而復雜囊腫，腎癌及腎實質(zhì)ADC 值之間差異無統(tǒng)計學意義。Tanaka 等［15］對41 個腎實性占位病灶(病理已證實透明細胞癌36 個，平滑肌脂肪瘤5個)進行MRI 平掃及DWI 成像，測得兩者ADC 值標準差P 值遠小于0.05，認為DWI 對透明細胞癌和平滑肌細胞瘤術前鑒別是一種有用且無創(chuàng)的檢查方法。

2.3 腎結(jié)核方面的應用

在常規(guī)MRI 檢查時結(jié)核性膿腎與腎積水均表現(xiàn)為長T1及長T2信號，不易鑒別，但通過DWI 可以鑒別。武志峰等［16］報道在擴散圖中結(jié)核性膿腎患者腎盂內(nèi)信號的強度高于腎盂積水，而結(jié)核性膿腎腎盂內(nèi)所測的ADC 值低于腎盂積水，這是由結(jié)核性膿腎與腎積水的液體成分差異產(chǎn)生的，結(jié)核性膿腎內(nèi)存在壞死組織、出血和其它細胞成分，這些成分限制了其內(nèi)水分子的運動，在擴散圖中信號不均勻，平均ADC 值明顯低于腎積水，所以DWI 成像可用于結(jié)核性膿腎與腎積水的鑒別診斷，它是一種可信度較高且無創(chuàng)的檢查方法。

2.4 腎臟腫瘤治療效果的應用

Thoeny 等［17］做大鼠腫瘤模型研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)放化療等治療后，惡性腫瘤的ADC 值會升高，有臨床研究［18-19］也驗證了這一結(jié)果，經(jīng)過有效治療后腫瘤病灶ADC 值會升高，而治療無效時ADC 值則無變化，而且ADC 值升高的病例療效好于ADC 值無變化的病例［20-21］。這是因為經(jīng)臨床有效治療后，使腫瘤細胞囊變壞死，數(shù)目減少，細胞外間隙增寬，水分子的彌散速度就會加快，從而使測得的ADC 值上升。Desar 等［22］對10 例腎細胞癌患者化療3 d 和10 d后進行評估測定，ADC 值顯著升高，差異有統(tǒng)計學意義，認為DWI 對腎癌治療效果評估可以發(fā)揮重要作用。所以ADC 值的測量將有可能成為一種評判腎臟腫瘤療效的無創(chuàng)檢查方法。

2.5 胎兒腎病的應用

Chaumoitre 等［23］對51 例正常胎兒和10 例有病理改變的腎臟胎兒的ADC 圖對照，ADC 值差異有統(tǒng)計學意義，認為DWI 有助于胎兒腎靜脈血栓等的診斷。Manganaro 等［24］研究發(fā)現(xiàn)隨著胎齡的增加，ADC 值呈下降趨勢，即ADC 值與胎齡可能有相關性，所以DWI 可能為胎兒提供腎發(fā)育方面的功能信息。Witzani 等［25］認為DWI 測出的ADC 值結(jié)合MRI 的常規(guī)序列的掃描信息，可能對胎兒腎異常的產(chǎn)前診斷有幫助。Savelli 等［26］對50 例超聲疑似腎臟發(fā)育異常的胎兒進行MRI 彌散研究，結(jié)果認為DWI 及ADC 圖可用于評估腎實質(zhì)病變，有可能成為通過測量腎組織的ADC 值來評價胎兒腎功能的一種方法。

2.6 腎移植方面的應用

腎移植后的并發(fā)癥很多，如腎動脈狹窄、排異反應、急性腎小管壞死等，這些并發(fā)癥會引起腎臟皮質(zhì)血流灌注減少，腎功能急性衰竭，從而導致腎組織中水分子的彌散受限，所以可通過測量腎臟彌散的ADC 值來反映腎功能不全程度的分級。Abou-El-Ghar 等［27］對49 例腎移植后腎功能正常穩(wěn)定和21例腎移植后急性腎衰竭的2 組患者進行DWI 對照研究，結(jié)果第1 組患者ADC 值明顯高于第2 組患者，認為DWI 在診斷腎移植急性腎衰方面是一種非常有前瞻性的新技術。許晶晶等［28］在移植腎急性排斥反應期采用不同b 值下的DWI 成像研究:結(jié)果是在相同b 值下急性排斥反應的移植腎的ADC 值均低于正常腎，最佳b 值為800 s/mm2時，此時敏感性和特異性最高。Blondin 等［29］報道腎移植患者腎皮質(zhì)的ADC 值低于正常人，且患者的血肌酐水平與ADC 值間有顯著相關性，故DWI 檢查可能成為移植腎早期排斥反應等的無創(chuàng)性監(jiān)測方法，但是ADC 值受彌散敏感系數(shù)b 值的影響較大，重復性不佳，所以DWI 用于評價腎移植排斥反應還需進一步的研究探索。Palmucci 等［30］研究應用DWI 對移植腎的腎功能評價，通過21 例腎移植患者的觀察，其敏感性77.8%，特異性為83.3%。

綜上所述，DWI 對腎臟彌漫性病變、占位性病變、感染性病變、胎兒腎病等的診斷以及各自相關疾病間的鑒別診斷都有一定的臨床應用價值。此外，DWI 還可以為臨床醫(yī)師提供腎移植功能評估、腫瘤療效評估等相關的信息。總之，DWI 作為一種新型的腎臟疾病檢查技術，其價值和作用越來越引起研究者的關注和重視。但是我們注意到腎臟DWI 也存在一些缺陷，各種偽影多、圖像質(zhì)量差、對腫瘤的分期診斷也有局限性等。隨著設備功能及軟、硬件的不斷更新、升級和完善，相信這些缺點將會得以改善或消除，DWI 重要的臨床價值將會進一步提升、完善和發(fā)展，而且將會有更加廣闊的應用前景。

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