急性腎盂腎炎DWI評估研究進展

劉 肖 袁 濤* 李雪慶 全冠民

急性腎盂腎炎DWI評估研究進展

劉 肖1袁 濤1*李雪慶2全冠民1

急性腎盂腎炎（APN）為好發(fā)于中青年女性的常見泌尿系統(tǒng)疾病。影像檢查可反映APN腎臟受累程度、范圍及是否存在并發(fā)癥，對于病變評估具有重要臨床價值，但常規(guī)影像檢查對APN的診斷及評價仍存在一定限度。而DWI技術(shù)具有無需注射對比劑、快速成像及操作簡便等優(yōu)點，能夠無創(chuàng)性反映活體組織或器官的功能狀態(tài)，并可通過測量表觀擴散系數(shù)（ADC）值對功能狀態(tài)進行定量評估，尤其在APN診斷及腎膿腫檢出方面具有獨特價值。

腎盂腎炎；磁共振成像；擴散加權(quán)成像；表觀擴散系數(shù)；腎膿腫；腎功能

Int J Med Radiol，2016，39（6）：654-656

急性腎盂腎炎（acute pyelonephritis，APN）為好發(fā)于中青年女性的常見泌尿系統(tǒng)疾病，診斷主要依靠典型臨床癥狀與實驗室檢查[1]。影像檢查可反映APN腎臟受累程度、范圍及是否存在并發(fā)癥，對于病變評估、預(yù)后判斷及隨訪等具有重要臨床價值[2]，超聲為APN首選檢查，但其診斷敏感度（56.7%）及特異度（74.3%）較低[3]；CT增強檢查較超聲敏感度（86.8%）及特異度（87.5%）高，為當前非妊娠女性診斷與評價APN的放射學(xué)金標準[4]，但由于存在電離輻射并需注射碘對比劑而應(yīng)用受限。近年有研究[5]表明，MRI診斷APN的敏感度及特異度與CT相近，尤其DWI技術(shù)具有成像速度快、對運動不敏感且無需注射對比劑等優(yōu)點，能夠無創(chuàng)性反映活體組織或器官的功能狀態(tài)，并可通過測量表觀擴散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）值對功能狀態(tài)進行定量評估。目前DWI技術(shù)已成為APN影像評估的研究熱點[6-7]。本文對腎臟DWI技術(shù)與其對APN研究現(xiàn)狀進行綜述，并提出研究存在的問題與可能趨勢。

1 腎臟DWI生理基礎(chǔ)與技術(shù)特點

1.1 腎臟DWI的解剖與生理基礎(chǔ)腎單位是腎臟結(jié)構(gòu)與功能的基本單位，由腎小體與腎小管組成。腎小體主要分布于皮質(zhì)，腎小管和集合管主要分布于髓質(zhì)。腎臟血供豐富，占心輸出量的20%～25%，其中腎皮質(zhì)血流量約占腎臟總血流量94%，而腎髓質(zhì)血流量占比不足5%。腎臟含水量豐富，水分子擴散活躍，成人24 h腎小球可濾過約180 L血漿形成原尿，腎小管和集合管對濾過的原尿進行重吸收和再分泌，通過逆流倍增等機制進行稀釋濃縮，最后形成終尿，以維持體內(nèi)水電解質(zhì)及酸堿平衡[8]。腎臟不停地進行水的重吸收、濃縮與稀釋，所以水的轉(zhuǎn)

運為腎臟主要功能之一。腎臟病變影響腎臟血流量及水的轉(zhuǎn)運，而DWI主要反映水分子擴散運動。因此可通過腎臟DWI及ADC值測量來綜合評價腎臟微血管灌注及水分子擴散。此外腎臟位于腹膜后，受呼吸運動影響較小，易獲得信噪比較高的影像[9]。這些解剖及生理功能特點使得腎臟適合行DWI研究。

1.2 腎臟DWI技術(shù)特點常規(guī)自旋回波（spinal echo,SE）-DWI序列掃描時間長，容易受呼吸、臟器運動及脈搏搏動等因素影響，因而限制了DWI技術(shù)在腎臟的應(yīng)用。但隨著MR快速成像技術(shù)的出現(xiàn)，如平面回波成像（echo planar imaging，EPI）序列能抑制或減弱運動偽影，使得該技術(shù)在腎臟的應(yīng)用成為可能。EPI序列的特點：單次激發(fā)后幾十秒內(nèi)即可獲得圖像重建所需的原始數(shù)據(jù)，能克服大部分生理運動偽影，且EPI序列提供了快速切換的高強度梯度場，可獲得高b值DWI影像（b值越高，擴散權(quán)重越大，越接近真實擴散水平）。目前，腎臟DWI技術(shù)采用EPI改進序列，如單次激發(fā)SE-EPI、多次激發(fā)SE-EPI及半傅里葉單次激發(fā)快速自旋回波（turbo spinal echo,TSE）-EPI等，其中以單次激發(fā)SE-EPI最為常用[10]。研究表明，敏感編碼（sensitivity encoding，SENSE）技術(shù)和觸發(fā)脈沖技術(shù)有助于縮短DWI成像時間，減少運動偽影，提高ADC值測量準確度[11-12]。

2 DWI對APN的評估研究

2.1 APN病灶DWI特點DWI顯示APN病變區(qū)擴散受限。Verswijvel等[13]對3例APN與2例腎膿腫行DWI研究，觀察APN與腎膿腫DWI表現(xiàn)并分析其原因。結(jié)果顯示，APN病灶DWI表現(xiàn)為水分子擴散受限（即DWI呈高信號），認為是細胞毒性水腫（類似腦梗死）的擴散受限；此外，APN可引起炎性細胞在腎小管蓄積，導(dǎo)致細胞密度增大，這也是水分子擴散受限的原因。APN病灶合并膿腫時，DWI表現(xiàn)為在擴散受限信號背景中更為明顯的異常信號灶（即膿腔，DWI更亮、ADC值更低）。Faletti等[14]對52例APN及36例腎膿腫行DWI研究，得到與Verswijvel等近似的結(jié)果，且進一步證明正常腎組織、APN及腎膿腫的平均ADC值分別為（2.16± 0.24）×10-3mm2/s、（1.46±0.27）×10-3mm2/s及（1.13± 0.4）×10-3mm2/s，三者差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）?？梢奃WI技術(shù)在APN診斷及腎膿腫檢出方面具有獨特價值。

2.2 DWI對APN的診斷價值DWI對APN的診斷價值優(yōu)于常規(guī)影像技術(shù)。如Rathod等[15]對42例 APN分別行CT平掃、增強掃描及DWI，比較3種不同成像方法診斷APN的敏感度，結(jié)果表明CT平掃敏感度為66.7%，CT增強敏感度為88.1%，而DWI技術(shù)敏感度為95.3%，明顯高于CT平掃及增強掃描。De Pascale等[16]對163例APN行DWI與Gd增強（GE）-MRI檢查，比較兩者診斷APN的準確度，結(jié)果顯示在414次MRI檢查中（包括首次檢查與復(fù)查），258次DWI與GE-MRI呈正相關(guān)，無相關(guān)者133次，其余14次假陰性、9次假陽性。DWI診斷APN的敏感度、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、準確度分別為95.2%、94.9%、96.9%、92.3%、94.6%。Vivier等[17]對39例APN行GE-MRI及DWI檢查，以GE-MRI結(jié)果為金標準，計算DWI診斷APN的敏感度及特異度并評價兩種成像方法診斷APN一致性，結(jié)果顯示DWI診斷APN的敏感度為100%，特異度為93.5%；GE-MRI與DWI診斷APN具有較好一致性（κ=0.92，P=0.25），表明DWI是診斷APN有前景的新技術(shù)，其與GE-MRI具有高度診斷一致性，其優(yōu)點是可在無輻射及不使用對比劑的情況下做出診斷。

此外，ADC值與腎功能也存在一定相關(guān)性，而APN可合并一定程度腎功能障礙，腎功能狀態(tài)對APN病人的治療及預(yù)后均有一定影響。Goyal等[18]對22例腎功能不全與66例腎功能正常者行腎臟DWI檢查（b=0、500 s/mm2，Siemens 1.5 T），測量兩組腎實質(zhì)ADC值，并分析ADC值與腎功能指標的相關(guān)性，結(jié)果顯示腎功能不全者ADC值明顯低于腎功能正常者[（2.11±0.29）×10-3mm2/s與（2.32±0.12）×10-3mm2/s]；ADC值與估計腎小球濾過率（eGFR）呈正相關(guān)（r= 0.784，P=0.003），而ADC值與血肌酐及血尿素均呈負相關(guān)（r=-0.530、r=-0.502，P＜0.001）。以上研究表明ADC值可反映腎功能狀態(tài)，對APN臨床治療及預(yù)后評估有一定指導(dǎo)意義。

目前尚未檢索到DWI反映APN嚴重程度及預(yù)測預(yù)后的相關(guān)文獻，因此DWI與APN病變程度、范圍及預(yù)后等的相關(guān)研究結(jié)果有待進一步研究報道。

2.3 ADC值檢出腎膿腫價值A(chǔ)PN合并腎膿腫的臨床表現(xiàn)與單純APN極為相似，但其嚴重程度及危害性超過單純APN，治療不及時可能導(dǎo)致病情惡化甚至死亡，且近年來其發(fā)病率有明顯增高的趨勢[19]，因此合并腎膿腫的檢出顯得至關(guān)重要。以往常規(guī)影像技術(shù)對合并膿腫的檢出率及特異度較低，影像評價存在較大限度，而近期研究表明，ADC值在腎膿

腫檢出方面有重要應(yīng)用價值。Faletti等[14]對88例APN行DWI檢查（b=0、300、600 s/mm2，Philips 1.5 T），比較正常腎組織、APN及腎膿腫之間ADC值差異，三者的平均ADC值分別為（2.16±0.24）×10-3mm2/s、（1.46±0.27）×10-3mm2/s及（1.13±0.4）×10-3mm2/s，其差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），ADC值鑒別APN與正常腎組織、腎膿腫與APN的ROC曲線下面積分別為0.94（95%CI，截斷值=2）和0.78（95%CI，截斷值=1.2）。Rathod等[15]對42例APN行DWI檢查（b= 0、600、1 000 s/mm2，Philips 1.5 T）得到與Faletti等近似的結(jié)果，正常腎組織、APN及腎膿腫的平均ADC值分別為（2.10±0.4）×10-3mm2/s、（1.30±0.13）×10-3mm2/s及（0.77±0.08）×10-3mm2/s，APN的ADC值顯著低于正常腎組織（P＜0.001），腎膿腫的ADC值明顯低于APN（P＜0.001）。上述結(jié)果表明，DWI檢查根據(jù)ADC值可有效鑒別正常腎組織、APN及腎膿腫，并且DWI無需對比劑，因此該技術(shù)對于腎膿腫的檢出具有重要臨床應(yīng)用價值，特別是對于腎膿腫合并腎功能不全病人具有較好應(yīng)用前景。

3 問題與展望

DWI評價APN具有較多優(yōu)勢，但尚存在一些問題有待于闡明或解決：①納入病例的APN診斷均未經(jīng)病理證實，且部分研究樣本量較少，需增加樣本量確定研究結(jié)果的準確性；②b值可影響DWI影像質(zhì)量及ADC值測量[20]。b值越高，擴散權(quán)重越大，越接近真實擴散水平，但同時影像信噪比下降，解剖結(jié)構(gòu)顯示不清。DWI選取不同b值，得出的ADC值必然不同，診斷標準難以統(tǒng)一；③腎腫瘤、腎動脈狹窄及腎功能不全時，其ADC值均會降低，不能通過單純DWI技術(shù)鑒別APN與上述疾病[21-22]；④DWI采集矩陣較?。?28×128），空間分辨力低；加之單次激發(fā)的MR信號隨時間推移而減弱，影像信噪比降低，使得影像模糊。

將來有關(guān)APN的DWI研究可能趨勢是：①通過ADC值測量判斷APN預(yù)后、預(yù)測治療時間及隨訪觀察；②DWI聯(lián)合常規(guī)影像檢查鑒別腎臟不同疾?。虎圻M一步確定指數(shù)化表觀擴散系數(shù)（exponential apparent diffusion coefficient，eADC）值對APN診斷價值[23]；④體素內(nèi)不相干運動DWI技術(shù)評估APN[24]。

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（收稿2016-03-02）

The advances of DWI in evaluating acute pyelonephritis

LIU Xiao1,YUAN Tao1,LI Xueqing2,QUAN Guanmin1.

1 Department of Medical Imaging,Second Hospital of Hebei Medical University,Shijiazhuang 050000,China;2 Department of Medical Imaging,Lingshou County Hospital of Hebei Province

Acute pyelonephritis（APN）is a common disease of urinary system which most often affects young adult women.Imaging techniques play an important role in assessing the degree and range of renal involvement and the presence of complications of APN.Conventional imaging examinations in the diagnosis and evaluation of APN have several limitations. With the advantages of no injection of contrast agent,fast imaging and easy operation,DWI can noninvasively and quantitatively evaluate living tissue or organ functional status by measuring the apparent diffusion coefficient（ADC）value. DWI plays an unique role in the diagnosis of APN and detection of renal abscess.

Pyelonephritis;Magnetic resonance imaging;Diffusion-weighted imaging;Apparent diffusion coefficient; Renal abscess;Renal function

10.19300/j.2016.Z4234

R692.7；R445.2

A

1河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院影像科，石家莊050000；2河北省靈壽縣醫(yī)院影像科

袁濤，E-mail：420490790@qq.com

*審校者

河北省2015年度醫(yī)學(xué)科學(xué)研究重點課題（20150263）