急性腎盂腎炎ADC值及與降鈣素原相關(guān)性的初步研究

劉肖， 全冠民， 李雪慶， 袁濤

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，如美國(guó)APN年發(fā)病高達(dá)25萬(wàn)人，其中約20萬(wàn)人需住院治療[1]，我國(guó)無相關(guān)數(shù)據(jù)，但女性門診及住院患者APN年發(fā)病率分別為12～13/1000和3～4/1000。影像學(xué)檢查可反映APN腎臟受累程度、范圍及是否存在并發(fā)癥，對(duì)于病變?cè)u(píng)估、預(yù)后判斷及隨訪具有重要臨床價(jià)值[2]。一般認(rèn)為CT檢查是當(dāng)前APN患者診斷與評(píng)價(jià)的影像學(xué)金標(biāo)準(zhǔn)[2-3]，但由于存在電離輻射并需注射碘對(duì)比劑而使其應(yīng)用受限。最近研究表明MRI診斷APN的敏感度(86.8%)及特異度(87.5%)與CT相近[4]，其中DWI技術(shù)具有無需注射對(duì)比劑、快速成像及操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，可在無輻射及不使用對(duì)比劑的情況下作出診斷。目前關(guān)于DWI診斷APN方面的研究較少[5-6]，筆者尚未檢索到DWI反映APN嚴(yán)重程度及判斷預(yù)后的相關(guān)報(bào)道。另一方面，降鈣素原(procalcitonin，PCT)可反映APN嚴(yán)重程度及判斷預(yù)后[7]，且檢出APN的敏感度(94%)及特異度(82.8%)均較高[8]，但尚不明確其與ADC值之間有無相關(guān)性。本研究旨在探討急性腎盂腎炎的ADC值變化及其與PCT的相關(guān)性，為臨床治療及預(yù)后評(píng)估提供影像學(xué)依據(jù)。

圖1 女，50歲，APN患者。a) CT增強(qiáng)掃描示右腎局限性強(qiáng)化減低區(qū)(箭)； b) DWI圖像示右腎局限性擴(kuò)散受限(DWI高信號(hào)，箭)； c) ADC圖像示右腎局限性ADC值減低(箭)，ADC值為1.36×10-3mm2/s。

材料與方法

1.病例資料

搜集臨床擬診斷為APN的患者8例，其中女6例，男2例，年齡25～66歲，平均(49.50±13.83)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)[9]：①具有APN臨床表現(xiàn)(體溫>38℃、寒戰(zhàn)、腰痛及肋脊角壓痛等)；②尿液鏡檢陽(yáng)性(>10個(gè)白細(xì)胞/高倍視野)；③行腎臟DWI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：高血壓、糖尿病及檢查前經(jīng)過治療者。記錄DWI檢查12 h內(nèi)的PCT水平(免疫熒光測(cè)定法)，受檢者均簽署知情同意書。8例患者均經(jīng)臨床或隨訪證實(shí)。

2.DWI檢查

采用GE 1.5T Optima 360 MR掃描儀、8通道相控陣體線圈及SE-EPI序列行雙腎DWI掃描。掃描參數(shù)：TR 8700 ms，TE 68 ms，層厚5 mm，層間距1 mm，采集次數(shù)2，視野32 cm×24 cm，矩陣128×128，b值取0、800 s/mm2。呼氣末屏氣掃描，采用空間預(yù)飽和技術(shù)抑制腹部脂肪信號(hào)，以減少化學(xué)位移偽影，掃描時(shí)間分別為17 s和34 s。

3.ADC值測(cè)量

ADC值測(cè)量由兩位腹部專業(yè)影像診斷醫(yī)師(工作經(jīng)驗(yàn)分別為10年和3年)分別獨(dú)立完成，存在分歧時(shí)經(jīng)討論達(dá)成一致。DWI圖像后處理應(yīng)用GE AW4.6工作站的FuncTool軟件，自動(dòng)生成ADC圖(圖1)。在病灶最大層面手動(dòng)勾畫大小約10 mm2的圓形興趣區(qū)(region of interest，ROI)，并于病變對(duì)側(cè)正常腎實(shí)質(zhì)勾畫相同面積的圓形ROI(DWI圖像信噪比較低，不易區(qū)分腎皮、髓質(zhì)，因此選擇正常腎實(shí)質(zhì)作為對(duì)照)。以ADC值<1.50×10-3mm2/s判定為炎性病灶區(qū)域，于此區(qū)域測(cè)量APN的ADC值。ROI選取原則：面積盡可能大，但盡量避開腎臟邊緣、腎竇及大血管等。APN病灶及對(duì)側(cè)腎實(shí)質(zhì)均測(cè)量3個(gè)ROI，取平均值。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié)果

兩位測(cè)量者間APN病灶及對(duì)側(cè)正常腎實(shí)質(zhì)的ADC值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(病變側(cè)ADC值兩位測(cè)量者間比較t=0.168，P=0.869；對(duì)側(cè)正常腎實(shí)質(zhì)ADC值兩位測(cè)量者間比較t=0.041，P=0.968，表1)，因此以兩者測(cè)量的平均值進(jìn)行分析。APN病灶A(yù)DC值低于對(duì)側(cè)正常腎實(shí)質(zhì)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[分別為(1.38±0.09)×10-3和(2.14±0.14)×10-3mm2/s，t=11.725，P<0.001，n=6，表2]；APN病灶A(yù)DC值與PCT呈負(fù)相關(guān)(r=-0.786，P=0.021，n=8，圖2)。

表1 APN病灶及對(duì)側(cè)正常腎實(shí)質(zhì)ADC值比較 (×10-3mm2/s)

圖2 APN病灶A(yù)DC值與PCT之間的散點(diǎn)圖。

病例性別年齡(歲)單/雙側(cè)病變側(cè)平均ADC值(×10-3mm2/s)對(duì)側(cè)平均ADC值(×10-3mm2/s)PCT(ng/mL)1F56雙1．43-0．732F66雙1．27-1．153F50右1．361．960．564F55左1．452．150．785M25右1．322．040．846F57左1．482．120．457M32右1．252．270．988F55右1．402．320．63

注：F，女性；M，男性。

討 論

本研究結(jié)果表明，APN病灶與對(duì)側(cè)腎實(shí)質(zhì)的ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表現(xiàn)為ADC值明顯減低；APN病灶A(yù)DC值與PCT呈負(fù)相關(guān)。

本研究結(jié)果顯示APN病灶A(yù)DC值范圍為(1.25～1.48)×10-3mm2/s，低于對(duì)側(cè)正常區(qū)域腎實(shí)質(zhì)。Faletti等[10]對(duì)88例APN患者行DWI檢查(b=0、300、600 s/mm2，Philips 1.5T)，所得結(jié)果與本研究一致，并得出ADC值鑒別APN與正常腎組織、腎膿腫與APN的受試者工作特征 (receiver operating characteristic，ROC)曲線下面積分別為0.94(95% CI，截?cái)嘀?2)和0.78(95% CI，截?cái)嘀?1.2)。APN病灶A(yù)DC值減低主要與其病理特點(diǎn)有關(guān)。APN是指腎盂、腎盞及腎間質(zhì)由非特異性細(xì)菌感染所致的炎癥病變，約70%由尿路上行感染而來，多為革蘭陰性菌引起，其中大腸埃希菌最常見[11]。APN病理改變主要表現(xiàn)為腎間質(zhì)的化膿性炎癥及腎小管上皮細(xì)胞的壞死。腎盂黏膜充血水腫，可認(rèn)為是細(xì)胞毒性水腫(類似腦梗死)；此外，APN可引起大量中性粒細(xì)胞及淋巴細(xì)胞在腎小管蓄積，導(dǎo)致細(xì)胞密度增大，也是造成水分子擴(kuò)散受限的原因，因此APN病灶A(yù)DC值減低[12]。筆者認(rèn)為可根據(jù)ADC值下降確定APN累及腎臟的范圍，直觀顯示病變大小，有助于進(jìn)行量化評(píng)估和療效隨訪等。

本研究結(jié)果同時(shí)顯示APN病灶A(yù)DC值與PCT呈負(fù)相關(guān)。PCT是一種膿毒癥誘導(dǎo)蛋白，為無激素活性的降鈣素前肽物質(zhì)，正常情況下甲狀腺濾泡旁細(xì)胞是PCT的主要來源。研究證實(shí)，PCT是一種獨(dú)特的炎癥反應(yīng)標(biāo)志物，不僅可用于APN的早期診斷，且其水平變化與疾病的嚴(yán)重程度平行[13-14]。國(guó)外學(xué)者已將PCT作為細(xì)菌感染的標(biāo)志物及預(yù)后判斷指標(biāo)。Rathod等[15]對(duì)42例APN患者行DWI檢查(b=0、600、1000 s/mm2，Philips 1.5T)，結(jié)果表明，正常腎組織、APN及腎膿腫的平均ADC值分別為(2.10±0.40)×10-3、(1.30±0.13)×10-3和(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)。由此可知，APN病變程度越重，其ADC值越低。因此推測(cè)APN病灶A(yù)DC值與PCT之間存在一定程度的相關(guān)性。但本研究病例數(shù)較少(8例)，可能導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)學(xué)偏倚，因此APN病灶A(yù)DC值與PCT的相關(guān)性有待大宗樣本研究進(jìn)一步確定。

目前，腎臟DWI成像尚缺少公認(rèn)的參考b值。Faletti等[10]對(duì)88例APN患者行DWI檢查(b值=0、300、600s/mm2，Philips 1.5T)，比較正常腎組織、APN及腎膿腫之間的ADC值差異，三者平均ADC值分別為(2.16±0.24)×10-3、(1.46±0.27)×10-3和(1.13±0.40)×10-3mm2/s，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。Rathod等[15]對(duì)42例APN患者行DWI檢查(b值=0、600、1000s/mm2，Philips 1.5T)，得出與Faletti等近似的結(jié)果。本研究選用b值=800 s/mm2(根據(jù)志愿者預(yù)實(shí)驗(yàn)檢查，該b值既能減少血流灌注對(duì)ADC值的影響，又可保證一定的圖像質(zhì)量)，得到APN病灶A(yù)DC值范圍為(1.25～1.48)×10-3mm2/s，低于對(duì)側(cè)正常腎實(shí)質(zhì)ADC值(t=11.725，P<0.001)。上述研究結(jié)果表明不同b值及不同成像設(shè)備所得結(jié)果存在一定差異，但并未影響統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)論。

本研究病灶ROI的選取采用閾值法，規(guī)定ADC值<1.50×10-3mm2/s的范圍為APN病灶區(qū)域。Faletti等[10]對(duì)88例APN患者行DWI檢查，測(cè)得APN病灶的平均ADC值為(1.46±0.27)×10-3mm2/s。Rathod等[15]對(duì)42例APN患者行DWI檢查，得到與Faletti等近似的結(jié)果，APN的平均ADC值為(1.30±0.13)×10-3mm2/s。因此本研究以ADC值<1.50×10-3mm2/s為閾值劃取ROI可以有效規(guī)避非炎性區(qū)域，從而保證研究結(jié)果的可靠性。

Suo等[16]對(duì)137例健康志愿者(男68例，女69例)行腎臟DWI研究，觀察年齡、性別對(duì)正常腎臟皮髓質(zhì)ADC值的影響，結(jié)果表明，青年組(≤50歲)腎臟皮髓質(zhì)ADC值顯著高于老年組(>50歲，P值=0.002～0.030)；除左腎髓質(zhì)外，男性腎臟皮髓質(zhì)ADC值高于女性(P值=0.000～0.036)。由于本研究病例較少(8例)，且5例年齡>50歲，6例為女性，因此未考慮年齡、性別因素對(duì)腎臟ADC值的影響。

本研究的局限性：①樣本量有限，但符合統(tǒng)計(jì)學(xué)設(shè)計(jì)要求，因此可以說明問題；②圖像信噪比較低，正常腎實(shí)質(zhì)ADC值測(cè)量未區(qū)分皮、髓質(zhì)；③納入病例的APN診斷均未經(jīng)病理證實(shí)，因此需要進(jìn)一步行動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證本研究結(jié)論。④未行雙指數(shù)DWI模型研究與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比[17]。

綜上所述，本研究對(duì)8例APN患者進(jìn)行分析，初步結(jié)果表明APN病灶A(yù)DC值明顯減低，且與PCT存在相關(guān)性，有可能間接反映APN的病變程度。

[1] Colgan R,Williams M,Johnson JR.Diagnosis and treatment of acute pyelonephritis in women[J].Am Fam Physician,2011,84(5):519-526.

[2] Das CJ,Ahmad Z,Sharma S,et al.Multimodality imaging of renal inflammatory lesions[J].World J Radiol,2014,6(11):865-873.

[3] Yoo JM,Koh JS,Han CH,et al.Diagnosing acute pyelonephritis with CT,Tc-DMSA SPECT,and Doppler ultrasound:a comparative study[J].Korean J Urol,2010,51(4):260-265.

[4] Piccoli GB,Consiglio V,Deagostini MC,et al.The clinical and imaging presentation of acute "non complicated" pyelonephritis:a new profile for an ancient disease[J].BMC Nephrol,2011,15(12):68.

[5] Rathod SB,Kumbhar SS,Nanivadekar A,et al.Role of diffusion-weighted MRI in acute pyelonephritis:a prospective study[J].Acta Radiol,2015,56(2):244-249.

[6] De Pascale A,Piccoli GB,Priola SM,et al.Diffusion-weighted magnetic resonance imaging:new perspectives in the diagnostic pathway of non-complicated acute pyelonephritis[J].Eur Radiol,2013,23(11):3077-3086.

[7] Park JH,Wee JH,Choi SP,et al.Serum procalcitonin level for the prediction of severity in women with acute pyelonephritis in the ED:value of procalcitonin in acute pyelonephritis[J].Am J Emerg Med,2013,31(7):1092-1097.

[8] 王玎,孫濱.兩種血清標(biāo)志物聯(lián)合檢測(cè)在腎盂腎炎中的臨床價(jià)值[J].檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)與臨床,2013,10(18):2387-2388.

[9] Rollino C,Beltrame G,Ferro M,et al.Acute pyelonephritis in adults:a case series of 223 patients[J].Nephrol Dial Transplant,2012,27(9):3488-3493.

[10] Faletti R,Cassinis MC,Fonio P,et al.Diffusion-weighted imaging and apparent diffusion coefficient values versus contrast-enhanced MR imaging in the identification and characterisation of acute pyelonephritis[J].Eur Radiol,2013,23(12):3501-3508.

[11] Neumann I,Moore P.Pyelonephritis(acute)in non-pregnant women[J].BMJ Clin Evid,2014，2014.pii: 0807.

[12] Verswijvel G,Vandecaveye V,Gelin G,et al.Diffusion-weighted MR imaging in the evaluation of renal infection:preliminary results[J].JBR-BTR,2002,85(2):100-103.

[13] Pecile P,Miorin E,Romanello C,et al.Procalcitonin:a marker of severity of acute pyelonephritis among children[J].Pediatrics,2004,114(2):e249-254.

[14] de Kruif MD,Limper M,Gerritsen H,et al.Additional value of procalcitonin for diagnosis of infection in patients with fever at the emergency department[J].Crit Care Med,2010,38(2):457-463.

[15] Rathod SB,Kumbhar SS,Nanivadekar A,et al.Role of diffusion-weighted MRI in acute pyelonephritis:a prospective study[J].Acta Radiol,2015,56(2):244-249.

[16] Suo ST,Cao MQ,Ding YZ,et al.Apparent diffusion coefficient measurements of bilateral kidneys at 3T MRI:effects of age,gender,and laterality in healthy adults[J].Clin Radiol,2014,69(12):e491-496.

[17] 劉妍,盧強(qiáng),謝宇.單雙指數(shù)模型擴(kuò)散加權(quán)成像鑒別診斷腎臟良惡性腫瘤對(duì)比研究[J].放射學(xué)實(shí)踐,2016,31(6):716-720.