多b值DWI在糖尿病腎病的初步應(yīng)用研究

郭永榜，董國(guó)禮，殷潔，張曉亞，李建靈，向旭

(1.南陽(yáng)市中心醫(yī)院，河南 南陽(yáng) 473000；2.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，四川 南充 637000)

近年來(lái)，彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)在腎臟方面的應(yīng)用研究非常廣泛，包括慢性腎病、腫瘤病變、腎移植及感染等，其在腎功能評(píng)價(jià)中的作用得到國(guó)內(nèi)外肯定。吳姝焜等[1]在研究DWI對(duì)腎功能狀態(tài)評(píng)價(jià)的應(yīng)用價(jià)值及表觀彌散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)與腎功能狀態(tài)的關(guān)系中顯示，ADC值對(duì)早期腎臟疾病的診斷有較好的敏感性，并由此認(rèn)為其可能成為新的評(píng)價(jià)腎功能的指標(biāo)。Inoue等[2]的研究則認(rèn)為，DWI可以無(wú)創(chuàng)性評(píng)估腎功能，ADC值可作為評(píng)估腎間質(zhì)纖維化及腎缺氧程度的準(zhǔn)確指標(biāo)。Hueper等[3]利用擴(kuò)散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)對(duì)ADC值與腎病理相關(guān)性進(jìn)行評(píng)估的研究進(jìn)一步認(rèn)為，腎小球硬化、腎間質(zhì)纖維化、腎小管損害為DN的3個(gè)病理階段，DWI可能是一種無(wú)創(chuàng)且有價(jià)值的鑒別DN病理發(fā)展過(guò)程的方法。本研究旨在應(yīng)用3.0 T磁共振多b值DWI技術(shù)探討ADC值對(duì)DN早期及不同分期的鑒別診斷價(jià)值，為臨床DN的早期診斷、分期及療效評(píng)價(jià)提供影像學(xué)的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 一般資料

試驗(yàn)組選擇臨床確診的糖尿病腎病患者55例為試驗(yàn)組，其中男性33例，女性22例，年齡29～77歲，平均58歲；對(duì)照組則采用60名健康志愿者，其中男性33例，女性27例，年齡22～78歲，平均年齡44歲。

1.2 儀器與檢查方法

采用Discovery MR 750 3.0 T 超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng)，進(jìn)行常規(guī)T1WI、T2WI和DWI檢查。DWI采用單次激發(fā)平面回波序列，并行空間采集成像技術(shù)，軸位掃描，掃描參數(shù)為T(mén)R 2 200～2 400 ms，TE 80.5～87.7 ms，矩陣為256×256，帶寬±250 kHz，F(xiàn)OV28～32 cm，層厚5.0～8.0 mm，間隔1.0 mm，激勵(lì)次數(shù)為2，頻率編碼方向：S/I，彌散敏感梯度方向?yàn)?個(gè)。擴(kuò)散敏感系數(shù)b值分別0、50、100、300、500、800 s/mm2。使用呼吸門(mén)控單次屏氣技術(shù)掃描，掃描時(shí)間20 s，獲以腎門(mén)為中心的8～12層圖像，掃描范圍覆蓋雙腎。

1.3 圖像后處理及分析

采用AW4.4工作站Functool軟件對(duì)DWI圖像進(jìn)行后處理，由工作站自動(dòng)生成ADC圖，調(diào)整域值范圍，以包含整個(gè)腎臟，并除外腎竇及腎臟周?chē)炯袄w維結(jié)構(gòu)等為標(biāo)準(zhǔn)，以每組序列中附帶的b值為0的T2WI作為參考圖像．分別測(cè)量雙側(cè)腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)的ADC值。選取ROI應(yīng)避開(kāi)腎邊緣、皮髓質(zhì)分界及腎柱腎血管位置，選取腎門(mén)的2～3個(gè)平面進(jìn)行測(cè)量，盡量保證ROI的外形及大小一致。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 糖尿病腎病患者多b值DWI的特點(diǎn)

對(duì)DN患者進(jìn)行MR擴(kuò)散加權(quán)成像，利用Functool軟件對(duì)DWI圖像進(jìn)行后處理，并測(cè)得左右腎皮髓質(zhì)ADC值。b值取50、100、300、500、800 s/mm2。各b值下所有數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，因左右側(cè)腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，故可將左右腎數(shù)據(jù)合并，樣本數(shù)翻倍，即DN早期組34例患者變?yōu)?8個(gè)腎臟，DN中晚期組21例患者變?yōu)?2個(gè)腎臟。

2.2 正常對(duì)照組、DN早期組及DN中晚期組的腎臟皮、髓質(zhì)ADC值比較

各b值下正常對(duì)照組、DN早期組及DN中晚期組的腎臟皮、髓質(zhì)ADC值的大小見(jiàn)表1。b值分別取50、100、300、500、800 s/mm2時(shí)，正常對(duì)照組、DN早期組和DN中晚期組的皮質(zhì)及髓質(zhì)ADC值依次減低。當(dāng)b值為50、100 s/mm2時(shí)，正常對(duì)照組與DN早期組皮質(zhì)、髓質(zhì)分別比較，ADC值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，b值為300 s/mm2時(shí)，正常對(duì)照組與DN早期組髓質(zhì)比較，ADC值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.118)。此外，其余各 b值下正常對(duì)照組、DN早期組及DN中晚期組的腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值兩兩比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表1b取值不同時(shí)各組皮質(zhì)及髓質(zhì)ADC值比較

表2 不同b值下3組間皮質(zhì)及髓質(zhì)ADC值比較

3 討論

3.1 糖尿病腎病的發(fā)病機(jī)制及病理生理

目前，DN的發(fā)病機(jī)制醫(yī)學(xué)研究尚未完全闡明，通常認(rèn)為DN是腎小球基底膜增厚、系膜擴(kuò)張進(jìn)而發(fā)展形成的彌漫性腎小球硬化，可累及腎小球、腎小管、腎間質(zhì)和腎血管[4]。腎小球及腎小管的破壞，腎間質(zhì)的纖維化，使腎小球的濾過(guò)率及腎小管的分泌和重吸收功能下降，降低了腎臟轉(zhuǎn)運(yùn)水的功能，導(dǎo)致其皮髓質(zhì)水分子的擴(kuò)散受限，從而引起彌散加權(quán)成像ADC值的改變，此為應(yīng)用DWI技術(shù)診斷DN的病理生理基礎(chǔ)。

3.2 多b值DWI在DN早期的診斷價(jià)值

DN的早期診斷和及時(shí)有效的干預(yù)治療可逆轉(zhuǎn)腎臟損害，有效延緩病情進(jìn)展。DN早期主要以組織細(xì)胞腫脹為主，病理表現(xiàn)為腎臟體積增大，腎小球?yàn)V過(guò)率增高，腎血管內(nèi)皮細(xì)胞腫脹，腎臟灌注正?；虺矢吖嘧5]。此期腎功能尚屬正常，血肌酐、尿素氮和腎小球?yàn)V過(guò)率對(duì)早期診斷不敏感，而DWI對(duì)各種病因所致的細(xì)胞水腫則非常敏感。Lu等[6]在對(duì)15例糖尿病患者和5例健康志愿者腎臟做DWI和DTI的研究中認(rèn)為，磁共振功能成像可以作為DN早期診斷的評(píng)估指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示，當(dāng)b值為50、100 s/mm2時(shí)，正常對(duì)照組與DN早期組皮質(zhì)、髓質(zhì)分別比較ADC值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；而當(dāng)b值為500、800 s/mm2時(shí)，正常對(duì)照組與DN早期組皮質(zhì)、髓質(zhì)分別比較ADC值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，這表明較大的b值對(duì)DN早期診斷的敏感性高，可能是因?yàn)閎值較小時(shí)ADC值受微循環(huán)灌注的影響比較大，而DN早期的灌注正常或呈高灌注，故用低b值比較DN早期組與正常對(duì)照組沒(méi)有明顯差異；b值較大時(shí)組織灌注的影響被消除或消弱，此時(shí)ADC值僅反映腎組織水分子的擴(kuò)散情況，由于DN早期以組織細(xì)胞腫脹為主，則水分子彌散受限，ADC值降低，故取較大b值時(shí)，正常對(duì)照組與DN早期組有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。這與既往研究文獻(xiàn)基本一致[7-8]。研究結(jié)果還顯示，當(dāng)b值為300 s/mm2時(shí)，正常對(duì)照組與DN早期組髓質(zhì)比較ADC值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.118)，而正常對(duì)照組與DN早期組皮質(zhì)比較ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.016)，這說(shuō)明DN皮質(zhì)ADC值變化的敏感性比髓質(zhì)高，這可能與皮髓質(zhì)的解剖結(jié)構(gòu)有關(guān)，DN早期病變主要累及腎小球，腎小球大部分分布于皮質(zhì)，而髓質(zhì)主要是小管狀結(jié)構(gòu)，在早期損傷不如皮質(zhì)明顯。此外，在b值分別取50、100、300、500、800 s/mm2時(shí)，正常對(duì)照組、DN早期組和DN中晚期組的皮質(zhì)及髓質(zhì)ADC值依次減低。

3.3 多b值DWI在DN分期中的鑒別診斷價(jià)值

國(guó)內(nèi)外學(xué)者在對(duì)慢性腎病患者進(jìn)行DWI研究中發(fā)現(xiàn)[9-12]，慢性腎病患者腎臟的ADC值與慢性腎病的分期、血清肌酐水平、腎小球?yàn)V過(guò)率、間質(zhì)纖維化程度等有關(guān)，并由此認(rèn)為患者腎臟的ADC值變化能夠間接反映慢性腎病腎臟結(jié)構(gòu)和功能的改變。

本研究在各b值下分別比較DN左右側(cè)腎臟皮質(zhì)之間、髓質(zhì)之間ADC值的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，在一定程度上反映了DN彌漫性改變的病理特點(diǎn)。b值分別取50、100、300 s/mm2時(shí)，DN早期組和正常對(duì)照組分別與DN中晚期組皮髓質(zhì)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；b值分別取500、800 s/mm2時(shí)，正常對(duì)照組、DN早期組及DN中晚期組間腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC值兩兩比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；各b值下正常對(duì)照組、DN早期組和DN中晚期組的皮質(zhì)及髓質(zhì)ADC值依次減低，且中晚期組ADC均低于早期組，提示DN的病理?yè)p害導(dǎo)致的微結(jié)構(gòu)改變影響了腎臟水分子的擴(kuò)散程度，使腎臟皮髓質(zhì)ADC值降低，腎臟損害程度越重ADC值越小，說(shuō)明多b值DWI對(duì)DN的分期有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

綜上所述，3.0T磁共振多b值彌散加權(quán)成像可以用于DN的早期診斷和DN分期的鑒別診斷，也可作為臨床治療DN療效評(píng)價(jià)和疾病發(fā)展進(jìn)程的參考指標(biāo)。另外，本研究樣本量有限，特別是DN的中晚期病例較少，在某種程度上會(huì)造成統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果的誤差，腎臟多b值DWI作為一種新型的無(wú)創(chuàng)性的功能影像學(xué)檢查方法，在DN診斷方面的價(jià)值還有待進(jìn)一步研究。