擴散張量成像對早期糖尿病腎病腎臟異常灌注及彌散水平評價價值

朱敏　李世星　劉子航　李洪義　邢健　張黎　孫繼平　宋先東

[摘要] 目的 探討擴散張量成像對早期糖尿病腎病腎臟異常灌注及彌散水平評價價值。 方法 選取2017年2月～2019年2月我院收治的104例早期糖尿病腎病患者，依據(jù)是否含微量白蛋白，分為早期糖尿病腎病組（40例）和糖尿病組（64例），另選取同期來我院接受體檢的40例健康人群作為對照組，分別對以上三組進行MRI掃描，獲取IVIM參數(shù)，分析三組臨床資料、體素內(nèi)不相干運動成像相關(guān)參數(shù)、擴張量成像有關(guān)參數(shù)，對比腎臟髓質(zhì)FA值及皮髓質(zhì)f、D值對糖尿病及糖尿病腎病診斷價值。 結(jié)果 三組年齡、BMI差別沒有明顯差別（P>0.05），糖尿病組eGFR及空腹血糖均高于對照組（P<0.05）;糖尿病腎病組空腹血糖高于對照組，eGFR低于糖尿病組（P<0.05）;三組腎皮質(zhì)D、灌溉分數(shù)值均高于髓質(zhì)，D*值低于髓質(zhì)。糖尿病腎病組皮髓質(zhì)灌溉分數(shù)、D值低于對照組和糖尿病組，三組存在明顯差別（P<0.05）;三組腎皮質(zhì)FA值低于髓質(zhì)（P<0.05），糖尿病腎病組和對照組腎皮質(zhì)γ1低于髓質(zhì)（P<0.05），三組皮質(zhì)γ3、ADC、γ2值高于髓質(zhì)（P<0.05）。糖尿病腎病組和糖尿病組γ1皮、髓質(zhì)、ADC、γ2值沒有明顯區(qū)別（P>0.05）。糖尿病組腎髓質(zhì)FA值低于對照組，糖尿病組及糖尿病腎病組髓質(zhì)γ3值均高于對照組（P<0.05）;對糖尿病及糖尿病腎病鑒別，皮質(zhì)f值診斷效能最好，敏感度和特異度均高于腎皮質(zhì)D、腎髓質(zhì)D、腎髓質(zhì)f、腎髓質(zhì)FA（P<0.05）。 結(jié)論 糖尿病腎病彌散變化和早期腎臟灌注及通過彌散水平評價可通過擴散張量成像反映，在早期糖尿病腎病患者腎功能異常評價中發(fā)揮重要作用。

[關(guān)鍵詞] 早期糖尿病腎病;腎臟異常;灌注水平;彌散水平;擴散張量成像

[中圖分類號] R587.2? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2020）11-0122-05

The value of diffusion tensor imaging in detecting abnormalities in renal perfusion and renal diffusion in early-stage diabetic nephropathy

ZHU Min1? ?LI Shixing2? ?LIU Zihang2? ?LI Hongyi1? ?XING Jian1? ?ZHANG Li3? ?SUN Jiping4? ?SONG Xiandong5

1.Imaging Department， Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical College， Mudanjiang 157011， China; 2.Mudanjiang Medical College， Mudanjiang 157011， China;3.Office of Research Services， Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical College， Mudanjiang 157011， China;4.Imaging Department， Hangzhou Cancer Hospital， Hangzhou 310002， China;5.The 3rd Department of Orthopedic Surgery， Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical College， Mudanjiang 157011， China

[Abstract] Objective To investigate the value of diffusion tensor imaging（DTI） in detecting abnormalities in renal perfusion and renal diffusion in early-stage diabetic nephropathy（DN）. Methods In this study， 104 patients with early-stage DN admitted in our hospital from February 2017 to February 2019 were selected. They were divided into the DN group（n=40） and the diabetes group（n=64） depending on whether they presented a positive result of a urine microalbumin test. Another 40 healthy individuals receiving physical examinations were selected as healthy controls group. All subjects underwent magnetic resonance imaging（MRI） scan. Their intravoxel incoherent motion（IVIM） parameters were collected， and clinical characteristics， IVIM parameters and diffusion coefficients were analyzed. Diagnostic values of fractional anisotropy（FA） for renal cortex and medulla， f and D values for the medulla for distinguishing DN from diabetes mellitus（DM） were compared. Results Nonsignificant differences in age and body mass index（BMI） were shown among the three groups（P>0.05）. The diabetes group presented a higher estimated glomerular filtration rate（eGFR） and a higher fasting blood-glucose（FBG） level than the control group（P<0.05）. The DN group showed a higher FBG level than the control group and a lower eGFR than the diabetes group（P<0.05）. In the three groups， D and f values for the cortex were higher than those for the medulla， while the D* value for the cortex was lower than that for the medulla. The f and D values for both the cortex and medulla in the DN group were lower than those in the control group and diabetes group， with significant differences among the three groups（P<0.05）. In the three groups， FA values for the cortex were lower than those for the medulla（P<0.05）. In the DN group and control group， γ1 values for the cortex were lower than those for the medulla（P<0.05）. Cortical γ3， apparent diffusion coefficient（ADC） and γ2 values in the three groups were higher than medullary ones（P<0.05）. There were nonsignificant differences in γ1， ADC and γ2 for both the cortex and medulla between the DN and diabetes groups（P>0.05）. The FA value for the medulla in the diabetes group was lower than that in the control group， while γ3 values for the medulla in both diabetes and DN groups were higher than that in the control group（P<0.05）. The f value for the cortex showed superior diagnostic efficiency over cortical and medullary D， medullary f and medullary FA in distinguishing DN from DM， with higher sensitivity and specificity（P<0.05）. Conclusion DTI as a method of measuring diffusion can detect renal diffusion and renal perfusion in early-stage DN. It serves as a significant early-stage indicator for abnormal renal function in DN patients.

[Key words] Early-stage diabetic nephropathy; Renal abnormality; Renal perfusion; Renal diffusion; Diffusion tensor imaging

糖尿病為發(fā)病率較高的臨床疾病，糖尿病腎病為微血管常見并發(fā)癥，為終末期患者死亡首要影響因素[1]。糖尿病腎病患者進入臨床期后，會對腎功能造成極大影響，如果及時對患者進行早期診斷，可病情緩解，能夠有效改善預(yù)后[2-3]。尿微量白蛋白為糖尿病腎病診斷主要依據(jù)，但其具有較低敏感度，病理因素會對其產(chǎn)生影響[4]。磁共振可對腎臟功能和結(jié)構(gòu)進行評價，安全性較高[5]。本研究圍繞早期糖尿病腎病患者腎臟異常的灌注及彌散水平評價中的擴散張量成像應(yīng)用進行探究，希望為患者臨床治療提供有效理論依據(jù)，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年2月～2019年2月我院收治的104例早期糖尿病腎病患者，依據(jù)是否含微量白蛋白，分為早期糖尿病腎病組（40例）和糖尿病組（64例），另選取同期來我院接受體檢的40例健康人作為對照組。早期糖尿病腎病組中，男24例，女16例，年齡40～70歲，平均（53.2±7.3）歲，依據(jù)糖尿病腎病分級標準，Ⅰ期10例、Ⅱ期9例，Ⅲ期10例，Ⅳ期11例;糖尿病組中，男35例，女29例，年齡40～68歲，平均（52.4±7.5）歲，對照組中，男25例，15例，年齡41～70歲，平均（51.6±7.7）歲。納入標準[6]：①經(jīng)尿檢，管型尿、蛋白尿和血尿異常者;②高血壓、水腫史1年以上者;③符合糖尿病臨床診斷標準者。排除標準[7]：①MRI禁忌證及無法配合MRI檢查者;②多囊腎病、腎結(jié)石、腎積水和腎腫瘤者;③合并高血壓、心血管等疾病者，對研究結(jié)果產(chǎn)生影響者?；颊咄獗狙芯浚t(yī)院倫理委員會同意。三組一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法

收集患者生化及臨床資料，對患者既往史、年齡和體質(zhì)量指數(shù)資料進行采集，對照組在行MR檢查后次日早晨抽取空腹靜脈血，對肌酐和血糖等指標測量[8]。對糖尿病患者，對腎小球濾過率進行估算。依據(jù)是否含微量白蛋白進行分組。對患者進行MR檢查，完成后處理圖像，對腎臟灌注和彌散狀況觀察[9]。腎臟體素內(nèi)不相干運動（IVIM）及擴散張量成像（DTI）偽彩圖，見圖1。

1.3 觀察指標

（1）分析三組臨床資料，包括年齡、FPG、BMI和eGFR等指標。（2）分析三組體素內(nèi)不相干運動成像相關(guān)參數(shù)，包括灌溉分數(shù)、D*、D。M：髓質(zhì);C：皮質(zhì);D*：微循環(huán)擴散系數(shù);D：純擴散系數(shù)。（3）分析三組擴張量成像有關(guān)參數(shù)，分析FA、γ3、ADC、γ2、γ1。FA：各向異性分數(shù);γ：各項異性指數(shù)。（4）分析腎臟髓質(zhì)FA值及皮髓質(zhì)f、D值對糖尿病及糖尿病腎病診斷價值，計算敏感度、特異度。

1.4 統(tǒng)計學方法

應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計學軟件進行分析，計量資料用均數(shù)±標準差（x±s）表示，樣本均數(shù)比較前先行正態(tài)性檢驗，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較，滿足方差齊性采用Bonferroni檢驗，不滿足采用Dunnett-t檢驗。腎臟皮髓質(zhì)比較采用配對樣本t檢驗;與eGFR相關(guān)性檢驗采用Pearson相關(guān)性分析，通過ROC對連續(xù)型自變量截斷值進行確定，選用約登指數(shù)（敏感度、特異度-1）最大點為最佳截斷值，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 三組臨床資料比較

三組年齡、BMI無明顯差異（P>0.05），糖尿病組eGFR及空腹血糖均高于對照組（P<0.05）;糖尿病腎病組空腹血糖高于對照組，eGFR低于糖尿病組（P<0.05）。見表1。

2.2 三組體素內(nèi)不相干運動成像相關(guān)參數(shù)比較

三組腎皮質(zhì)D、灌溉分數(shù)值均高于髓質(zhì)，D*值低于髓質(zhì)。糖尿病腎病組皮髓質(zhì)灌溉分數(shù)、D值低于對照組和糖尿病組，三組存在明顯差別（P<0.05）。見表2。

2.3 三組擴張量成像有關(guān)參數(shù)比較

三組腎皮質(zhì)FA值低于髓質(zhì)（P<0.05），糖尿病腎病組和對照組腎皮質(zhì)γ1低于髓質(zhì)（P<0.05），三組皮質(zhì)γ3、ADC、γ2值高于髓質(zhì)（P<0.05）。糖尿病腎病組和糖尿病組γ1、ADC、γ2值沒有明顯區(qū)別（P>0.05）。糖尿病腎病組腎髓質(zhì)FA值低于對照組，糖尿病組及糖尿病腎病組髓質(zhì)γ3值均高于對照組（P<0.05）。見表3。

2.4 腎臟髓質(zhì)FA值及皮髓質(zhì)f、D值對糖尿病及糖尿病腎病診斷價值

對糖尿病及糖尿病腎病鑒別，皮質(zhì)f值診斷效能最好，敏感度和特異度均高于腎皮質(zhì)D、腎髓質(zhì)D、腎髓質(zhì)f、腎髓質(zhì)FA（P<0.05）。見表4。

2.5 腎臟體素內(nèi)不相干運動（IVIM）及擴散張量成像（DTI）偽彩圖

過手動描繪感興趣區(qū)（ROI）得到皮髓質(zhì)灌注分數(shù)f微循環(huán)灌注相關(guān)彌散占體素內(nèi)總彌散的比例，反映微血管及小管容量;純擴散系數(shù)D代表單純水分子彌散運動，微循環(huán)擴散系數(shù)D+反映局部組織微血管及小管密度;各項異性指數(shù)（入1、2、3）即水分子各方向的擴散強度;表觀彌散系數(shù)（ADC）即水分子平均擴散強度以及反映水分子運動方向性的各向異性分數(shù)（FA），并導(dǎo)出相關(guān)參數(shù)圖。見圖1。

3 討論

糖尿病是臨床較為多發(fā)的代謝疾病，因為患者體內(nèi)血糖水平較高，所以對肝臟、血管、神經(jīng)和眼睛等組織造成了嚴重傷害。腎功能障礙是糖尿病最為常見的一種并發(fā)癥，對患者正常生活和工作產(chǎn)生嚴重的影響，病癥嚴重的甚至對患者的腎功能造成嚴重影響，增加死亡發(fā)生率。所以相關(guān)醫(yī)護人員應(yīng)探討更有效的治療方法為患者提供更好的治療，改善患者的臨床癥狀，提高患者的生活質(zhì)量。擴散張量成像對早期糖尿病腎病腎臟異常灌注及彌散水平評價方面價值較高。腎功能半量檢測可通過MRI進行，為當前臨床應(yīng)用廣泛且安全性較高的一種檢測方法[10-12]。擴散張量成像可對組織內(nèi)水分子進行擴散自由成像，對于水分子擴散活躍、腎臟血流灌注豐富患者，可對水分子擴散強度進行檢測，進而對其微觀結(jié)構(gòu)有效反映[13-15]。研究結(jié)果顯示，糖尿病腎病組空腹血糖高于對照組，eGFR低于糖尿病組（P<0.05）;三組腎皮質(zhì)D、灌溉分數(shù)值均高于髓質(zhì)，D*值低于髓質(zhì)。糖尿病腎病組皮髓質(zhì)灌溉分數(shù)、D值低于對照組和糖尿病組，三組存在明顯差別（P<0.05）。結(jié)果表明，早期糖尿病腎病灌注和彌散水平會出現(xiàn)降低趨勢，皮質(zhì)微灌注降低、腎小球硬化及腎微血管內(nèi)流量降低為皮質(zhì)f值降低的主要影響因素。集合管及小管內(nèi)尿流量減少、重吸收功能和腎小管內(nèi)分泌減少為髓質(zhì)f值降低主要影響因素，細胞水腫和間質(zhì)纖維化為D值降低主要影響因素，具有很好指導(dǎo)作用。

研究結(jié)果顯示，三組腎皮質(zhì)FA值低于髓質(zhì)，糖尿病腎病組和對照組腎皮質(zhì)γ1低于髓質(zhì)（P<0.05），三組皮質(zhì)γ3、ADC、γ2值高于髓質(zhì)（P<0.05）。糖尿病腎病組腎髓質(zhì)FA值低于對照組，糖尿病組及糖尿病腎病組髓質(zhì)γ3值均高于對照組（P<0.05）。結(jié)果表明，髓質(zhì)FA能夠作為無創(chuàng)性生物學的重要標記，在早期糖尿病腎病監(jiān)測中發(fā)揮重要作用，各指標在糖尿病及對照組中存在明顯差別，能夠作為患者病情判斷的重要指標。另外，糖尿病腎病組和糖尿病組γ1皮、髓質(zhì)、ADC、γ2值沒有明顯區(qū)別。出現(xiàn)該現(xiàn)象主要原因為對腎功能組研究尚可，不會對腎功能產(chǎn)生較大損傷，與髓質(zhì)比較，皮質(zhì)方向性更差，進一步降低了診斷敏感性。研究結(jié)果顯示，對糖尿病及糖尿病腎病鑒別，皮質(zhì)f值診斷效能最好，敏感度和特異度均高于腎皮質(zhì)D、腎髓質(zhì)D、腎髓質(zhì)f、腎髓質(zhì)FA（P<0.05）。結(jié)果表明，皮質(zhì)f值具有較高診斷效能，有利于糖尿病及糖尿病腎病鑒別，可為患在臨床治療提供更好依據(jù)。

綜上所述，糖尿病腎病彌散變化和早期腎臟灌注及通過彌散水平評價可通過擴散張量成像反映，在早期糖尿病腎病患者腎功能異常評價中發(fā)揮重要作用。

[參考文獻]

[1] 陳圣妮，王遠成，馮英連，等. 磁共振體素內(nèi)不相干運動及擴散張量成像評估2型糖尿病患者腎功能的改變[J]. 中華醫(yī)學雜志，2018，98（5）：346-351.

[2] 薛鑄，鄭士富，朱秉匡. 血脂康對中老年早期糖尿病腎病患者血脂的影響及腎臟保護的作用[J]. 中國老年學雜志，2018，38（12）：41-43.

[3] Choi YS，Ahn SS，Lee SK，et al. Amide proton transfer imaging to discriminate between low-and high-grade gliomas：Added value to apparent diffusion coefficient and relative cerebral blood volume[J]. European Radiology，2017，27（8）：3181-3189.

[4] 楊開顏，梁璐，蔣濤，等. 擴散張量成像早期診斷大鼠慢性移植物腎病及監(jiān)測移植腎纖維化程度的價值[J]. 中華放射學雜志，2018，52（7）：543-548.

[5] Chawla S，Wang S，Verma G，et al. Abstract CT068：Tumor treating fields in patients with glioblastomas：Evaluation of treatment response using advanced mr imaging techniques[J]. Cancer Research，2017，77（13 Supplement1）：CT068.

[6] 王語，張恒，張如志，等. 糖尿病大鼠腎上腺水通道蛋白1表達特征以及多b值擴散加權(quán)成像評估腎上腺損傷的價值[J]. 中華放射學雜志，2017，51（8）：616-620.

[7] 王朝云，孫靜文，李科標，等. SGLT2抑制劑在2型糖尿病伴中度腎功能損害人群中應(yīng)用的Meta分析[J]. 中國新藥雜志，2018，27（22）：105-111.

[8] Wada K，Goto T，Takasago T，et al. Piriformis muscle syndrome with assessment of sciatic nerve using diffusion tensor imaging and tractography：A case report[J]. Skeletal Radiology，2017，46（10）：1399-1404.

[9] 張會芬，楊宏秀，劉麗，等. 血清中性粒細胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運載蛋白、胱抑素C及尿白蛋白肌酐比值、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶檢測在早期糖尿病腎臟疾病中的應(yīng)用價值[J].中國糖尿病雜志，2018，26（4）：51-57.

[10] 劉建航，劉昊，陳道云，等. 磁共振彌散張量成像技術(shù)在臨床疾病診治過程中更多的優(yōu)勢和價值[J]. 中國組織工程研究，2019，23（8）：99-105.

[11] Mozumder M，Beltrachini L，Collier Q，et al. Simultaneous magnetic resonance diffusion and pseudo-diffusion tensor imaging[J]. Magnetic Resonance in Medicine，2018， 79（4）：2367-2378.

[12] 胡華，連杰，宋震宇，等. 磁共振彌散張量成像技術(shù)在骨肌系統(tǒng)良惡性病變和浸潤評價中的應(yīng)用[J]. 中國現(xiàn)代醫(yī)學雜志，2018，28（20）：99-103.

[13] Razek AAKA，El-Serougy L，Abdelsalam M，et al. Differentiation of residual/recurrent gliomas from postradiation necrosis with arterial spin labeling and diffusion tensor magnetic resonance imaging-derived metrics[J]. Neuroradiology，2018，60（2）：1-9.

[14] 王鳴瑞，俞麗華，汪婷婷，等. 參芪地黃湯對氣陰兩虛型早期糖尿病腎臟病患者血清炎癥因子、腎功能及微循環(huán)的影響[J]. 中國中藥雜志，2018，2（6）：1276-1281.

[15] Ho MJ，Manoliu A，Kuhn FP，et al. Evaluation of reproducibility of diffusion tensor imaging in the brachial plexus at 3.0 T[J]. Investigative Radiology，2017，52（8）：482-487.

（收稿日期：2019-10-30）