磁共振彌散加權(quán)成像ADC值在慢性腎臟疾病中的應(yīng)用

金艷霞 王 健 于詠梅

大連市友誼醫(yī)院影像科，遼寧大連 116001

隨著磁共振成像技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，磁共振彌散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）在臨床影像診斷中越來越廣泛地應(yīng)用于全身各個(gè)組織器官，DWI是在分子水平上反映組織器官水分子布朗運(yùn)動(dòng)的磁共振功能成像技術(shù)之一[1]。DWI是能通過測(cè)量表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）值對(duì)組織功能進(jìn)行定量分析的一種影像學(xué)方法[2-3]。本研究旨在分析慢性腎臟疾病患者的血清尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）指標(biāo)與腎臟磁共振檢查DWI 序列中的ADC值之間的關(guān)系，以及慢性腎臟疾病組腎臟ADC值與正常組腎臟ADC值兩者之間的關(guān)系，探討ADC值在評(píng)價(jià)腎功能不全患者中的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年1月～2018年12月在大連市友誼醫(yī)院腎內(nèi)科住院的20例慢性腎臟疾病患者作為病例組，其中男12例，女8例；平均年齡（43.3±18.2）歲。同期選取32名健康志愿者作為對(duì)照組，其中男16名，女16名；平均年齡（41.5±13.1）歲。兩組的一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。本檢查通過醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審查同意，檢查前受檢者均簽署知情同意書。

對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)：無腎病病史；無可能影響腎功能的疾?。ㄈ缧呐K、肝臟功能異?；驉盒阅[瘤病史等）病史；近1年血清肌酐水平及尿常規(guī)檢查正常；近期沒有服用明確影響腎臟功能的藥物；沒有高蛋白飲食習(xí)慣。

病例組納入標(biāo)準(zhǔn)：①尿常規(guī)出現(xiàn)尿潛血持續(xù)時(shí)間≥3個(gè)月；②患者尿常規(guī)檢查出現(xiàn)尿蛋白時(shí)間≥3個(gè)月；③腎小球?yàn)V過率下降，濾過率<60 mL/min 且≥3個(gè)月。上述3個(gè)條件滿足其一且既往無腎臟疾病病史可納入病例組。對(duì)照組及病例組所有檢查者于檢查前1 d 晚飯后禁食、水（前1 d 晚餐以清淡易消化食物為主），同時(shí)停止服用藥物。所有檢查者均無磁共振檢查的禁忌。

1.2 方法

1.2.1 磁共振掃描方法 使用GE 公司的1.5T 磁共振掃描儀，體部線圈，對(duì)所有檢查者進(jìn)行常規(guī)磁共振平掃及DWI 掃描。DWI 檢查采用單次激發(fā)平面回波序列（SE-EPI）。腎臟常規(guī)掃描包括橫斷位T1WI（脂肪抑制序列）：TR 190.0 ms，TE 1.5 ms，層厚6 mm；T2WI：TR 3000 ms，TE 85 ms，層厚6 mm。采集次數(shù)（NEX）=2，F(xiàn)OV為32 cm×32 cm，矩陣512×512；腎臟橫斷位DWI：TR 1000 ms，TE 48 ms，b值為500 s/mm2，掃描時(shí)間為18 s，采集次數(shù)（NEX）=5，層厚、FOV 及矩陣同常規(guī)平掃。掃描范圍自雙腎上極水平至雙側(cè)髂前上棘連線水平。

1.2.2 磁共振DWI 圖像分析 由副高級(jí)職稱的影像學(xué)醫(yī)師在磁共振影像系統(tǒng)工作站上進(jìn)行圖像分析及測(cè)量ADC 圖或ADC 偽彩圖中腎實(shí)質(zhì)的ADC值。對(duì)照組選取掃描圖像測(cè)量ADC值，選取區(qū)域?yàn)槟I中部區(qū)域的2～3個(gè)橫截面，避開腎柱及腎血管，直徑為10～15 mm，求得平均值作為腎臟實(shí)質(zhì)的ADC值。病例組在選取掃描圖像測(cè)量ADC值時(shí)，要選取兩側(cè)腎臟中血流信號(hào)減少的腎臟（即DWI 信號(hào)增高的腎臟）進(jìn)行分析，選取區(qū)域及直徑與對(duì)照組方法相同，并計(jì)算出腎臟ADC值。

1.3 觀察指標(biāo)

記錄慢性腎臟疾病患者的BUN值，在實(shí)驗(yàn)室檢查出現(xiàn)腎功能持續(xù)3個(gè)月以上異常后進(jìn)行磁共振平掃及DWI 掃描，獲得可供診斷的ADC值，分析ADC值與BUN 之間是否存在一定統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)室檢查后1 周內(nèi)，患者未進(jìn)行臨床藥物干預(yù)治療前行磁共振檢查。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，兩組間比較采用t 檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用率表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)；相關(guān)性分析采用Pearson 檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組腎實(shí)質(zhì)ADC值的比較

腎臟磁共振掃描中，在b值=500 s/mm2時(shí)進(jìn)行DWI掃描（圖1～2），對(duì)照組的腎實(shí)質(zhì)ADC值為（2.80±0.12）×10-3mm2/s（圖3，封三），病例組的腎實(shí)質(zhì)ADC值為（2.15±0.22）×10-3mm2/s（圖4，封三）。病例組的腎實(shí)質(zhì)ADC值低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

圖1 對(duì)照組的腎臟DWI 圖像

圖2 病例組腎臟DWI 序列圖像

圖3 與圖1 同一層面的對(duì)照組腎臟ADC 偽彩圖

圖4 與圖2 同一層面病例組腎臟ADC 偽彩圖

2.2 慢性腎臟疾病患者腎臟ADC值與BUN 的相關(guān)性分析

慢性腎臟疾病患者腎臟ADC值與BUN 水平成負(fù)相關(guān)（r=-0.53，P=0.001）（圖5）。

3 討論

圖5 慢性腎臟疾病患者腎臟ADC值與BUN 關(guān)系的散點(diǎn)圖

DWI是目前唯一能夠檢測(cè)活體組織分子微觀彌散運(yùn)動(dòng)的影像學(xué)方法，是一種具有潛力的、無創(chuàng)的腎功能評(píng)價(jià)方法。隨著快速掃描序列，特別是平面回波序列的應(yīng)用，消除了呼吸、血管波動(dòng)、胃腸蠕動(dòng)等生理運(yùn)動(dòng)偽影，使DWI 在腹部的應(yīng)用越來越廣泛[1]。目前臨床上多應(yīng)用內(nèi)源性指標(biāo)，以血清肌酐及BUN 水平或肌酐清除率來評(píng)價(jià)腎功能的改變。當(dāng)慢性腎臟功能不全時(shí)，腎臟的ADC值改變，也可作為評(píng)價(jià)腎功能的指標(biāo)之一[4]。

本研究中，對(duì)照組腎臟ADC 圖雙側(cè)腎臟大小、形態(tài)正常，ADC值均勻一致，未見局灶異常信號(hào)，偽彩圖上可見雙側(cè)腎臟為均勻一致的紅色，雙側(cè)腎臟未見其他顏色灌注異常信號(hào)區(qū)域。慢性腎臟疾病的患者ADC 圖顯示受損腎臟DWI 信號(hào)增高，ADC值減低，偽彩圖表現(xiàn)為紅黃相間的彌散受限的趨于冷色調(diào)顏色，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，病例組的腎臟ADC值低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；慢性腎臟疾病患者腎臟ADC值與BUN 水平成負(fù)相關(guān)（r=-0.53，P=0.001），即隨著BUN 水平的升高，腎臟ADC值呈減低趨勢(shì)，與以往研究所得結(jié)果[5-6]近似。慢性腎臟疾病發(fā)生的病理基礎(chǔ)之一是腎小球血流動(dòng)力學(xué)改變，腎臟微血管的病變導(dǎo)致腎實(shí)質(zhì)缺氧程度增高，繼而出現(xiàn)腎臟的間質(zhì)纖維化改變，另一方面腎小管上皮細(xì)胞的脫落引起腎小管堵塞，造成腎小球?yàn)V過功能減低，尿素氮為體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的終末產(chǎn)物，潴留在腎小球血液內(nèi)而導(dǎo)致濃度升高。慢性腎臟疾病患者可由于各種病理原因出現(xiàn)腎單位的破壞和減少，腎小球體積縮小、功能受損，瘢痕形成，腎小管壞死，腎間質(zhì)纖維化[7]，從而導(dǎo)致血管外及細(xì)胞間隙自由水分子運(yùn)動(dòng)的空間變小，水分子布朗運(yùn)動(dòng)受限，隨著病程的延長(zhǎng)，上述病理變化進(jìn)一步惡化，導(dǎo)致腎小球及腎小管的持續(xù)受損，水分子布朗運(yùn)動(dòng)持續(xù)受限，以致患者腎臟的ADC值明顯低于正常者[8]。因此ADC值有助于檢測(cè)包括腎小管萎縮和腎間質(zhì)纖維化在內(nèi)的腎間質(zhì)損傷，幫助影像科醫(yī)師評(píng)估慢性腎臟疾病患者的腎臟功能，可以作為評(píng)價(jià)腎功能損害的輔助診斷指標(biāo)[4，9]。Yoshikawa 等[10-11]的研究顯示，腎臟功能還受年齡因素的影響，隨著年齡增長(zhǎng)，腎小球體積逐漸變小、硬化，腎血流灌注不足及腎小球?yàn)V過率下降，以致腎臟的ADC值受其影響出現(xiàn)變化。本組資料患者年齡無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，在研究中盡量避免年齡因素對(duì)腎臟彌散功能及ADC值的影響。

本研究中病例組的患者都是臨床上出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室BUN 指標(biāo)異常的患者，由于腎臟已經(jīng)出現(xiàn)功能受損，往往實(shí)驗(yàn)室檢查中的血肌酐及BUN 會(huì)出現(xiàn)異常改變。而實(shí)驗(yàn)室檢查為陰性的早期腎病患者本研究未涉及，由于腎臟具有強(qiáng)大的代償功能，很多患者都是在出現(xiàn)臨床癥狀后才進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢查，此時(shí)病情可能已經(jīng)發(fā)展至中、晚期[12]；此外磁共振DWI 序列的組織對(duì)比欠佳[13]，不能準(zhǔn)確區(qū)分腎臟皮髓質(zhì)，本研究是通過對(duì)同一層面的T2WI 序列層面進(jìn)行對(duì)比加以區(qū)分，但由于患者每次屏氣的幅度和深度有所不同，層面可能會(huì)有所差異，會(huì)影響部分感興趣區(qū)的選擇，為避免呼吸運(yùn)動(dòng)影響DWI層面的選擇，在每例患者檢查前均進(jìn)行呼吸屏氣訓(xùn)練，以確保呼吸深度和幅度的盡量一致。DWI 序列中b值為擴(kuò)散敏感系數(shù)，用來描述DWI序列中水分子擴(kuò)散的程度，大b值所測(cè)得的ADC值受血流影響小，能較好反映組織內(nèi)水分子的彌散運(yùn)動(dòng)，但隨著b值增大，信噪比下降，磁敏感偽影增加，本研究所選用b值為500 s/mm2，與Goyal 等[14-15]的選擇一致，即能較好反映組織水分子的彌散，保持較穩(wěn)定的信噪比，相對(duì)磁敏感偽影也較少，所以作為首選b值納入本研究中。由于磁共振機(jī)器的生產(chǎn)商不同，磁共振設(shè)備的場(chǎng)強(qiáng)不同，各項(xiàng)研究所采用的b值亦不同，因此所計(jì)算出的ADC值也有所差異[16]，但本研究所應(yīng)用的是同一臺(tái)磁共振機(jī)器在相對(duì)固定的掃描條件下計(jì)算ADC值。

磁共振DWI 序列作為一種無創(chuàng)的、無輻射的檢查方法越來越多地應(yīng)用于臨床研究，ADC值能較準(zhǔn)確地反映腎臟的功能情況，有助于發(fā)現(xiàn)持續(xù)的腎臟功能受損，并可對(duì)腎臟功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，有效地預(yù)防終末期腎衰竭，將更有助于慢性腎臟疾病的診斷。在今后的工作中，將進(jìn)一步增加樣本量，提高DWI 檢查技術(shù)的針對(duì)性及可重復(fù)性，為臨床治療提供更有效的影像學(xué)診斷支持。