李 成，羅丹丹，龔良庚，曾 磊，周國盛，樊 燁，徐高四，涂衛(wèi)平，房向東

慢性腎臟病 (chronic kidney disease，CKD)是威脅全球公共健康的主要疾病之一，腎臟病變嚴(yán)重程度與CKD臨床診治密切相關(guān)。目前，判斷CKD病變程度的金標(biāo)準(zhǔn)是腎臟病理活檢，雖有助于臨床醫(yī)生判斷CKD的進(jìn)展及預(yù)后，但卻具有創(chuàng)傷性，且不便于病情的動(dòng)態(tài)觀察。99Tcm－二乙基三胺五乙酸 (DTPA)腎動(dòng)態(tài)顯像測定的分腎腎小球?yàn)V過率(SKGFR)具有一定的放射性，且空間分辨能力差，不利于觀察腎臟的病理改變。磁共振 (MR)擴(kuò)散加權(quán)成像 (diffusion weighted imaging，DWI)能敏感地檢測活體水分子彌散運(yùn)動(dòng)，通過測量表觀彌散系數(shù) (apparent diffusion coefficient，ADC)值可反映病變內(nèi)部結(jié)構(gòu)及組織成分［1－2］。本研究旨在研究CKD患者的腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值與SKGFR及病理改變的相關(guān)性，探索DWI在CKD患者腎功能評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2012年2—12月在南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院腎內(nèi)科就診的CKD患者50例 (100個(gè)腎臟)為CKD組，其中男29例，女21例;年齡24～66歲，平均45歲。均符合美國腎臟病基金會(huì)頒布的腎臟病生存質(zhì)量指導(dǎo) (K/DOQI)中關(guān)于CKD的定義［3］，均為雙腎彌漫性病變患者。排除雙/單側(cè)腎臟明顯萎縮或合并腎臟其他疾病，如腎結(jié)石、腎積水、多發(fā)性腎囊腫等。其中18例患者行右腎穿刺活檢，并對(duì)腎臟病理損傷程度進(jìn)行了評(píng)分。另選取同時(shí)期體檢健康志愿者20例 (40個(gè)腎臟)為對(duì)照組，其中男12例，女8例;年齡25～64歲，平均41歲。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)臨床沒有腎臟疾病病史;(2)目前沒有腎臟疾病的臨床表現(xiàn);(3)與腎功能有關(guān)的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)均正常;(4)檢查前先進(jìn)行MR常規(guī)T1、T2加權(quán)掃描提示腎臟正常者;(5)最近沒有服用有明顯腎毒性的藥物。

1.2 MR檢查方法 采用GE Singa HDXT GE3.0 T磁共振掃描機(jī)。行常規(guī) T1WI、T2WI腎臟掃描后，進(jìn)行腎臟DWI成像。DWI采用單次激發(fā)回波平面 (SS－EPI)序列，重復(fù)時(shí)間 (TR)6 316 ms，回波時(shí)間 (TE)63.1 ms，矩陣 96×180，視野(FOV)340 mm ×240 mm，激勵(lì)次數(shù)(NEX)8次，b值取800 s/mm2;以腎臟中心層面為掃描中心層面，層數(shù)6層，層厚8 mm，采用表面相控線圈，使用呼吸門控。應(yīng)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)位移偽影的影響。

DWI圖像采用GE ADW 4.4工作站的Fuctool 9.4.05a軟件包對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，工作站軟件系統(tǒng)自動(dòng)生成彩色ADC圖。在 DWI圖上繪制感興趣區(qū)(ROI)，ROI均在腎門中心水平腎皮質(zhì)、腎髓質(zhì)分界清楚的區(qū)域選擇，腎皮質(zhì)ROI用自由線勾畫出輪廓，注意避開T2WI上確認(rèn)的腎囊腫等腎臟病變;腎髓質(zhì)ROI用圓形工具在腎臟前、中、后份勾勒3個(gè)圓形區(qū)域，面積15～25 mm2，求其平均值作為每側(cè)腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)的ADC值。

1.3 SKGFR測定 在MR檢查前后1周內(nèi)用99Tcm－DTPA腎動(dòng)態(tài)顯像測定SKGFR，儀器為美國GE公司生產(chǎn)的Infinia vc Hawkeye4雙探頭單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層儀 (SPECT)，檢查時(shí)受檢者取臥位，探頭貼近后腰部，視野包括雙側(cè)腎，“彈丸”式靜脈注射99Tcm－DTPA后即刻進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集，計(jì)算SKGFR。目前，國際并未制定SKGFR的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國際公認(rèn)的臨床總腎小球?yàn)V過率 (GFR)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［3］，參考既往文獻(xiàn)的報(bào)道［4］和我院核醫(yī)學(xué)的參考范圍對(duì)腎臟功能受損程度進(jìn)行分組，將CKD組分為3組:腎功能正常組 (36個(gè)):GFR≥40 ml/min;腎功能輕度受損組 (44個(gè)):20 ml/min≤GFR＜40 ml/min，腎功能中度受損組(20個(gè)):GFR＜20 ml/min。

1.4 病理檢測 用10%中性甲醛固定腎組織標(biāo)本，經(jīng)脫水、石蠟包埋制片 (1 μm)，行常規(guī)蘇木素－伊紅染色、糖原染色、Masson染色及碘酸六胺銀染色。免疫病理:選用快速敏感的直接免疫法。腎臟病理損傷程度采用Katafuchi腎病評(píng)分系統(tǒng)［5］:總分27分，包括腎小球積分1～12分，腎小管－間質(zhì)積分0～9分，血管積分0～6分。病理損害積分為其三者相加。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS for Windows 16.0統(tǒng)計(jì)軟件包分析數(shù)據(jù)。計(jì)量資料以(±s)表示，多組間比較采用方差分析，兩組間比較采用t檢驗(yàn);相關(guān)關(guān)系采用Pearson相關(guān)分析法。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 對(duì)照組與不同腎功能CKD組腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值比較 對(duì)照組及不同腎功能CKD組患者腎皮質(zhì)ADC值均大于腎髓質(zhì)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＜0.05);對(duì)照組與不同腎功能CKD組腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);其中腎功能正常組、腎功能輕度受損組、腎功能中度受損組腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值較對(duì)照組降低，腎功能輕度受損組、腎功能中度受損組較腎功能正常組降低，腎功能中度受損組較腎功能輕度受損組降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＜0.05，見表1)。

2.2 CKD患者腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值與腎臟濾過功能的相關(guān)性 CKD組腎皮質(zhì)ADC值與SKGFR呈正相關(guān)(r=0.697，P＜0.01，見圖1);腎髓質(zhì)ADC值與SKGFR呈正相關(guān) (r=0.800，P＜0.01，見圖2)。

2.3 CKD患者腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值與病理損害程度的相關(guān)性 CKD患者腎皮質(zhì)ADC值與病理損害積分呈負(fù)相關(guān) (r=－0.814，P＜0.01，見圖3);腎髓質(zhì)ADC值與病理損害積分呈負(fù)相關(guān) (r=－0.800，P ＜0.01，見圖4)。

圖1 CKD患者腎皮質(zhì)ADC值與SKGFR的相關(guān)性Figure 1 Correlation between cortical ADC values and GFR in CKD patients

表1 對(duì)照組與不同腎功能CKD組腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值比較 (±s)Table 1 Comparison of cortical and medullary ADC values between the control group and the CKD group

表1 對(duì)照組與不同腎功能CKD組腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值比較 (±s)Table 1 Comparison of cortical and medullary ADC values between the control group and the CKD group

注:與對(duì)照組比較，*P＜0.05;與腎功能正常組比較，△P＜0.05;與腎功能輕度受損組比較，▲P＜0.05

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圖2 CKD患者腎髓質(zhì)ADC值與SKGFR的相關(guān)性Figure 2 Correlation between medullary ADC values and GFR in CKD patients

3 討論

圖3 腎皮質(zhì)ADC值與病理損害積分的相關(guān)性Figure 3 Correlation between cortical ADC values and scores of pathological lesion in CKD patients

圖4 腎髓質(zhì)ADC值與病理損害積分的相關(guān)性Figure 4 Correlation between medullary ADC values and scores of pathological lesion in CKD patients

DWI是一種對(duì)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)敏感的成像技術(shù)，反映組織內(nèi)分子活動(dòng)的自由度，間接反映組織的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。CKD患者的腎臟功能受損時(shí)，常引起腎小球硬化、間質(zhì)炎癥和纖維化、腎小管萎縮和增生，使得腎小球血流動(dòng)力學(xué)改變、腎小管和間質(zhì)水的轉(zhuǎn)運(yùn)功能減輕，這一系列變化都可影響水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，從而表現(xiàn)出與正常人不同的ADC值。ADC值由代表DWI的擴(kuò)散敏感度的b值計(jì)算得出，大b值反映水分子的擴(kuò)散，小b值主要反映組織灌注和水分子擴(kuò)散的綜合情況。當(dāng)b值取值較大時(shí)測得的ADC值能較真實(shí)地反映擴(kuò)散情況，但過大的b值又會(huì)使圖像的信噪比下降［6］。為了兼顧擴(kuò)散成像質(zhì)量和彌散強(qiáng)度，本研究將b值定為800 s/mm2。

3.1 ADC值在CKD患者腎功能評(píng)價(jià)中的價(jià)值 以往多個(gè)研究結(jié)果均證實(shí)CKD患者腎臟ADC值較正常人顯著降低［7－8］，但部分研究因所得圖像中腎臟成像比較差，故采用測量整個(gè)腎臟ADC值的方法，且大部分研究并未深入探討DWI在不同分期患者之間的應(yīng)用價(jià)值。本研究采用3.0 T磁共振，可獲得高分辨率的DWI圖像，能夠更清晰地顯示皮髓質(zhì)分界，進(jìn)而可以分別測量腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)的ADC值。結(jié)果表明，對(duì)于CKD患者，腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值顯著低于健康人，且隨著腎功能水平的下降，腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值均呈下降的趨勢(shì)，與以往研究結(jié)果一致［4，8］。本研究結(jié)果顯示，對(duì)照組和不同腎功能CKD組腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值均存在差異，表明在采用大 b值條件下，ADC值對(duì)不同分期的鑒別具有一定的診斷效能。此外，Heyman等［9］的研究顯示腎臟還受年齡因素的影響，隨著年齡的增加，腎小球開始不斷硬化，腎血流量及GFR降低，以致腎臟ADC值也隨之發(fā)生變化。本研究中CKD組與對(duì)照組在年齡方面基本匹配，避免了年齡差異可能帶來的影響。

3.2 腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值與SKGFR的相關(guān)性 多個(gè)研究小組證實(shí)腎臟ADC值與GFR之間存在相關(guān)性。Carbone等［10］認(rèn)為CKD患者的腎ADC值與eGFR呈正相關(guān)，Xu等［4］同樣得出類似結(jié)論，報(bào)道了腎臟ADC值與單側(cè)腎臟的GFR間相關(guān)系數(shù)為0.70。本研究結(jié)果表明CKD患者腎皮質(zhì)和髓質(zhì)的ADC值均與SKGFR呈正相關(guān)。分析其原因可能是由于腎間質(zhì)在腎髓質(zhì)內(nèi)占有的體積比皮質(zhì)大，大量臨床及病理研究認(rèn)為腎間質(zhì)病變的嚴(yán)重程度與GFR的下降密切相關(guān)，決定著腎臟疾病的預(yù)后［11－12］;即使腎小球嚴(yán)重病變，若尚未伴隨明顯的腎間質(zhì)損傷，也不會(huì)出現(xiàn)GFR明顯下降。因此，腎髓質(zhì)ADC值對(duì)濾過功能的改變較敏感，在一定程度上能更好地反映腎功能的水平。同時(shí)，本研究結(jié)論也與 Toya等［13］研究得出的腎臟ADC與eGFR之間相關(guān)性很差的結(jié)論相悖，分析可能與b值的選擇和ROI的定位不同有關(guān)。

3.3 腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值與病理損害積分的相關(guān)性 腎穿刺活檢目前是評(píng)價(jià)腎臟病變嚴(yán)重程度的金標(biāo)準(zhǔn)，但為有創(chuàng)性檢查，有一定的風(fēng)險(xiǎn)，且不便于病情的動(dòng)態(tài)觀察。尋求一種無創(chuàng)檢查來評(píng)價(jià)腎功能變化及病理損害程度是臨床工作亟待解決的問題。本研究中活檢病理組織內(nèi)可見不同程度的腎小球硬化，小球系膜增生;腎間質(zhì)單核細(xì)胞浸潤及灶狀纖維化，這些病理損害均引起了腎小球及腎小管含水量的減少以及細(xì)胞外水分子的彌散受限，在DWI上表現(xiàn)為腎實(shí)質(zhì)ADC值的降低，因此，ADC值能夠反映腎實(shí)質(zhì)的病理損害程度，值得深入研究。Inoue等［14］檢測的37例無糖尿病合并癥并經(jīng)腎穿刺活檢的CKD患者的腎皮質(zhì)ADC值，結(jié)果表明隨著腎間質(zhì)纖維化程度的加重，腎皮質(zhì)ADC值有減小趨勢(shì)，國內(nèi)學(xué)者李瓊等［15］也得出相同的結(jié)論。本研究結(jié)果顯示腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值與病理損害積分呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)均不是太高，分析可能與收集的腎穿刺活檢病理患者較少有關(guān)。本研究中另外一項(xiàng)有意義的發(fā)現(xiàn)是有3例輕度病理損害患者ADC值高于對(duì)照組，分析其原因可能與CKD早期存在代償機(jī)制，使得腎血流灌注增加、腎小球肥大，導(dǎo)致腎含水量和細(xì)胞外水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增加有關(guān)。

本研究還存在一些問題和不足:(1)本研究搜集的病例有限，尤其是穿刺活檢病例相對(duì)較少，因此并未對(duì)不同病理類型的CKD患者的ADC值變化規(guī)律分別進(jìn)行分析;(2)本研究采用的是單個(gè)b值，不同b值對(duì)腎ADC值的影響還需進(jìn)一步研究。

綜上所述，DWI測量的ADC值是評(píng)估CKD患者腎臟功能的有效方法，CKD患者腎皮質(zhì)和腎髓質(zhì)ADC值降低，與腎臟濾過功能及病理損害積分之間存在相關(guān)性。作為無創(chuàng)性功能成像技術(shù)，DWI能夠在分子水平反映腎臟的功能狀態(tài)，為臨床評(píng)價(jià)CKD及其功能變化提供一種新的方法。

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