吳龍， 鄭罡， 張龍江 綜述 張宗軍 審校

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·綜述·

終末期腎病腦灌注改變的影像學研究

吳龍， 鄭罡， 張龍江 綜述 張宗軍 審校

終末期腎病患者常伴有貧血、高血壓、動脈硬化等多種并發(fā)癥，嚴重威脅了患者的生命健康；研究發(fā)現(xiàn)終末期腎病患者的腦灌注變化情況與其并發(fā)癥關系密切，對于評估心腦血管意外以及認知功能障礙等具有重要意義。近年來影像醫(yī)學發(fā)展迅速，特別是磁共振成像技術和核醫(yī)學成像技術能夠比較準確的反應腦血流量的改變情況。本文簡述了近期終末期腎病患者腦灌注改變的影像學研究進展。

腎??； 灌注成像； 磁共振成像

全球約有8%～16%的普通人患有慢性腎病(chronic kidney disease，CKD)，近些年來越來越多的CKD患者發(fā)展為終末期腎病(end stage renal disease，ESRD)需要接受透析治療，這已經(jīng)成為一項全世界的公共衛(wèi)生問題[1]。ESRD是慢性腎功能不全的終末期階段，患者腎小球濾過率(glomerular filtration rate，GFR)明顯降低，當GFR低于15.0 mL/min/1.73m2時可診斷為ESRD[2]。ESRD患者常因促紅細胞生成素(erythropoietin，EPO)分泌不足而出現(xiàn)貧血，這是腎性貧血的最主要原因[3]；另外患者還常常伴有嚴重的高血壓和動脈硬化，這大大增加了患者發(fā)生心腦血管意外的風險，據(jù)統(tǒng)計ESRD患者發(fā)生心腦血管意外的風險是普通人的30倍[4]。有研究發(fā)現(xiàn)終末期腎病患者的腦血流量(cerebral blood flow，CBF)變化情況與其并發(fā)癥關系密切，如Zheng等[5]的研究證實伴有貧血的青壯年ESRD患者CBF是明顯增加的，并且與認知功能降低有關。本文就終末期腎病患者腦灌注改變的影像學研究及進展進行綜述。

常見并發(fā)癥與CBF改變的關系

貧血是ESRD患者常見的并發(fā)癥，EPO分泌不足是導致貧血的最主要原因[6]；貧血時血液的載氧能力降低，導致了腦組織的供氧不足，人體通過增加CBF來緩解大腦的缺氧狀況，當患者的貧血狀況得到改善后CBF也隨之下降。ESRD患者常因水鈉潴留、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的激活以及抗貧血藥物的使用等引起不同程度的高血壓；在單純慢性高血壓患者中由于腦動脈阻力以及腦灌注壓增高導致CBF下降；長期的血壓增高使心臟負擔持續(xù)性加重，最終導致心力衰竭，有研究指出控制高血壓對于提高ESRD患者生存率具有重要意義[7]。動脈硬化是一個復雜的過程，在ESRD患者中除高血壓、高血脂、高血糖外，鈣磷代謝障礙也是重要危險因素；另外新近的研究表明長期接受透析治療的ESRD患者常表現(xiàn)出一種微炎癥狀態(tài)，患者并沒有病原微生物感染的病史，也沒有紅、腫、熱、痛等明顯的感染征象，但呈現(xiàn)出持續(xù)的炎癥因子的升高，這種微炎癥狀態(tài)可以引起血管損傷并進而誘發(fā)動脈硬化[8]。動脈硬化導致了腦血管壁順應性降低、管腔狹窄甚至閉塞使CBF降低導致腦供血不足。

CBF常用的影像學檢查方法及相關的影像學進展

1.磁共振成像技術

磁共振腦灌注成像包括動態(tài)磁敏感對比增強(dynamic sucstability contrast，DSC)和動脈自旋標記(artery spin labeling，ASL)兩種方法，ASL又可以分為連續(xù)型、偽連續(xù)型和脈沖型；主要參數(shù)包括局部腦血流量(regional CBF，rCBF)、局部腦血流容量(regional CBV，rCBV)、平均通過時間(mean transit time，MTT)等。ASL技術利用動脈血內(nèi)水中的氫質子作為內(nèi)源性的示蹤劑，根據(jù)標記的氫質子流量與腦的灌注成比例的原理獲得腦灌注圖像，實現(xiàn)對的CBF定量測量，然后通過與對照組進行比較(正常人或自身的前后對照)，可以用來反映腦組織的微血管分布情況及血流灌注的改變情況，并且可以通過與臨床精神量表相結合用于分析認知功能障礙的發(fā)病機制。正常人體存在一種腦血流自動調節(jié)能力[9](cerebral autoregulation，CA)當血壓在一定范圍內(nèi)波動時可以使腦血流量保持相對穩(wěn)定，它反應了腦內(nèi)微動脈血管的調節(jié)能力；ESRD患者常伴有CBF的明顯改變，提示CA功能損傷，這與高血壓引起的腦中風密切相關[10]，當高血壓糾正時CA功能可以得到部分修復，因此觀測ESRD患者CBF的改變情況對于評估腦中風的風險性有重要意義；另外Prohovnik等[11]利用ASL等技術發(fā)現(xiàn)長期透析治療的ESRD患者發(fā)生不明原因的腦中風和認知障礙與CBF減少具有一致性。ESRD患者腎功能損傷嚴重，常規(guī)磁共振灌注檢查中使用的對比劑可能會加重腎臟功能的損傷，因此DSC在慢性腎功能不全患者研究中少有報道；相比之下ASL具有無需使用對比劑、可重復性高、操作簡單、無創(chuàng)等優(yōu)點，被廣泛的應用到腦缺血性疾病及腦腫瘤血供等方面的研究當中，其在腦部疾病的研究中可以與DSC相媲美[12]。

血氧水平依賴功能磁共振成像包括任務態(tài)(task-fMRI)和靜息態(tài)(resting-state fMRI，rs-fMRI)兩種形式。task-fMRI需要給被檢查者不同的活動刺激，使相應的腦區(qū)得到激活，使該腦區(qū)信號增強；rs-fMRI反映的是人在清醒的安靜狀態(tài)下自發(fā)的腦活動，其基本研究在于功能鏈接分析，對于研究各種不同原因引起的認知障礙具有重要意義[13]。長期接受透析治療的ESRD患者常伴有認知功能障礙和不同程度的腦萎縮[14]，Zheng等[15]通過將ESRD患者同正常對照組進行比對發(fā)現(xiàn)半數(shù)以上的異常功能鏈接涉及到前額葉，而前額葉被用于策劃復雜的認知行為、個性表達、個人決策以及緩和社會行為等，該結論與Kamata等[16]發(fā)現(xiàn)的長期血透的ESRD患者會出現(xiàn)腦灌注不足且較正常人出現(xiàn)明顯的額葉萎縮，透析時間越長萎縮越明顯的結論相吻合，為ESRD患者的認知功能障礙的發(fā)生機制提供了影像學依據(jù)。

磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)發(fā)展十分迅速，常見的MRA技術有時間飛躍(time of flight，TOF)，相位對比和對比增強(在ESRD患者的檢查中使用比較謹慎)。MRA可以比較直觀的顯示患者的血管結構，可以用來判斷和評估狹窄部位以及狹窄程度[17，18]；斑塊形成時MRA圖像上顯示管壁不光滑，可見突向腔內(nèi)的半月型或環(huán)形斑塊，富含脂肪的壞死核在T1WI上呈高信號，在T2WI上呈低信號；纖維帽在T1WI上呈等或稍高信號，在T2WI上呈高信號；TOF序列上纖維環(huán)為低信號，當破裂時表現(xiàn)為相對的高信號[19]；MRA可以準確的顯示和診斷粥樣硬化斑塊，并且無輻射可重復性高，已被廣泛的應用到了臨床實踐中。

2.超聲血管檢查

頸部動脈超聲檢查是診斷和評估ESRD患者血管病變的常用方法，其優(yōu)點在于操作簡單并且無創(chuàng)、無輻射。在M型超聲圖像上根據(jù)回聲強弱可將頸動脈壁分為3層，內(nèi)層為中等回聲，中間為低回聲，外層為高回聲，據(jù)此可以在超聲圖像上測量頸動脈內(nèi)-中膜厚度(inteima media thickness，IMT)，研究顯示IMT與冠心病、高血壓的嚴重程度密切相關[20,21]，正常IMT<0.8 mm，大于>1.3 mm便可以認為有斑塊形成，斑塊常向管腔內(nèi)突起，不同類型的斑塊回聲強度不同，軟斑多為中或低回聲，硬斑多為伴有聲影的強回聲；頸部動脈超聲檢查可以早期的發(fā)現(xiàn)IMT的改變情況，對于評估血管的狹窄程度、腦灌注的改變以及發(fā)生心腦血管意外的風險性都有重要意義。

3.CT腦灌注成像、CT血管造影和數(shù)字減影血管造影

CT灌注成像是通過靜脈注射對比劑的同時進行連續(xù)動態(tài)的掃描，以此獲得所選感興趣層面內(nèi)每一像素的時間-密度曲線，然后根據(jù)此曲線利用計算機處理得到rCBF、rCBV、MTT、峰值時間(time to peak，TPP)等血流動力學參數(shù)用以評價腦組織的灌注狀態(tài)，如當急性腦梗死發(fā)生時典型表現(xiàn)為rCBF和rCBV下降，MTT和TTP延長；TTP延長主要為血流速度減慢的結果，對缺血最為敏感；MTT對異常的腦血流灌注比較敏感，可以用于區(qū)分正常腦組織和缺血腦組織；rCBF和rCBV可以用來評估缺血的嚴重程度，當rCBF輕度減低而rCBV輕度增高時提示有缺血發(fā)生，當兩者都出現(xiàn)下降時提示有梗死的危險，當下降明顯時表明發(fā)生了不可逆的梗死。

CT血管造影(CT angiography，CTA)可以得到清晰直觀的血管影像，對閉塞性血管病變可提供重要且可靠的診斷依據(jù)[22]；動脈硬化的管壁在CTA圖像上可以看到多發(fā)或單發(fā)的高密度鈣化灶，若有管壁增厚則提示軟斑形成，當血管局部出現(xiàn)顯影欠佳或遠端未見顯影則提示管腔狹窄嚴重甚至閉塞。數(shù)字減影血管造影技術是當前血管病變檢查的重要方法之一，但其創(chuàng)傷性較大且操作復雜，相比之下CTA檢查操作無創(chuàng)且簡單快捷，其圖像質量也達到了臨床的診斷需要[23]。

4.核醫(yī)學成像

核醫(yī)學常見的成像技術包括單光子發(fā)射計算機斷層成像術(single-photon emission computed tomography，SPECT)和正電子發(fā)射斷層成像術(positron emission tomography，PET)。SPECT技術能夠提供患者腦血流及代謝等方面的信息，可被用于ESRD患者認知功能障礙的研究；PET是核醫(yī)學領域的先進技術，其基本原理是將放射性核素標記的某種物質(最常用的是18F-FDG)注入人體后，通過觀察不同組織對其的代謝情況來評估組織代謝及血流變化等情況。 核醫(yī)學成像技術對于觀測ESRD患者的CBF改變情況具有重要的價值，如Isshiki等[24]利用SPECT技術發(fā)現(xiàn)長期透析治療的ESRD患者其rCBF都是明顯下降的，這可能與CKD患者癡呆的發(fā)生有關；另外其對缺血性腦血管意外，癲癇致癇灶的定位，判斷腦腫瘤的血運等也有很高的診斷價值，但其檢查費用昂貴，可重復性差，具有放射性等因素一定程度上限制了其在相關領域的發(fā)展。

總結和展望

通過聯(lián)合MRI、CT、超聲以及核醫(yī)學等多種影像學技術可以多方面多層次的解釋ESRD患者的各種臨床表現(xiàn)。不同方式的腦灌注成像已經(jīng)被廣泛的應用于腦缺血性、占位性疾病的診斷和預后評估當中，但在腦卒中多發(fā)的ESRD患者中進行的預防性檢查和研究較少，尤其是在年齡較大的患者當中；另外ASL等技術與臨床精神量表相結合發(fā)現(xiàn)ESRD患者認知功能降低和腦灌注改變關系密切，該結論所涉及到的腦區(qū)(如大腦前額葉等)與靜息態(tài)功能磁共振所得到的結論基本一致，但仍未闡釋清楚其詳細的變化機制，如血液中氧的遞送和腦組織氧攝取的變化情況對其的影響。總之隨著越來越多新技術的產(chǎn)生和應用，對ESRD患者腦灌注增高或減低機制的研究將有利于ESRD相關心腦血管疾病的早期診斷及預后評估。

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210002 南京，徐州醫(yī)學院醫(yī)學影像學院(吳龍)；南京軍區(qū)南京總醫(yī)院醫(yī)學影像科(吳龍、鄭罡、張龍江)

吳龍(1990-)，男，河北廊坊人，碩士研究生，主要從事醫(yī)學影像診斷及研究工作。

張宗軍，E-mai:13814020968@163.com

國家自然科學基金項目(81471644，81101039)；中國博士后基金(2014T71014，2015M570436)

R692; R445.2

A

1000-0313(2016)10-1013-03

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.10.026

2015-10-28

2016-02-15)