趙金義，李洪義，王曉申，王煜寧，史曉航，孫維洋，邢 健

(牡丹江醫(yī)學院 1.研究生處;2.附屬紅旗醫(yī)院磁共振科，黑龍江 牡丹江 157011)

糖尿病最嚴重的后果是持續(xù)高血糖導致人體各器官發(fā)生病理變化，其中，持續(xù)性的腎損害是主要并發(fā)癥之一[1]。然而，在DN的早期，由于缺乏明顯的腎病臨床表現(xiàn)，其臨床診斷并不簡單。腎活檢是發(fā)現(xiàn)早期DN的一種方式，但由于其侵襲性強，不能廣泛應用于臨床實踐。目前，DN的臨床診斷主要依賴于尿微量白蛋白的檢測，然而在腎損害的早期，腎臟本身的代償功能往往使這項檢查的結(jié)果為陰性。研究表明，某些fMRI技術(shù)在檢測早期DN方面可能比蛋白尿更敏感[2]。本文結(jié)合國內(nèi)外對DN的影像研究,探討fMRI技術(shù)在評估DN中的應用價值。

1 常規(guī)磁共振成像技術(shù)在評估DN中的應用價值

1.1 T1、T2加權(quán)成像T1和T2加權(quán)成像(T1WI、T2WI)取決于組織成分，能夠在解剖MRI中提供不同的組織對比度，當糖尿病導致慢性腎損害時，在腎小球濾過率降低的患者中腎皮質(zhì)的T1弛豫時間增加[3]。但T1和T2對DN檢測的敏感性和特異性較低，其在檢測糖尿病纖維化腎臟患者中的作用仍有待測試。

1.2 磁敏感加權(quán)成像磁敏感加權(quán)成像(SWI)可以根據(jù)組織成分的磁化率差異來描述其特征，由于糖尿病腎病纖維化改變了組織成分和易感性，這為使用SWI進行糖尿病腎纖維化成像提供了機會[4]，但由于SWI是通過評估其對組織特性的影響來間接評估腎纖維化，因此其評估糖尿病纖維化腎臟的特異性較低。

1.3 彌散加權(quán)成像彌散加權(quán)成像(DWI)能夠測量表觀擴散系數(shù)(ADC)值并反映組織的結(jié)構(gòu)特征，在DN慢性腎臟纖維化中，細胞外基質(zhì)的沉積和積累以及腎小管萎縮進一步限制了水分子的流動性導致DWI彌散受限[5]。腎功能衰竭患者的皮質(zhì)和髓質(zhì)的 ADC 值明顯低于正?；颊?，ADC 值反映了由糖尿病腎氧合減少引起的慢性腎小管間質(zhì)改變的程度。因此，水分子擴散的測量可以間接推斷糖尿病腎纖維化的存在和程度。

2 新興磁共振成像技術(shù)在評估DN中的應用價值

2.1 血氧水平依賴成像血氧水平依賴成像(BOLD-MRI)是一種新穎的fMRI技術(shù)，它利用脫氧血紅蛋白的順磁性來獲取對腎組織氧濃度敏感的圖像，可以快速、無創(chuàng)地評估動物模型和人類的腎內(nèi)氧合[6]。隨著糖尿病患者血液中脫氧血紅蛋白濃度的增加，質(zhì)子的T2弛豫時間減少并且在周圍組織中發(fā)生更多的失相 ，這會在脫氧血紅蛋白濃度增加的區(qū)域產(chǎn)生可測量的信號損失。BOLD-MRI已廣泛用于大腦等器官,與血液PO2變化相關(guān)的血紅蛋白血氧飽和度變化在PO2水平較低時最為顯著，這使得BOLD MRI非常適合于腎髓質(zhì)的氧合測量[7]，其中單次回波平面成像(EPI)對磁化率差異的敏感性很高，能夠提高時間分辨率，但會導致圖像失真、信號丟失和空間分辨率受限，多重梯度回憶回波(mGRE)序列是目前最廣泛用于腎BOLD MRI[8]，與EPI方法相比，mGRE技術(shù)提供了具有較好的的信噪比、空間分辨率和圖像質(zhì)量的R2*(=1/T2*)圖像。因此，BOLD-MRI 可以為糖尿病早期腎損傷的病理生理學提供重要的見解，并評估腎損傷藥物干預措施。

2.2 彌散張量、彌散峰度成像彌散張量成像(DTI)是另一種新穎的fMRI技術(shù)，其反映了水分子在不同方向中的擴散運動。DTI在腎臟的應用顯示，由于腎小管流量與腎臟的過濾功能有關(guān)，在DN慢性腎損傷中，彌漫性間質(zhì)纖維化以及腎小管萎縮、細胞浸潤和腎小球瘢痕也可能改變水的擴散[9]，如前所述，纖維和大分子等組織成分限制水的擴散，水的擴散程度(“峰度”)反映了組織的微觀結(jié)構(gòu)復雜性。彌散峰度成像(DKI)是一種新興的MR技術(shù)，是DTI的自然延伸，但需要相對較大的b值(>1000 s/mm2)才能進行穩(wěn)健測量[10]，糖尿病纖維化腎臟能導致水分擴散造成額外障礙，從而增加擴散峰度[11]。應用DTI、DKI兩種技術(shù)能夠微觀提供腎臟結(jié)構(gòu)及功能變化，在DN的無創(chuàng)評估中具有重大效能。

2.3 磁化轉(zhuǎn)移成像磁化轉(zhuǎn)移成像(MTI)利用不同環(huán)境中質(zhì)子池之間的自旋交換，可用于評估腎組織的大分子含量。半定量MT比率(MTR)等更簡單的指標是最常用的MT方法，可用于評估糖尿病腎細胞凋亡和纖維化，然而MTR測量的靈敏度、特異性和可重復性會受到各種實驗參數(shù)和場強的影響。為了提高特異性和靈敏度，利用定量MT(qMT)方法來提取基于生物物理模型的定量參數(shù)，并將大分子質(zhì)子池與自由水池的比率(PSR)與弛豫率和交換率隔離開來，研究表明，內(nèi)皮一氧化氮合酶(eNOS)的缺乏與晚期糖尿病腎纖維化相關(guān)[12]，高PSR值的腎面積百分比與組織學纖維化指數(shù)密切相關(guān)，表明qMT可用于檢測和量化糖尿病腎纖維化。MTI的高功能性將使得其應用于DN具有重大前景。

2.4 動態(tài)自旋標記DN與腎臟微血管系統(tǒng)功能障礙有關(guān)，導致腎臟血液灌注減少，且測量血液灌注對不同藥物的反應也有助于闡明糖尿病腎臟血流動力學調(diào)節(jié)的機制。動態(tài)自旋標記(ASL)的磁共振成像已被用于測量人類的腎血流灌注[13]，ASL是一種無需靜脈對比劑即可量化組織灌注的成像技術(shù)[14]，通過磁共振成像(MRI)脈沖序列在腎上腺主動脈內(nèi)“標記”供應腎臟的血液的水成分。在無標記和標記后的情況下，對腎臟的選定部分進行成像，兩次采集之間的信號差異為灌注差異，并允許基于每個體素自動計算定量灌注，研究表明，隨著腎臟間質(zhì)纖維化程度的增加，ASL組織灌注明顯下降[15]，ASL-MRI能夠量化糖尿病的早期腎灌注損傷，發(fā)現(xiàn)糖尿病不同慢性腎臟病階段的變化。

2.5 體素內(nèi)非相干運動成像體素內(nèi)非相干運動成像(IVIM)是指在給定體素內(nèi)和在測量時間內(nèi)呈現(xiàn)出方向和幅度上的速度分布的平移運動[16]。IVIM成像可以檢測體內(nèi)水分子的擴散和灌注依賴性擴散，其測量的參數(shù)與糖尿病慢性腎纖維化密切相關(guān)。Ebrahimi等人表明IVIM衍生的參數(shù)不僅可以檢測狹窄腎臟的細微功能和結(jié)構(gòu)變化，還可以作為腎小管損傷的標志物[17]，IVIM測量的腎臟參數(shù)與組織病理學纖維化評分之間存在顯著負相關(guān)。IVIM成像通過顯示水擴散以及組織灌注和血管分布，在評估糖尿病慢性腎損傷方面顯示出巨大潛力。

2.6 磁共振彈性成像磁共振彈性成像(MRE)是一種基于相位對比的磁共振技術(shù)，用于計算材料特性。MRE被認為是定量的、無創(chuàng)的觸診[18]，在DN慢性腎損傷導致纖維化的發(fā)展過程中，由于細胞外基質(zhì)的積累通常會使受影響的器官硬化，MRE可通過可視化剪切波在組織中的傳播，無創(chuàng)地測量組織硬度。然而，當腎血流量的減少掩蓋了由于糖尿病腎臟纖維化導致的皮質(zhì)固有硬度的增加時，其檢出率可能會受到影響。

3 其他影像學技術(shù)

3.1 超聲彈性成像與MRE一樣，超聲彈性成像(UE)可以通過評估組織硬度來檢測腎纖維化。其中，剪切波彈性成像(SWE)通過測量超聲產(chǎn)生的剪切波速度(SWV)來評估組織彈性，以計算組織剛度，該剛度與SWV的平方成正比，大多數(shù)研究報告表明SWV降低與腎功能受損有關(guān)，與DN導致的腎纖維化之間存在良好的相關(guān)性[19]。然而，腎臟硬度增加可受除腎纖維化以外的一系列因素的影響，包括組織灌注、腎小管或間質(zhì)壓力以及組織各向異。因此，UE在測量腎纖維化方面的實用性還有待提高。

3.2 放射學成像技術(shù)包括計算機斷層掃描(CT)、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)和單光子發(fā)射計算機斷層掃描(SPECT)，也顯示出對糖尿病腎纖維化成像的前景。例如，Zhu等人開發(fā)了與抗膠原蛋白抗體結(jié)合的金納米顆粒作為CT成像對比劑，用于評估糖尿病腎纖維化[20]。目前靶向纖維化的PET和SPECT配體也已開發(fā)出來，并顯示可用于評估肝臟、肺部、和心臟纖維化，未來研究其對糖尿病腎纖維化具有良好的應用前景。

4 結(jié)語

在最近的二十年中，用于無創(chuàng)評估DN的MRI技術(shù)取得了巨大進步，如糖尿病會導致腎小管萎縮，限制水分子的流動并增加腎臟硬度，而DWI、MRE以及MTI技術(shù)可以無創(chuàng)評估腎纖維化；血管稀疏會降低腎臟灌注和氧氣供應，這可以應用BOLD-MRI評估組織缺氧。MRI的多功能性為通過測量其對組織結(jié)構(gòu)和功能特性的影響來探測糖尿病腎病提供了機會。