多b值DWI在糖尿病腎病的初步應用研究

郭永榜，董國禮，殷潔，張曉亞，李建靈，向旭

(1.南陽市中心醫院，河南 南陽 473000；2.川北醫學院附屬醫院，四川 南充 637000)

近年來，彌散加權成像(diffusion weighted imaging，DWI)在腎臟方面的應用研究非常廣泛，包括慢性腎病、腫瘤病變、腎移植及感染等，其在腎功能評價中的作用得到國內外肯定。吳姝焜等[1]在研究DWI對腎功能狀態評價的應用價值及表觀彌散系數(apparent diffusion coefficient，ADC)與腎功能狀態的關系中顯示，ADC值對早期腎臟疾病的診斷有較好的敏感性，并由此認為其可能成為新的評價腎功能的指標。Inoue等[2]的研究則認為，DWI可以無創性評估腎功能，ADC值可作為評估腎間質纖維化及腎缺氧程度的準確指標。Hueper等[3]利用擴散張量成像(diffusion tensor imaging，DTI)對ADC值與腎病理相關性進行評估的研究進一步認為，腎小球硬化、腎間質纖維化、腎小管損害為DN的3個病理階段，DWI可能是一種無創且有價值的鑒別DN病理發展過程的方法。本研究旨在應用3.0 T磁共振多b值DWI技術探討ADC值對DN早期及不同分期的鑒別診斷價值，為臨床DN的早期診斷、分期及療效評價提供影像學的參考依據。

1 材料與方法

1.1 一般資料

試驗組選擇臨床確診的糖尿病腎病患者55例為試驗組，其中男性33例，女性22例，年齡29～77歲，平均58歲；對照組則采用60名健康志愿者，其中男性33例，女性27例，年齡22～78歲，平均年齡44歲。

1.2 儀器與檢查方法

采用Discovery MR 750 3.0 T 超導型磁共振成像系統，進行常規T1WI、T2WI和DWI檢查。DWI采用單次激發平面回波序列，并行空間采集成像技術，軸位掃描，掃描參數為TR 2 200～2 400 ms，TE 80.5～87.7 ms，矩陣為256×256，帶寬±250 kHz，FOV28～32 cm，層厚5.0～8.0 mm，間隔1.0 mm，激勵次數為2，頻率編碼方向：S/I，彌散敏感梯度方向為3個。擴散敏感系數b值分別0、50、100、300、500、800 s/mm2。使用呼吸門控單次屏氣技術掃描，掃描時間20 s，獲以腎門為中心的8～12層圖像，掃描范圍覆蓋雙腎。

1.3 圖像后處理及分析

采用AW4.4工作站Functool軟件對DWI圖像進行后處理，由工作站自動生成ADC圖，調整域值范圍，以包含整個腎臟，并除外腎竇及腎臟周圍脂肪及纖維結構等為標準，以每組序列中附帶的b值為0的T2WI作為參考圖像．分別測量雙側腎臟皮質和髓質的ADC值。選取ROI應避開腎邊緣、皮髓質分界及腎柱腎血管位置，選取腎門的2～3個平面進行測量，盡量保證ROI的外形及大小一致。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 糖尿病腎病患者多b值DWI的特點

對DN患者進行MR擴散加權成像，利用Functool軟件對DWI圖像進行后處理，并測得左右腎皮髓質ADC值。b值取50、100、300、500、800 s/mm2。各b值下所有數據符合正態分布，因左右側腎臟皮質、髓質ADC值差異均無統計學意義(P>0.05)，故可將左右腎數據合并，樣本數翻倍，即DN早期組34例患者變為68個腎臟，DN中晚期組21例患者變為42個腎臟。

2.2 正常對照組、DN早期組及DN中晚期組的腎臟皮、髓質ADC值比較

各b值下正常對照組、DN早期組及DN中晚期組的腎臟皮、髓質ADC值的大小見表1。b值分別取50、100、300、500、800 s/mm2時，正常對照組、DN早期組和DN中晚期組的皮質及髓質ADC值依次減低。當b值為50、100 s/mm2時，正常對照組與DN早期組皮質、髓質分別比較，ADC值差異無統計學意義(P>0.05)，b值為300 s/mm2時，正常對照組與DN早期組髓質比較，ADC值差異無統計學意義(P=0.118)。此外，其余各 b值下正常對照組、DN早期組及DN中晚期組的腎臟皮質、髓質ADC值兩兩比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表1b取值不同時各組皮質及髓質ADC值比較

表2 不同b值下3組間皮質及髓質ADC值比較

3 討論

3.1 糖尿病腎病的發病機制及病理生理

目前，DN的發病機制醫學研究尚未完全闡明，通常認為DN是腎小球基底膜增厚、系膜擴張進而發展形成的彌漫性腎小球硬化，可累及腎小球、腎小管、腎間質和腎血管[4]。腎小球及腎小管的破壞，腎間質的纖維化，使腎小球的濾過率及腎小管的分泌和重吸收功能下降，降低了腎臟轉運水的功能，導致其皮髓質水分子的擴散受限，從而引起彌散加權成像ADC值的改變，此為應用DWI技術診斷DN的病理生理基礎。

3.2 多b值DWI在DN早期的診斷價值

DN的早期診斷和及時有效的干預治療可逆轉腎臟損害，有效延緩病情進展。DN早期主要以組織細胞腫脹為主，病理表現為腎臟體積增大，腎小球濾過率增高，腎血管內皮細胞腫脹，腎臟灌注正常或呈高灌注[5]。此期腎功能尚屬正常，血肌酐、尿素氮和腎小球濾過率對早期診斷不敏感，而DWI對各種病因所致的細胞水腫則非常敏感。Lu等[6]在對15例糖尿病患者和5例健康志愿者腎臟做DWI和DTI的研究中認為，磁共振功能成像可以作為DN早期診斷的評估指標。本研究結果顯示，當b值為50、100 s/mm2時，正常對照組與DN早期組皮質、髓質分別比較ADC值差異無統計學意義(P>0.05)；而當b值為500、800 s/mm2時，正常對照組與DN早期組皮質、髓質分別比較ADC值，差異有統計學意義(P<0.01)，這表明較大的b值對DN早期診斷的敏感性高，可能是因為b值較小時ADC值受微循環灌注的影響比較大，而DN早期的灌注正常或呈高灌注，故用低b值比較DN早期組與正常對照組沒有明顯差異；b值較大時組織灌注的影響被消除或消弱，此時ADC值僅反映腎組織水分子的擴散情況，由于DN早期以組織細胞腫脹為主，則水分子彌散受限，ADC值降低，故取較大b值時，正常對照組與DN早期組有統計學差異。這與既往研究文獻基本一致[7-8]。研究結果還顯示，當b值為300 s/mm2時，正常對照組與DN早期組髓質比較ADC值差異無統計學意義(P=0.118)，而正常對照組與DN早期組皮質比較ADC值差異有統計學意義(P=0.016)，這說明DN皮質ADC值變化的敏感性比髓質高，這可能與皮髓質的解剖結構有關，DN早期病變主要累及腎小球，腎小球大部分分布于皮質，而髓質主要是小管狀結構，在早期損傷不如皮質明顯。此外，在b值分別取50、100、300、500、800 s/mm2時，正常對照組、DN早期組和DN中晚期組的皮質及髓質ADC值依次減低。

3.3 多b值DWI在DN分期中的鑒別診斷價值

國內外學者在對慢性腎病患者進行DWI研究中發現[9-12]，慢性腎病患者腎臟的ADC值與慢性腎病的分期、血清肌酐水平、腎小球濾過率、間質纖維化程度等有關，并由此認為患者腎臟的ADC值變化能夠間接反映慢性腎病腎臟結構和功能的改變。

本研究在各b值下分別比較DN左右側腎臟皮質之間、髓質之間ADC值的差異均無統計學意義(P>0.05)，在一定程度上反映了DN彌漫性改變的病理特點。b值分別取50、100、300 s/mm2時，DN早期組和正常對照組分別與DN中晚期組皮髓質比較，差異有統計學意義(P<0.05)；b值分別取500、800 s/mm2時，正常對照組、DN早期組及DN中晚期組間腎臟皮質、髓質ADC值兩兩比較，差異均有統計學意義(P<0.01)；各b值下正常對照組、DN早期組和DN中晚期組的皮質及髓質ADC值依次減低，且中晚期組ADC均低于早期組，提示DN的病理損害導致的微結構改變影響了腎臟水分子的擴散程度，使腎臟皮髓質ADC值降低，腎臟損害程度越重ADC值越小，說明多b值DWI對DN的分期有一定的臨床應用價值。

綜上所述，3.0T磁共振多b值彌散加權成像可以用于DN的早期診斷和DN分期的鑒別診斷，也可作為臨床治療DN療效評價和疾病發展進程的參考指標。另外，本研究樣本量有限，特別是DN的中晚期病例較少，在某種程度上會造成統計分析結果的誤差，腎臟多b值DWI作為一種新型的無創性的功能影像學檢查方法，在DN診斷方面的價值還有待進一步研究。