磁共振彌散加權成像ADC值在慢性腎臟疾病中的應用

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的不斷進步和發(fā)展，磁共振彌散加權成像（diffusion-weighted imaging，DWI）在臨床影像診斷中越來越廣泛地應用于全身各個組織器官，DWI是在分子水平上反映組織器官水分子布朗運動的磁共振功能成像技術之一[1]。DWI是能通過測量表觀彌散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）值對組織功能進行定量分析的一種影像學方法[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）指標與腎臟磁共振檢查DWI 序列中的ADC值之間的關系，以及慢性腎臟疾病組腎臟ADC值與正常組腎臟ADC值兩者之間的關系，探討ADC值在評價腎功能不全患者中的應用價值，現報道如下。

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)計學意義（P>0.05），具有可比性。本檢查通過醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審查同意，檢查前受檢者均簽署知情同意書。

對照組納入標準：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；沒有高蛋白飲食習慣。

病例組納入標準：①尿常規(guī)出現尿潛血持續(xù)時間≥3個月；②患者尿常規(guī)檢查出現尿蛋白時間≥3個月；③腎小球濾過率下降，濾過率<60 mL/min 且≥3個月。上述3個條件滿足其一且既往無腎臟疾病病史可納入病例組。對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，對所有檢查者進行常規(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（NEX）=2，FOV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，掃描時間為18 s，采集次數（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髂前上棘連線水平。

1.2.2 磁共振DWI 圖像分析 由副高級職稱的影像學醫(yī)師在磁共振影像系統(tǒng)工作站上進行圖像分析及測量ADC 圖或ADC 偽彩圖中腎實質的ADC值。對照組選取掃描圖像測量ADC值，選取區(qū)域為腎中部區(qū)域的2～3個橫截面，避開腎柱及腎血管，直徑為10～15 mm，求得平均值作為腎臟實質的ADC值。病例組在選取掃描圖像測量ADC值時，要選取兩側腎臟中血流信號減少的腎臟（即DWI 信號增高的腎臟）進行分析，選取區(qū)域及直徑與對照組方法相同，并計算出腎臟ADC值。

1.3 觀察指標

記錄慢性腎臟疾病患者的BUN值，在實驗室檢查出現腎功能持續(xù)3個月以上異常后進行磁共振平掃及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)計學關系。在實驗室檢查后1 周內，患者未進行臨床藥物干預治療前行磁共振檢查。

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 20.0 統(tǒng)計學軟件進行數據分析，計量資料用均數±標準差（±s）表示，兩組間比較采用t 檢驗；計數資料采用率表示，組間比較采用χ2檢驗；相關性分析采用Pearson 檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組腎實質ADC值的比較

腎臟磁共振掃描中，在b值=500 s/mm2時進行DWI掃描（圖1～2），對照組的腎實質ADC值為（2.80±0.12）×10-3mm2/s（圖3，封三），病例組的腎實質ADC值為（2.15±0.22）×10-3mm2/s（圖4，封三）。病例組的腎實質ADC值低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。

圖1 對照組的腎臟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 的相關性分析

慢性腎臟疾病患者腎臟ADC值與BUN 水平成負相關（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 關系的散點圖

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

本研究中，對照組腎臟ADC 圖雙側腎臟大小、形態(tài)正常，ADC值均勻一致，未見局灶異常信號，偽彩圖上可見雙側腎臟為均勻一致的紅色，雙側腎臟未見其他顏色灌注異常信號區(qū)域。慢性腎臟疾病的患者ADC 圖顯示受損腎臟DWI 信號增高，ADC值減低，偽彩圖表現為紅黃相間的彌散受限的趨于冷色調顏色，通過統(tǒng)計學分析，病例組的腎臟ADC值低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）；慢性腎臟疾病患者腎臟ADC值與BUN 水平成負相關（r=-0.53，P=0.001），即隨著BUN 水平的升高，腎臟ADC值呈減低趨勢，與以往研究所得結果[5-6]近似。慢性腎臟疾病發(fā)生的病理基礎之一是腎小球血流動力學改變，腎臟微血管的病變導致腎實質缺氧程度增高，繼而出現腎臟的間質纖維化改變，另一方面腎小管上皮細胞的脫落引起腎小管堵塞，造成腎小球濾過功能減低，尿素氮為體內蛋白質代謝的終末產物，潴留在腎小球血液內而導致濃度升高。慢性腎臟疾病患者可由于各種病理原因出現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，腎間質纖維化[7]，從而導致血管外及細胞間隙自由水分子運動的空間變小，水分子布朗運動受限，隨著病程的延長，上述病理變化進一步惡化，導致腎小球及腎小管的持續(xù)受損，水分子布朗運動持續(xù)受限，以致患者腎臟的ADC值明顯低于正常者[8]。因此ADC值有助于檢測包括腎小管萎縮和腎間質纖維化在內的腎間質損傷，幫助影像科醫(yī)師評估慢性腎臟疾病患者的腎臟功能，可以作為評價腎功能損害的輔助診斷指標[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，腎小球體積逐漸變小、硬化，腎血流灌注不足及腎小球濾過率下降，以致腎臟的ADC值受其影響出現變化。本組資料患者年齡無明顯統(tǒng)計學差異，在研究中盡量避免年齡因素對腎臟彌散功能及ADC值的影響。

本研究中病例組的患者都是臨床上出現實驗室BUN 指標異常的患者，由于腎臟已經出現功能受損，往往實驗室檢查中的血肌酐及BUN 會出現異常改變。而實驗室檢查為陰性的早期腎病患者本研究未涉及，由于腎臟具有強大的代償功能，很多患者都是在出現臨床癥狀后才進行實驗室檢查，此時病情可能已經發(fā)展至中、晚期[12]；此外磁共振DWI 序列的組織對比欠佳[13]，不能準確區(qū)分腎臟皮髓質，本研究是通過對同一層面的T2WI 序列層面進行對比加以區(qū)分，但由于患者每次屏氣的幅度和深度有所不同，層面可能會有所差異，會影響部分感興趣區(qū)的選擇，為避免呼吸運動影響DWI層面的選擇，在每例患者檢查前均進行呼吸屏氣訓練，以確保呼吸深度和幅度的盡量一致。DWI 序列中b值為擴散敏感系數，用來描述DWI序列中水分子擴散的程度，大b值所測得的ADC值受血流影響小，能較好反映組織內水分子的彌散運動，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。由于磁共振機器的生產商不同，磁共振設備的場強不同，各項研究所采用的b值亦不同，因此所計算出的ADC值也有所差異[16]，但本研究所應用的是同一臺磁共振機器在相對固定的掃描條件下計算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用于臨床研究，ADC值能較準確地反映腎臟的功能情況，有助于發(fā)現持續(xù)的腎臟功能受損，并可對腎臟功能進行評價，有效地預防終末期腎衰竭，將更有助于慢性腎臟疾病的診斷。在今后的工作中，將進一步增加樣本量，提高DWI 檢查技術的針對性及可重復性，為臨床治療提供更有效的影像學診斷支持。