, 张斌1, 刘洪杰2, 程锦秀3, 郎晓燕1, 杨文4 1. 河北北方学院附属第一医院医学影像部, 河北 张家口 075000;
2. 北京大学滨海医院医学影像科, 天津 300450;
3. 河北北方学院附属第一医院肾内科, 河北 张家口 075000;
4. 河北北方学院附属第一医院血液透析室, 河北 张家口 075000
2021-03-30 收稿, 2021-07-06 录用
基金项目: 张家口市科技局自筹经费项目(1921133H)
*通讯作者: 张丽
摘要: 应用磁共振弥散张量成像技术（DTI）联合声脉冲辐射力成像（ARFI）测量肾功能不全组及健康对照组双肾肾皮质，探讨DTI、ARFI联合应用对肾功能不全的诊断价值。结果发现，肾功能不全组患者肾实质、肾窦、肾实质与肾窦交界处的剪切波速度（SWV）均高于健康对照组（P < 0.05）；肾功能不全组Ⅳ期肾实质、肾窦、肾实质与肾窦交界处SWV值均高于Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ期，存在差异性（P < 0.05）。DTI、ARFI技术联用可以定性定量诊断肾功能不全程度，敏感度较高，可作为肾功能不全分期诊断依据，临床价值较高。
关键词: 磁共振弥散张量成像声脉冲辐射力成像肾功能不全诊断效能
The Value of Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging Combined with Acoustic Radiation Force Impulse in the Diagnosis of Renal Dysfunction
ZHANG Li1
, ZHANG Bin1, LIU Hongjie2, CHENG Jinxiu3, LANG Xiaoyan1, YANG Wen4 1. Department of Medical Imaging, The First Affiliated Hospital of Hebei North University, Zhangjiakou 075000, Hebei, P. R. China;
2. Department of Medical Imaging, Peking University Binhai Hospital, Tianjin 300450, P. R. China;
3. Department of Nephrology, The First Affiliated Hospital of Hebei North University, Zhangjiakou 075000, Hebei, P. R. China;
4. Hemodialysis Room of The First Affiliated Hospital of Hebei North University, Zhangjiakou 075000, Hebei, P. R. China
*Corresponding author: ZHANG Li
Abstract: Magnetic resonance diffusion tensor imaging (DTI) combined with acoustic pulsed radiation force imaging (ARFI) was used to measure the renal cortex of both kidneys in renal insufficiency group and healthy control group, and the diagnostic value of DTI and ARFI combined in renal insufficiency was discussed. The results showed that the shear wave velocity (SWV) of renal parenchyma, renal sinus and the junction of renal parenchyma and renal sinus in renal insufficiency group was higher than that in healthy control group (P < 0.05).The SWV values of renal parenchyma, renal sinus and the junction of renal parenchyma and renal sinus in stage Ⅳ were higher than those in stage Ⅲ, Ⅱ andⅠ in RENAL insufficiency group (P < 0.05). The combination of DTI and ARFI techniques can quantitatively diagnose the degree of renal dysfunction qualitatively, with a high sensitivity, which can be 906 used as a diagnostic basis for staging renal dysfunction and has high clinical value.
Key words: magnetic resonance diffusion tensor imagingacoustic radiation force impulserenal dysfunctiondiagnostic efficacy
临床上将肾脏结构及功能损害为特征的疾病统一归类为慢性肾脏疾病，其发病率较高[1]。据流行病学统计数据显示，其发病率以10%左右的增长趋势快速上升，且疾病预后较差，对患者身心健康及生活质量造成影响，已成为世界性重大公共健康问题[2, 3]。肾功能不全作为临床常见慢性肾脏疾病，主要由各种肾脏疾病、肾外疾病引起的肾小球严重破坏，导致机体有毒代谢物、酸碱平衡、水电解质等方面紊乱的综合症候群[4, 5]。相关研究显示，肾功能不全患者临床主要通过血、尿常规指标进行检查，但仅根据血常规指标无法有效分辨其类别。因此，寻求一种更加有效、积极的诊断方式对患者治疗及预后具有重要意义[6, 7]。本文通过磁共振弥散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)联合声脉冲辐射力成像(acoustic radiation force impulse，ARFI)对肾功能不全患者进行诊断，探究其应用价值。
1 资料与方法1.1 一般资料选取2019年7月至2020年7月在我院收治的91例肾功能不全者为肾功能不全组，其中慢性肾小球肾炎24例、慢性肾盂炎13例、狼疮肾炎6例、糖尿病肾病27例、高血压肾病21例；男性47例、女性44例；年龄25~63岁，平均年龄(44.1±16.1)岁；病程0.3~11个月，平均病程(5.65±4.5)个月。选取同期体检健康的志愿者91例为对照组，其中男性45例、女性46例；年龄27~66岁，平均年龄(46.5±16.5)岁。所有患者性别、年龄、体质量指数(BMI)等一般资料比较，无统计学差异，具有可比性。本文研究内容均已告知患者及家属知情同意，并获得我院伦理委员会批准。
纳入标准：经检测尿常规蛋白呈阳性者；肾小球滤过率(GFR)≤60 mL/min，且≥3个月。排除标准：一般资料不全者；合并心、肺等重要脏器功能不全者；罹患恶性肿瘤者；急性肾衰竭者；合并甲状腺功能异常及免疫系统疾病者；合并凝血功能、内分泌功能障碍者；妊娠期及哺乳期妇女；精神疾病及认知障碍者；近期内服用糖皮质激素者。
1.2 方法(1) 磁共振弥散张量成像(DTI)。采用3.0T TX高场强磁共振扫描仪(飞利浦)。检查前所有研究对象均禁食8 h以上。扫描位为轴位、冠状位T1WI、T2WI，使用腹部8通道相控阵体部线圈进行信息采集。采用冠状位单次超声-平面脂肪饱和序列，呼吸门控技术，平行双侧肾脏长轴性斜冠状位扫描，以全肾及肾上腺为扫描范围，连续扫描确保扫描范围。参数：TR 1000 ms、TE 69 ms，视野24 cm×24 cm，矩阵256×256，层数10~14，NEX 2，层厚/间距=6 mm/1 mm，扫描时间20~23 s。获取皮质和髓质参数各向异性分数(FA值)、表观弥散系数(ADC值)、弛豫率(R2*)。
(2) 声脉冲辐射力成像。采用Siemens Acuson彩色多普勒超声诊断仪，4C1凸阵探头，频率为1.5~4.0 MHz。先行常规超声扫描右侧肾脏，选择右侧腋后线肋下能够清晰显示肾脏长轴切面。启用ARFI技术，检查时叮嘱受检者暂闭呼吸，取样框置于肾实质、肾窦、肾实质与肾窦交界处，注意避开肾脏汇管区。保持探头垂直固定，在每次发射一个低频纵向波后，可获取一个横向低频剪切波，自动获取组织剪切波速度(SWV)，重复测量不同深度，取其平均值。获得肾实质、肾窦、肾实质与肾窦交界处SWV值。
1.3 统计学处理数据使用SPSS 20.0软件分析。计量资料使用平均值±标准差(x±s)进行描述，组间比较进行独立样本t检验；计数资料以%表示，组间比较进行χ2检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。
2 结果2.1 健康对照组、肾功能不全患者肾脏皮质ARFI测值比较如表 1所示，与健康对照组相比，肾功能不全组肾实质、肾窦、肾实质与肾窦交界处SWV值较高，差异具有统计学意义(P＜0.05)。
表1
 表 1 健康对照组、肾功能不全患者肾脏皮质ARFI测值比较
| 表 1 健康对照组、肾功能不全患者肾脏皮质ARFI测值比较 |
2.2 健康对照组、肾功能不全患者皮质、髓质参数值对比如表 2所示，与健康对照组相比，肾功能不全组皮质FA值无明显变化，差异无统计学意义(P＞0.05)；与健康对照组相比，肾功能不全组患者髓质FA值、皮质ADC值、髓质ADC值较低，皮质、髓质R2*值较高，差异具有统计学意义(P＜0.05)。
表2
表 2 两组患者皮质、髓质参数值对比
| 表 2 两组患者皮质、髓质参数值对比 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.3 肾功能不全患者不同分期肾实质、肾窦、肾实质与肾窦交界处SWV值比较如表 3所示，与肾功能不全Ⅰ期患者相比，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期患者肾实质、肾窦、肾实质与肾窦交界处SWV值较高(P＜0.05)；与Ⅱ期患者相比，Ⅲ、Ⅳ期患者肾实质、肾窦、肾实质与肾窦交界处SWV值较高(P＜0.05)；与Ⅲ期患者相比，Ⅳ期患者肾实质、肾窦、肾实质与肾窦交界处SWV值较高(P＜0.05)。
表3
表 3 肾功能不全患者不同分期肾实质、肾窦、肾实质与肾窦交界处SWV值比较
| 表 3 肾功能不全患者不同分期肾实质、肾窦、肾实质与肾窦交界处SWV值比较 | ||||||||||||||||||||||||||||||
2.4 三种检查方式阳性预测值、阴性预测值及诊断效能比较与DTI检查、ARFI检查相比，二者联合检查阴性预测值、灵敏度、准确性较高(P＜0.05)。见表 4。
表4
表 4 三种检查方式阳性预测值、阴性预测值及诊断效能比较
| 表 4 三种检查方式阳性预测值、阴性预测值及诊断效能比较 | ||||||||||||||||||||||||||||||
3 讨论肾功能不全是主要由肾脏肿瘤、肾小球肾炎等全身代谢疾病所致的综合症候群，导致肾脏水电解质、有毒代谢物排出、酸碱平衡调节等发生紊乱[8]。研究提示，健康肾单位低于20%时，提示肾脏进入肾功能不全期，其发病较为隐匿，无特异性临床症状，不易引起重视，威胁患者生命健康及生活质量[9]。生化指标、蛋白尿等作为临床诊断肾功能不全的主要指标，当肾功能受损时均呈现异常表达；但肾小球滤过率(GFR)作为肾功能不全金标准，步骤复杂且具有创伤性，受限于临床应用中[10]。肾功能不全基础表现为病理肾纤维化，以肾小球、肾间质等为主要发生部位，而常规超声检查无法准确定性或定量描述肾纤维化情况[11]。因此，寻求简单、高效的诊断方式对早期诊断及预后具有积极价值。
目前，磁共振弥散成像技术、动脉自旋标记等无创成像技术在临床疾病检查中得到广泛应用[12]。磁共振弥散成像技术对运动伪影较为敏感，应用于腹部需要克服呼吸运动、大血管搏动以及肠管蠕动的影响。随着医学技术的快速发展，磁共振弥散成像的研究已经从头部逐步扩展到体部，在心脏、肾脏等部位的研究取得了一定的进展。肾髓质中呈放射状排列的肾小管以直小血管结构，导致肾小球滤过液以及血液的流动存在明显的方向性，这种结构促使肾脏成为此磁共振弥散成像的理想器官[10, 13]。研究提示，磁共振弥散成像技术对分子的弥散运动敏感度极高，且肾脏位处腹膜后受呼吸影响较小，从而能够更好地从形态学、水分子扩散及细胞微灌注等微观结构反映组织器管病理生理变化[14]。DTI技术作为一类无创磁共振弥散成像技术手段，能够在肾脏结构发生变化前对其生理指标变化做出评估[15, 16]。相关研究显示，DTI技术在自体肾及移植肾肾功能评估方面具有稳定性高、重复性强、组间差异较小等优势，FA值越接近于1表明水分子扩散各向异性越大，作为描述水分子扩散运动幅度，ADC值就越小[16, 17]。本研究结果显示，肾功能不全者髓质ADC值明显低于健康者，皮质R2*值、髓质R2*值较高，原因可能是肾功能不全患者出现伴有一定程度的肾组织纤维化，致使T2*值较短，相应的R2*值较高，因而通过分析ADC值、R2*值等的变化可有效评估患者肾功能变化。
肾脏损伤、弹性硬度变化对肾功能不全早期判断具有重要诊断意义。声脉冲辐射力成像技术属于无创评估深部组织器官弹性硬度成像技术，能够对肾脏疾病患者病变程度做出具体反应[18]。ARFI技术通过对患者某区域的弹性硬度测定，获取该处SWV。其探测深度可高达5.5 cm，实现临床对肾脏及肝脏等腹腔组织的探测需求。本研究显示，随病情加重SWV升高。相关研究显示，不同分期临床肾脏功能不全患者，Ⅰ、Ⅱ期患者SWV测值无较大差异，显示肾脏弹性刚度变化不大，但Ⅲ、Ⅳ期SWV测值差异明显，可有效反映患者肾脏功能程度，证实SWV与临床肾脏功能不全分期存有相关性，这一特点可为早期临床诊断提供客观、准确的诊断依据[19, 20]。
综上所述，磁共振弥散张量成像技术联合声脉冲辐射力成像诊断肾功能不全可更准确地发现肾实质纤维化变化，更直观、准确地评估肾脏结构及功能变化，为临床肾功能不全的诊断及分期提供一定的参考。
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