慢性肾炎和肾脏占位性病变的DTI实验与临床研究

【摘要】一、目的本研究通过对正常志愿者弥散张量成像研究,评价不同b值对弥散张量成像测量指标(ADC值、FA值)和图像质量(SNR、CNR)的影响；评价年龄、性别、测量部位对正常肾脏ADC、FA值的影响。探讨慢性肾小球肾炎患者和肾脏占位性病变的弥散张量成像的图像特点,评估弥散张量成像的测量指标在慢性肾小球肾炎早期肾功能损害预警、肾功能分期评估和肾脏良恶性占位病变的鉴别诊断及其与病理学改变相关性的价值。二、材料与方法随机选取60例健康志愿者使用1.5TMRI(SiemensAvanto)行弥散张量成像检查,扫描平面与肾脏长轴一致,行冠状面弥散张量成像的序列参数为：脂肪抑制的ss-EPI序列,GRAPPA并行采集技术,TR1400ms,TE设为最短82ms,半傅立叶采集6/8,相位编码方向右>>左,矩阵128×128,层厚6mm,层间距为0,层数为10,弥散梯度方向为6,采用呼吸触发模式,平均采集次数为4。b值的选择分别为0、200s/mm2,0、400s/mm2,0、600s/mm2,0、800s/mm2,0、1000s/mm2,分别测量ADC值、FA值,SNR、CNR,对ADC图等级评分,比较不同性别、年龄段及肾脏部位对ADC值、FA值的影响。对75例慢性肾小球肾炎患者,计算估算的肾小球滤过率(estimatedglomerularfiltrationrate,eGFR)并对肾功能分期,比较ADC、FA值与肾功能分期、肾小球硬化面积、肾间质纤维面积的相关性,评价ADC、FA值等测量指标在早期肾功能损害的预警价值。对连续收集的70例肾脏占位性病变行弥散张量成像,采用三组b值(0、400)s/mm2、(0、600)s/mm2、(0、800)s/mm2评价,比较弥散张量成像测量指标对肾脏占位性病变囊、实性成分的良恶性鉴别的价值,比较不同级别的肾脏透明细胞癌的ADC、FA值及E1值与细胞密度、微血管密度的相关性。三、结果1.正常志愿者DTI:五组不同的b值获得的肾实质、皮质、髓质ADC值、SNR比较具有统计学差异(F值为1846.65、368.93、207.80和951.93,P<0.05)；而五组不同的b值获得的肾实质、皮质、髓质FA值、皮髓质信号差比较不具有统计学差异(F值为0.98、1.07、1.14和1.13,P>0.05)。b值为(0、800)s/mm2的ADC图像满足诊断要求。肾实质与肾皮质、髓质的ADC值存在相关性(r=0.91和0.92,P<0.01)；肾实质与肾皮质、髓质的FA值存在相关性(r=0.90和0.88,P<0.01)；不同性别、年龄段之间肾脏实质ADC、FA值比较均不具有统计差异(P>0.05),而肾脏实质ADC、FA值随年龄段的增大逐渐减小；肾脏皮、髓质的上、中、下极ADC值、FA值比较均不具有统计学差异(P>0.05),左右侧肾脏比较亦不具统计学差异(P>0.05)。2.慢性肾小球肾炎患者DTI:慢性肾小球肾炎者的ADC值、FA值伴随肾功能的下降而降低,不同肾功能分期之间比较,差异均具有统计学意义(P<0.05)。ADC值、FA值与eGFR存在显著相关性(r分别为0.89和0.85,P<0.05)。ADC值、FA值对区分CKDⅠ期与CKDⅡ-Ⅴ期的诊断价值较高,其ROC曲线下面积达0.979和0.946(P<0.05)。肾脏皮质、髓质的FA值与肾小球硬化面积的负相关性最高(r分别为-0.74,-0.70,P<0.05)；肾脏皮质、髓质ADC值与肾小球硬化面积也显著负相关,(相关系数r分别为-0.65和-0.66,P<0.05)。肾脏髓质、皮质FA值与肾间质纤维化面积的负相关性最高(r分别为-0.76和-0.70,P<0.05)；而髓质、皮质ADC与肾间质纤维面积亦存在显著负相关(r=-0.68,-0.67,P<0.05)。3.肾脏良恶性占位病变DTI：随着b值的增大,ADC、E1值减小,而FA值未发生明显变化。b值为(0、800)s/mm2时,E1值对肾脏占位病变的实性成分鉴别方面具有最高的诊断价值,ROC曲线下面积为0.923,最佳诊断阈值为1.61×10-3mm2/s,敏感度100%,特异度83.3%；ADC值鉴别囊性部分具有最高的诊断价值,ROC曲线下面积为0.932,最佳诊断阈值为2.76×10-3mm2/s,敏感度100%,特异度83.7%。低级别肾透明细胞癌的细胞密度为51.73±6.73,高级别肾透明细胞癌的细胞密度为64.87±9.08,两组比较具有统计学意义(t=-4.50,P<0.05)。ADC、E1、FA值与细胞密度间存在相关性(r=-0.796,-0.865,-0.730,P<0.05)。低级别肾透明细胞癌的微血管密度为49.33±7.76,高级别肾透明细胞癌的微血管密度为61.27±8.45,两组比较亦具有统计学意义(t=-4.03,P<0.05)。ADC、E1、FA值与微血管密度间亦存在相关性(r=-0.739,-0.826,-0.761,P<0.05)。四、结论本文通过正常人群和肾脏病变患者人群的系列研究,进一步证实了采用临床型MRI设备的DTI技术,不仅可应用于正常人肾脏结构与功能的评价,而且有助于肾脏慢性疾病肾功能的定量评估和肾脏占位病变良恶性鉴别诊断及病理分级,显示了良好的临床应用前景。具体结论如下：1.肾脏DTI的b值取值范围为(0,400-800)s/mm2,最佳诊断b值为(0、600)s/mm2;年龄、性别及肾脏不同测量部位等影响因素对ADC、FA值的测量结果无明显的影响。2.ADC、FA值可早期预警肾功能的损害,有助于评价肾功能的分期以及用于评估与慢性肾衰竭密切相关的肾小球硬化、肾间质纤维化等病理改变。3.ADC、E1、FA值是鉴别肾脏良恶性占位的重要参数,并可用于评估肾透明细胞癌的细胞密度、微血管密度等病理变化,具有广泛的应用前景。
【作者】冯强；
【导师】伍建林；
【作者基本信息】天津医科大学，影像医学与核医学（专业学位），2014，博士
【关键词】弥散张量成像；表观弥散系数；各向异性分数；慢性肾炎；肾肿瘤；

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