弥散加权成像对正常肾脏的研究进展

胡丽红 1 李文方 2* 温生宝 2 郭东闯 1

摘要:目前磁共振弥散加权成像(DWI)是检测活体组织内水分子扩散运动的唯一无创性方法。随着MRI设备性能的提高,尤其是EPI成像序列的开发, DWI不再仅仅运用于中枢神经系统，现已逐渐实施于体部。DWI在疾病的诊断及学术研究方面的地位越来越高。由于肾脏对缺氧十分敏感及肾小管特殊的结构, 以及肾小球滤过、肾小管分泌和重吸收等功能的特殊性, 引起了许多学者运用DWI技术进行剖析肾脏, 本文旨在对正常肾脏应用DWI序列的国内外相关研究进展进行阐述。

关键词:肾;弥散加权成像;不同海拔高度;

Abstract: Magnetic resonance diffusion weighted imaging (DWI) is currently the only non-invasive method to detect diffusion of water molecules in living tissues. With the improvement of the performance of MRI equipment, especially the development of EPI imaging sequences, DWI is no longer used only in the central nervous system and is now gradually implemented in the body. DWI has become increasingly important in the diagnosis and academic research of diseases. Because kidneys are very sensitive to hypoxia and the special structure of the renal tubules, as well as the special features of glomerular filtration, renal tubular secretion and reabsorption, many scholars have used DWI technology to analyze the kidneys. This article aims at normal kidneys. The application of DWI sequences at home and abroad has been described.

Key words: Kidney; Diffusion weighted imaging; Different altitudes;

引言

磁共振加权成像(DWI)是一种活体组织无创性反应活体组织水分子扩散特点的检查技术,用于肾结构和功能特点。临床上通常采用表观扩散系数( apparent diffusion coefficient，ADC)来对DWI成像进行定量分析，ADC值反映扩散能力，主要是水分子，其扩散运动越强,ADC值越高。正常肾脏的由于血流灌注量大及含水量丰富，超过了体温下水的ADC值^[1]。所以对肾脏进行ADC值测量成为众多学者的关注点^[2]。

肾脏的解剖结构

肾脏位于脊柱旁腹膜后，虽体积小，但血流量大， 肾小球滤过率一般为 180 L /24 h，肾小管重吸收大部分的原尿。肾脏通过特有的结构结构，保持体液中离子浓度的正常﹑维持渗透压的稳定以及排泄体内产生的废物。肾脏之所以适合DWI的研究，关键在于其水量和血流灌注高，时刻在进行水分子的运输。

高海拔对肾脏的影响

肾脏对氧的缺乏敏感，在高原缺氧环境下， 使血管紧张素分泌增多,收缩肾小动脉, 从而增大血管阻力。有资料报道^[3]长期处于高原低氧环境下，在导致机体各系统功能异常的同时，肾血流量、肾小球滤过、肾小管重吸收和分泌功能发生相应变化。高原人尿生化指标偏高是与高原低氧环境等因素刺激机体代偿性产生的一系列变化性相关。肾脏的滤过功能及浓缩稀释功可以利用ADC值间接地反映^[4-5]，从而获取肾功能有关的价值信息。

MRI扫描技术

DWI成像不依赖造影剂，从而减免了肾系统性纤维化的风险，对肾功不良和造影剂过敏的患者具有举足轻度的意义。扩散梯度脉冲的强度、持续时间以及两个扩散敏感梯度的间隔时间均会影响DWI对水分子扩散的敏感度。常用扩散敏感系数b值(s/mm2)表示。DWI一般采用脂肪抑制的EPI扫描序列，至少要有两个b值，一个低b值 0s/mm² ，另一个高b值范围为0～1000 s/mm

^2［6］。高b值减少 T2-shine-through 的影响^［7］，所以为了提高图像质量，文献一般采用 b 值大于400s/mm²，较多采用600s/ mm²左右的b值应用。

四、影响 ADC 值的因素

同b值时，海拔高度的影响:据文献报道^[3]，生活在 Morococha高原（4500）健康人的肾血浆流量比平原人降低了40％-50％。而ADC值反映水分子在组织中的扩散能力,水分子的扩散运动越强,ADC值越大。

b 值的高低: 李晨霞等^［8］报道随着b值升高，ADC值越低；低b值时肾脏的血流灌注与水分子的弥散对ADC值产生双重影响；高b值时，主要反映水分子的弥散。

血清肌酐的相关性: 辛仲宏等^［9］研究表明，随着血清肌酐值的升高其与肾脏ADC值直线相关关系越强。武志峰等^[10]报道虽然肌酐清除率越高，ADC值越大，但相关性不强。

与肾脏滤过率的相关性: Xu 等^［11］研究发现肾脏 ADC 值与 GFR具有正相关性 r = 0.709。Toya 等^[12]报道ADC值与滤过功能呈正相关，但平均GFR及平均ADC值之间无统计学差异。

屏气、横断面及冠状面测量的关系: 徐学勤等^[13]认为肾脏横断面和冠状面ADC 值在b值相同时差异无统计学意义；ADC值差异与屏气不相关。

血压的关系: Yildirim 等^[14]报道，虽然伴着血压的升高，ADC值下降，但是两者之间无统计学差异。

五、DWI对不同海拔高度正常肾脏的临床应用

平原地区: 秦卫和^[15]等人研究结果表明双侧肾脏皮髓质、平均ADC 值均高于肝、胰腺、脾脏ADC值，且皮质大于髓质。陈双庆等^[17]报道肾脏的皮质和髓质ADC值比腹部其他实质器官的 ADC 值高，且髓质高于皮质，高ADC值与肾脏的含水量、水分子转运及血流灌注相关。而李晨霞等^[9]报道正常成年人肾脏皮髓质、平均 ADC 值在 b=300、500、800 s / mm2时皮质ADC值均高于髓质。Thoeny 等^[18]报道，肾皮质的ADC值在b=500、750 及 1000s/mm²时大于髓质，两者之间有统计学差异，而ADC值在b=0、50、100s/mm²在两者之间无统计学意义。

肾脏的位置、性别差异的关系:徐学勤等^[13]认为正常成人双肾皮髓质及性别对ADC值均无明显差异。

高原地区:王琰^[19]等对从平原进驻到高原(3700和5380米)生活3个月的某部官兵血尿素氮、尿素、肌酐、胱抑素C进行了检测，结果发现平原组的检测指标明显低于高原组，从而用DWI反应肾功能的变化；李敏^[20]等人发现慢性高原病患者与高原健康人肾功能及尿液检测存在差异，其中最明显的是尿蛋白、尿潜血、白细胞、尿素氮、尿酸，从而DWI值存在差异。

综上所述:DWI作用广泛，可以为影像医师提供更精细，更全面的诊断信息, 以及与肾脏相关的更多有用信息。虽然肾脏 DWI还存在不足之处,但其作用广泛，临床价值逐步得到认识，发展和完善^[20]。

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*注：通讯作者，李文方，[e-mail]，邮编810001