扩散加权磁共振成像在评估CKD肾纤维化中的运用.pdf

.180.中国中西医结合肾病杂志2 0 2 4 年2 月第 2 5卷第2 期CJITWN,February 2024,Vol.25,No.2扩散加权磁共振成像在评估CKD肾纤维化中的运用王秀娟饶向荣赵宇?近年来,随着人口老龄化的加剧，慢性肾脏疾病（chronickidney diease,CKD)患者在我国乃至全世界逐年增多，已成为危害人类健康的公共问题，给个人和社会带来了沉重的经济负担。肾纤维化是 CKD进展的主要病理征象，是各种原因导致CKD 进展为终末期肾脏疾病的共同病理过程。同时,CKD 也是心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）的重要危险因素，是影响CKD患者预后的重要因素，是导致患者死亡的首要原因。因此通过评估CKD患者的肾脏纤维化程度,可以在一定范围内延缓CKD的进展，判断患者的远期预后。目前，无论在临床还是病理研究中，评价肾脏纤维化程度的金标准仍然是肾活检，但肾活检是一种有创检查,有严重并发症的风险,且难以重复多次,存在采样误差等局限性。Tc-DTPA肾显像测定的单肾小球超滤率（single kidneyglomerularflltrationrate,SKGFR）具有一定的放射性，但空间分辨率较差。临床常用的血液生化指标只能评价双侧肾脏的整体肾功能,对部分肾功能的评价价值有限，且缺乏衡量肾脏纤维化的敏感性和特异性指标。近年来,随着技术的不断进步,功能 MRI技术逐渐被用于肾脏损伤的无创定量评价 2.3,其中一项重要技术就是弥散加权成像（diffusion-weighted imaging，D W I）。通过文献检索，笔者发现DWI目前临床主要运用脑部疾病、肿瘤以及肝硬化的评估,在慢性肾脏病中的研究相对较少，前期主要运用于实验及临床研究，尚未运用于临床实际，可能与缺乏统一的标准、影响因素较多以及与医生对其的了解、患者的意愿、检查成本等因素相关。本文主要通过总结近些年磁共振扩散加权成像在慢性肾脏病中的运用的研究，特别是在评估肾脏纤维化方面的应用，从而为临床评估CKD患者肾脏纤维化程度提供依据,更好的提前进行干预、制定治疗方案，逆转或者延缓CKD进展及心血管结局，从而提高或改善CKD患者的生活质量。同时，为中医干预CKD的有效性提供相关循证证据。1扩散加权成像（diffusion-weighted imaging,DWI）的基本原理近些年来,随着功能影像学的不断发展，腹部功能磁共振研究在CKD领域进行了较多的尝试和和应用。DWI是基于组织中水分子布朗运动的成像，其可用于体内量化毛细血管灌注和扩散的综合效应 4。肾脏的主要功能是排泄尿液,持续重吸收水分，稀释浓缩，维持水电解质平衡，这与水分子的运输密切相关。因此,肾脏功能的突出特征是水的运输,大多数肾脏病变都会引起肾脏水运输的改变。无创DWI技术可以为肾脏疾病提供有价值的信息。表观扩散系数（apparentdiffusion coeffi-cient,ADC)是DWI对组织内血液微循环和水分子布朗运动联合作用的敏感性。ADC值越高，水分子流动越多，而ADC值越低，水分子运动越少。由于肾脏结构复杂，其扩散运动不仅是水分子的随机运动，还受到肾脏含水量、肾小球滤过、肾小管重吸收和分泌、微循环血液灌注、尿流量等肾脏生理活动 4 等诸多因素的影响。所有这些因素都可以通过水分子不规则的扩散运动来模拟，从而影响肾脏的ADC值。2DWI 在 CKD的临床意义ADC值主要受扩散敏感梯度因子（b值）的影响。当b值较低时,梯度磁场作用时间较短，ADC值主要反映组织灌注。随着b值的增大，梯度磁场作用时间变长，水分子扩散运动的检测变得更加灵敏ADC值更接近水分子的真实扩散系数，但b值越大，图像信噪比越低，导致图像质量较差。而CKD结构改变的标志是存在间质纤维化，肾间质纤维化的评估对于CKD的肾预后、早期诊断和治疗至关重要，因为肌酐升高是一种晚期现象。由于ADC值可以反映肾脏组织内水分子灌注及扩散运动的综合信息，因此我们可以通过DWI对ADC值的检测尽早发现肾脏纤维化的发生与进展程度,为 CKD 患者制定治疗方案，逆转或者延缓肾脏纤维化的进展，从而延缓CKD的进展。3DWI评估CKD患者肾脏纤维化的优点DWIMRI技术基于测量组织中水分子的运动，由于不受电离辐射和静脉注射造影剂的影响,因此是完全无创的,并且可重复进行,安全性较高。DWI已成为评价CKD患者肾纤维化最有前途的工具之一。而缺氧是导致肾小管间质纤维化的重要因素，也是最早的纤维化信号，贯穿于肾脏纤维化的全过程，最终导致终末期肾脏疾病。我们也可以使用BOLD MRI,一种无创方法来评估组织氧代谢，可以早期反应组织的氧分压情况，特别是肾髓质对低氧比较敏感,BOLD主要是借助内源性对比剂一去氧血红蛋白来反应肾组织的低氧状态,但不能反应组织纤维化程度。4DWI评估肾脏纤维化的应用前景肾纤维化是终末期肾衰竭的主要原因之一，所有CKD最终都可发展为肾纤维化。近期研究发现，无论肾小球疾病、小管间质疾病还是小管间质疾病，肾功能损害程度与肾小管间质病变程度密切相关,且与肾小球滤过率的相关性最好的是小管间质受累程度而不是肾小球损害程度。因此，肾小管间质病变的严重程度与 CKD的进展相关,可作为CKD 的预后指标。肾纤维化通常以肾小球硬化、肾小管萎缩和间质纤维化为特征。肾小球硬化导致肾小球滤过率降低,球后毛细血管灌注*本课题为国家自然科学基金资助项目（No.81973683）1中国中医科学院广安门医院（南区）（北京。10 2 6 18）2中国中医科学院广安门医院（北京10 0 0 53）中国中西医结合肾病杂志 2 0 2 4 年 2 月第 2 5 卷第2 期CJITWN,February 2024,Vol.25,No.2减少，肾小管液流量减少。肾小管萎缩可影响水分子在肾小管中的自由扩散。在肾间质纤维化早期,肾小管的水重吸收和运输受到间质压力增加的影响。随着纤维化程度的增加，纤维化组织会逐渐取代间质基质，间质中的含水量会进一步减少，导致肾小球和肾小管的破坏，水分子的扩散运动受到限制。上述一系列变化都会不同程度地影响水分子在肾脏组织中的自由扩散运动，从而引起肾脏ADC值的变化。因此，利用DWI评价CKD患者肾脏纤维化程度在理论上是可行的。国内外研究人员也开展了相关的动物和临床试验，进行了有益的探索。Michaely等 5 的早期研究表明，肾脏受年龄因素的影响。随着年龄的增加，肾小球开始持续硬化，肾脏血流量和肾小球滤过率降低，从而导致肾脏ADC值的变化。多项研究表明，肾衰竭患者的皮质和髓质ADC值明显低于健康受试者 6,7 。多项研究已经表明CKD患者的DWI与肾脏纤维化或肾功能之间具有相关性 8-13。有的研究 12 纳人了肾活检的病理指标,研究发现CKD患者的肾ADC值与组织病理学纤维化评分之间呈反比关系。纤维化肾ADC值低的主要原因可能是细胞密度高。细胞的聚集会导致细胞密度增加，包括间质间隙中的成纤维细胞，这通常在肾纤维化过程中观察到。高细胞密度可降低细胞外水分含量和增加细胞内水分含量，这反过来可能导致ADC 值降低 14。组织纤维化是肾脏疾病进展的重要指标。Chin 等 15 研究了肾血管疾病(renovascular disease,RVD)患者治疗前后3个月肾脏纤维化的变化，研究表明，ADC值可能反映了RVD患者的肾损伤，并在血管重建反应中保持不变。RVD患者的ADC 值与肾纤维化呈负相关,提示与肾损伤相关。此外,与仅接受药物治疗的患者相比,接受RVD的患者肾功能有所改善。然而,两组ADC值与肾功能或治疗效果无相关性。这些观察表明，肾血运重建后肾纤维化在3个月内保持不变，无论功能结果如何。这也提醒我们在未来的研究中需要确定肾脏恢复潜力的指标。Christopher等 16 又采用双指数模型，评估DW-MRI获得的扩散参数与CKD肾实质损伤的实验室和组织病理学标志物的相关性。研究结果表明整体扩散率（A D C)和纯分子组织扩散率（D）与肾功能和肾功能的实验室标志物的相关性;D与慢性组织学参数的相关性。同时国内的相关研究也表明了 DWI 在慢性肾病中的诊断价值以及与肾脏纤维化的相关性 17-2 0 。CKD的结构变化以皮质间质纤维化的存在为标志。肾皮质间质纤维化的评估对于CKD的肾预后、早期诊断和治疗适应至关重要，因为肌酐升高是一种晚期现象。DWI目前已成为CKD肾纤维化评估的最有前景的工具之一。尽管对于DWI观察到的确切改变存在争议，无论是结构上还是功能上，例如与灌注改变相关的改变。DWI可以在实验中区分病肾和健康肾，但更重要的是在人类CKD中。ADC 还与肾功能相关，通常通过肌酐值估计。在组织学可用的少数人体研究中，皮质ADC与皮质纤维化和慢性病变有良好的相关性。由于DWI能敏感地检测到组织中水分子的扩散程度和变化,所以肾脏ADC值受肾脏各种生理活动如肾脏血流量、肾小球滤过、肾小管排泄和重吸收以及尿流量的影响。5总结及展望综上所述，MRI具有较高的软组织分辨率，可多维度成像，可以无需注射对比剂就能评估组织器官的生理功能和病理生:181理变化,此外，它是非电离辐射和非侵人性。DWI测定的ADC值可在一定程度上评价肾脏纤维化程度，可用于评价CKD患者肾脏纤维化程度,并在未来临床中判断预后。但相关临床研究纳入的患者数量较少,不同的b 值对 ADC 的影响有待进一步研究,且肾穿病理表现的纤维化程度与 ADC 值的相关性缺乏统一标准，目前的相关研究仅局限于入组患者的情况。未来需要大规模的临床试验来证明DWI在CKD患者肾纤维化纵向评估中的有效性。希望DWI早日应用于临床来评估 CKD患者肾脏纤维化程度,判断预后、指导临床治疗,从而改善 CKD患者的生活质量。1.Yuan J,Zou XR,Han SP,et al.Prevalence and risk factors forcardiovascular disease among chronic kidney disease patients:re-sults from the Chinese cohort study of chronic kidney disease(C-STRIDE)J.BMC Nephrol,2017,18(1):23.2.Chandarana H,Lee VS.Renal functional MRI:are we ready forclinical applicationJ?Ajr Am J Roentgenol,2009,192(6):1550-1557.3.Kim S,Naik M,Sigmund E,et al.Diffusion-weighted MR ima-ging of the kidneys and the urinary tract J.Magn Reson Ima-ging Clin N Am,2008,16(4):585-596.4.Bihan D,Le T.Diffusion/Perfusion Mr Imaging 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