MR 弥散加权成像在肾脏疾病诊断中的应用进展

郭永榜，董国礼，杨耀武

(医学影像四川省重点实验室，川北医学院附属医院放射科，四川 南充 637000)

本刊网址:http://www.nsmc.edu.cn 作者投稿系统:http://noth.cbpt.cnki.net 邮箱:xuebao@nsmc.edu.cn

1 肾脏DWI 成像技术基础知识

1.1 肾脏的功能解剖及特点

肾单位是构成肾脏结构的基本功能单位，由肾小体和肾小管组成，肾小管又分为近端小管、髓襻细段和远端小管。肾小体主要分布于肾皮质，肾小管和集合管主要分布于髓质。肾脏血供丰富，但分布不均，皮质血供约占94%，远大于髓质。成人24 h肾小球可滤过约180 L 血浆形成原尿，肾小管和集合小管对滤过的原尿进行重吸收和再分泌，原尿中绝大部分水、营养物质和无机盐等又被重吸收入血，部分离子如Na+、Cl-等和其他的电解质也在此进行交换，滤液经远曲小管和集合管时又进一步浓缩，最后形成尿液，维持体内电解质和酸碱平衡。正是肾小球的特殊结构，肾小管的特殊排列方式及其分泌和重吸收的特殊功能，使肾脏适合进行DWI 成像研究，也引起了众多学者的研究兴趣。

1.2 肾脏DWI 技术

常规的SE-DWI 序列成像时间长，脉搏搏动、组织颤动、呼吸运动等生理因素均可影响图像质量，所以DWI 在腹部的应用受到一定限制。随着MR 快速成像技术EPI 的应用，运动产生的伪影得到很大程度的抑制和减弱，使平面回波弥散加权成像(EPIDWI)技术在腹部脏器中的应用迅速开展。EPI 序列提供了快速切换的高强度梯度场，使DWI 成像时间大大缩短，生理运动的伪影也得到抑制或减弱，这样就可获得较清晰的高b 值的DWI 影像。体部DWI 常用序列有单次激发SE-EPI、多次激发SE-EPI及半傅里叶单次激发turbo SE-EPI 等改进序列，其中最常用的是单次激发SE-EPI 序列［1］。研究表明，SENSE 技术和触发脉冲技术缩短了DWI 时间，运动伪影大大减弱，使ADC 值的准确度有了很大提高［2-3］。

2 DWI 在肾脏疾病诊断中的应用

2.1 弥漫性肾病的应用

裴新龙等［4］选择慢性肾病患者26 例及对照组正常志愿者22 名行扩散加权成像，结果认为DWI可以反映慢性肾病肾功能的状态，在高b 值时对应的ADC 值与血清肌酐和尿素氮值呈一定的负相关关系，认为它对无创性评价肾脏功能具有重要价值。李晨霞等［5］将10 名健康志愿者和45 例不同分期的慢性肾病患者对照，结果显示慢性肾病肾脏的ADC值均明显低于正常组肾脏ADC 值，不同分期慢性肾病患者肾脏ADC 值之间差异也有统计学意义，认为DWI 可以作为临床评价肾脏功能的一种无创检查方法。吴姝焜等［6］也对15 例正常组与32 例慢性肾脏疾病组对照统计分析后认为，ADC 值可以作为一种新的评价肾功能的指标，且诊断早期肾脏疾病敏感性也较高。肾间质纤维化和缺氧会加速慢性肾病的进展，但目前缺乏测量这些因素的诊断方法，Inoue 等［7］对142 例慢性肾病患者分组研究，包括糖尿病43 例，无糖尿病76 例，急性肾损伤23 例，均行MRI 常规及T2* 、DWI 成像，结果显示ADC 及T2*可以作为评估肾间质纤维化及肾缺氧程度的准确指标，同时DWI 可以无创性的评估肾的功能情况。Togao 等［8］报道:肾纤维化时，纤维细胞的数目会增多，导致ADC 值下降，所以DWI 有可能成为判断肾脏纤维化的一种无创检查手段。Yildirim 等［9］对20例肾动脉狭窄的患者和13 例正常志愿者对照后发现，肾动脉狭窄的患者ADC 值均低于正常对照者，DWI 可帮助判断肾动脉狭窄患者肾功能损害的程度。慢性肾疾病患者的病因有多种因素，如内外源性毒物、免疫反应、代谢感染、动脉狭窄等，致肾小球毛细血管损害、间质纤维化，肾实质与间质的纤维化限制了肾组织内水分子的扩散运动，进行DWI 成像后，在扩散图像上信号高于正常组织，而ADC 图上信号则低于正常组织，所以ADC 值在早期慢性肾脏疾病的诊断和肾功能水平的判断方面有重要价值。

2.2 肾脏占位性病变的应用

DWI 在肾脏肿瘤的应用国内外报道文献较多。张月浪等［10］对正常肾脏、肾癌、肾错构瘤、肾囊肿的DWI 的表现进行对比，并测得在b 值为500、800、1 000 s/mm2时，同一b 值下正常肾脏、肾癌、肾错构瘤、肾囊肿ADC 值存在统计学差异，通过DWI 及ADC 值研究，可以更早更多地了解肿瘤内部结构，有助于肾脏良恶性疾病的诊断与鉴别诊断。恶性肿瘤因为细胞数目多，细胞核大，弥散受限，所以DWI像上一般呈高信号，ADC 图上则呈低信号，故恶性肿瘤的ADC 值一般低于良性肿瘤［11］，而良性囊肿的ADC 值则显著高于良性肿瘤，有囊变坏死肿瘤的ADC 值显著高于实性肿瘤，恶性肿瘤囊变的ADC值显著低于良性的囊性病变的ADC 值，其间差异有统计学意义［12］。余小多等［13］对恶性肿瘤的ADC值比较后发现肾非透明细胞癌与透明细胞癌ADC值差异有统计学意义，肾透明细胞癌级与级间ADC值比较差异也有统计学意义，所以DWI 可用于肾脏恶性肿瘤的辅助诊断，其定量分析ADC 值可能有助于鉴别肾脏恶性肿瘤的不同病理类型及组织学分级。Yoshikawa 等［14］比较单纯囊肿、复杂囊肿、肾错构瘤、肾癌及肾实质ADC 值后发现，肾错构瘤的ADC 值最低，单纯囊肿与复合性囊肿、肾癌及肾实质之间比较ADC 值较低，它们之间差异有统计学意义，而复杂囊肿，肾癌及肾实质ADC 值之间差异无统计学意义。Tanaka 等［15］对41 个肾实性占位病灶(病理已证实透明细胞癌36 个，平滑肌脂肪瘤5个)进行MRI 平扫及DWI 成像，测得两者ADC 值标准差P 值远小于0.05，认为DWI 对透明细胞癌和平滑肌细胞瘤术前鉴别是一种有用且无创的检查方法。

2.3 肾结核方面的应用

在常规MRI 检查时结核性脓肾与肾积水均表现为长T1及长T2信号，不易鉴别，但通过DWI 可以鉴别。武志峰等［16］报道在扩散图中结核性脓肾患者肾盂内信号的强度高于肾盂积水，而结核性脓肾肾盂内所测的ADC 值低于肾盂积水，这是由结核性脓肾与肾积水的液体成分差异产生的，结核性脓肾内存在坏死组织、出血和其它细胞成分，这些成分限制了其内水分子的运动，在扩散图中信号不均匀，平均ADC 值明显低于肾积水，所以DWI 成像可用于结核性脓肾与肾积水的鉴别诊断，它是一种可信度较高且无创的检查方法。

2.4 肾脏肿瘤治疗效果的应用

Thoeny 等［17］做大鼠肿瘤模型研究发现，经放化疗等治疗后，恶性肿瘤的ADC 值会升高，有临床研究［18-19］也验证了这一结果，经过有效治疗后肿瘤病灶ADC 值会升高，而治疗无效时ADC 值则无变化，而且ADC 值升高的病例疗效好于ADC 值无变化的病例［20-21］。这是因为经临床有效治疗后，使肿瘤细胞囊变坏死，数目减少，细胞外间隙增宽，水分子的弥散速度就会加快，从而使测得的ADC 值上升。Desar 等［22］对10 例肾细胞癌患者化疗3 d 和10 d后进行评估测定，ADC 值显著升高，差异有统计学意义，认为DWI 对肾癌治疗效果评估可以发挥重要作用。所以ADC 值的测量将有可能成为一种评判肾脏肿瘤疗效的无创检查方法。

2.5 胎儿肾病的应用

Chaumoitre 等［23］对51 例正常胎儿和10 例有病理改变的肾脏胎儿的ADC 图对照，ADC 值差异有统计学意义，认为DWI 有助于胎儿肾静脉血栓等的诊断。Manganaro 等［24］研究发现随着胎龄的增加，ADC 值呈下降趋势，即ADC 值与胎龄可能有相关性，所以DWI 可能为胎儿提供肾发育方面的功能信息。Witzani 等［25］认为DWI 测出的ADC 值结合MRI 的常规序列的扫描信息，可能对胎儿肾异常的产前诊断有帮助。Savelli 等［26］对50 例超声疑似肾脏发育异常的胎儿进行MRI 弥散研究，结果认为DWI 及ADC 图可用于评估肾实质病变，有可能成为通过测量肾组织的ADC 值来评价胎儿肾功能的一种方法。

2.6 肾移植方面的应用

肾移植后的并发症很多，如肾动脉狭窄、排异反应、急性肾小管坏死等，这些并发症会引起肾脏皮质血流灌注减少，肾功能急性衰竭，从而导致肾组织中水分子的弥散受限，所以可通过测量肾脏弥散的ADC 值来反映肾功能不全程度的分级。Abou-El-Ghar 等［27］对49 例肾移植后肾功能正常稳定和21例肾移植后急性肾衰竭的2 组患者进行DWI 对照研究，结果第1 组患者ADC 值明显高于第2 组患者，认为DWI 在诊断肾移植急性肾衰方面是一种非常有前瞻性的新技术。许晶晶等［28］在移植肾急性排斥反应期采用不同b 值下的DWI 成像研究:结果是在相同b 值下急性排斥反应的移植肾的ADC 值均低于正常肾，最佳b 值为800 s/mm2时，此时敏感性和特异性最高。Blondin 等［29］报道肾移植患者肾皮质的ADC 值低于正常人，且患者的血肌酐水平与ADC 值间有显著相关性，故DWI 检查可能成为移植肾早期排斥反应等的无创性监测方法，但是ADC 值受弥散敏感系数b 值的影响较大，重复性不佳，所以DWI 用于评价肾移植排斥反应还需进一步的研究探索。Palmucci 等［30］研究应用DWI 对移植肾的肾功能评价，通过21 例肾移植患者的观察，其敏感性77.8%，特异性为83.3%。

综上所述，DWI 对肾脏弥漫性病变、占位性病变、感染性病变、胎儿肾病等的诊断以及各自相关疾病间的鉴别诊断都有一定的临床应用价值。此外，DWI 还可以为临床医师提供肾移植功能评估、肿瘤疗效评估等相关的信息。总之，DWI 作为一种新型的肾脏疾病检查技术，其价值和作用越来越引起研究者的关注和重视。但是我们注意到肾脏DWI 也存在一些缺陷，各种伪影多、图像质量差、对肿瘤的分期诊断也有局限性等。随着设备功能及软、硬件的不断更新、升级和完善，相信这些缺点将会得以改善或消除，DWI 重要的临床价值将会进一步提升、完善和发展，而且将会有更加广阔的应用前景。

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