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基于MRI-DKI分析IgA肾病早期肾脏损害与肾功能的相关性

2023-11-03许彬王佳佳华妙强南京医科大学附属无锡人民医院江苏无锡214000

首都食品与医药 2023年21期
关键词:截断值髓质水分子

许彬,王佳佳,华妙强(南京医科大学附属无锡人民医院,江苏 无锡 214000)

IgA肾病是导致终末期肾病的主要原因。但因其以血尿为主,有或没有蛋白尿,在发病初期往往没有明显的肾脏病理改变,且大部分人对其缺乏足够的认识,重视度较低[1]。IgAN患者中约有17%会在10年后发展到终末期肾病。故对IgA肾病进行早期检测,对其肾脏病理改变进行实时监控,可为其防治提供依据[2]。磁共振成像(MRI)技术的不断发展使得MRI功能性成像成为研究的一个热点。肾脏是人体中最为主要的排泄器官之一,其血液循环十分充足,肾脏皮、髓质具有独特的生理学特征,这些特点为MRI在肾脏中的运用奠定了良好的理论和实验依据[3]。当前,MR在肾脏形态上的应用已较为成熟,但在肾组织内的扩散加权图像(MRI-DWI)中,其在肾组织内的微观病理改变和功能变化的应用仍在探讨中。本次研究主要基于MRI-DKI分析IgA肾病早期肾脏损害与肾功能的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2021年1月-2023年1月我院收治的114例IgA肾病患者作为研究组。诊断标准:符合肾病诊断标准[4]。纳入标准:无MRI检查相关禁忌;无严重肾萎缩;图像符合要求。排除标准:患者患有IgA的既往疾病;患有其他肾脏疾病;患有恶性肿瘤患者;处于哺乳期及孕产期;急性肾脏损伤患者。对照组:选择同时期的114例健康体检者作为对照组。纳入标准:无基础疾病,例如高血压等;无肾脏疾病病史;既往尿常规及肾功能实验室检查指标正常。排除标准:3个月内有肾毒性药物使用史;有MRI检查相关禁忌;曾罹患恶性肿瘤及接受化疗患者;幽闭恐惧症者。对照组114例,其中男女性别比为1∶1.23,平均年龄(42.77±3.41)岁。研究组114例,其中男女性别比为1∶1.25,平均年龄(42.97±3.02)岁。将两组患者一般资料对比,无明显差异(P>0.05)。本研究经医院伦理委员会审批通过。

1.2 方法

1.2.1 检测方法 MRI检查使用Prisma3.0T磁共振和18通道相控阵表面线圈。对患者均进行MRI与DKI检查,患者需要在检查前禁食禁水>4h,并在检查时保持正常呼吸频率。MRI序列:半傅立叶采集单次激发获取冠状面T2WI,TR=400ms,TE=92ms,层厚设置为5mm,层距设置为1mm,带宽设置为699Hz,获取视野为380mm×380mm。DKI:应用SS-EPI序列,中心设置为肾门水平,患者自由呼吸,获取冠状面扫描数据,参数设置为:TR=400ms,TE=65ms,层厚设置为5mm,带宽设置为1699Hz,获取视野为380mm×380mm,b=0/500及倍数增长,最高2500s/mm2。

1.2.2 图像处理和分析 将获取的DKI图像经工作站软件处理,生成MD图和MK图、ADC图。测量层选择近肾门水平,b=0的图像上在肾皮质、髓质分别放置3个感兴趣区(ROI),皮质和髓质的ROI面积均为22mm2。ROI避开肾盂结构及伪影可能出现的区域。对患者的双侧肾脏测量,患者的参数图像需要均进行12个ROI参数,每一侧均取3个ROI,并进行平均取值。

1.2.3 同位素肾小球滤过率(GFR)测定 应用闪烁扫描测定IgA肾病患者GFR水平。应用SPECT进行测量,视野包括双肾,采用显像剂进行动态性采集,获取肾动态显像,并进行计算,得出GFR。

1.3 统计学分析 统计学分析软件为SPSS22.0,组间两两比较采用LSD-t法。相关性关系采用Pearson相关分析法进行分析,P<0.05表示有统计学意义。

2 结果

2.1 两组ADC值比较 研究组肾皮质ADC值与肾髓质ADC值低于对照组(P<0.05),见表1。

表1 两组ADC值比较

2.2 两组MD值、MK值比较 研究组肾皮质、肾髓质MD值低于对照组(P<0.05),研究组肾皮质、肾髓质MK值高于对照组(P<0.05),见表2。

表2 两组MD值、MK值比较

2.3 DKI参数对肾功能损害的鉴别诊断效能 以髓质MD值的ROC下面积最大(0.850);当髓质MK值的截断值为0.620时鉴别诊断特异度最高,为100.00%;皮质MD的截断值为2.70×10-3mm2/s或髓质MD的截断值为2.22×10-3mm2/s时,鉴别诊断的敏感度最高,为71.26%,见表3。

表3 DKI参数对肾功能损害的鉴别诊断效能

2.4 IgA肾病早期肾脏损害与肾功能指标(GFR)的相关性 IgA肾病患者肾皮质、肾髓质ADC值与GFR呈正相关(r=0.79、0.78,P<0.05);肾皮质、肾髓质MD值与GFR呈正相关(r=0.59、0.27,P<0.05);肾皮质、肾髓质MK值与GFR呈负相关(r=-0.36、-0.28,P<0.05),见表4。

表4 IgA肾病早期肾脏损害与GFR的相关性

3 讨论

IgA肾病的主要病理变化是肾小球内的系膜基质增生和硬化,随着病情的发展,会发生局部到整体弥漫的系膜增生和硬化,最后会发生肾小管的萎缩[5]。尽管已有研究证实,蛋白尿、血肌酐及其清除与肾间质变化之间存在着某种联系,但是,上述几项检测结果都会受到多种因素的影响,部分学者指出血肌酐不是衡量肾功能变化的金标准,以此为依据,可能会产生一些偏差[6-7]。DWI可以探测或展示水分子的随机自由运动及水分子运动状态受限程度的序列[8]。在组织发生病变的时候,会发生细胞功能、代谢异常,从而导致水分子分散运动受限,从而被成像技术检测出,并通过测量值使之定量。但是,因为这是活体内组织水分子的弥散,所以它还受到了组织间隙的游离水的阻力、细胞膜的通透性、大分子蛋白质、组织的均匀程度以及温度等多种因素的影响,属于多种运动的综合作用。DKI参数MK值能够反映出水分子扩散脱离高斯分布的程度,而肾脏的微观结构越是复杂,对水分子的运动就会受到更大的限制,MK值就会变得更大。相关研究结果表明,MD能较好地反映水分子总体扩散程度及扩散阻力,当复杂水分子扩散半径较大时,其MD也较高[9]。但MRI无法区分导致分子移动的各种因素,例如热力学、压力和离子间的交互作用。因此,只有通过ADC才能反映出水分子的移动,进而反映被测部位中的水分子在细胞内部和空间中的移动规律,揭示生物组织中水分子的活性特点,为临床疾病早期诊断、治疗等提供较为重要的信息支持。迄今为止,MRI是唯一一种可检测活体中水分子的自由扩散运动的影像学技术[10],但是,在肝脏、脾脏及脊髓等部位的检查中,其经常会受到呼吸运动、吞咽及心脏搏动等因素的影响。本次研究中,肾脏为腹膜后位器官,它受到这些因素的影响比较少,而且因为它的血液灌注很大,所以它对病变造成的水分子运动的变化也比较敏感。

有研究发现,在肾脏中存在大量的ECM,这些病变变化有可能会造成肾组织的微结构变得更加复杂,进而限制了水在细胞外空间的扩散,造成MD和MK值的变化,这有可能成为DKI评估早期IgAN肾脏微结构变化的依据[11]。本研究发现,研究组肾皮质ADC值与肾髓质ADC值低于对照组(P<0.05),研究组肾皮质、肾髓质MD值低于对照组(P<0.05);研究组肾皮质、肾髓质MK值高于对照组(P<0.05)。分析认为相对于对照组,研究组患者的肾皮质MD值出现降低,同时MK值升高,并且随着IgAN肾小管间质损害程度的逐渐加重会出现进一步的改变。研究表明,一些IgA肾病的肾脏微结构在早期就出现了变化,导致了肾脏水分子的弥散限制,而且随着病情的发展,肾脏微结构越来越复杂,弥散限制越来越严重[12]。以髓质MD值的ROC下面积最大(0.850);当髓质MK值的截断值为0.620时鉴别诊断特异度最高,为100.00%;皮质MD的截断值为2.70×10-3mm2/s或髓质MD的截断值为2.22×10-3mm2/s时鉴别诊断的敏感度最高,为71.26%。在全部的受试者中,皮质MD值都比髓质要高,而皮质MK值却比髓质要低,这很有可能是因为肾髓质的结构比较复杂,而且在肾髓质中还包含了肾直小管和血管,使得水分子的移动限制变得更加显著。IgAN的发病初期,肾脏病变主要表现为炎性细胞的浸润,并逐渐进展为肾脏间质纤维化。一些研究表明,在慢性炎症状态下,肾脏组织中存在着大量的基质蛋白,引起了肾脏小管的破坏,进而引起了肾脏的间质纤维化,其作用机理是:肾脏组织中炎性细胞活化,分泌大量炎性因子,破坏了肾脏组织的再上皮性转化,造成再上皮性转化障碍,引起肾脏组织的萎缩[13-14]。

由于肾脏的血流灌注减少、肾单位丢失、间质纤维化、小管萎缩及肾小球硬化等特征性病理损伤,导致了病变肾脏整体水分子扩散减少,以及细胞外水分子的扩散受阻,并都表现为肾实质值的降低。所以,尽管该值可以反映肾实质的病理损伤程度,但其是否为某些主要原因还需进一步探讨。除此之外,有研究表示在选择ADC值时,还进一步减少了灌注因素的影响[15]。本次研究中,IgA肾病患者肾皮质、肾髓质ADC值与GFR呈正相关(r=0.79、0.78,P<0.05);肾皮质、肾髓质MD值与GFR呈正相关(r=0.59、0.27,P<0.05);肾皮质、肾髓质MK值与GFR呈负相关(r=-0.36、-0.28,P<0.05)。以上结果表明肾皮质、肾髓质ADC值、MK值、MD值与肾功能之间有明显的关系,并具有较高的临床应用价值。MRI-DKI在IgA肾病中具有较高的应用前景。临床中早期间质纤维化完全可以逆转,而在进展期则可对纤维化进展进行抑制,进而减缓疾病的恶化速度。因此早期对间质纤维化进行防治,对于临床肾脏疾病转归具有较重要的意义[16]。因皮质、髓质结构不同对ADC值造成影响,且皮质变化更为明显,对于早期病变的防治存在一定意义,疾病后期肾脏体积缩小,往往最先对肾皮质区造成影响,因而在肾脏病变患者中晚期,肾皮质的检测会因皮质萎缩变薄而使得测量难度增加,因而髓质之中寻找敏感区域,对于全程检测肾脏病变极为重要[17]。此外,此次研究之中排除了大量的急性肾脏损伤病人,而MRI-DKI弥散指标与急性肾脏损伤患者之间存在一定的关系,可以成为今后进一步的研究方向。

综上所述,MRI-DKI可以反映肾皮、髓质各自的生理效能,在IgA肾病中具有临床价值,IgA肾病患者早期肾脏损害与肾功能指标GFR具有相关性。

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