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(收稿日期:2014。10—29) 传统方法及M砒功能成像评价肾功能研究进展 王 娟 综述,杨朝武 审校(1.宝山区杨行镇社区卫生服务中心,上海201901;2.上海市第一人民医 院宝山分院放射科200940) 【关键词】磁共振成像; 肾/代谢; 肾疾病/病理生理学; 综述 doi:10.3969/j.issn.1009—5519.2015.02.022 文献标识码:A 文章编号:1009—55t9(2015)02.0220—04 肾脏的主要功能是排泄体内代谢废物,维持机体 恒定,在通过肾脏循环时,经肾小球滤过并由肾小管吸 钠、钾、钙等电解质稳定及酸碱平衡。肾功能评价对临 床诊断及治疗意义重大,传统方法包括实验室检测、放 射性核素肾显像、B超、X射线检查等。现将肾功能评价 方法研究进展综述如下。 1传统方法评价肾功能 1.1 实验室检查评价肾功能 常用血液检测指标包括 尿素、肌酐(Cr)、p:微球蛋白(13:一MG)、视黄醇结合蛋白 (RBP)和胱抑素C(Cys—C)5项。尿素水平易受饮食、肝 功能等影响:Cr其血液浓度与肌肉量有关,还受年龄和 性别的影响,高年龄者Cr水平通常高于低年龄者.男性 Cr水平通常高于女性,Cr的检测方法受葡萄糖、尿酸、 酮体、血浆蛋白等假肌酐物质和先锋霉素的干扰,由于影 响因素较多,二者的敏感性和特异性不理想l1l。Cys.C是 收和降解。当肾小管功能异常时.其在血清或尿液中的 浓度升高,能反映早期肾功能变化.但易受病理状态影 响 。上述5项指标只能评价总肾功能,不能评价分肾 功能。 1.2放射性核素肾显像评价肾功能 利用核素99 ̄Fc. DTPA作为示踪剂,对肾脏血流灌注、摄取及排泄情况 对肾功能做出判断,是GFR测定的常规方法,在获得总 肾GFR值的同时,还可获得分肾GFR值。C 称为半排 时间,指从肾图放射性最高峰值下降到峰值一半的时间. 其反映了肾排泄显像剂的速度,是评价尿路梗阻的重 要指标。程兵等[51对433例肾移植手术健康供肾者的 99-Tc.DTPA肾图C 进行了统计分析,认为左肾正常参 考值 为18.61 min,右肾正常参考值P 为l8.82 arin, 胱氨酸蛋白酶的一种分泌性抑制剂,由机体有核细胞产 生,肾脏是其唯一的滤过和代谢器官,当肾小球出现轻 微损伤时,血中Cys.C就可升高,是目前反映肾小球滤 远长于B I.邻碘马尿酸钠的Cl/2正常参考值8 min16]。柴 雪红等同研究认为,设定肾皮质感兴趣区(ROI)与设定 全肾ROI在计算GFR时存在差异.由肾皮质ROI计算 GFR可更灵敏、更准确地发现尿路梗阻肾功能改变。陈 泽荣等同利用核素肾动态显像评价上尿路梗阻患者解 过率(GFR)的敏感指标[2-3]。RBP是人体在肝脏合成的参 与维生素A储存、代谢以及转运的重要载体蛋白.血清 中RBP水平稳定,肾小管损伤、肾小球滤过能力降低会 导致血液中RBP的蓄积。健康人体内B:.MG含量较为 除尿路梗阻后GFR变化.对比手术前后肾图表现.在了 解肾功能、预测病情发展方面均有应用价值。刁伟霖等[91 作者简介:王娟(1986-),女,云南楚雄人,主治医师,主要从事内科临床工作;E—mail:haodiheiyun@126.com。 通讯作者:杨朝武(E—mail:yewwzj@163.com)。 现代医药卫生2015#1月30日 第31卷第2期J Mod Med Health,January 30,2015,Vo1.31,No.2 研究认为。 rc.DMSA核素肾静态显像结合99 ̄Tc.DTPA 肾动态显像是评价肾功能的理想方法,它可以获得直观 的肾脏摄取.排泄曲线和GFR,从而能够定量评价分肾功 能,为术式的选择和术后观察疗效提供重要依据。核素 肾显像检查方法较为复杂,而且放射性损害不容忽视, 患者依从性较差。 1.3 B超检查评价肾功能B超是肾脏检查常用手段, 其在肾功能评价方面具有一定价值。孙风雪等㈣应用彩 色多普勒超声观测肾囊肿患者输尿管排尿情况,发现囊 肿侧与正常侧尿流速度的差值与囊肿体积呈正相关, 肾囊肿可引起患侧肾脏的泌尿功能发生改变,为判定 手术指征提供参考标准。董怡等【l1】应用实时谐波超声造 影定量分析技术评价慢性肾功能不全患者肾皮质血流 灌注曲线及定量灌注参数,并与彩色多普勒血流成像 技术比较.认为前者在评估慢性肾功能不全及肾功能 损害方面优于彩色多普勒技术。B超目前仅对某些特 殊病变肾功能评价有一些价值,应用范围较窄。 1.4 X射线检查评价肾功能包括静脉肾盂造影(IVP) 及CT检查.IVP发现肾脏不显影或延迟显影提示肾功 能受损,但不能定量分析及分级,相关文献报道不多。 李庆丰等fl2】对IVP检查后患者进行CT扫描发现,CT分 辨率明显高于IVP。对于可疑病变区进行靶区重建扫描, 立体效果较好,可作为IVP的补充检查手段。刘全启等 [131利用螺旋CT平扫测量肾实质厚度并比较肾实质厚度 与梗阻侧GFR之间的关系,发现梗阻侧肾实质厚度与梗 阻侧GFR有明显相关性。蒋黛蒂等㈣选取慢性单侧上 尿路梗阻积水病例,同时行CT尿路造影(CTU)检查及 99r ̄c—DTPA肾动态显像检查,将获得的CT评价肾功能 各项参数分别与核素肾动态显像所得GFR值作相关 性分析,发现二者有相关性,可作为评价肾功能的方法。 但CT射线量较大,特别是CTU检查.碘过敏患者不能 检查,且其能提供的定量参数有限,临床应用受到限制。 鉴于上述传统方法存在各种各样的不足,人们一直 在寻找更好的方法来评价肾功能,特别是近年来利用 MRI功能成像(fMRI)评价肾功能已成为研究热点, fMRI可多参数成像、定量分析,对人体无放射性损害, 且部分检查方法不用造影剂,可防止造影剂二次损伤肾 功能。患者依从性更好,其在肾功能评价方面的潜在价 值巨大,现将其研究进展综述如下。 2 fMIU评价肾功能 2.1 肾脏血氧水平依赖(BOLD) MRI成像是评价肾 内氧生物利用度的无创性方法,近年来动物实验报道较 多,临床研究报道较少。杨学东等[ 51以Wistar大鼠为实 验对象,在其生长周期的第1、5、10、30、50天行BOLD成 像,测量表观自旋.自旋弛豫率(R: ),发现大鼠肾脏皮、 髓质基础R 值在50 d内稳定,不受体质量影响。在进 一步研究中.杨学东等【l61用健康雄性Wistar大鼠分别行 肾脏磁共振T2加权像(T2WI)及BOLD成像。以2名医 生分别对T2WI及BOLD图像进行评价并分别测量数 据,其中1名医生2周后再次测量。然后对测量及评价 结果进行统计学处理。认为3.0T MR行大鼠肾脏BOLD 成像所测数据在不同观察者间和同一观察者的可重复 性较好,能够用来进行肾功能成像的实验研究。刘玉品 等ll 7l以SD大鼠为研究对象,行3.0T MR常规及BOLD 成像,分别测量大鼠左、右肾皮质,外髓,内髓的T2*值, 从而计算R ;l=值(R2*=l/T2*值),发现BOLD成像技术 可监测肾脏皮髓质氧代谢变化情况.从而评估肾疾病对 肾功能的损害程度。刘静红等[181选取无肾脏疾病史的健 康志愿者分别行3.0T MRI及1.5T MRI BOLD扫描,扫 描参数及条件相同,将2次所测双侧肾皮质和髓质的R 平均值进行对比,结果所测得的R: 值差异有统计学意 义(P<0.05),认为3.0T MRI对肾髓质内氧含量变化更 加敏感。Zhang等[19】利用动脉自旋标记(ASL)及BOLD 成像对家兔碘造影剂肾病进行研究。发现肾脏呈低灌注, 外髓质内带血氧水平减低。Henrik等I删对400例患者行 BOLD成像,并与患者GFR、年龄、性别行相关性研究, 未发现显著差异,认为BOLD不能区分慢性肾脏疾病不 同阶段。Simon.Zoula等【2l】对健康志愿者肾脏行BOLD成 像,发现R 值在同一志愿者多次测量中稳定,髓质R: 高于皮质,左肾平均R :.=值略高于右肾,皮髓质R 值随 年龄增长而增大,髓质在老年人比年轻人更易缺氧,认为 肾脏BOLD成像具有高度可重复性,R 值可以评价肾 脏皮髓质氧合情况。总之,BOLD是一个评价肾脏功能 的非常有用的工具。 2.2磁共振扩散加权成像(DWI)DWI是对水分子扩 散运动敏感的成像方式,随着回波平面成像(EPI)的出 现,已在腹部脏器的扩散成像得以应用。是目前唯一的 一种无创伤测定活体组织水分子扩散过程的检查技 术。表观扩散系数(ADC)反映水分子的位移情况,是一 个量化指标,可以在微观水平反映宏观组织的结构特 点。武志峰等 将健康志愿者作为对照组,慢性 肾病 (CKD)患者(分肌酐正常组及肌酐升高组)作为研究组, 发现在b值取50、100、400 s/mm 时,ADC值均低于对 照组,肌酐升高组病例的ADC值与血清肌酐水平呈负 相关,但差异无统计学意义(19>0.05);肌酐升高组患者 的ADC值与肌酐清除率呈弱正相关,对肾脏进行DWI 及ADC值测量是一种有一定潜力且无创的肾功能评价 手段。肾间质纤维化是所有慢性肾脏疾病进展到终末期 肾衰的共同通道,间质纤维化的发生必然引起肾脏水转 运功能(包括重吸收、浓缩及稀释等)的改变,DWI通过 测定ADC值.显示水分子在组织内和组织间随机运动 的动态分布状况,可无刨而可靠的反映活体组织内和组 织间水交换的功能状态,进而反映间质纤维化的程度。 朱捷等吲利用3.0T磁共振机,对健康志愿者和慢性肾 病组行DWI扫描,测量皮质及髓质ADC值,根据病理 结果将肾小管间质损害程度分为I Ⅲ级,发现慢性肾 现代医药卫生2015 ̄-1月30日 第31卷第2期JModMedHealth,January 30,2015,Vo1.31,No.2 病组I级和Ⅱ级间质纤维化肾脏皮质ADC值与对照 组比较,差异有统计学意义(P<0.05),11I级间质纤维化 肾脏髓质ADC值与对照组比较,差异有统计学意义(氏 0.05),随着间质纤维化等级增高。肾脏皮质和髓质ADC 值有减小的趋势,差异也有统计学意义(P<0.05),认为 皮质ADC值在一定程度上能反映肾脏间质纤维化程 子的弥散运动,提供有关组织超微结构变化的信息,并 有助于推测组织结构的细微变化。除ADC值以外,DTI 常用的评价参数是异性分数(FA)值,取值范围为0~1,0 代表最大各向同性弥散,l代表最大各向异性弥散。DTI 已广泛应用于检查神经系统疾病,肾脏DTI检查尚处于 探索阶段,国内外报道均较少。王文娟等[30】对健康志愿 度。王帅文等[241以健康志愿者及经Hass系统评级分为 I~V级的经肾脏穿刺活检确诊为IgA肾病的患者为研 究对象,均行MR DWI检查,并测量ADC值,当b值为 600、900 s/arm2时,对照组及I级病例组分别与Ⅲ、Ⅳ、V 者行肾脏DTI检查,测量肾皮质及髓质的ADC值及FA 值。分析同一测量者在不同时间的测量结果、不同测量 者的测量结果及同组受检者不同时间检查结果的一致 性,结果显示,正常肾皮质的ADC值高于髓质.两侧肾 级比较,差异均有统计学意义(P<0.05),Ⅲ、Ⅳ、V级各 组间比较,差异也有统计学意义(P<0.05),而且病理分级 与所测ADC值呈显著负相关,并发现病例组Ⅳ级和V级 患者肌酐清除率低于正常值并与其余各组间差异有统 计学意义,认为肾脏的ADC值在一定程度上较肌酐清 除率更能反映出免疫球蛋白A(IgA)肾病的病变程度。 张岚等【25】利用DWI及ADC值测量并结合动态增强MRI 其在小儿肾积水肾功能评价中的应用价值,发现积水 肾脏的ADC值均显著低于对照组(P<O.01),肾脏通过 时间(RZr)与ADC值呈负相关,髓质信号峰值与ADC 值呈正相关.DWI和动态增强MRI可初步评估d,JL肾 积水肾功能改变。马翠萍等 对梗阻性肾病患者进行 肾脏DWI和99 ̄Tc—DTPA肾动态显像检查,分为四组:正 常组、肾积水肾功能正常组(GFR>25mL/min)、肾积水肾 功能中度受损组(10 mlJmin ̄<GFR≤25 mL/min)、肾功 能重度受损组(GFR<10 mUmin),测量ADC值、GFR,比 较各组间ADC值的差异并分析肾脏ADC值与GFR的 相关性,结果肾积水肾脏的ADC值明显低于正常组,肾 积水各组间肾脏的ADC值两两比较,差异均有统计学 意义( 0.05);肾功能下降者的肾脏ADC值与GFR之 间存在较好的正相关。吴姝煜等 对健康人及慢性肾病 患者(CKD)行DWI扫描并测量其肾脏ADC值,发现 CKD组较正常组ADC值均降低,CKD组ADC值与肌 酐清除率呈正相关,与血清肌酐水平呈轻度负相关。但 差异无统计学意义.表明ADC值可能作为一项新的测量 指标评价肾功能。且对于早期肾脏疾病的诊断有较好的敏 感性。Ohta等 对运动性急性肾功能衰竭(ALPE)患 者行DWI,发现呈明确楔形高信号,与CT增强扫描有 很好的相关性,表明DWI检测是诊断ALPE的较好方 法.能提供特有的无创检测。Palmucci等[291将肾移植患 者以肌酐清除率小于30、30~<60、>60mUmin分组,测量 不同b值下的ADC值,认为DWI是一种有前途的非侵 入性评估肾功能的方法.ADC值大于2.08x10 mm2/s 可能作为正常阈值。 2.3 MR弥散张量成像(DTI)DTI是在DWI的基础 上发展起来的一项技术,与DWI相比,DTI除能观察水 分子弥散在幅度上的受限程度外,还可以显示水分子弥 散运动方向性的差异,更全面、准确地评估组织内水分 脏差异不显著。正常肾脏髓质的FA值高于皮质,两侧 肾脏差异不显著,比较同一测量者在不同时间的测量结 果、不同测量者的测量结果及同组受检者不同时间的 检查结果,其组内相关系数均大于0.75.仅系数均大于 0.8,检查结果有很高的稳定性和可重复性。冯强等l 3】l对 60例健康志愿者行DTI研究,比较不同性别、年龄段及 肾脏部位对ADC值及FA值的影响,发现肾实质与肾 皮质、髓质的ADC值存在相关性(r=O.91、0。92,P<O.01); 肾实质与肾皮质、髓质的FA值存在相关性(r=O.90、0.88, P<O.O1);不同性别、年龄段问肾实质ADC、FA值比较差 异均无统计学意义(P>0.05),但肾实质ADC值随年龄 增大逐渐减小,FA值随年龄增大而逐渐增大:肾脏皮、 髓质的上、中、下极ADC值和FA值比较差异均无统计 学意义(尸>0.05),左右侧比较,差异不明显,可为今后肾 脏疾病的诊断和鉴别诊断提供科学、可靠的依据。石会兰 等[翊对80例志愿者行肾脏DTI检查.采用磁共振自旋 回波.回波平面成像(SE.EPI)以及阵列空间敏感度编码 技术(ASSET)N量双侧肾脏皮髓质平均弥散率(MD),轴向 弥散率(AD),辐射弥散率(RD),第1、2、3特征向量值 (Xl、k2、k3)和各向FA。采集人体测量指标包括年龄、性 别、身高、体质量、体质量指数(BMI)、体表面积(BSA)和 估算的eGFR,分析DTI参数与人体测量指标的相关性, 发现皮质区MD、入2、h3、RD值高于髓质区,皮质区FA 值低于髓质区,左侧肾脏皮质区FA、hl值和髓质区FA 值高于右侧肾脏,左侧肾脏髓质入3和RD值低于右侧 肾脏;女性髓质区入2、入3和RD值高于男性,而髓质FA 值低于男性。髓质FA值和入1值与GFR呈正相关,而髓 质FA值与年龄呈负相关。结论是肾脏水分子弥散特性 在两侧肾脏和不同性别之间存在差异.髓质肾小管结构 的规则性和小管内液弥散和灌注水平随年龄增加而改 变。Hueper等『3。】通过对鼠糖尿病肾病模型的研究认为, 磁共振DTI通过分析FA值可以判断糖尿病肾病肾小 球硬化、间质纤维化与肾小管损伤,以及糖尿病肾病进 展阶段。MR DTI可能成为一种有价值的非侵入性检测 和监测患者糖尿病肾脏病理学改变的手段。Lu等I ̄41N 用MR DTI研究健康志愿者与糖尿病肾病患者的差 异,将糖尿病肾病患者以GFR≥60 mm/min/1.73 In 及 GFR<60 mm/min/1.73 m 分为两组.测量ADC值与FA值 现代医药卫生 2015年1月30日 第31卷第2期 J Mod Med Health,January 30,2015,Vo1.31,No.2 ・223・ 并进行分析,结果显示。与对照组比较.GFR<60组髓质 FA、ADC和皮质ADC值显著降低;GFR≥60组平均髓 质FA和ADC值明显低于对照组。髓质FA值与GFR显 著相关;其他ADC值没有表现出明显的相关性。提示髓 质DTI参数变化可作为早期糖尿病肾病的评价指标。 2.4 MR灌注加权成像(PWI)MR PWI是舢RI的重要 组成部分。史浩等『35_对健康人及肾脏疾病患者肾脏分别 行PWI检查,比较正常肾脏及病变部位的时间.信号 强度曲线、血容量(RBV)、血流量(RBF)、平均通过时间 (MTY)、达峰值时间(TTP)及相应灌注功能图像,发现 正常。肾脏皮质的相对RBV和RBF均明显大于髓质相 对RBV及相对RBF:肾脏皮质相对MTT和相对1TI1P与 髓质相对MrIT和相对TTP无显著差异,肾癌相对RBF 明显高于正常肾脏组织,提示PWI可以测量正常肾组织 与病理情况的血流动力学变化.在。肾功能状态变化和疾 病的鉴别诊断方面具有较高的应用价值。 3展 望 fMRI作为评价肾功能传统方法的重要补充,目前 已有一些动物实验及初步临床研究报道。但其研究方 法多样.尚未形成一致意见。随着新的检查技术的不断 开发。 RI在肾功能评价方面的作用将更加重要。 参考文献 … 国钰梅,马龙.血清半胱氨酸蛋白酶抑制剂C检测与其他肾功能检 测指标的应用分析『J].检验医学,2011,26(10):714-715. 【2]李召云,吴晓宁,赖玉强,等.高血压病患者肾脏早期损害指标的探 讨[J].中华检验医学杂志,2001,24(5):282—284. 【3]Xia LH,Bing XG,An XT.Serum cystatin C assay for the detectionof early renalimpairmentin diabeticpatients阴.JClin LabAnal,2004,18(1):31—35. 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