IVIM DWI評價(jià)對比劑急性腎損傷實(shí)驗(yàn)研究及其在糖尿病腎病初步臨床應(yīng)用.pdf

1、目的：
　　探討基于體素內(nèi)不相干運(yùn)動(intravoxel incoherent motion, IVIM) MR擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)成像技術(shù)評估大鼠對比劑急性腎損傷(contrast-induced acutekidney injury, CI-AKI)腎功能動態(tài)變化的可行性。
　　進(jìn)一步評價(jià)IVIM DWI在糖尿病腎病(Diabetic Nephropathy, DN)腎損傷臨床應(yīng)用價(jià)值。
　　材料與方法：

2、>　　1.實(shí)驗(yàn)動物及儀器
　　本研究共納入27只SD雄性大鼠，體重為200-250g，所有大鼠均來自中山大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)中心，并飼養(yǎng)于標(biāo)準(zhǔn)條件下。全部大鼠均采用腹腔注射20％烏拉坦(6ml/kg)進(jìn)行麻醉，麻醉后經(jīng)尾靜脈注射泛影葡胺(Meglumine Diatrizoate;370 mg/ml，6 ml/kg)制作CIAKI動物模型。抽取6只大鼠進(jìn)行MRI掃描，分別于注射對比劑前24 h及注射對比劑后30 min、12h、24 h、

3、48h、72 h和96 h重復(fù)掃描一次。大鼠掃描前常規(guī)禁食禁水4小時(shí)以上。注射對比劑前掃描組作為對照組。在對應(yīng)MR檢查的7個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別取3只大鼠，處死后獲取右腎標(biāo)本行HE染色。
　　采用通用電氣公司的Signa Excite3.0T超導(dǎo)型全身磁共振掃描儀(GeneralElectric，GE，Milwaukee，WI)。標(biāo)準(zhǔn)50 mm birdcage實(shí)驗(yàn)專用動物線圈，體位為頭先進(jìn)、仰臥位;采用腹部填塞法固定實(shí)驗(yàn)大鼠。
　　

4、本研究通過廣東省人民醫(yī)院（廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院）醫(yī)學(xué)研究倫理委員會的動物實(shí)驗(yàn)倫理批準(zhǔn)，不違反動物實(shí)驗(yàn)倫理原則。
　　2.實(shí)驗(yàn)患者及健康志愿者
　　選取廣東省人民醫(yī)院住院治療的糖尿病腎病患者53例。其中4例因圖像質(zhì)量不佳影響數(shù)據(jù)測量排除，3例因一側(cè)腎臟明顯萎縮排除。根據(jù)估算腎小球?yàn)V過率(estimated glomerular filtrationrate，eGFR)將46例患者分為三組，早期DN組18例(eGFR＞60ml·mi

5、n-1·(1.73m2)-1)，伴微量或大量蛋白尿，男性10例,女性8例，年齡43-73歲，中位年齡60歲;中期DN組15例(eGFR＞30ml·min-1·(1.73m2)-1，＜60ml· min-1·(1.73m2)-1，)，伴中量或大量蛋白尿，男性10例，女性5例，年齡31-74歲，中位年齡60歲;晚期DN組13例(eGFR≤30ml· min-1·(1.73m2)-1)，伴大量蛋白尿，男10例，女3例，年齡44-69歲，中位年

6、齡55歲。正常對照組招募17名健康志愿者，男11名，女6名，年齡44-76歲，中位年齡57歲。入組標(biāo)準(zhǔn):無高血壓、糖尿病等慢性疾病史，血尿素氮及血肌酐指標(biāo)正常。
　　所有被試人員均簽署知情同意書。
　　3.MRI掃描
　　(1)大鼠掃描序列
　　MRI掃描序列包括常規(guī)軸位T1WI、軸位及冠狀位T2WI成像序列，以及IVIM DWI功能成像序列，各序列成像參數(shù)分別為:
　　(a)FSE-XL/T1WI序列:軸

7、位，掃描模式=2D，Grad Mode=zoom，TR=500ms，TE=13.3ms，翻轉(zhuǎn)角=90°，帶寬=15.6Hz，NEX=4.0，F(xiàn)OV=10.0cm×7.0cm，層厚=2.0mm，層距=0.2mm，矩陣=288×192，ET=3，掃描時(shí)間=94s。
　　(b)FSE-XL/T2WI序列:軸位，掃描模式=2D，Grad Mode=zoom，TR=4500ms, TE=125.8ms，帶寬=62.50Hz, NEX=6.0

8、, FOV=10cm×7.5cm，層厚=2.0mm，層距=0.2mm，矩陣=288×192，ET=19，掃描時(shí)間=443s。
　　(2)糖尿病腎病患者及健康志愿者掃描序列
　　MRI掃描序列包括常規(guī)軸位T1WI、軸位及冠狀位T2WI成像序列，以及IVIM DWI功能成像序列，各序列成像參數(shù)分別為:
　　(a)FSE-XL/T1WI序列:軸位，掃描模式=2D，Grad Mode=zoom，TR=6.18ms，TE=2.8

9、4ms，翻轉(zhuǎn)角=20°，帶寬=41.67Hz，NEX=2.0，F(xiàn)OV=40.0cm×40.0cm，層厚=8.0 mm，層距=2.0mm，矩陣=288×192，ET=1，掃描時(shí)間=1min41s。
　　(b)FSE-XL/T2WI序列:軸位，掃描模式=2D，Grad Mode=zoom，TR=6000ms，TE=102ms，帶寬=62.50Hz，NEX=2.0，F(xiàn)OV=38cm×38cm，層厚=5.0 mm，層距=2.0 mm，矩陣

10、=288×224，ET=13，掃描時(shí)間=2min54s。
　　糖尿病患者及健康志愿者結(jié)果采用均值均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。正常對照組、早期DN組，中期DN組及晚期DN四組間ADC值，D值，D*值及f值采用單因素方差分析比較，用最小顯著差值法進(jìn)行組間兩兩比較。非正態(tài)分布或方差不齊采用符號秩和檢驗(yàn);P＜0.05定義為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)果：
　　1.大鼠各時(shí)間點(diǎn)IVIM DWI參數(shù)值的測量及比較
　　腎皮質(zhì)及外髓

11、時(shí)間信號曲線斜率稍大于內(nèi)髓相應(yīng)曲線，特別在低b值范圍(0-200 s/mm2)。
　　對反映腎實(shí)質(zhì)彌散狀態(tài)的D值及ADC值進(jìn)行比較分析，結(jié)果顯示在早期30min，腎皮質(zhì)ADC值較基線水平已有明顯下降[(1.74-1.59)/1.74，8.62％，P=0.014]，D值輕度下降[(1.63-1.58)/1.63，3.07％，P=0.001];在腎皮質(zhì)，D值及ADC值于12-48 h持續(xù)下降，從72 h開始緩慢回升;而在內(nèi)髓及外髓，D

12、值及ADC值下降持續(xù)時(shí)間更長，至96 h時(shí)間點(diǎn)才觀察到回升。
　　將與灌注相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)參數(shù)D*和f值對照分析，腎皮質(zhì)、內(nèi)髓及外髓D*值在30 min即有不同程度下降[(36.9-27.3)/36.9，26.02％，P=0.143;(40.4-31.6)/40.4,21.78％,P=0.143;(37.3-33.5)/37.3,10.19％, P=0.143]，在24 h達(dá)最低值，而后于48 h緩慢回升;在皮質(zhì)及外髓，f值于12h下

13、降，略晚于D*值，于72h回升，亦略晚于D*值。
　　2.糖尿病腎病患者及健康志愿者IVIM DWI參數(shù)值的測量及比較
　　對反映腎實(shí)質(zhì)彌散狀態(tài)的D值及ADC值進(jìn)行比較分析，結(jié)果顯示在早期DN組，腎皮質(zhì)及髓質(zhì)ADC值（2.26±0.04×10-3 mm2/s,2.02±0.03×10-3 mm2/s）較健康對照組水平（2.71±0.03×10-3 mm2/s，2.34±0.02×10-3 mm2/s）有所下降(P＜0.05)

14、;皮質(zhì)及髓質(zhì)D值（1.71±0.06×10-3 mm2/s,1.48±0.06×10-3 mm2/s）較健康對照組水平（2.24±0.08×10-3 mm2/s，2.71±0.03×10-3 mm2/s）有所下降(P＜0.05);中期DN組，腎皮質(zhì)及髓質(zhì)ADC值(1.70±0.03×103 mm2/s，1.52±0.02×10-3 mm2/s)及D值（1.49±0.06×103 mm2/s，1.25±0.04×10-3 mm2/s）較早

15、期明顯下降(P＜0.05);晚期DN組，腎皮質(zhì)及髓質(zhì)ADC值（1.36±0.04×10-3 mm2/s，1.22±0.04×10-3 mm2/s）及D值（1.04±0.04×10-3 mm2/s,1.07±0.03×10-3 mm2/s)較中期進(jìn)一步下降(P＜0.05);三組D值均小于ADC值(P＜0.05)，皮質(zhì)ADC值及D值均高于髓質(zhì)(P＜0.05)。
　　將與灌注相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)參數(shù)D*和f值對照分析，早期DN組，腎皮質(zhì)及髓質(zhì)D

16、*值（30.1±14.95×10-3 mm2/s，38.0±11.87×10-3 mm2/s）較健康對照組水平（43.1±10.80×10-3 mm2/s，45.4±10.7×10-3 mm2/s）有所下降(P＜0.05)，皮質(zhì)及髓質(zhì)f值（31.6±19.59％，30.1±14.3％）較對照組（26.1±10.03％，26.9±7.82％）有所升高(P＜0.05);中期DN組，腎皮質(zhì)及髓質(zhì)D*值(23.9±7.83×10-3 mm2/s

17、.28.0±17.24×10-3 mm2/s)較早期進(jìn)一步下降(P＜0.05)。
　　結(jié)論：
　　大鼠對比劑急性腎損傷研究顯示，IVIM DWI可有效顯示CI-AKI腎功能動態(tài)變化過程，部分揭示CI-AKI病程轉(zhuǎn)換的微觀機(jī)制。D值反映了腎內(nèi)水分子彌散狀態(tài)，D*值取決于腎毛細(xì)血管的收縮或舒張狀態(tài)，而f值則在一定程度上反映腎臟的液體負(fù)荷狀態(tài)。第一部分研究為IVIM DWI在CI-AKI甚至腎臟非腫瘤性病變的應(yīng)用研究方面做了有益的