BOLD MRI對2型糖尿病腎病患者腎功能損傷的評估價值研究

郭永榜 張曉亞 郭青榜殷 潔 向 旭 李建靈周 勇

1.南陽市中心醫(yī)院磁共振室(河南 南陽 473000)

2.南陽市中心醫(yī)院特需科 (河南 南陽 473000)

2型糖尿病腎病是2型糖尿病最常見的血管并發(fā)癥之一，是終末期腎病的重要原因，研究數(shù)據(jù)顯示，我國2009至2012年社區(qū)人群中2型糖尿病患者中2型糖尿病腎病患者占30%～50%，2型糖尿病腎病成為我國慢性腎病的首要原因[1-2]。2型糖尿病發(fā)展為2型糖尿病腎病后高血糖持續(xù)損害腎臟，患者心腦血管疾病發(fā)病風險明顯升高，《中國2型糖尿病防治指南(基層版)》推薦2型糖尿病患者確診后均應進行腎臟病變篩查，早期診斷和預防2型糖尿病腎病[3]。目前臨床腎功能檢查方法包括血尿液中各種生化指標的檢查，影響因素較多，對早期腎功能損傷敏感性不足[4]，而磁共振成像技術(magnetic resonance imaging，MRI)近年被逐漸應用于腎功能檢查，尤其是基于組織內去氧血紅蛋白成像的學養(yǎng)水平依賴(blood oxygen leveldependent，BOLD)MRI是測活體內組織氧合水平僅有的無創(chuàng)檢查技術，在腎功能損傷、腦功能認知方面具有較高應用價值，備受臨床關注[5-6]。本研究應用BOLD MRI評價對2型糖尿病腎病患者腎功能損傷，分析這一技術的評估價值，供臨床參考，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 研究對象為2018年12月至2019年12月我院收治的92例2型糖尿病腎病患者。90例2型糖尿病腎病患者中男68例，女24例；年齡34～72歲，平均年齡(49.24±11.32)歲。另選擇同期于我院進行健康體檢且性別比例、年齡相匹配的30例健康志愿者為對照組。對照組健康志愿者中男23例，女17例；年齡32～68歲，平均年齡(47.26±6.58)歲。2型糖尿病腎病患者與健康志愿者的性別、年齡資料比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。2型糖尿病腎病患者根據(jù)估算腎小球濾過率評價腎功能損傷情況進行分組，估算腎小球濾過率＞60mL/(min·1.73m2)即無腎功能損傷或早期腎功能損傷，歸為早期2型糖尿病腎病組(51例)：男31例，女20例；年齡34～72歲，平均年齡(48.37±11.24)歲；估算腎小球濾過率≤60mL/(min·1.73m2)即存在明顯腎功能損傷，歸為中晚期2型糖尿病腎病組(41例)：男37例，女4例；年齡36～70歲，平均年齡(50.26±10.47)歲。

納入標準：存在2型糖尿病病史；符合《糖尿病腎病防治專家共識(2014年版)》[7]的2型糖尿病腎病診斷標準；年齡18～75歲；無MRI檢查禁忌證；入院后3d內可完成BOLD MRI檢查；對研究知情同意。排除標準：檢查圖像質量未能達到測量要求；存在非糖尿病因素導致的腎功能損傷；合并糖尿病導致的酮癥酸中毒、糖尿病視網膜病變等其他急慢性并發(fā)癥；合并其他重要器官功能不全；合并惡性腫瘤；合并高血壓、高脂血癥；合并其他代謝性疾??；貧血。

1.2 方法

1.2.1 MRI檢查 研究對象均進行MRI檢查，檢查前8h停止藥物治療，并常規(guī)禁食6h，禁水4h，檢查前接受呼吸訓練，學會配合檢查屏氣。檢查儀器為美國GE公司Discrovery 750W 3.0T超導型全身MR掃描儀，采用8通道體部相控陣線圈。檢查時患者仰臥于檢查床，頭先進，體部線圈放于患者中腹部，以腎臟為中心；均進行MRI常規(guī)平掃及BOLD序列掃描，常規(guī)平掃序列包括冠狀位T2WI、水平位T1WI、水平位T2W、水平位壓脂T2WI、左腎矢狀位T2WI，掃描完成后進行腎臟DWI成像(單次激發(fā)回波平面)；BOLD序列采用多梯度重聚回波序列，回波時間2.3～54.9ms，重復時間112ms，共16個回波，激勵次數(shù)1次，視野512×512，采集矩陣256×192，層厚5mm，層間距0.5mm，翻轉角30°，帶寬50kHz，掃描時間45s，分3次于呼吸末屏氣時掃描，每次屏氣15s。

1.2.2 圖像分析 圖像均上傳至GE AW 4.6工作站，采用后處理軟件獲得R2＊偽彩圖，參考BOLD圖在R2＊偽彩圖中選取單個層面一側腎臟皮、髓質區(qū)上、中、下部放置6個感興趣區(qū)，感興趣區(qū)盡量保持大小形態(tài)一致，并避開腎竇及血管結構，在腎皮、髓質區(qū)域測量R2＊值，計算雙側腎皮、髓質平均R2＊值及髓質/皮質R2＊值。

1.3 觀察指標 比較對照組健康志愿者和早期2型糖尿病腎病組、中晚期2型糖尿病腎病組患者腎皮、髓質平均R2＊值差異。

1.4 統(tǒng)計學方法 研究數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件分析，計量資料以(±s)形式表示，多組間差異分析采用單因素方差分析，組間兩兩差異分析采用獨立t檢驗；繪制受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic curve，ROC)，以曲線下面積(AUC)評價腎皮、髓質平均R2＊值及髓質/皮質R2＊值對患者腎功能損傷的評估價值；P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 各組腎皮、髓質平均R2＊值及髓質/皮質R2＊值比較 由表1可知，對照組腎皮、髓質R2＊值均低于早期2型糖尿病腎病組和中晚期2型糖尿病腎病組，髓質/皮質R2＊值低于早期2型糖尿病腎病組，高于中晚期2型糖尿病腎病組，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；早期2型糖尿病腎病組腎皮質R2＊值高于中晚期2型糖尿病腎病組，腎髓質R2＊值及髓質/皮質R2＊值低于早期2型糖尿病腎病組，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。

表1 各組腎皮、髓質R2＊及髓質/皮質R2＊比較

2.2 BOLD MRI檢查腎皮、髓質R2＊值及髓質/皮質R2＊值對2型糖尿病腎病患者腎功能損傷的評估價值 ROC曲線分析顯示(表2)：腎髓質R2＊值、皮質R2＊值評價健康者與早期2型糖尿病腎病患者的AUC分別為0.989和0.756，約登指數(shù)依次為0.908、0.429時對應截斷值為32.59Hz和16.92Hz，評估效能敏感性分別為94.12%和52.94%，特異性分別為96.67%和90.00%；腎皮R2＊值、髓質/皮質R2＊值評價早期2型糖尿病腎病患者與中晚期2型糖尿病腎病患者的AUC分別0.868和0.785，約登指數(shù)依次為0.692、0.491時對應截斷值為17.88Hz和2.20Hz，評估效能敏感性分別為82.93%和90.24%，特異性分別為86.27%和58.82%。

表2 BOLD MRI檢查腎皮、髓質R2＊值及髓質/皮質R2＊值對2型糖尿病腎病患者腎功能損傷的評估價值

2.3 典型病例分析 典型病例影像分析結果見圖1～圖6。

選取感興趣區(qū)的MRI。DWI圖(圖1)和ADC圖偽彩圖(圖4)。早期患者DWI(圖2)和ADC偽彩圖(圖5)。早期患者DWI(圖3)和ADC偽彩圖(圖6)。

3 討 論

糖尿病是繼發(fā)于糖尿病的全身性微血管病變，最常見于2型糖尿病患者中，患者持續(xù)高血糖會導致腎臟高代謝，腎小球濾過率升高，腎小球處于高灌注、高濾過狀態(tài)，損傷大血管內皮，腎小球形成新生的極血管，導致微血管循環(huán)障礙和微血管基底膜增厚，血流動力學的改變時腎臟氧合水平降低，血管損傷參與了患者的腎功能損傷[8-9]。除上述機制外，動靜脈氧彌散分路限制作用等因素也會導致腎臟氧消耗增加，氧合水平降低，處于缺氧狀態(tài)，導致腎功能損傷[10]。早期診斷、治療能夠延緩患者疾病進程，改善腎功能損傷狀況，準確判斷患者腎功能及病理損害程度對指導臨床預防、治療2型糖尿病腎病患者腎功能損傷具有重要臨床價值。

尿白蛋白肌酐比、估算腎小球濾過率是目前臨床中常用于腎病的篩選及臨床分期的檢測指標，但實驗室生化指標檢測提供的形態(tài)學信息有限，早期敏感性偏低，且存在創(chuàng)傷性[11]。而隨著臨床影像學技術的發(fā)展，出現(xiàn)了唯一能夠在活體探測組織氧合水平的無創(chuàng)檢查技術BOLD MRI，該技術利用機體去氧血紅蛋白為內源性標記物，以順磁性去氧血紅蛋白為成像基礎，血液中的缺氧紅蛋白含有不成對鐵電子，具有順磁性效應的去氧血紅蛋白可擾亂血管周圍的微磁場，使周圍水分子磁場信號強度增加，進一步使橫向弛豫時間T2＊縮短，通過T2＊可計算得到R2＊，R2＊值水平變化可提示腎血氧水平變化，從而反映腎功能損傷情況[12-13]。通常組織的氧分壓由組織的血流量和組織耗氧量來決定，但腎臟血液不僅維持著腎臟自身代謝需要，還承擔調節(jié)全身血容量、電解質平衡的功能，所有流經腎臟的血液均灌注至腎皮質，約10%再流至髓質，髓質承擔大部分重吸收任務，耗氧較大，其氧代謝決于氧供應和氧消耗的平衡狀態(tài)，并不能簡單以組織血流量和耗氧量評估[14-15]。此外，2型糖尿病腎病患者腎小球高灌注狀態(tài)導致血流量增加后并未提高組織局部氧分布、氧合水平，反而增加了物質轉運的氧耗，缺氧是慢性腎間質病變的發(fā)生、發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，因此，檢測腎內氧代謝狀況可了解組織功能狀態(tài)，腎內代謝的組織氧含量、血氧飽和度與微電極直接測得氧分壓具有較好一致性，且腎臟皮髓質具有天然的氧分壓梯度，是BOLD MRI檢查的理想器官[16]。本研究針對健康志愿者及不同腎功能損傷程度的2型糖尿病腎病患者進行BOLD MRI檢查，結果顯示，對照組健康志愿者腎皮質、髓質R2＊值均低于2型糖尿病腎病患者，髓質/皮質R2＊值低于早期2型糖尿病腎病組，高于中晚期2型糖尿病腎病組，表明2型糖尿病患者氧消耗增加，存在腎缺氧狀況，主要與患者處于高血糖、腎小球高灌注等狀態(tài)有關。2型糖尿病腎病患者間比較則顯示，早期2型糖尿病腎病組腎皮質R2＊值高于中晚期2型糖尿病腎病組，腎髓質R2＊值及髓質/皮質R2＊值低于早期2型糖尿病腎病組，表明隨著病情加重，腎功能損傷加劇，患者腎小球硬化、動脈粥樣硬化嚴重，皮質氧分壓的下降，而中晚期髓質氧合水平有所改善，中晚期組患者髓質氧合水平改善可能與腎小球濾過率下降后髓質部離子重吸收減少，從而使耗氧減少。通過ROC曲線分析BOLD MRI檢查對2型糖尿病腎病腎功能損傷的評估價值，顯示腎髓質R2＊值、皮質R2＊值可分辨健康者與早期2型糖尿病腎病患者，但皮質R2＊值鑒別健康者與早期2型糖尿病腎病患者敏感性較低，腎皮R2＊值、髓質/皮質R2＊值評價早期2型糖尿病腎病患者與中晚期2型糖尿病腎病患者，評估效能均良好，AUC分別為0.868和0.785。蔣振興等[17]研究指出，糖尿病腎病皮質R2＊值與估算腎小球濾過呈負相關，髓質/皮質R2＊值與估算腎小球濾過率呈正相關，腎小球濾過率越小，腎小球血流量越少，而皮質缺氧狀態(tài)加重，但髓質并沒有隨腎小球濾過率的變化而變化，髓質R2＊值可用于鑒別健康者與早期糖尿病腎病患者，皮質R2＊值和髓質/皮質R2＊值可用于鑒別早期糖尿病腎病患者和中晚期糖尿病腎病患者，與本研究ROC分析結果基本一致。

綜上所述，BOLD MRI可間接反映腎臟氧合水平及腎功能，可用于2型糖尿病患者腎功能損傷評估中，指導臨床診療。