boldmri對(duì)急性腎衰腎內(nèi)氧代謝的評(píng)價(jià)

boldmri對(duì)急性腎衰腎內(nèi)氧代謝的評(píng)價(jià)

幾十年來(lái)，基礎(chǔ)臨床研究人員在急性腎衰竭（arf）方面進(jìn)行了廣泛的研究。盡管對(duì)其病理生理和發(fā)病機(jī)制的研究取得了很大進(jìn)展，但除患者身上有傷口的腎穿刺檢查外，臨床上血液中的肌腱和尿液是目前唯一可靠的無(wú)創(chuàng)傷性檢測(cè)指標(biāo)，也是急性腎衰竭的依據(jù)。但是,血肌酐并非是一個(gè)敏感的指標(biāo),而且,從血肌酐代謝與分布的生理學(xué)來(lái)看,血肌酐不僅反映腎小球?yàn)V過(guò)率(GFR),還受到其分布及排泌等綜合作用的影響。尿量更易受到容量狀態(tài)、藥物等非腎臟因素影響。因此,能夠直觀的、敏感的反映腎臟功能及代謝的無(wú)創(chuàng)傷性的檢測(cè)指標(biāo),對(duì)急性腎衰臨床分期、治療效果檢測(cè)及預(yù)后判斷尤為需要。血氧水平依賴(lài)磁共振成像(Bloodoxyge-nationleveldependentmagneticresonanceimaging,BOLDMRI)是利用氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白磁化率的不同來(lái)成像的成像技術(shù)。去氧血紅蛋白具有順磁性特性,可引起局部組織磁場(chǎng)的不均勻性,增加體素內(nèi)磁敏感性引起的去相位,導(dǎo)致T2*加權(quán)梯度回波像上信號(hào)的降低,因而可作為內(nèi)源性對(duì)比劑。而組織氧合血紅蛋白和去氧血紅蛋白的比值與氧分壓相關(guān),且毛細(xì)血管的氧分壓與組織的氧分壓基本一致,因此,組織氧合狀態(tài)的變化可以引起組織T2*值的變化,因而B(niǎo)OLDMRI可對(duì)組織的氧代謝進(jìn)行評(píng)價(jià)。R2*值為1/T2*(單位秒),R2*值增高代表組織氧合血紅蛋白減少或去氧血紅蛋白增加,R2*值降低則代表組織氧合血紅蛋白增加或去氧血紅蛋白減少。本研究應(yīng)用磁共振血氧水平依賴(lài)成像,對(duì)急性腎衰患者腎內(nèi)氧代謝進(jìn)行評(píng)價(jià),旨在為臨床評(píng)估腎臟功能提供可靠、敏感的無(wú)創(chuàng)性影像學(xué)檢測(cè)手段。1材料和方法1.1患者臨床表現(xiàn):急性腎衰非少尿期,或?qū)嶒?yàn)經(jīng)過(guò)當(dāng)?shù)蒯t(yī)學(xué)倫理委員會(huì)同意,所有參與者簽署知情同意書(shū)。納入20位志愿者作為正常對(duì)照組,平均年齡25歲;男性10位,女性10位。志愿者要求沒(méi)有腎臟疾病、糖尿病以及其它血管性疾病病史。21例急性腎衰患者納入研究組成急性腎衰組?；颊咂骄挲g47歲;男性14例,女性7例。急性腎衰的診斷標(biāo)準(zhǔn)為:48h內(nèi)血肌酐上升0.3mg/dl(25mmol/L)或較原先水平增高50%;和/或尿量減少(少于0.5ml/kg/h,持續(xù)6h以上)。13例患者經(jīng)腎穿刺活檢,病理證實(shí)具有急性腎衰。患者病因?yàn)?藥物源性腎衰9例,原發(fā)腎病綜合征3例,急性間質(zhì)性腎炎或急性血管炎性腎炎3例,肝移植術(shù)后腎衰患者1例,輸尿管梗阻引起的急性腎衰1例,漿細(xì)胞瘤引起急性腎衰1例。18例患者在行BOLDMRI檢查時(shí)均處于急性腎衰少尿期,尿量<400ml/d或<100ml/d構(gòu)成急性腎衰少尿組。另3例患者中,2例臨床診斷為功能性急性腎衰竭(尿比重>1.010,尿鈉含量<30mmol/L);1例臨床穿刺活檢證實(shí)為急性間質(zhì)性腎炎非少尿期。這3例患者在MRI檢查后經(jīng)擴(kuò)容、血透等積極治療,臨床血肌酐逐漸下降處于穩(wěn)定狀態(tài)。1.2腎boldmi成像檢查在GESignaExiteⅡ1.5T磁共振機(jī)上進(jìn)行。行常規(guī)T1WI、T2WI腎臟掃描后,進(jìn)行腎臟BOLD成像。BOLDMRI以腎門(mén)為中心5個(gè)層面冠狀位成像,層厚5mm,間距1mm。掃描由16個(gè)梯度回波序列組成,參數(shù)為100ms重復(fù)時(shí)間;回波時(shí)間為2.5～77.5ms;反轉(zhuǎn)角:35°;帶寬:±31.25kHz;矩陣192×128;視野:36cm。每一個(gè)回波圖像獲得需要受試者屏氣15s。1.3皮髓質(zhì)及髓質(zhì)比的確定在ADW4.2工作站上,以Functool軟件對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理。獲得腎臟R2*值偽彩圖,觀察閾值為5.0～50.0。受試者兩側(cè)腎臟皮質(zhì)及髓質(zhì)分別取6～12個(gè)感興趣區(qū)(ROIs),每個(gè)ROIs包括20～60個(gè)像素,分別計(jì)算腎皮質(zhì)和髓質(zhì)的平均R2*值。計(jì)算腎髓質(zhì)與皮質(zhì)的R2*值之比作為髓皮質(zhì)比值。皮髓質(zhì)解剖區(qū)域確定劃分,參考BOLD灰階圖以及R2*值偽彩圖。數(shù)據(jù)測(cè)量均由一位具有15年臨床經(jīng)驗(yàn)的腹部影像診斷醫(yī)師完成。1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理方法正常組及急性腎衰少尿組的皮質(zhì)及髓質(zhì)R2*值以及髓皮質(zhì)R2*比值用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,組間比較采用t檢驗(yàn)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用SPSS15.0軟件(SpssInc.USA)。P值≤0.05為顯著差異。另3例非急性腎衰少尿組患者數(shù)據(jù)因樣本量小,而未作統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,僅分別描述。2兩組患者的腎質(zhì)解剖結(jié)構(gòu)比較R2*值明顯高于皮質(zhì)R2*值(P<0.00),髓皮質(zhì)R2*比值為1.28。急性腎衰少尿組的腎皮質(zhì)和髓質(zhì)的R2*值均較正常對(duì)照組減低(皮質(zhì)P=0.03,髓質(zhì)P=0.00,表1),其中髓質(zhì)的R2*值降低更為顯著,導(dǎo)致皮質(zhì)和髓質(zhì)之間R2*值差異消失(P>0.05)。該組腎髓皮質(zhì)比值為1.01,與正常組相比差異顯著(P=0.01)。見(jiàn)表1。T2WI上顯示皮質(zhì)及髓質(zhì)解剖結(jié)構(gòu)清楚,髓質(zhì)呈稍高信號(hào)。冠狀位R2*偽彩圖顯示從皮質(zhì)到髓質(zhì)的彩色帶狀分布,表現(xiàn)為皮質(zhì)為藍(lán)色,髓質(zhì)從外髓至內(nèi)髓分別顯示為綠、黃到紅色。皮質(zhì)及髓質(zhì)分界清楚(圖1a、b)。在急性腎衰少尿期患者,常規(guī)軸位T2WI上顯示腎臟彌漫性腫脹,信號(hào)增高,皮髓質(zhì)解剖結(jié)構(gòu)分解不清。冠狀位R2*偽彩圖上皮髓質(zhì)分界的彩色帶消失,皮質(zhì)及髓質(zhì)均顯示為藍(lán)色區(qū)域,僅在內(nèi)髓帶及腎門(mén)區(qū)域可見(jiàn)紅色帶(圖2a、b)。2例患者的腎R2*值皮質(zhì)分別為17.76、18.09,髓質(zhì)分別為24.55、24.66,髓皮質(zhì)R2*比值1.38、1.36;1例急性腎衰非少尿期患者的腎R2*值皮質(zhì)為15.76,髓質(zhì)為19.98,髓皮質(zhì)R2*比值為1.27。此3例患者的皮質(zhì)和髓質(zhì)的R2*值以及髓皮質(zhì)R2*比值均明顯高于急性腎衰少尿期,甚至高于正常對(duì)照組。3名患者的冠狀位R2*偽彩圖顯示,皮髓質(zhì)內(nèi)為更多的紅色、綠色及黃色(圖3a、b)。3急性腎衰時(shí)腎皮質(zhì)和髓質(zhì)氧代謝的變化目前,有關(guān)BOLDMRI對(duì)腎臟病變的研究已有較多報(bào)道,如高血壓性腎病,尿路梗阻,糖尿病性腎病,甚至移植腎臟的急慢性排異時(shí)腎內(nèi)的氧代謝變化情況。但有關(guān)急性腎衰患者的腎內(nèi)氧代謝的檢測(cè)尚未見(jiàn)報(bào)道。只有Alford等以豬為研究對(duì)象所報(bào)道的急性腎動(dòng)脈閉塞時(shí)腎內(nèi)氧代謝改變。他們的研究結(jié)果顯示,腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)的R2*值都明顯升高(皮質(zhì)13.8～24.6Hz;髓質(zhì)19.3～32.2Hz)。而當(dāng)腎動(dòng)脈閉塞解除后,皮髓質(zhì)R2*值均立刻恢復(fù)為正常值。他們認(rèn)為BOLD成像能夠可靠地診斷急性腎缺血。我們的研究發(fā)現(xiàn),急性腎衰竭患者的腎皮質(zhì)和髓質(zhì)內(nèi)的R2*值明顯低于正常志愿者,并且髓皮質(zhì)R2*比值也明顯低于正常志愿者。如前所述,去氧血紅蛋白作為內(nèi)源性的對(duì)比劑在BOLD成像時(shí)其含量的相對(duì)改變可反映組織的氧代謝。R2*值增高代表組織氧合血紅蛋白減少或去氧血紅蛋白增加,R2*值降低則代表組織氧合血紅蛋白增加或去氧血紅蛋白減少。因而急性腎衰患者腎臟的皮質(zhì)和髓質(zhì)的R2*值降低提示腎臟的氧濃度有增加,且以髓質(zhì)氧濃度增加明顯。原因可能為①急性腎衰的腎臟對(duì)氧的利用度減低,致腎組織內(nèi)去氧血紅蛋白減少,氧合血紅蛋白相對(duì)增加;②急性腎衰的腎臟血供增加,導(dǎo)致組織氧合血紅蛋白絕對(duì)量增加。同時(shí)我們注意到,正常腎臟髓質(zhì)和皮質(zhì)之間存在著氧濃度差,即腎皮質(zhì)的氧濃度要高于髓質(zhì)。腎臟髓皮質(zhì)R2*比值(1.28)可反映這一狀態(tài)。而急性腎衰時(shí),腎臟髓質(zhì)和皮質(zhì)之間的氧濃度差消失,顯示在R2*偽彩圖上皮髓質(zhì)分界的彩色帶模糊。腎臟皮質(zhì)內(nèi)的遠(yuǎn)曲小管及髓質(zhì)區(qū)域存在大量Na+-K+-ATP酶,它的作用是維持體內(nèi)Na+平衡,這個(gè)過(guò)程又以髓質(zhì)為主。其耗氧量將近全腎耗氧量的一半。我們的結(jié)果所顯示的正常腎臟髓質(zhì)和皮質(zhì)之間存在著氧濃度差,也說(shuō)明腎髓質(zhì)的工作負(fù)荷要大于皮質(zhì),故髓質(zhì)的氧利用度高于皮質(zhì)。而髓質(zhì)又是一個(gè)乏血供區(qū)域,外髓的細(xì)胞在缺氧狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn),因而腎臟髓質(zhì)是一個(gè)易受損傷的區(qū)域。當(dāng)發(fā)生急性腎功能衰竭時(shí),腎內(nèi)病理改變均會(huì)出現(xiàn)近端和遠(yuǎn)端腎小管上皮細(xì)胞腫脹,皮質(zhì)間質(zhì)和外髓帶間質(zhì)炎癥反應(yīng)明顯,小管間毛細(xì)血管被嚴(yán)重間質(zhì)水腫擠壓,尤以少尿期最為顯著。無(wú)論急性腎衰竭的病因如何,腎臟的病理改變必然導(dǎo)致腎血流量減少。因此,我們可以認(rèn)為急性腎衰少尿期腎臟的皮、髓質(zhì)處于高氧狀態(tài),并且尤以髓質(zhì)明顯,是因?yàn)樗栀|(zhì)Na+-K+泵的作用消失,氧利用度的減低,氧合血紅蛋白相對(duì)增高所致。我們的研究中另一項(xiàng)有意義的發(fā)現(xiàn),是功能性急性腎衰患者和急性腎衰非少尿期患者腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)的R2*值均增高,提示此期病變的腎臟皮髓質(zhì)處于低氧濃度或急性缺血狀態(tài)。可能的原因?yàn)?①血容量減少導(dǎo)致腎臟缺血;②血液濃縮繼發(fā)高濾過(guò)的主動(dòng)水重吸收增加,導(dǎo)致腎耗氧量增加,氧利用度增加。而該期腎衰患者腎髓皮質(zhì)氧濃度差仍然存在,也說(shuō)明腎臟功能尚存,也可解釋這3例患者接受治療后能夠快速恢復(fù)腎臟正常功能。綜上所述,我們的研究表明,腎臟BOLDMRI測(cè)量的R2*值及其偽彩圖可