糖尿病腎病的多參數(shù)MRI研究.pdf

1、背景與目的：
　　根據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟(international diabetes federation，IDF)最新數(shù)據(jù)，糖尿病(diabetes mellitus，DM)已經(jīng)發(fā)展成為全球性的慢性疾病，2015年全球DM患者達(dá)到4.15億，其中中國患病人數(shù)達(dá)到1.09億。由于腎臟是DM的重要靶點器官，40％的患者將發(fā)展為糖尿病腎病(diabetic kidney disease，DKD)，DKD是糖尿病常見的并發(fā)癥之一，是目前引

2、起終末期腎病(end-stage renal disease，ESRD)的首要原因。
　　既往的病理生理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病病情演變過程中，腎臟功能受損主要集中于灌注及氧合水平、水分子彌散運動三個方面。糖尿病早期主要是腎臟皮質(zhì)灌注受累，高血糖作用于腎臟微小血管，激活腎臟代償機制，使得腎臟的血流供應(yīng)和腎功能增強，直至代償消失。同時腎臟氧合水平也呈現(xiàn)出先升高再降低的變化，這與血流灌注基本一直。當(dāng)病情進(jìn)展至皮、髓質(zhì)結(jié)構(gòu)增生甚至纖維化時，集

3、合系統(tǒng)內(nèi)水分子彌散運動也將受到限制，如不進(jìn)行及時的治療，最終進(jìn)展為ESRD。因腎臟具有強大的代償能力，糖尿病早期腎臟各項指標(biāo)仍在正常范圍內(nèi)，導(dǎo)致患者就診時多已進(jìn)展至DKD晚期，錯過了最佳治療時間，因此需要盡量早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷。
　　目前臨床使用的常規(guī)檢查多有創(chuàng)或需要使用外源性對比劑，且不能夠早期發(fā)現(xiàn)異常改變，并且既往對DKD研究多局限于灌注或氧合水平某一方面的改變，缺乏對腎臟功能進(jìn)行整體、全面的分析。只有充分了解病情演變過程的前

4、提下，才能夠?qū)KD有新的認(rèn)識，做到早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷。因此迫切一種需要簡單易行的方式，能夠從灌注到氧合水平和水分子運動變化的角度，觀察糖尿病狀態(tài)下腎臟的變化過程，并對腎臟功能進(jìn)行全面的評估。
　　隨著影像學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了很多新的技術(shù)方法，如動脈自旋標(biāo)記(arterial spin labeling，ASL)、血氧水平依賴（blood oxygenation level dependent，BOLD）、彌散張量成像(diffu

5、sion tensor imaging，DTI)等功能磁共振(functional magnetic resonance imaging，fMRI)技術(shù)，給解決上述臨床遇到的困境，提供了可靠、無創(chuàng)的技術(shù)手段。本研究以這些技術(shù)為抓手，根據(jù)病情發(fā)展演變規(guī)律，對比、觀察腎臟灌注、氧合水平、水分子彌散運動三個方面的改變，并對腎功能進(jìn)行影像學(xué)評價，尋找他們之間的聯(lián)系，探討DKD發(fā)展的病理生理機制，為早期發(fā)現(xiàn)DKD提供理論支持。
　　材料與方

6、法：
　　1、動脈自旋標(biāo)記MRI評估糖尿病腎皮質(zhì)灌注水平的研究
　　納入50名Ⅱ型糖尿病患者，根據(jù)美國腎臟病基金會K/DOQI專家組提出的慢性腎臟病分期建議及糖尿病腎病診斷標(biāo)準(zhǔn)，由本院高年資內(nèi)分泌醫(yī)師將50例Ⅱ型糖尿病患者分為三個亞組，分組依據(jù)：①DKD輕度組（11例）：確診的2型糖尿病患者，伴有大量白蛋白尿[隨機晨尿微量白蛋白／肌酐比值(albumin creatinine ratio，ACR)＞300]和（或）糖尿病視網(wǎng)

7、膜病變伴慢性腎病，估算腎小球率過濾(estimate glomerular filtration rate，eGFR)≥60ml/min·1.73m2;②DKD中重度組（14例）：確診的2型糖尿病患者，伴有大量白蛋白尿（隨機晨尿ACR＞300）和（或）糖尿病視網(wǎng)膜病變伴慢性腎病，eGFR＜60ml/min·1.73m2;③單純糖尿病(simple diabetes，SD)組（25例）：確診的2型糖尿病患者，尿蛋白檢查陰性（隨機晨尿ACR

8、＜30），排除糖尿病視網(wǎng)膜病變及其他慢性腎病。另外招募25性別、年齡相匹配的健康自愿者作為對照。
　　采用德國8通道體部相控陣線圈的Siemens Magnetom Trio3.0T超導(dǎo)MRI儀進(jìn)行MRI掃描，行雙腎常規(guī)MRI及ASL MRI掃描，使用Matlab R2013a與ImageJ軟件對ASL圖像進(jìn)行后處理得到腎皮質(zhì)血流值(cortex of renal blood flow，cRBF)。統(tǒng)計分析采用SPSS18.0軟件

9、，采用組內(nèi)相關(guān)性(Interclass Correlation Coefficient，ICC)對2名醫(yī)師測量的cRBF值進(jìn)行一致性分析，采用單因素方差分析比較各組間cRBF值差異，并采用LSD法進(jìn)行兩兩比較，最后利用Pearson相關(guān)分析cRBF值與eGFR的相關(guān)性。以P＜0.01有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　2、BOLD、DTI MRI評估糖尿病腎臟氧合、水分子彌散水平的研究
　　納入25名單純糖尿病患者(SD)、20名糖尿病腎病

10、患者(DKD)和26名健康志愿者(NC)，三組間性別、年齡、BMI相匹配。于磁共振檢查當(dāng)日早晨收集隨機晨尿、靜脈血進(jìn)行生化檢驗，而后根據(jù)MDRD方程計算eGFR值。
　　采用3.0T MR掃描儀行常規(guī)T1、T2排除器質(zhì)性疾病，并采用mGRE序列的BOLD和平面回波(echo-planar imaging，EPI)序列的DTI掃描，獲取的圖像在Siemens工作站進(jìn)行后處理，通過劃取ROI的方式得到單個腎臟皮、髓質(zhì)R2*值、FA、A

11、DC值。采用SPSS18.0軟件對三組受試者年齡、BMI行單因素方差分析，分析性別差異采用x2檢驗;分析左、右腎R2*、MCR、FA、ADC值差異采用配對樣本t檢驗，顯示無差異就取左、右腎平均值進(jìn)行后續(xù)統(tǒng)計分析;采用單因素方差分析比較各組間R2*、MCR、FA、ADC值差異;采用Pearson相關(guān)性分析R2*、MCR、FA、ADC值與eGFR的關(guān)系。
　　結(jié)果：
　　1、DKD的皮質(zhì)灌注水平：配對t檢驗顯示四組組內(nèi)左、右腎c

12、RBF值均無統(tǒng)計學(xué)差異，以其平均值作為個體腎臟cRBF值;對兩名醫(yī)師測量的cRBF值進(jìn)行一致性分析，各組ICC均＞0.90，說明一致性高。單因素方差分析顯示SD組、DKD輕度組、DKD中重度組、對照組間皮質(zhì)cRBF值存在統(tǒng)計學(xué)差異(F=20.66，P＜0.01)，兩兩比較結(jié)果顯示DKD中重度組cRBF值明顯降低。Pearson相關(guān)性分析顯示糖尿病患者腎皮質(zhì)cRBF值與eGFR呈顯著正相關(guān)(r=0.646，P＜0.01)。
　　2、

13、DKD的氧合、水分子彌散水平：單因素方差分析顯示三組間MCR、髓質(zhì)FA值存在差異，DKD組MCR值較SD組明顯下降(P=0.001)，SD組MCR值較NC組明顯增高(P=0.018)，SD組髓質(zhì)FA值顯著高于NC組(P=0.005)，DKD組髓質(zhì)FA值顯著低于SD組(P＜0.01)和NC組(P=0.011）;糖尿病患者M(jìn)CR值與eGFR正相關(guān)性(r=0.545，P＜0.01)，糖尿病患者髓質(zhì)FA值與eGFR值也呈正相關(guān)性(r=0.406