MR功能成像对慢性肾脏病肾脏损伤的临床相关研究

发布时间：2019-04-25 09:31

【摘要】：慢性肾脏病（chronic kidney disease, CKD）是以慢性肾小球和/或肾小管间质病变导致的进行性肾功能损伤为特征的疾病，其发病率高，肾脏纤维化和组织缺氧被认为是导致CKD进展的重要因素。目前所用的临床指标对早期CKD的识别，以及对肾功能和肾脏病理改变的检测缺乏敏感性和特异性。探索无创性的、敏感性及可重复性强的检查方法来评价肾损伤的程度，是当前临床工作者热切关注的课题。本研究应用3.0T MR对慢性肾脏病患者及健康志愿者的肾脏进行弥散加权成像（diffusion weightedimaging, DWI）、弥散张量成像（diffusion tensor imaging, DTI）和血氧水平依赖（blood oxygen level dependent, BOLD）成像，分别测量研究对象的肾脏皮质和髓质表观弥散系数（apparent diffusion coefficient, ADC）值、各向异性分数（fractional anisotropy, FA）值及R2*值，并比较CKD患者与健康志愿者肾脏各检测值的差异，同时与临床相关指标、肾脏病理组织学评分及免疫组织化学指标进行对照分析，探讨MR功能成像对CKD患者肾脏损伤程度临床应用的价值。第一部分MR弥散加权成像对慢性肾脏病肾组织纤维化的研究目的：应用3.0T MR弥散加权成像对慢性肾脏病患者的肾脏纤维化程度进行检测，评价其临床应用价值。方法：选取2012年5月至2013年6月间在河北医科大学第三医院肾内科就诊的40例CKD患者，其中男性25例，女性15例，年龄16-71岁，平均年龄41.6±17.1岁。选取30例健康志愿者作为对照组，其中男性20例，女性10例，年龄24-60岁，平均年龄38.3±14.1岁。所有CKD患者及健康志愿者均采用3.0T MR进行扫描。扫描序列包括MRI常规扫描及弥散加权成像。在ADC图上肾皮质和髓质均放置感兴趣区域（region ofinterest, ROI），测量双侧肾脏皮质及髓质的ADC值。在MR检查前后一周时间内，对CKD患者留取血尿样本，检测血肌酐（serum creatinine, SCr）和24小时尿蛋白（24-h-urinary protein,24-h-UPRO）。通过SCr值计算出估算的肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate, eGFR）。其中有25例患者在MR检查后不超过2周的时间内进行了肾组织活检。肾活检标本行常规苏木素-伊红染色（atoxvlin and eosin stain，HE）、糖元染色（Periodic Acid．Shift's Reaction，PAS）、Masson染色及过碘酸六胺银染色（periodic acid．silver metheramine，PASM）检查，观察CKD肾脏病理损伤程度，分别对肾小球、肾小管间质和肾小管周血管的纤维化硬化进行观察，并得出评分。免疫组织化学法检测肾组织中TGF-β1及α-SMA蛋白的表达，光镜下观察并进行图像采集，每例标本随机选取10个高倍视野，计算每个视野内阳色染色区域的积分光密度值，最后计算其均值用于统计学分析。CKD患者和健康对照组之间肾髓质和肾皮质的ADC值的差异性分别进行了两独立样本t检验。肾皮质ADC值和肾髓质ADC值之间的差异也采用两独立样本t检验比较。探讨ADC值和SCr/24-h-UPRO/eGFR之间的关系，通过bivariate相关分析计算相关系数，肾小球病变/肾小管病变组织病理学评分和免疫组织化学指标TGF-β1及α-SMA同肾皮质/肾髓质的ADC值也进行bivariate相关分析。结果：40例CKD患者中有35例图像可以进行分析。肾皮质和髓质的ADC值的组内相关系数（intraclass correlation coefficients, ICC）分别为0.79和0.82。CKD组肾皮质和髓质的ADC值与健康对照组相比均明显降低。CKD组显示肾皮质的ADC值和SCr/24-h-UPRO呈显著的负相关，而与eGFR呈显著正相关。肾髓质的ADC值和SCr之间也有显著的负相关性。发现肾髓质的ADC值与eGFR和24-h-UPRO之间没有显著的相关性。肾皮质ADC值与肾小球病变组织病理学评分呈显著负相关，r=-0.610，p=0.001。肾皮质ADC值与肾小管病变组织病理学评分呈显著负相关，r=-0.778，p=0.000。肾髓质ADC值与肾小球病变组织病理学评分呈显著负相关，r=-0.398，p=0.049。肾髓质ADC值与肾小管病变组织病理学评分呈显著负相关，r=-0.640，p=0.001。肾皮质ADC值与α-SMA的积分光密度值之间呈显著负相关，r=-0.441，p=0.027。肾髓质ADC值与α-SMA的积分光密度值之间无显著相关性，r=-0.354，p=0.083。肾皮质ADC值与TGF-β1积分光密度值之间无显著相关性，r=-0.362，p=0.075。肾髓质的ADC值与TGF-β1积分光密度值之间无显著相关性，r=-0.289，p=0.162。结论：3.0T MR弥散加权成像检测CKD患者肾脏的ADC值与eGFR、肾脏组织纤维化程度及α-SMA表达之间具有一定的相关性，可用于CKD患者肾脏纤维化程度的检查评估。第二部分MR弥散张量成像对慢性肾脏病肾组织病变的研究目的：应用3.0T MR弥散张量成像对慢性肾脏病患者的肾脏病变程度进行检测，评价其临床应用价值。方法：选取2012年5月至2013年6月间在河北医科大学第三医院肾内科就诊的40例CKD患者，其中男性25例，女性15例，年龄16-71岁，平均年龄41.6±17.1岁。64名健康志愿者作为对照组，其中男性39例，女性25例，年龄21-60岁，平均年龄38.5±13.3岁。所有CKD患者及健康志愿者均采用3.0T MR进行扫描。扫描序列包括MRI常规扫描及弥散张量成像。在FA图上分别测量双侧肾脏皮质及髓质的FA值。每个研究对象均选择最靠近肾门的冠状面FA图像进行感兴趣区的测量。分别在肾的上极、中部及下极肾皮质区放置3个ROI，采用的结果为双侧肾6个肾皮质上ROI的平均值。在MR检查前后一周时间内，对CKD患者留取血尿样本，检测血肌酐（SCr）和24小时尿蛋白（24-h-UPRO）。通过SCr值计算出估算的肾小球滤过率（eGFR）。其中有24例患者在MR检查后不超过2周的时间内进行了肾组织活检。肾活检标本行常规HE染色、PAS染色、Masson染色及PASM染色检查。观察CKD肾脏病理损伤程度，分别对肾小球、肾小管间质和肾小管周血管的纤维化硬化进行观察，并得出评分。免疫组织化学法检测肾组织中TGF-β1及α-SMA蛋白的表达，光镜下观察并进行图像采集，每例标本随机选取10个高倍视野，计算每个视野内阳色染色区域的积分光密度值，最后计算其均值用于统计学分析。将两位医师测得的肾皮质和肾髓质FA值用组内相关系数进行一致性分析。CKD患者和健康对照组之间肾髓质和肾皮质的FA值分别进行了比较，进行两独立样本t检验。肾皮质FA值和肾髓质FA值之间的差异也采用两独立样本t检验进行比较。通过bivariate相关分析探讨FA值和SCr/24-h-UPRO/eGFR之间的关系，肾小球、肾小管病理学评分、免疫组织化学TGF-β1、α-SMA的积分光密度值分别同肾皮质、肾髓质的FA值也进行bivariate相关性分析。结果：40例CKD患者中排除7例患者DTI图像伪影较重，共对33例患者图像进行了分析。肾皮质和髓质的FA值的组内相关系数分别为0.77和0.56。CKD组肾皮质和肾髓质FA值与健康对照组相比均具有显著性差异，CKD组肾皮质FA值明显低于对照组。CKD组肾髓质的FA值与对照组相比也明显降低。CKD组肾皮质FA值明显低于髓质FA值，t=-3.598，p=0.001。对照组肾皮质FA值也明显低于髓质FA值， t=-15.703，p=0.000。肾皮质的FA值和SCr呈显著的负相关，肾皮质的FA值与eGFR显著正相关。临床指标中肾髓质的FA值仅与eGFR呈显著正相关。无论是肾皮质还是肾髓质的FA值和24-h-UPRO之间均无显著的相关性。肾皮质FA值与组织病理学肾小球的评分呈显著负相关，r=-0.448，p=0.028。肾皮质FA值与组织病理学肾小管的评分呈显著负相关，r=-0.487，p=0.016。肾髓质的FA值与组织病理学肾小球评分呈显著负相关，r=-0.463，p=0.023。肾髓质的FA值与组织病理学肾小管评分呈显著性负相关，r=-0.430，p=0.036。肾皮质FA值与α-SMA的积分光密度值之间呈显著负相关，r=-0.636，p=0.001。肾髓质FA值与α-SMA的积分光密度值之间呈显著相关性，r=-0.432，p=0.035。肾皮质FA值与TGF-β1积分光密度值之间无显著相关性，r=-0.175，p=0.401。肾髓质的FA值与TGF-β1积分光密度值之间无显著相关性，r=-0.189，p=0.357。结论：3.0T MR弥散加权成像获得的FA值，可在一定程度上定量评价CKD患者肾功能及肾脏病理变化的程度。第三部分MR BOLD成像对慢性肾脏病肾组织氧合状态的研究目的：评价3.0T MR血氧水平依赖（BOLD）成像对慢性肾脏病患者肾组织氧合状态的探测能力及临床应用价值。方法：选取2012年5月至2013年6月间在河北医科大学第三医院肾内科就诊的40例CKD患者，其中男性25例，女性15例，年龄16-71岁，平均年龄41.6±17.1岁。65名健康志愿者作为对照组，其中男性39例，女性26例，平均年龄38.3±13.3岁，年龄范围21-60岁。所有CKD患者及健康志愿者均采用3.0T MR进行扫描。扫描序列包括MRI常规成像及BOLD成像。在T2*图上分别测量双侧肾脏皮质及髓质的T2*值，并计算得出R2*值。每个研究对象均选择最靠近肾门的冠状面BOLD图像进行感兴趣区的测量。分别得到肾皮质R2*值、肾髓质R2*值，并计算出肾髓质/肾皮质R2*比值。在MR检查前后一周时间内，对CKD患者留取血尿样本，检测血肌酐（SCr）和24小时尿蛋白（24-h-UPRO）。通过SCr值计算出估算的肾小球滤过率（eGFR）。其中有25例患者在MR检查后不超过2周的时间内进行了肾组织活检。肾活检标本行常规HE染色、PAS染色、Masson染色及PASM染色检查。观察CKD肾脏病理损伤程度，分别对肾小球、肾小管间质和肾小管周血管的纤维化硬化进行观察，并得出评分。免疫组织化学法检测肾组织中TGF-β1及α-SMA蛋白的表达，光镜下观察并进行图像采集，每例标本随机选取10个高倍视野，计算每个视野内阳色染色区域的积分光密度值，，最后计算其均值用于统计学分析。将两位医师测得的肾皮质R2*值、肾髓质R2*值用组内相关系数进行一致性分析。采用两独立样本t检验分别比较CKD患者和健康对照组之间肾皮质R2*值、肾髓质R2*值及肾髓质/肾皮质R2*比值的差异。肾皮质R2*值和肾髓质R2*值之间的差异也采用两独立样本t检验比较。通过bivariate相关分析探讨肾皮质R2*值、肾髓质R2*值以及肾髓质/肾皮质R2*比值和SCr/24-h-UPRO/eGFR之间的相关关系，肾小球、肾小管病理学评分和免疫组织化学TGF-β1、α-SMA的积分光密度值分别同肾皮质R2*值、肾髓质R2*值及肾髓质/肾皮质R2*比值进行bivariate相关分析。结果：40例CKD患者中35例患者BOLD图像进行了分析。肾皮质和髓质的R2*值的组内相关系数分别为0.81和0.72。CKD组肾皮质R2*明显低于肾髓质R2*值，t=-7.576，p=0.000。对照组肾皮质R2*明显低于髓质R2*值，t=-13.467，p=0.000。CKD组肾髓质的R2*值与对照组肾髓质相比明显增高，CKD组肾髓质/肾皮质R2*比值与对照组相比明显增高，CKD组肾皮质R2*值与健康对照组无显著性差异。肾皮质R2*值、肾髓质的R2*值以及肾髓质/肾皮质R2*比值和各临床指标及病理组织学评分均无显著的相关性。肾皮质R2*值与组织病理学肾小管的评分无显著相关。肾髓质与组织病理学肾小球及肾小管病变的评分呈显著相关。肾髓质/肾皮质R2*比值与肾小球病变评分呈显著相关。肾皮质R2*值与仅与TGF-β1积分光密度值之间有显著相关性。肾髓质R2*值与α-SMA的积分光密度值及TGF-β1积分光密度值之间无显著相关性。肾髓质/肾皮质R2*比值与α-SMA的积分光密度值及TGF-β1积分光密度值之间无显著相关性。结论：3.0T MR BOLD成像能够在一定程度上定量评价CKD患者肾脏氧合变化的程度。
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【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R692;R445.2

【参考文献】