王娟綜述，楊朝武審校

（1.寶山區(qū)楊行鎮(zhèn)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心，上海201901；2.上海市第一人民醫(yī)院寶山分院放射科200940）

傳統(tǒng)方法及MRI功能成像評價腎功能研究進展

王娟1綜述，楊朝武2審校

（1.寶山區(qū)楊行鎮(zhèn)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心，上海201901；2.上海市第一人民醫(yī)院寶山分院放射科200940）

磁共振成像；腎/代謝；腎疾病/病理生理學(xué)；綜述

腎臟的主要功能是排泄體內(nèi)代謝廢物，維持機體鈉、鉀、鈣等電解質(zhì)穩(wěn)定及酸堿平衡。腎功能評價對臨床診斷及治療意義重大，傳統(tǒng)方法包括實驗室檢測、放射性核素腎顯像、B超、X射線檢查等。現(xiàn)將腎功能評價方法研究進展綜述如下。

1 傳統(tǒng)方法評價腎功能

1.1 實驗室檢查評價腎功能常用血液檢測指標包括尿素、肌酐（Cr）、β2微球蛋白（β2-MG）、視黃醇結(jié)合蛋白（RBP）和胱抑素C（Cys-C）5項。尿素水平易受飲食、肝功能等影響；Cr其血液濃度與肌肉量有關(guān)，還受年齡和性別的影響，高年齡者Cr水平通常高于低年齡者，男性Cr水平通常高于女性，Cr的檢測方法受葡萄糖、尿酸、酮體、血漿蛋白等假肌酐物質(zhì)和先鋒霉素的干擾，由于影響因素較多，二者的敏感性和特異性不理想[1]。Cys-C是胱氨酸蛋白酶的一種分泌性抑制劑，由機體有核細胞產(chǎn)生，腎臟是其唯一的濾過和代謝器官，當(dāng)腎小球出現(xiàn)輕微損傷時，血中Cys-C就可升高，是目前反映腎小球濾過率（GFR）的敏感指標[2-3]。RBP是人體在肝臟合成的參與維生素A儲存、代謝以及轉(zhuǎn)運的重要載體蛋白，血清中RBP水平穩(wěn)定，腎小管損傷、腎小球濾過能力降低會導(dǎo)致血液中RBP的蓄積。健康人體內(nèi)β2-MG含量較為恒定，在通過腎臟循環(huán)時，經(jīng)腎小球濾過并由腎小管吸收和降解。當(dāng)腎小管功能異常時，其在血清或尿液中的濃度升高，能反映早期腎功能變化，但易受病理狀態(tài)影響[4]。上述5項指標只能評價總腎功能，不能評價分腎功能。

1.2 放射性核素腎顯像評價腎功能利用核素99mTc-DTPA作為示蹤劑，對腎臟血流灌注、攝取及排泄情況對腎功能做出判斷，是GFR測定的常規(guī)方法，在獲得總腎GFR值的同時，還可獲得分腎GFR值。C1/2稱為半排時間，指從腎圖放射性最高峰值下降到峰值一半的時間，其反映了腎排泄顯像劑的速度，是評價尿路梗阻的重要指標。程兵等[5]對433例腎移植手術(shù)健康供腎者的99mTc-DTPA腎圖C1/2進行了統(tǒng)計分析，認為左腎正常參考值P95為18.61 min，右腎正常參考值P95為18.82 min，遠長于131I-鄰碘馬尿酸鈉的C1/2正常參考值8 min[6]。柴雪紅等[7]研究認為，設(shè)定腎皮質(zhì)感興趣區(qū)（ROI）與設(shè)定全腎ROI在計算GFR時存在差異，由腎皮質(zhì)ROI計算GFR可更靈敏、更準確地發(fā)現(xiàn)尿路梗阻腎功能改變。陳澤榮等[8]利用核素腎動態(tài)顯像評價上尿路梗阻患者解除尿路梗阻后GFR變化，對比手術(shù)前后腎圖表現(xiàn)，在了解腎功能、預(yù)測病情發(fā)展方面均有應(yīng)用價值。刁偉霖等[9]研究認為，99mTc-DMSA核素腎靜態(tài)顯像結(jié)合99mTc-DTPA腎動態(tài)顯像是評價腎功能的理想方法，它可以獲得直觀的腎臟攝取-排泄曲線和GFR，從而能夠定量評價分腎功能，為術(shù)式的選擇和術(shù)后觀察療效提供重要依據(jù)。核素腎顯像檢查方法較為復(fù)雜，而且放射性損害不容忽視，患者依從性較差。

1.3 B超檢查評價腎功能B超是腎臟檢查常用手段，其在腎功能評價方面具有一定價值。孫風(fēng)雪等[10]應(yīng)用彩色多普勒超聲觀測腎囊腫患者輸尿管排尿情況，發(fā)現(xiàn)囊腫側(cè)與正常側(cè)尿流速度的差值與囊腫體積呈正相關(guān)，腎囊腫可引起患側(cè)腎臟的泌尿功能發(fā)生改變，為判定手術(shù)指征提供參考標準。董怡等[11]應(yīng)用實時諧波超聲造影定量分析技術(shù)評價慢性腎功能不全患者腎皮質(zhì)血流灌注曲線及定量灌注參數(shù)，并與彩色多普勒血流成像技術(shù)比較，認為前者在評估慢性腎功能不全及腎功能損害方面優(yōu)于彩色多普勒技術(shù)。B超目前僅對某些特殊病變腎功能評價有一些價值，應(yīng)用范圍較窄。

1.4 X射線檢查評價腎功能包括靜脈腎盂造影（IVP）及CT檢查，IVP發(fā)現(xiàn)腎臟不顯影或延遲顯影提示腎功能受損，但不能定量分析及分級，相關(guān)文獻報道不多。李慶豐等[12]對IVP檢查后患者進行CT掃描發(fā)現(xiàn)，CT分辨率明顯高于IVP，對于可疑病變區(qū)進行靶區(qū)重建掃描，立體效果較好，可作為IVP的補充檢查手段。劉全啟等[13]利用螺旋CT平掃測量腎實質(zhì)厚度并比較腎實質(zhì)厚度與梗阻側(cè)GFR之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)梗阻側(cè)腎實質(zhì)厚度與梗阻側(cè)GFR有明顯相關(guān)性。蔣黛蒂等[14]選取慢性單側(cè)上尿路梗阻積水病例，同時行CT尿路造影（CTU）檢查及99mTc-DTPA腎動態(tài)顯像檢查，將獲得的CT評價腎功能各項參數(shù)分別與核素腎動態(tài)顯像所得GFR值作相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)二者有相關(guān)性，可作為評價腎功能的方法。但CT射線量較大，特別是CTU檢查，碘過敏患者不能檢查，且其能提供的定量參數(shù)有限，臨床應(yīng)用受到限制。

鑒于上述傳統(tǒng)方法存在各種各樣的不足，人們一直在尋找更好的方法來評價腎功能，特別是近年來利用MRI功能成像（fMRI）評價腎功能已成為研究熱點，fMRI可多參數(shù)成像、定量分析，對人體無放射性損害，且部分檢查方法不用造影劑，可防止造影劑二次損傷腎功能，患者依從性更好，其在腎功能評價方面的潛在價值巨大，現(xiàn)將其研究進展綜述如下。

2 fMRI評價腎功能

2.1 腎臟血氧水平依賴（BOLD）MRI成像是評價腎內(nèi)氧生物利用度的無創(chuàng)性方法，近年來動物實驗報道較多，臨床研究報道較少。楊學(xué)東等[15]以Wistar大鼠為實驗對象，在其生長周期的第1、5、10、30、50天行BOLD成像，測量表觀自旋-自旋弛豫率（R2*），發(fā)現(xiàn)大鼠腎臟皮、髓質(zhì)基礎(chǔ)R2*值在50 d內(nèi)穩(wěn)定，不受體質(zhì)量影響。在進一步研究中，楊學(xué)東等[16]用健康雄性Wistar大鼠分別行腎臟磁共振T2加權(quán)像（T2WI）及BOLD成像，以2名醫(yī)生分別對T2WI及BOLD圖像進行評價并分別測量數(shù)據(jù)，其中1名醫(yī)生2周后再次測量，然后對測量及評價結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)處理，認為3.0T MR行大鼠腎臟BOLD成像所測數(shù)據(jù)在不同觀察者間和同一觀察者的可重復(fù)性較好，能夠用來進行腎功能成像的實驗研究。劉玉品等[17]以SD大鼠為研究對象，行3.0T MR常規(guī)及BOLD成像，分別測量大鼠左、右腎皮質(zhì)，外髓，內(nèi)髓的T2*值，從而計算R2*值（R2*＝1/T2*值），發(fā)現(xiàn)BOLD成像技術(shù)可監(jiān)測腎臟皮髓質(zhì)氧代謝變化情況，從而評估腎疾病對腎功能的損害程度。劉靜紅等[18]選取無腎臟疾病史的健康志愿者分別行3.0T MRI及1.5T MRI BOLD掃描，掃描參數(shù)及條件相同，將2次所測雙側(cè)腎皮質(zhì)和髓質(zhì)的R2*平均值進行對比，結(jié)果所測得的R2*值差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），認為3.0T MRI對腎髓質(zhì)內(nèi)氧含量變化更加敏感。Zhang等[19]利用動脈自旋標記（ASL）及BOLD成像對家兔碘造影劑腎病進行研究，發(fā)現(xiàn)腎臟呈低灌注，外髓質(zhì)內(nèi)帶血氧水平減低。Henrik等[20]對400例患者行BOLD成像，并與患者GFR、年齡、性別行相關(guān)性研究，未發(fā)現(xiàn)顯著差異，認為BOLD不能區(qū)分慢性腎臟疾病不同階段。Simon-Zoula等[21]對健康志愿者腎臟行BOLD成像，發(fā)現(xiàn)R2*值在同一志愿者多次測量中穩(wěn)定，髓質(zhì)R2*高于皮質(zhì)，左腎平均R2*值略高于右腎，皮髓質(zhì)R2*值隨年齡增長而增大，髓質(zhì)在老年人比年輕人更易缺氧，認為腎臟BOLD成像具有高度可重復(fù)性，R2*值可以評價腎臟皮髓質(zhì)氧合情況?？傊珺OLD是一個評價腎臟功能的非常有用的工具。

2.2 磁共振擴散加權(quán)成像（DWI）DWI是對水分子擴散運動敏感的成像方式，隨著回波平面成像（EPI）的出現(xiàn)，已在腹部臟器的擴散成像得以應(yīng)用，是目前唯一的一種無創(chuàng)傷測定活體組織水分子擴散過程的檢查技術(shù)。表觀擴散系數(shù)（ADC）反映水分子的位移情況，是一個量化指標，可以在微觀水平反映宏觀組織的結(jié)構(gòu)特點。武志峰等[22]將健康志愿者作為對照組，慢性腎?。–KD）患者（分肌酐正常組及肌酐升高組）作為研究組，發(fā)現(xiàn)在b值取50、100、400 s/mm2時，ADC值均低于對照組，肌酐升高組病例的ADC值與血清肌酐水平呈負相關(guān)，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；肌酐升高組患者的ADC值與肌酐清除率呈弱正相關(guān)，對腎臟進行DWI及ADC值測量是一種有一定潛力且無創(chuàng)的腎功能評價手段。腎間質(zhì)纖維化是所有慢性腎臟疾病進展到終末期腎衰的共同通道，間質(zhì)纖維化的發(fā)生必然引起腎臟水轉(zhuǎn)運功能（包括重吸收、濃縮及稀釋等）的改變，DWI通過測定ADC值，顯示水分子在組織內(nèi)和組織間隨機運動的動態(tài)分布狀況，可無刨而可靠的反映活體組織內(nèi)和組織間水交換的功能狀態(tài)，進而反映間質(zhì)纖維化的程度。朱捷等[23]利用3.0T磁共振機，對健康志愿者和慢性腎病組行DWI掃描，測量皮質(zhì)及髓質(zhì)ADC值，根據(jù)病理結(jié)果將腎小管間質(zhì)損害程度分為Ⅰ～Ⅲ級，發(fā)現(xiàn)慢性腎病組Ⅰ級和Ⅱ級間質(zhì)纖維化腎臟皮質(zhì)ADC值與對照組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），Ⅲ級間質(zhì)纖維化腎臟髓質(zhì)ADC值與對照組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），隨著間質(zhì)纖維化等級增高，腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)ADC值有減小的趨勢，差異也有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），認為皮質(zhì)ADC值在一定程度上能反映腎臟間質(zhì)纖維化程度。王帥文等[24]以健康志愿者及經(jīng)Hass系統(tǒng)評級分為Ⅰ～Ⅴ級的經(jīng)腎臟穿刺活檢確診為IgA腎病的患者為研究對象，均行MR DWI檢查，并測量ADC值，當(dāng)b值為600、900 s/mm2時，對照組及Ⅰ級病例組分別與Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級各組間比較，差異也有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），而且病理分級與所測ADC值呈顯著負相關(guān)，并發(fā)現(xiàn)病例組Ⅳ級和Ⅴ級患者肌酐清除率低于正常值并與其余各組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，認為腎臟的ADC值在一定程度上較肌酐清除率更能反映出免疫球蛋白A（IgA）腎病的病變程度。張嵐等[25]利用DWI及ADC值測量并結(jié)合動態(tài)增強MRI其在小兒腎積水腎功能評價中的應(yīng)用價值，發(fā)現(xiàn)積水腎臟的ADC值均顯著低于對照組（P＜0.01），腎臟通過時間（RTT）與ADC值呈負相關(guān)，髓質(zhì)信號峰值與ADC值呈正相關(guān)，DWI和動態(tài)增強MRI可初步評估小兒腎積水腎功能改變。馬翠萍等[26]對梗阻性腎病患者進行腎臟DWI和99mTc-DTPA腎動態(tài)顯像檢查，分為四組：正常組、腎積水腎功能正常組（GFR＞25 mL/min）、腎積水腎功能中度受損組（10 mL/min≤GFR≤25 mL/min）、腎功能重度受損組（GFR＜10 mL/min），測量ADC值、GFR，比較各組間ADC值的差異并分析腎臟ADC值與GFR的相關(guān)性，結(jié)果腎積水腎臟的ADC值明顯低于正常組，腎積水各組間腎臟的ADC值兩兩比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；腎功能下降者的腎臟ADC值與GFR之間存在較好的正相關(guān)。吳姝焜等[27]對健康人及慢性腎病患者（CKD）行DWI掃描并測量其腎臟ADC值，發(fā)現(xiàn)CKD組較正常組ADC值均降低，CKD組ADC值與肌酐清除率呈正相關(guān)，與血清肌酐水平呈輕度負相關(guān)，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義，表明ADC值可能作為一項新的測量指標評價腎功能，且對于早期腎臟疾病的診斷有較好的敏感性。Ohta等[28]對運動性急性腎功能衰竭（ALPE）患者行DWI，發(fā)現(xiàn)呈明確楔形高信號，與CT增強掃描有很好的相關(guān)性，表明DWI檢測是診斷ALPE的較好方法，能提供特有的無創(chuàng)檢測。Palmucci等[29]將腎移植患者以肌酐清除率小于30、30～＜60、＞60mL/min分組，測量不同b值下的ADC值，認為DWI是一種有前途的非侵入性評估腎功能的方法，ADC值大于2.08×10-3mm2/s可能作為正常閾值。

2.3 MR彌散張量成像（DTI）DTI是在DWI的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項技術(shù)，與DWI相比，DTI除能觀察水分子彌散在幅度上的受限程度外，還可以顯示水分子彌散運動方向性的差異，更全面、準確地評估組織內(nèi)水分子的彌散運動，提供有關(guān)組織超微結(jié)構(gòu)變化的信息，并有助于推測組織結(jié)構(gòu)的細微變化。除ADC值以外，DTI常用的評價參數(shù)是異性分數(shù)（FA）值，取值范圍為0～1，0代表最大各向同性彌散，1代表最大各向異性彌散。DTI已廣泛應(yīng)用于檢查神經(jīng)系統(tǒng)疾病，腎臟DTI檢查尚處于探索階段，國內(nèi)外報道均較少。王文娟等[30]對健康志愿者行腎臟DTI檢查，測量腎皮質(zhì)及髓質(zhì)的ADC值及FA值。分析同一測量者在不同時間的測量結(jié)果、不同測量者的測量結(jié)果及同組受檢者不同時間檢查結(jié)果的一致性，結(jié)果顯示，正常腎皮質(zhì)的ADC值高于髓質(zhì)，兩側(cè)腎臟差異不顯著。正常腎臟髓質(zhì)的FA值高于皮質(zhì)，兩側(cè)腎臟差異不顯著，比較同一測量者在不同時間的測量結(jié)果、不同測量者的測量結(jié)果及同組受檢者不同時間的檢查結(jié)果，其組內(nèi)相關(guān)系數(shù)均大于0.75，α系數(shù)均大于0.8，檢查結(jié)果有很高的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。馮強等[31]對60例健康志愿者行DTI研究，比較不同性別、年齡段及腎臟部位對ADC值及FA值的影響，發(fā)現(xiàn)腎實質(zhì)與腎皮質(zhì)、髓質(zhì)的ADC值存在相關(guān)性（r=0.91、0.92，P＜0.01）；腎實質(zhì)與腎皮質(zhì)、髓質(zhì)的FA值存在相關(guān)性（r=0.90、0.88，P＜0.01）；不同性別、年齡段間腎實質(zhì)ADC、FA值比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），但腎實質(zhì)ADC值隨年齡增大逐漸減小，F(xiàn)A值隨年齡增大而逐漸增大；腎臟皮、髓質(zhì)的上、中、下極ADC值和FA值比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），左右側(cè)比較，差異不明顯，可為今后腎臟疾病的診斷和鑒別診斷提供科學(xué)、可靠的依據(jù)。石會蘭等[32]對80例志愿者行腎臟DTI檢查，采用磁共振自旋回波-回波平面成像（SE-EPI）以及陣列空間敏感度編碼技術(shù)（ASSET）測量雙側(cè)腎臟皮髓質(zhì)平均彌散率（MD），軸向彌散率（AD），輻射彌散率（RD），第1、2、3特征向量值（λ1、λ2、λ3）和各向FA。采集人體測量指標包括年齡、性別、身高、體質(zhì)量、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、體表面積（BSA）和估算的eGFR，分析DTI參數(shù)與人體測量指標的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)區(qū)MD、λ2、λ3、RD值高于髓質(zhì)區(qū)，皮質(zhì)區(qū)FA值低于髓質(zhì)區(qū)，左側(cè)腎臟皮質(zhì)區(qū)FA、λ1值和髓質(zhì)區(qū)FA值高于右側(cè)腎臟，左側(cè)腎臟髓質(zhì)λ3和RD值低于右側(cè)腎臟；女性髓質(zhì)區(qū)λ2、λ3和RD值高于男性，而髓質(zhì)FA值低于男性。髓質(zhì)FA值和λ1值與GFR呈正相關(guān)，而髓質(zhì)FA值與年齡呈負相關(guān)。結(jié)論是腎臟水分子彌散特性在兩側(cè)腎臟和不同性別之間存在差異，髓質(zhì)腎小管結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和小管內(nèi)液彌散和灌注水平隨年齡增加而改變。Hueper等[33]通過對鼠糖尿病腎病模型的研究認為，磁共振DTI通過分析FA值可以判斷糖尿病腎病腎小球硬化、間質(zhì)纖維化與腎小管損傷，以及糖尿病腎病進展階段，MR DTI可能成為一種有價值的非侵入性檢測和監(jiān)測患者糖尿病腎臟病理學(xué)改變的手段。Lu等[34]利用MR DTI研究健康志愿者與糖尿病腎病患者的差異，將糖尿病腎病患者以GFR≥60 mm/min/1.73 m2及GFR＜60 mm/min/1.73 m2分為兩組，測量ADC值與FA值并進行分析，結(jié)果顯示，與對照組比較，GFR＜60組髓質(zhì)FA、ADC和皮質(zhì)ADC值顯著降低；GFR≥60組平均髓質(zhì)FA和ADC值明顯低于對照組。髓質(zhì)FA值與GFR顯著相關(guān)；其他ADC值沒有表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性。提示髓質(zhì)DTI參數(shù)變化可作為早期糖尿病腎病的評價指標。

2.4 MR灌注加權(quán)成像（PWI）MRPWI是fMRI的重要組成部分。史浩等[35]對健康人及腎臟疾病患者腎臟分別行PWI檢查，比較正常腎臟及病變部位的時間-信號強度曲線、血容量（RBV）、血流量（RBF）、平均通過時間（MTT）、達峰值時間（TTP）及相應(yīng)灌注功能圖像，發(fā)現(xiàn)正常腎臟皮質(zhì)的相對RBV和RBF均明顯大于髓質(zhì)相對RBV及相對RBF；腎臟皮質(zhì)相對MTT和相對TTP與髓質(zhì)相對MTT和相對TTP無顯著差異，腎癌相對RBF明顯高于正常腎臟組織，提示PWI可以測量正常腎組織與病理情況的血流動力學(xué)變化，在腎功能狀態(tài)變化和疾病的鑒別診斷方面具有較高的應(yīng)用價值。

3 展望

fMRI作為評價腎功能傳統(tǒng)方法的重要補充，目前已有一些動物實驗及初步臨床研究報道，但其研究方法多樣，尚未形成一致意見。隨著新的檢查技術(shù)的不斷開發(fā)，fMRI在腎功能評價方面的作用將更加重要。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.02.022

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1009-5519（2015）02-0220-04

2014-11-23）

王娟（1986-），女，云南楚雄人，主治醫(yī)師，主要從事內(nèi)科臨床工作；E-mail：haodiheiyun@126.com。

楊朝武（E-mail：ycwwzj@163.com）。