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《复旦大学》 2009年
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磁共振功能成像在慢性肾病中的临床应用研究

李清海  
【摘要】: 第一部分 前瞻性采集校正技术在肾脏弥散加权成像中的临床应用研究 目的:探讨采用导航触发前瞻性采集校正技术的弥散加权成像(PACE-DWI)在肾脏ADC值测量中的可重复性,且就图像信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR)和常规摒气DWI进行比较。 方法:对15例健康志愿者进行了重复DWI检查(两次检查间隔时间为5—42天),每次DWI扫描均采用摒气单次激发的自旋回波平面回波(SS-SE-EPI)序列和采用PACE技术的SE-EPI序列,选用5个不同的弥散梯度因子(b值)为100、300、500、800及1000 s/mm~2。PACE-DWI在肾实质ADC值测量中的重复性研究,采用配对t检验、Bland-Altman plot及一致性相关分析;两种成像序列间SNR及CNR的比较采用Mann-Whitney U检验;不同b值组问SNR及CNR的比较采用Kruskal-Wallis H检验;摒气DWI和PACE-DWI所测得ADC值的比较,采用Wilcoxon配对符号秩检验;不同b值组间ADC值的比较采用Friedman检验。 结果:各b值条件下,采用PACE-DWI重复测得的双肾实质ADC值间均无统计学差异(P>0.05)。且除b=100 s/mm~2条件外,PACE-DWI重复测得的肾实质ADC值的平均差为-4.4×10~(-5) mm~2/s~6.3×10~(-5)mm~2/s,一致性限(平均差±1.96 SD)为±28.1×10~(-5)mm~2/s~±36.4×10~(-5)mm~2/s,重复测得的肾实质ADC值间具有很高的一致性(ρ_c=0.892,P=0.000)。相同b值条件下,PACE-DWI图像的SNR及CNR明显高于摒气序列,均存在统计学差异(P<0.05);但无论摒气DWI还是PACE-DWI,随着b值的增高,DWI图像的SNR及CNR均呈下降趋势,且在各b值组间存在显著的统计学差异(P<0.01)。另外,相同b值条件下,PACE-DWI所测得的ADC值均高于摒气序列,且除b=100 s/mm~2条件下的右肾实质ADC值外,两者间均存在统计学差异(P<0.05);但无论摒气DWI还是PACE-DWI,肾实质ADC值随b值的增加均呈下降趋势,且各b值组间的ADC值均存在显著的统计学差异(P<0.01)。 结论:PACE-DWI在肾脏ADC值的测量中具有较好的可重复性,且SNR和CNR均显著高于常规摒气DWI,适用于临床研究。但是,PACE-DWI与摒气DWI所测得的ADC值间存在差异。 第二部分 弥散加权成像在慢性肾病功能评估中的临床应用研究 目的:探讨弥散加权成像(DWI)在慢性肾病(CKD)临床分期及分肾功能评估中的价值及肾体积对肾功能的影响,比较采用导航触发前瞻性采集校正技术的弥散加权成像(PACE-DWI)在分肾功能评估中是否存在优势。 方法:对83例CKD病例及12例健康志愿者进行了DWI检查,分别采用摒气SS-SE-EPI序列及采用PACE技术的SE-EPI序列,弥散梯度因子(b值)分别为300 s/mm~2及800 s/mm~2。其中54例同时进行了同位素肾图检查,采用Gates法计算肾小球滤过率(GFR)。采用单因素方差分析来比较双肾ADC均值在不同肾功能临床分期间,及分肾ADC值、分肾体积及分肾ADC值体积乘积在不同分肾功能组间是否存在差异;采用控制年龄因素的偏相关分析及受试者工作曲线(ROC)来分析分肾ADC值、肾脏体积及分肾ADC值体积乘积在分肾功能评估中的价值,及在预测分肾功能降低及轻度降低中的诊断价值。 结果:所测得的双肾ADC均值在各临床分期组间均存在显著的统计学差异(P<0.01),随CKD肾功能临床分期的增加呈下降趋势,且在b=800 s/mm~2时,第1、2期与第3-5期间均存在统计学差异(P<0.05)。分肾ADC值与分肾GFR间存在轻度正相关性,以PACE-DWI在b=800 s/mm~2时,两者的正相关性最高(r=0.471,P=0.000)。PACE-DWI所测得的分肾ADC值随分肾功能下降呈减小的趋势,在三组间存在显著的统计学差异(P<0.01),且以b=800 s/mm~2条件下,在预测分肾功能轻度降低中的诊断效能最大(AUC=0.780,P=0.000)。另外,分肾体积与分肾GFR间存在低度正相关性(r=0.470,P=0.000)。分肾ADC值体积乘积与分肾GFR之间为中度正相关性(r=0.521-0.550,P=0.000),且在不同分肾功能组间均存在显著的统计学差异(P<0.01),在预测分肾功能轻度降低中的诊断效能进一步提高(AUC=0.824-0.841,P=0.000)。 结论:DWI在CKD临床分期和分肾功能评估中具有一定的价值,尤其是采用PACE技术和高b值的DWI在分肾功能的评估中具有优势,且在诊断分肾功能轻度降低中存在一定的价值。另外,体积作为肾功能的影响因素不容忽视,同时结合ADC值和肾体积测量可以提高对分肾功能评估的准确性。 第三部分 弥散加权成像评价慢性肾病病理损害的临床-病理对照研究 目的:探讨弥散加权成像(DWI)在慢性肾病(CKD)病理损害评估中的临床应用价值,及采用导航触发前瞻性采集校正技术的弥散加权成像(PACE-DWI)是否存在优势。 方法:83例拟行右肾穿刺的CKD病例及12例健康志愿者进行了DWI检查,分别采用摒气SS-SE-EPI序列和采用PACE技术的SE-EPI序列进行,选取b值为300s/mm~2及800 s/mm~2。由两位病理科医生共同对肾穿刺标本进行病理损害评分,做为评价慢性肾病病理损害的标准。最后共71例CKD病例及12例健康志愿者纳入分析。采用Pearson相关分析、单因素方差分析及ROC曲线分析ADC值在评估CKD病理损害程度及在预测中重度病理损害程度中的价值,并探讨是否PACE-DWI存在优势;采用两个独立样本的t检验和单因素方差分析来比较不同CKD病理类型及不同IgA肾病Lee氏分级间的ADC值是否存在差异;采用多重线性回归模型初步分析影响ADC值的独立因素。 结果:随CKD病理损害程度的加重,右肾ADC值呈现下降的趋势,与病理积分间存在显著的负相关性,以PACE-DWI在b=800 s/mm~2时,两者的负相关性最大(r=-0.632,P=0.000),且在预测中重度病理损害中的诊断效能最大(AUC=0.806,P=0.000)。PACE-DWI在b=800 s/mm~2时,原发性肾小球肾炎四种病理类型间的ADC值存在统计学差异(F=4.164,P=0.016),LSD两两分析的结果表明,硬化性肾小球肾炎的ADC值显著低于膜性肾病及局灶性节段性肾炎(P<0.05)。IgA肾病不同Lee氏分级组间ADC值亦存在显著的统计学差异(P<0.01),LSD两两比较的结果表明,4级病例的ADC值显著低于2级及3级病例组(P<0.01)。多重线性回归分析的结果表明,只有病理损害积分与ADC值间存在显著的线性回归关系(P<0.05),而右肾GFR及年龄与ADC值间均不存在线性回归关系。 结论:DWI能够在一定程度上反映CKD的病理损害程度,且采用PACE技术和高b值的DWI在病理损害评估中具有优势,有望成为一种无创性评价CKD病理损害程度、指导治疗和随访的手段。但DWI在CKD病理类型诊断方面的价值受限,有待于进一步研究。 第四部分 3.OT血氧水平依赖性磁共振成像在慢性肾病中的初步临床应用研究 目的:探讨3.0T血氧水平依赖性磁共振成像(BOLD-MRI)最大TE时间的选择是否对肾脏R_2~*值的测量存在影响,以及初步探讨其在CKD肾脏氧合状态评估中的价值。 方法:在GE 3.0T Signa HDx磁共振扫描仪上,对13例健康志愿者及61例拟行肾穿刺检查的CKD患者进行了BOLD-MRI,采用多梯度重聚回波序列,分别采用6个回波链及12个回波链,TE时间分别为2.8-22.4 ms及2.8-45.9 ms。最后13例健康志愿者及44例CKD病例纳入分析,其中共39例CKD病例进行了肾实质病理损害评分,20例同时进行了同位素GFR检查。由两位放射科医师共同对图像进行分析,通过直方图分析的方法,在R_2~*图像上分别测得采用不同最大TE时间条件下双肾皮髓质的R_2~*值,并采用采用Wilcoxon配对符号秩检验比较两者间是否存在差异。对于CKD患者,只测量6个回波链条件下双肾皮髓质的R_2~*值。正常肾脏皮髓质R_2~*值的比较,采用Wilcoxon配对符号秩检验;采用6个回波链和12个回波链的3.0T BOLD-MRI在测量双肾皮髓质R_2~*间是否存在差异的比较,采用配对t检验、Bland-Altman plot及一致性相关分析;正常对照组与CKD两组间双肾皮质、髓质R_2~*均值的比较,采用Mann-Whitney U检验;不同肾功能临床分期间的双肾皮质、髓质R_2~*均值的比较,采用单因素方差分析;分肾R_2~*与分肾GFR的相关性分析及与病理损害积分问的相关性分析,采用spearman相关性分析。 结果:在R_2~*彩图上,正常肾脏的皮髓质分界相对清楚,呈现从皮质到髓质色彩逐渐由蓝色到绿色、黄色、红色的过渡变化。肾脏髓质的R_2~*值明显高于皮质,两者间存在显著的统计学差异(P<0.01)。6个回波链(最大TE:22.4 msec)和12个回波链(最大TE:45.9 msec)条件下,所测得的左右肾皮髓质的R_2~*值间均不存在显著性差异(P>0.05)。并且,不同回波链条件下重复测得的双肾皮质及髓质R_2~*的平均差为-0.3 sec~(-1),一致性限(平均差±1.96 SD)为-1.9~1.4 sec~(-1),重复测得的双肾皮质及髓质R_2~*值具有很高的一致性(pc=0.983,P=0.000)。CKD组的双肾皮质、髓质R_2~*均值明显高于正常对照组,两者间存在显著的统计学差异(P<0.01)。随肾功能临床分期的增加,双肾髓质R_2~*均值呈逐渐增大的趋势,且各组间存在统计学差异(P<0.05)。LSD两两比较的结果表明,正常对照组与2-4期间均存在统计学差异(P<0.05)。另外,分肾髓质R_2~*值与分肾功能GFR间存在显著的负相关性(r=-0.415,P=0.008),与病理损害积分间存在显著的正相关(r=0.450,P=-0.004)。 结论:在3.0T BOLD-MRI检查中,采用6个回波链(最大TE 22.4 msec)就能够满足肾脏R_2~*值的测量,且能够反映CKD中存在的缺氧状态,有望为肾脏氧合状态的评估提供一种无创性的手段。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:R692;R445.2

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【参考文献】
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