健康成年人肾脏不同部位的DTI研究

冯 强 马智军 伍建林 张万伟 辛 毅

肾脏DTI以其特有的优势逐渐成为研究的热点，由于人体组织的ADC值、FA值可能受到诸多因素包括年龄、性别、测量部位等影响，国内外研究[1-2]中仅做了部分研究，并且结论不一致，目前国内外尚无针对上述因素的肾脏DTI全面研究。因而本研究旨在探讨年龄、性别、部位对正常肾脏ADC、FA值的影响，总结肾脏ADC值、FA值随上述因素的变化规律，为今后临床肾脏疾病的诊断和鉴别诊断提供科学可靠的依据[3]。

方 法

1.临床资料

本研究对2011年12月至2012年10月的60例正常志愿者(无原发性和继发性肾病病史及危险因素)行MR DTI成像检查，男性、女性各30例，年龄分三组（40岁以下、40～60岁、60岁以上）各20例。其中检查前经医院伦理委员会批准，并签署知情同意书，禁食禁水4～8h。

2.DTI成像方法

使用1.5T Siemens AVANTO磁共振，采用腹部相控阵线圈，行冠状面DTI成像，扫描平面与肾脏长轴一致。相关参数如下：脂肪抑制的ss-EPI序列，GRAPPA并行采集技术，TR1400ms，TE设为最短72～82ms，FOV相位方向100%，半傅立叶采集6/8，相位编码方向右＞＞左，矩阵128×128，体素2.5mm×2.5mm×3mm，层厚6mm，层间距为0，层数为10，b值的选择分别为0、600s/mm2，弥散梯度方向为6，采用呼吸触发模式，平均采集次数为4。扫描完以后重复扫描一次。

3.像后处理

利用西门子工作站(syngo，Simens Medical systems)的Neuro 3D软件对图像进行后处理，在肾脏显示最大层面的ADC图上，分别测量肾实质ADC值、FA值，分别测量肾脏上、中、下极皮质、髓质的ADC值和FA值。测量时尽可能准确地将肾实质划入感兴趣区(region of interest，ROI)内，大小不小于10个像素，血管及肾窦脂肪排除在外。两位测量者对各指标分别测量并计算平均值。

4.统计学分析

采用SPSSl3．0统计软件包分析数据，对肾实质与肾皮质、肾髓质的ADC值和FA值分别行相关性分析；比较不同年龄段、性别的肾脏ADC值、FA值间是否存在统计学意义；比较左右肾脏、肾脏不同位置皮、髓质ADC值、FA值是否存在统计学意义(符合方差分析条件行单因素方差分析，若不符合行非参数秩和检验)，P＜0.05认为有统计学意义。

结 果

1.肾实质ADC值、FA值与皮髓质的关系

肾实质与肾皮质、髓质的ADC值存在相关性（r=0.91和0.92，P＜0.01）；肾实质与肾皮质、髓质的FA值存在相关性（r=0.90和0.88，P＜0.01）。

2.不同性别、年龄段对ADC值、FA值的影响

不同性别、年龄段之间肾实质ADC、FA值比较均不具有统计意义（表1），但肾实质ADC值随年龄段的增大逐渐减小（图1A），FA值随年龄段增大而逐渐增大（图1B）。肾实质ADC、FA值与性别的关系见（图1C、D）。

表1 60例不同性别、年龄的正常人肾实质ADC值及FA值比较

表2 肾脏皮质不同位置的ADC值、FA值比较

表3 肾脏髓质不同位置的ADC值、FA值比较

3.肾脏不同位置ADC值、FA值比较

肾脏皮质和髓质的上、中、下极的ADC值、FA值比较均不具有统计学意义，左右侧比较不具有统计学意义（表2，3）。左、右肾相同部位的ADC值均值比较，左肾略大于右肾；左肾上极略高于中下极（图2A、C），而右肾中部ADC值略高，上下极ADC值低（图2B、D）。

图1 肾实质ADC值（A）、肾实质FA值（B）与年龄关系的厢式图；不同性别的肾实质ADC值厢式图（C）和FA值厢式图（D）。

图2 左肾皮质（A）、右肾皮质（B）上中下极ADC均值变化曲线；左肾髓质（C）、右肾髓质（D）上中下极ADC均值变化曲线。

讨 论

1.不同部位的肾脏ADC值、FA值比较。

研究正常人不同部位的ADC、FA值变化特点，有助于发现影响DTI测量指标的因素，并为临床病变的研究提供基础材料。本研究发现双肾对应区域及肾脏上、中、下极的ADC值、FA值之间比较均无统计学意义，与Thoeny等[4]研究结果一致，同时发现双肾不同部位的ADC值变化趋势不一致，影响因素主要包括肾脏血流灌注、扩散梯度场施加方向、血管搏动、组织结构和水化程度等的影响。本研究扫描前禁饮食4～8h避免了肾脏水化程度的影响。侯伟伟[5]的研究表明双肾门水平对应部位的灌注比较无统计学意义。本研究中左肾相同部位的ADC值略大于右侧，可能原因为：左肾动脉短于右肾动脉，ADC值的测量可能受到了腹主动脉搏动的影响，Siegel等[6]的研究认为血管搏动影响皮、髓质的ADC值；本研究中左肾上极的ADC值大于中部，与Fukuda等[7]研究中结果一致，而其原因为在Z轴上施加扩散敏感梯度场，肾上极肾小管、集合管和毛细血管走行方向与扩散敏感梯度场方向一致，肾脏中部的上述结构与扩散敏感梯度场方向垂直，本研究中采用DTI的6个弥散梯度方向，扩散各向异性效应常规DWI被显著减少。因此可能的原因为左肾上极靠近腹主动脉和胃腔，血管搏动和胃肠蠕动影响了ADC值的测量。右肾三部分ADC值，中部略高，上下极低，原因为右肾静脉较短，离下腔静脉较近，可能受到了其血液流动的影响，此外，右肾动脉搏动也可能影响测量结果。本研究中引入了FA值测量组织的各向异性指标，FA值没有表现出相应的变化，进一步验证了影响ADC值测量因素的存在。

2.肾脏ADC值、FA值与年龄、性别的关系

本研究发现，正常肾脏ADC值与年龄呈轻度负相关关系，FA值与年龄呈轻度正相关，可能的原因为随着年龄的不断增长，肾小球开始不断硬化，肾血流量及肾小球滤过率下降[8]，以致肾脏的ADC值、FA值也随之发生变化。不同年龄组肾脏ADC值的比较显示三组间肾脏ADC值、FA值比较无统计学意义，与杨杰[9]的研究结果不一致，可能的原因为60岁以上组的年龄集中于70岁以下，40～60岁组年龄集中于50～60岁。男女肾脏的ADC值比较发现，两者肾脏ADC值、FA值之间比较不具有统计学意义，与何新民等[10]的研究结果一致，以后肾脏ADC值的研究可不考虑性别因素的影响。

总之，肾实质与皮质、髓质的ADC值、FA值具有高度相关性，对于皮、髓质不易分辨的患者，通过测量实质的ADC、FA值来评价；年龄、性别及肾脏不同部位对ADC、FA值的测量无影响；血管搏动及胃肠蠕动可能影响ADC值的测量，在技术进步的前提下，联合应用脉搏触发技术可以减少ADC值测量时的误差。

[1] 徐学勤. 肾脏MR功能成像临床应用价值初步研究. 上海: 上海交通大学社, 2008.

[2] Kataoka M, Kido A, Togashi K, et al. Diffusion tensor imaging of kidneys with respiratory riggering: Optimization of parameters to demonstrate anisotropic structures on fraction anisotropy maps.J Magn Reson Imaging, 2009, 29: 736-44.

[3] 陆媛媛, 何之彦. 3T MR DW和BOLD对移植肾初步研究. 中国医学计算机成像杂志, 2012, 18: 139-143.

[4] Thoeny HC, De Keyzer F, Oyen RH, et a1. Diffusion-weighted MR imaging of kidneys in healthy volunteers and patients with parenchyma diseases: initial experience. Radiology, 2005, 235: 911-917．

[5] 侯伟伟. 肾脏64层螺旋CT灌注成像对肾功能的评价. 长沙: 中南大学, 2008.

[6] Siegel CL, Aisen AM, Ellis JI-I, et a1. Feasibility of MR diffusion studies in the kidney. J Magn Resort Imaging, 1995, 5: 617--620．

[7] Fukuda Y, Ohashi I, Hanafusa K, et a1. Anisotropic diffusion in kidney: apparent diffusion coefficient measurements for clinical use. J Magn Resort Imaging, 2000, 11: 156-160．

[8] Yoshikawa L, Kawamitsu H, Mitchell DG, et a1. ADC measurement of Abdominal organs and lesions using parallel imaging technique.AJR, 2006, 187: 1521-1530.

[9] 杨 杰. 不同年龄组正常肾脏DWI研究. 长春: 吉林大学, 2012.

[10] 何新民, 刘健麟, 孙兴旺, 等. 成年人肾脏的表观扩散系数研究. 陕西医学杂志, 2008, 37: 1235-1237.