急性肾盂肾炎DWI评估研究进展

刘 肖 袁 涛* 李雪庆 全冠民

急性肾盂肾炎DWI评估研究进展

刘 肖1袁 涛1*李雪庆2全冠民1

急性肾盂肾炎（APN）为好发于中青年女性的常见泌尿系统疾病。影像检查可反映APN肾脏受累程度、范围及是否存在并发症，对于病变评估具有重要临床价值，但常规影像检查对APN的诊断及评价仍存在一定限度。而DWI技术具有无需注射对比剂、快速成像及操作简便等优点，能够无创性反映活体组织或器官的功能状态，并可通过测量表观扩散系数（ADC）值对功能状态进行定量评估，尤其在APN诊断及肾脓肿检出方面具有独特价值。

肾盂肾炎；磁共振成像；扩散加权成像；表观扩散系数；肾脓肿；肾功能

Int J Med Radiol，2016，39（6）：654-656

急性肾盂肾炎（acute pyelonephritis，APN）为好发于中青年女性的常见泌尿系统疾病，诊断主要依靠典型临床症状与实验室检查[1]。影像检查可反映APN肾脏受累程度、范围及是否存在并发症，对于病变评估、预后判断及随访等具有重要临床价值[2]，超声为APN首选检查，但其诊断敏感度（56.7%）及特异度（74.3%）较低[3]；CT增强检查较超声敏感度（86.8%）及特异度（87.5%）高，为当前非妊娠女性诊断与评价APN的放射学金标准[4]，但由于存在电离辐射并需注射碘对比剂而应用受限。近年有研究[5]表明，MRI诊断APN的敏感度及特异度与CT相近，尤其DWI技术具有成像速度快、对运动不敏感且无需注射对比剂等优点，能够无创性反映活体组织或器官的功能状态，并可通过测量表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）值对功能状态进行定量评估。目前DWI技术已成为APN影像评估的研究热点[6-7]。本文对肾脏DWI技术与其对APN研究现状进行综述，并提出研究存在的问题与可能趋势。

1 肾脏DWI生理基础与技术特点

1.1 肾脏DWI的解剖与生理基础肾单位是肾脏结构与功能的基本单位，由肾小体与肾小管组成。肾小体主要分布于皮质，肾小管和集合管主要分布于髓质。肾脏血供丰富，占心输出量的20%～25%，其中肾皮质血流量约占肾脏总血流量94%，而肾髓质血流量占比不足5%。肾脏含水量丰富，水分子扩散活跃，成人24 h肾小球可滤过约180 L血浆形成原尿，肾小管和集合管对滤过的原尿进行重吸收和再分泌，通过逆流倍增等机制进行稀释浓缩，最后形成终尿，以维持体内水电解质及酸碱平衡[8]。肾脏不停地进行水的重吸收、浓缩与稀释，所以水的转

运为肾脏主要功能之一。肾脏病变影响肾脏血流量及水的转运，而DWI主要反映水分子扩散运动。因此可通过肾脏DWI及ADC值测量来综合评价肾脏微血管灌注及水分子扩散。此外肾脏位于腹膜后，受呼吸运动影响较小，易获得信噪比较高的影像[9]。这些解剖及生理功能特点使得肾脏适合行DWI研究。

1.2 肾脏DWI技术特点常规自旋回波（spinal echo,SE）-DWI序列扫描时间长，容易受呼吸、脏器运动及脉搏搏动等因素影响，因而限制了DWI技术在肾脏的应用。但随着MR快速成像技术的出现，如平面回波成像（echo planar imaging，EPI）序列能抑制或减弱运动伪影，使得该技术在肾脏的应用成为可能。EPI序列的特点：单次激发后几十秒内即可获得图像重建所需的原始数据，能克服大部分生理运动伪影，且EPI序列提供了快速切换的高强度梯度场，可获得高b值DWI影像（b值越高，扩散权重越大，越接近真实扩散水平）。目前，肾脏DWI技术采用EPI改进序列，如单次激发SE-EPI、多次激发SE-EPI及半傅里叶单次激发快速自旋回波（turbo spinal echo,TSE）-EPI等，其中以单次激发SE-EPI最为常用[10]。研究表明，敏感编码（sensitivity encoding，SENSE）技术和触发脉冲技术有助于缩短DWI成像时间，减少运动伪影，提高ADC值测量准确度[11-12]。

2 DWI对APN的评估研究

2.1 APN病灶DWI特点DWI显示APN病变区扩散受限。Verswijvel等[13]对3例APN与2例肾脓肿行DWI研究，观察APN与肾脓肿DWI表现并分析其原因。结果显示，APN病灶DWI表现为水分子扩散受限（即DWI呈高信号），认为是细胞毒性水肿（类似脑梗死）的扩散受限；此外，APN可引起炎性细胞在肾小管蓄积，导致细胞密度增大，这也是水分子扩散受限的原因。APN病灶合并脓肿时，DWI表现为在扩散受限信号背景中更为明显的异常信号灶（即脓腔，DWI更亮、ADC值更低）。Faletti等[14]对52例APN及36例肾脓肿行DWI研究，得到与Verswijvel等近似的结果，且进一步证明正常肾组织、APN及肾脓肿的平均ADC值分别为（2.16± 0.24）×10-3mm2/s、（1.46±0.27）×10-3mm2/s及（1.13± 0.4）×10-3mm2/s，三者差异具有统计学意义（P＜0.05）。可见DWI技术在APN诊断及肾脓肿检出方面具有独特价值。

2.2 DWI对APN的诊断价值DWI对APN的诊断价值优于常规影像技术。如Rathod等[15]对42例 APN分别行CT平扫、增强扫描及DWI，比较3种不同成像方法诊断APN的敏感度，结果表明CT平扫敏感度为66.7%，CT增强敏感度为88.1%，而DWI技术敏感度为95.3%，明显高于CT平扫及增强扫描。De Pascale等[16]对163例APN行DWI与Gd增强（GE）-MRI检查，比较两者诊断APN的准确度，结果显示在414次MRI检查中（包括首次检查与复查），258次DWI与GE-MRI呈正相关，无相关者133次，其余14次假阴性、9次假阳性。DWI诊断APN的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、准确度分别为95.2%、94.9%、96.9%、92.3%、94.6%。Vivier等[17]对39例APN行GE-MRI及DWI检查，以GE-MRI结果为金标准，计算DWI诊断APN的敏感度及特异度并评价两种成像方法诊断APN一致性，结果显示DWI诊断APN的敏感度为100%，特异度为93.5%；GE-MRI与DWI诊断APN具有较好一致性（κ=0.92，P=0.25），表明DWI是诊断APN有前景的新技术，其与GE-MRI具有高度诊断一致性，其优点是可在无辐射及不使用对比剂的情况下做出诊断。

此外，ADC值与肾功能也存在一定相关性，而APN可合并一定程度肾功能障碍，肾功能状态对APN病人的治疗及预后均有一定影响。Goyal等[18]对22例肾功能不全与66例肾功能正常者行肾脏DWI检查（b=0、500 s/mm2，Siemens 1.5 T），测量两组肾实质ADC值，并分析ADC值与肾功能指标的相关性，结果显示肾功能不全者ADC值明显低于肾功能正常者[（2.11±0.29）×10-3mm2/s与（2.32±0.12）×10-3mm2/s]；ADC值与估计肾小球滤过率（eGFR）呈正相关（r= 0.784，P=0.003），而ADC值与血肌酐及血尿素均呈负相关（r=-0.530、r=-0.502，P＜0.001）。以上研究表明ADC值可反映肾功能状态，对APN临床治疗及预后评估有一定指导意义。

目前尚未检索到DWI反映APN严重程度及预测预后的相关文献，因此DWI与APN病变程度、范围及预后等的相关研究结果有待进一步研究报道。

2.3 ADC值检出肾脓肿价值APN合并肾脓肿的临床表现与单纯APN极为相似，但其严重程度及危害性超过单纯APN，治疗不及时可能导致病情恶化甚至死亡，且近年来其发病率有明显增高的趋势[19]，因此合并肾脓肿的检出显得至关重要。以往常规影像技术对合并脓肿的检出率及特异度较低，影像评价存在较大限度，而近期研究表明，ADC值在肾脓

肿检出方面有重要应用价值。Faletti等[14]对88例APN行DWI检查（b=0、300、600 s/mm2，Philips 1.5 T），比较正常肾组织、APN及肾脓肿之间ADC值差异，三者的平均ADC值分别为（2.16±0.24）×10-3mm2/s、（1.46±0.27）×10-3mm2/s及（1.13±0.4）×10-3mm2/s，其差异具有统计学意义（P＜0.05），ADC值鉴别APN与正常肾组织、肾脓肿与APN的ROC曲线下面积分别为0.94（95%CI，截断值=2）和0.78（95%CI，截断值=1.2）。Rathod等[15]对42例APN行DWI检查（b= 0、600、1 000 s/mm2，Philips 1.5 T）得到与Faletti等近似的结果，正常肾组织、APN及肾脓肿的平均ADC值分别为（2.10±0.4）×10-3mm2/s、（1.30±0.13）×10-3mm2/s及（0.77±0.08）×10-3mm2/s，APN的ADC值显著低于正常肾组织（P＜0.001），肾脓肿的ADC值明显低于APN（P＜0.001）。上述结果表明，DWI检查根据ADC值可有效鉴别正常肾组织、APN及肾脓肿，并且DWI无需对比剂，因此该技术对于肾脓肿的检出具有重要临床应用价值，特别是对于肾脓肿合并肾功能不全病人具有较好应用前景。

3 问题与展望

DWI评价APN具有较多优势，但尚存在一些问题有待于阐明或解决：①纳入病例的APN诊断均未经病理证实，且部分研究样本量较少，需增加样本量确定研究结果的准确性；②b值可影响DWI影像质量及ADC值测量[20]。b值越高，扩散权重越大，越接近真实扩散水平，但同时影像信噪比下降，解剖结构显示不清。DWI选取不同b值，得出的ADC值必然不同，诊断标准难以统一；③肾肿瘤、肾动脉狭窄及肾功能不全时，其ADC值均会降低，不能通过单纯DWI技术鉴别APN与上述疾病[21-22]；④DWI采集矩阵较小（128×128），空间分辨力低；加之单次激发的MR信号随时间推移而减弱，影像信噪比降低，使得影像模糊。

将来有关APN的DWI研究可能趋势是：①通过ADC值测量判断APN预后、预测治疗时间及随访观察；②DWI联合常规影像检查鉴别肾脏不同疾病；③进一步确定指数化表观扩散系数（exponential apparent diffusion coefficient，eADC）值对APN诊断价值[23]；④体素内不相干运动DWI技术评估APN[24]。

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（收稿2016-03-02）

The advances of DWI in evaluating acute pyelonephritis

LIU Xiao1,YUAN Tao1,LI Xueqing2,QUAN Guanmin1.

1 Department of Medical Imaging,Second Hospital of Hebei Medical University,Shijiazhuang 050000,China;2 Department of Medical Imaging,Lingshou County Hospital of Hebei Province

Acute pyelonephritis（APN）is a common disease of urinary system which most often affects young adult women.Imaging techniques play an important role in assessing the degree and range of renal involvement and the presence of complications of APN.Conventional imaging examinations in the diagnosis and evaluation of APN have several limitations. With the advantages of no injection of contrast agent,fast imaging and easy operation,DWI can noninvasively and quantitatively evaluate living tissue or organ functional status by measuring the apparent diffusion coefficient（ADC）value. DWI plays an unique role in the diagnosis of APN and detection of renal abscess.

Pyelonephritis;Magnetic resonance imaging;Diffusion-weighted imaging;Apparent diffusion coefficient; Renal abscess;Renal function

10.19300/j.2016.Z4234

R692.7；R445.2

A

1河北医科大学第二医院影像科，石家庄050000；2河北省灵寿县医院影像科

袁涛，E-mail：420490790@qq.com

*审校者

河北省2015年度医学科学研究重点课题（20150263）