皮质期CT增强扫描联合表观扩散系数预测慢性肾脏病分期的临床价值

梁修振 董倩 周进龙 董鹏

慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）是各种原因引起的肾脏结构或功能异常（肾脏损伤病史持续＞3 个月），包括肾小球滤过率正常或不正常的病理损伤[1-2]。2017 年全球有近6.98 亿CKD 患者，中国高达1.32 亿，且随着病情的发展，约有2%～5%患者最终进展为终末期肾病（end-stage renal disease，ESRD），需要通过透析或肾移植来维持生命[3]。有研究表明，对于早期CKD 患者的临床干预，可有效防止肾功能进一步损伤[4-6]。肾活检被认为是诊断CKD 病理结果的金标准，然而，这种有创性检查有发生并发症的风险（如感染、肾周血肿等），难以常规、重复进行[7-8]，在美国国家肾脏病基金会/肾脏病患者预后质量倡议（National Kidney Foundation/Kidney Disease Outcomes Quality Initiative，NKF/KDOQI）关于CKD 的推荐中，肾小球滤过率（glomerular filtration rate，GFR）作为CKD 诊断、分期、评估的重要依据[9]，但GFR 临床上并不能直接获得，常需通过菊粉清除率或核素肾动态显像检测，而菊粉及核素检查费用昂贵，临床难以常规开展[10-11]，因此，寻找一种对CKD 患者肾功能有效随访且敏感的无创性评估方式势在必行。弥散加权成像（diffusionweighted imaging，DWI）是一种非侵入性MRI 检查技术，它反映水分子的表观扩散运动，并用表观扩散系数（apparent diffusion coefficient,ADC）进行定量[12]。以往研究表明，DWI 在反映肾功能方面具有很高价值[13-14]，但其无法对肾脏皮髓质进行分界，这一定程度限制了其在临床中的应用价值。皮质期CT 增强扫描能较好反映肾脏皮髓质边界及结构，且检查时间较短，不易受呼吸运动伪影干扰。因此，本研究探讨皮质期CT 增强扫描联合DWI 预测CKD 分期的临床价值，从而为CKD的早期发现、病例随访等提供依据。

1 对象和方法

1.1 对象 回顾性分析2018 年1 月至2022 年10 月宁波市医疗中心李惠利医院兴宁院区及东部院区CKD 患者76 例（CKD 组），男41 例，女35 例，年龄28～54（41±13）岁。纳入标准：（1）临床诊断明确CKD 患者；（2）因临床需求（如怀疑肝脏或肠管肿瘤、肾上腺占位等）且经评估及患者同意可以完成CT 增强扫描，并在入院1周内完成腹部MRI 检查；（3）入院1 周内完成血肌酐（serum creatinine，Scr）等实验指标检查，并根据简化肾脏病膳食改善公式（modification of diet in renal disease，MDRD）计算估算的肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate，eGFR），eGFR=186×（Scr）-1.154×（年龄）-0.203×0.742（男性改为1.000）[15]。根据eGFR 及CKD分期标准[16]，将CKD 患者分为轻度CKD 组[eGFR≥60 mL/（min·1.73 m2）]和中重度CKD 组[eGFR ＜60 mL/（min·1.73 m2）]，其中轻度CKD 组42 例（1 期23例，2 期19 例），中重度CKD 组34 例（3 期19 例，4 期11例，5 期4 例）。排除标准：（1）存在其他重大基础疾病影响肾功能评估；（2）多囊肾；（3）无法从临床既往病史中查询到肾脏分期或相关实验室检查患者。收集本院同时期性别、年龄相匹配35 名健康成年人作为健康对照组，男18 名，女17 名，年龄29～51（40±11）岁。纳入标准：既往无高血压、糖尿病、肾脏疾病等基础疾病。本研究经本院医学伦理委员会审查通过（批准文号：李惠利医院伦审2023 研第179 号）。

1.2 CT 增强扫描 采用Philips Brilliance 16 层螺旋CT、Philips 256iCT 扫描仪。所有患者均包括皮质期及实质期双期扫描。平扫后自肘前静脉以3 mm/s 注射100 mL 碘海醇（300 mgI/mL），皮质期增强延迟时间为25～30 s，实质期延迟时间为70～120 s，所有患者扫描范围均包括双侧全部肾脏。

1.3 MRI 检查 采用GE Discovery MR750w 3.0T MRI扫描仪、8 通道腹部表面相控阵列线圈行双肾MRI 扫描。患者行仰卧位扫描，扫描范围包括双肾上极至肾下极。MRI 平扫参数包括LAVA 序列T1WI、PROPELLER序列T2WI、DWI（b值=800 s/mm2）。LAVA序列T1WI的参数：重复时间（time of repetition，TR）4.2 ms，回波时间（time of echo，TE）2.0 ms，翻转角（filp angle，FA）12.0°，视野（field of view，FOV）38 cm，层厚（slice thickness）5.2 mm，层间距1 mm，扫描层数72 层。PROPELLER 序列T2WI 的参数：TR 9 474 ms，TE 72 ms，FA 110°，FOV 38 cm，层厚7 mm，层间距1 mm，扫描层数25层。

1.4 图像分析 由2 位有经验的主治及以上放射诊断医师采用双盲法进行阅片，意见不统一时协商讨论达成一致意见。DWI 图像的后处理和测量均在GE Discovery MR750w 3.0T MRI 后处理站完成。勾画感兴趣区（region of interest，ROI）时避开囊肿区域，选取轴位双侧肾脏肾门平面。对皮质期CT 增强图像，于皮质前中后份各放置一个ROI，最后取平均值，其与平扫时CT 值比值，即为肾脏皮质期增强幅度（皮质期CT值/平扫期CT 值），见图1（插页）；测量皮质厚度及相应层面腹主动脉直径与皮质厚度比值，肾皮质厚度测量方法为于肾门平面分别测量前、后侧及外侧三点最短距离（即强化皮质外侧到内侧的垂直距离），测量时避开肾柱，然后取平均值。对于ADC 图，皮质ROI 尽量放在靠近肾脏外缘区域，髓质ROI 放置在肾实质内外缘中间，从而得到ADC 值，见图2（插页）。

图1 38 岁男性健康患者肾脏皮质期增强幅度测量图（于右肾皮质前中后份各放置一个等面积ROI，最后取平均值，其与平扫时CT 值比值，即为肾脏皮质期增强幅度）

图2 42 岁女性轻度CKD 患者肾脏皮髓质ADC 值测量图（皮质ROI 尽量放在靠近肾脏外缘区域，髓质ROI 放置在肾实质内外缘中间，取平均值，从而得到皮髓质ADC 值）

1.5 统计学处理 采用SPSS 26.0 统计软件。计量资料以表示，多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t检验并进行Bonferroni 校正；组内比较采用配对样本t检验。计数资料以例（%）表示，组间比较采用χ2检验。采用ROC 曲线分析各单一影像学参数及联合模型（肾脏皮质ADC 值与肾脏皮层厚度联合）对CKD 分期的判定效能。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 健康对照组左侧和右侧肾脏皮质、髓质ADC 值的比较 健康对照组双侧肾脏皮质和髓质ADC 值的差异均无统计学意义（均P＞0.05），见表1。

表1 健康对照组左侧和右侧肾脏皮质、ADC 值的比较（×10-3mm2/s）

2.2 3组受试者肾脏皮质与髓质间ADC值的比较 CKD组和健康对照组皮质与髓质间ADC 值差异均有统计学意义（均P＜0.05），且皮质ADC值大于髓质，见表2。

表2 3组受试者肾脏皮质与髓质间ADC 值的比较（×10-3mm2/s）

2.3 3 组受试者皮髓质ADC 值及皮质期CT 增强扫描各参数的比较 3 组受试者组间皮髓质ADC 值、增强幅度、皮层厚度、相应层面腹主动脉直径/皮层厚度的差异均有统计学意义（均P＜0.05），其中CKD 分期随着肾脏皮髓质ADC 值、皮层厚度降低而升高，随着相应层面腹主动脉直径/皮层厚度升高而升高；与健康对照组相比，轻度CKD 组皮质期皮层增强幅度降低，差异均有统计学意义（均P＜0.05）；在轻度CKD 组与中重度CKD 组中，皮质期皮层增强幅度比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。

表3 3组受试者皮髓质ADC 值及皮质期CT 增强扫描各参数的比较

2.4 皮髓质ADC 值、皮层厚度及联合模型诊断肾功能损伤效能分析 在鉴别健康对照组与轻度CKD 组中，联合模型、皮质及髓质ADC 值、皮层厚度的AUC 分别为0.780、0.670、0.617、0.652；在鉴别轻度与中重度CKD 组中，其AUC 分别为0.765、0.640、0.619、0.649，见图3。

图3 皮髓质ADC 值、皮质厚度及联合模型在诊断肾功能损伤的ROC 曲线（A：各参数在鉴别健康对照组与轻度CKD 组的ROC 曲线；B：各参数在鉴别轻度与中重度CKD 组的ROC 曲线）

3 讨论

DWI 联合皮质期CT 增强扫描，不仅能显示皮髓质形态变化，还能一定程度上从微观角度定量反映肾脏的病理生理变化，也避免了MRI 增强扫描时间长、呼吸运动伪影干扰重的影响。本研究结果显示，肾脏皮质ADC 值联合皮层厚度对CKD 分期具有较好的分辨能力。

3.1 各组受试者组内皮髓质间各结果差异比较 DWI通过定量计算组织内水分子运动及扩散，能够间接反映其内微观结构的变化[17]，本研究显示，3 组受试者皮髓质间ADC 值比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），且皮质ADC 值大于髓质，与既往研究一致[18]。这主要是由皮髓质结构及功能决定的，首先肾皮质主要是肾小球、近远曲小管组成，主要功能是滤过血浆生成原尿，其内水分子扩散相对自由；髓质主要是由锥形排列的肾小管及集合管组成，其内终尿的水分子会受到一定限制。其次肾脏中血流94%供应皮质，6%供应髓质，且皮质内含有二级毛细血管网，这是皮质ADC 值大于髓质的原因，也是皮质期CT 增强区分皮髓质的基础。

3.2 3 组受试者组间皮髓质各结果差异及其诊断肾功能效能 本研究结果显示，3 组受试者ADC 值差异均有统计学意义（均P＜0.05），且皮髓质值均低于健康对照组，这与既往研究一致[19-21]；这主要是由于CKD 患者常伴有肾小球硬化、间质炎症及纤维化，会使肾脏血流动力学改变，并伴有皮髓质内水的自由扩张受限，从而使CKD 患者皮髓质ADC 值低于正常人[22]。本研究进一步发现，皮质ADC 值在鉴别轻度CKD 与健康对照组时，诊断效能高于髓质ADC 值，而在诊断轻度CKD 与中重度CKD 时，皮髓质ADC 值诊断效能相仿，这可能提示CKD 早期以皮质微观结构（包括肾小球硬化、间质炎症及纤维化）破坏为主，髓质破坏相对较轻，而中重度时皮髓质均明显破坏。

3.3 肾脏皮层厚度在诊断CKD 分期价值 本研究结果显示，3 组受试者肾脏皮层厚度差异均有统计学意义（均P＜0.05），这与既往研究一致[23-25]。CKD 的病理变化为肾小球硬化、纤维化，肾小管萎缩、变性，肾小动脉管壁增厚及玻璃样变性，这使肾血流灌注减少及肾皮质变薄，且随着病情进展，肾皮质萎缩逐渐严重，也是肾脏皮质厚度可以反映CKD分期的影像基础。

3.4 肾脏皮层强化幅度在诊断CKD 分期价值 本研究还发现，与健康对照组相比，轻度CKD 患者肾皮质强化幅度降低，且差异有统计学意义（P＜0.05），与既往研究一致[25-26]，但本研究中轻度CKD 患者与中重度CKD 患者间肾皮质强化幅度差异无统计学意义，与既往研究不符[25-26]，笔者认为这可能与本文患者中CKD 4 期及5 期患者相对较少有关。

3.5 皮髓质ADC 值、皮层厚度及联合模型在诊断肾功能损伤效能 本研究中，在皮质ADC 值联合皮质厚度的联合模型中，健康对照组与轻度CKD 组或轻度CKD组与中重度CKD 组AUC 均高于单一参数，表明皮质ADC 值联合皮质厚度的联合模型诊断效能最高。

综上所述，皮质期CT 增强联合ADC 可间接反映肾功能分期，且具有较高的诊断效能，因此在CKD 患者的无创诊断中有一定价值。