2023糖尿病肾脏病的磁共振成像评估方法及进展

糖尿病肾脏病的磁共振成像评估方法及进展2023摘要糖尿病在全球流行，其中的患者会发展为糖尿病肾脏病30%~40%是发达国家和部分发展中国家终末期肾病的主要原因该病早期DKD DKDO临床不易察觉，若在肾脏出现高灌注、缺氧等病理生理改变后,能早期发现并进行干预，可有效延缓或逆转终末期肾病的结局近年来，随着磁共振成像MRI技术的发展,不仅能够反映肾脏体积及形态学改变，还可在不使用造影剂的MRI情况下，评估肾脏的灌注、氧合、代谢、水分子扩散等与肾脏功能和微观结构相关的改变本文就在早期诊断、疾病进展监测及药物治疗效果评价MRI DKD中的临床应用作一综述【关键词】糖尿病肾脏病；磁共振成像；动脉自旋标记；血氧水平依赖；扩散加权成像%#■刖百糖尿病肾脏病是糖尿病的一种严重diabetic kidneydisease,DKD微血管并发症，发生在约的糖尿病患者中调查显示，我国型糖尿病40%[112患者的患病率为该病约占慢性肾脏病DKD

21.8%

[2]chronic kidneyo的，终末期肾病的使心血管疾病发生风disease,CKD40%50%[3I DKD险增加，发病率和死亡率升高，给全球医疗带来巨大的经济和人力负担的定义、评估方法及问题01DKD《中国糖尿病肾脏病防治指南（年版）》明确定义为尿白蛋2021DKD白/肌酉干比值（）urinary albumin-to-creatinine ratio,UACR30mg/g）和或古算的肾小球滤过率X estimatedglomerular filtrationrate,eGFR,且持续超过个月［］其主要病理生理改变包60ml-min-1-

1.73m-234括肾脏血流动力学改变、高滤过状态、肾脏缺氧以及纤维化等该病起病隐匿，肾脏微循环高灌注状态常早于临床明显蛋白尿出现，该阶段的肾脏病变常规方法难以检测，早期诊断困难但是的早期诊断具有重DKD要的临床意义，可以通过早期干预控制甚至逆转肾脏损害［识别主要5L DKD病理改变，如肾脏微循环灌注等的技术可作为本病早期诊断、监测、评估疗效的重要工具目前的临床工作中,可以通过、、肾活检、肾小管损害标志物、UACR eGFR）超声和磁共振成像（等方法评估和最常使用，但无MRI DKDUACR eGFRe法进行早期诊断，结果易受多种病理生理因素的影响；肾活检是诊断的金DKD标准，但是由于其有创性，难以推广或重复检查；肾小管损害标志物如呢微球蛋白、视黄醇结合蛋白等，需排除诸多影响因素,临床应用较少；超声检查较为便捷，但测量的敏感性和准确性有待提高，而且在评估肾功能时需要使用超声造影］剂［技术，能够无创检测肾血流量、血氧含量和纤维化等，发现肾脏4M RI0早期病理改变，对早期诊断、疾病监测有重要价值特殊的参数也DKD MRI可能在未来成为肾脏疾病的影像标志物的影像学检查02DKD MRI动脉自旋标记在中

2.1arterial spinlabeling,ASL-MRI DKD的应用与评价是以动脉血中的氢质子作为内源性示踪剂，对肾脏灌注进行成像ASL-MRI的技术测量肾血流量的可靠性已得到证ASL-MRI renalblood flow,RBF］实［该技术在临床上主要用于评估急慢性脑卒中、肿瘤、感染和痴呆等，60对于肾脏疾病可用于评估肾移植、肾细胞癌、等DKD研究表明，能够反映早期肾脏血流动力学变化、监测不同ASL-MRI DKD时期改变一项研究发现,早期患者尽管正常且无明显蛋白尿，RBF DKDeGFR但已经检测到肾脏灌注损伤此外，随着进ASL-MRI DKD所测得的逐渐下降并且测量的肾脏皮质灌注值与RBF ASL-MRI具有显著相关性，能够反映肾脏灌注、血流动力学损害［eGFR71Brown等［］研究发现随着不断进展、肾间质纤维化程度增加，所测肾脏血流8DKD灌注明显下降，可见是诊断病情进展的有效工具此外，作者ASL-MRI DKD还提出了一种基于的替代滤过分数血流量，并且MRI sFF,sFF=eGFR/ASL认为可作为滤过分数的替代值，以便于评估该技术还可以评估药物sFF MRI干预对肾脏血流动力学的影响在一项小样本例研究中，健康者单次n=15口服血管紧张素转化酶抑制剂卡托普利后，测定肾50mg60min ASL-MRI皮质灌注较基线增加等发现单剂量钠-葡萄糖22%[9L Laursen

[10]50mg协同转运蛋白抑制剂达格列净在2短期内改善肾皮质氧合水平，但血流灌注不变，证实该药物的主要作用机制是减少近曲小管重吸收活动，从而降低氧的消耗，而非通过增加肾脏血流灌注提供更多的氧由此可见，能够无创且灵敏地检测肾脏微循环灌注的改变,是评ASL-MRI估最具应用前景的技术之一[未来需要大样本研究，探索诊DKD6I ASL-MRI断早期的阈值以及分期标准该技术未来将在的早期诊断、分期诊DKD DKD断及监测、探究药物疗效和治疗机制方面发挥更大的作用血氧水平依赖

2.2blood oxygenationlevel-dependent,在中的应用与评价BOLD-MRI DKD,以氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白之间顺磁性状态的差异作为BOLD-MRI天然对比，以血液中脱氧血红蛋白含量的变化作为成像的基础，并以横向弛豫率值，横向弛豫时间表示值增高代表组织脱氧血红R2*T2*R2*=1/T2*R2*蛋白含量增加，氧合水平降低，区值下降则相反2*用于评估疾病导致的肾脏氧合水平改变，如高血压、糖尿病、肾病BOLD-MRI综合征和肾脏异体移植排斥等［等］研究表明可以评估早期肾脏缺氧情况Feng11BOLD-MRI DKD依据蛋白尿程度对糖尿病患者进行分组，发现早期无蛋白尿的糖尿病患者已经出现明显肾脏髓质缺氧，这可能与肾脏高滤过、过量重吸收钠有关作者还认为髓质值有望成为糖尿病早期肾脏缺氧的影像标志物但另一项类似研究未检测R2*到组间肾脏氧合水平的差异［这可能与不同研究选择的测量方法、糖尿病类12型、病变程度等相关当前有关在分期中的应用研究DKD BOLD-MRI DKD较少，但它在分期中的监测作用已经获得证据支持在期的CKD CKD1~5儿童中，随着进展，逐渐降低，其病理生理学基础为肾脏氧合水平逐CKD T2*渐降低，由此可见能够区分患者的不同病程［在BOLD-MRI CKD131CKD1期成人的研究中也得到类似结论，研究者认为该技术对监测肾缺氧以及判断~4［肾损伤的严重程度有一定的临床价值也是评估药物对肾脏14L BOLD-MRI氧合状态影响的有效手段肾功能正常的型糖尿病患者服用卡格列净2100周后与对照组相比，肾皮髓质值显著降低，提示该技术可以较mg/d,24R2*［］为敏感地检测药物对肾脏氧合水平的改善此外，近年来人们初步认定15［具有预测疾病进展的潜力BOLD-MRI CKD161慢性缺氧在病理中发挥主要作用，作为评估肾脏氧合状DKD BOLD-MRI态的无创性影像学检查，在早期诊断和肾脏氧合状态监测方面具有较DKD大的应用前景目前一系列研究和评估主要集中在,将来需要更多的CKD研究使用探索的发病机制、不同阶段病理变化、疾病风BOLD-MRI DKD险预测等问题扩散加权成像在中的应

2.3diffusion-weighted imaging,DWI DKD用与评价是通过检测活体内水分子扩散状态来反映组织结构的技术基DWI MRI于布朗运动，水分子在自由介质中的运动不受限，但是在人体中由于细胞膜、纤维组织等的影响，水分子的扩散状态发生改变该成像技术通过表观扩散系数［量化水分子的扩散，当组织内水分子扩散受限时降低ADC ADC171可以用于评估肾间质的纤维化、细胞浸润等,目前已有研究探索了它DWI-MRI在、肾功能不全中的应用DKD传统图像中包含水分子扩散和组织血流灌注两个信息，而DWI-MRI DWI的衍生序列体素内不相干运动弥散加权成像intravoxel incoherentmotion可以将两者区分开来diffusion-weighted imaging,IVIM-DWI的参数值包括以下几项真实扩散系数值，代表组织内水分子的IVIM-DWI D扩散；假性扩散系数值，代表组织内微循环灌注相关的扩散；灌注分数值，D*f代表微循环灌注占总体扩散的比值一项研究发现，随着糖尿病患者肾功能的降低,其肾脏皮髓质值逐渐下降这表明随着疾病进展，肾脏的细胞炎症、代谢D障碍等限制了水分子的扩散活动进一步发现，轻度蛋白尿组肾脏皮髓质值和f皮质值显著增加，中度蛋白尿组髓质值和皮髓质值降低这可能因为轻D*f D*度蛋白尿时，糖尿病患者的高血糖、肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活等引发肾脏微循环的异常高灌注；到中度蛋白尿时，肾脏对损伤产生一定的耐受能力，使高灌注恢复［的另一个衍生序列弥散张量成像18L DWIdiffusion tensor可以显示水分子扩散运动的方向等［］证实imaging,DTI Kaimori19能够可视化观测模型大鼠的肾髓质纤维化改变，并在使用改善肾纤维DTI-MRI化的药物后发现，用药组肾脏各向异性分数值低于非用药组可见该技术FA能检测药物疗效此外，近年来影像组学不断发展，有研究者使用纹理DWI特征建立了诊断模型，值达［DKD AUC

0.9820I总之能够无创识别早期异常诊断肾脏纤维化、QWI DKDIVIM-DWI的发展以及与其他功能性磁共振联合应用、构建影像组学预测模型可DTI-MRI能会成为未来发展的方向同时，需要更多关于分期进展、药物治疗或机DKD制评估的研究小结与展望03当前在评估方面还存在局限其一，缺乏大样本多中心的研MRI DKD究支持其二，目前的很多研究,尤其是的研究结果存在矛盾这BOLD-MRI可能受扫描方案、图像伪影及其不同的校正方法、纳入排除标准等的影响MRI因此，为了促进技术在评估中的应用，亟需制定规范化的扫描方案MRI DKD和后处理方法，提高图像质量和结果可信度未来通过与影像组学、人工智能相结合，必将进一步拓展其应用前景综上所述，新兴技术、、及其衍生序列可以有效评MRI ASLBOLD DWI估肾脏血流灌注、氧合情况、纤维化等功能状态及微环境，有助于早期诊DKD断、进展监测和药物疗效评估。