DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用

1、2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用 腎臟fMRI功能磁共振成像擴(kuò)散張量成像（DTI）的概念及臨床應(yīng)用腎臟DTI國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用腎灌注成像（PWI）磁共振腎圖（MRR）血氧水平依賴(lài)成像（BOLD）擴(kuò)散加權(quán)成像（DWI）擴(kuò)散張量成像（擴(kuò)散張量成像（DTI）2011-5-25腎臟功能磁共振成像 腎臟的解剖生理特點(diǎn)腎臟的解剖生理特點(diǎn) 解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，皮、髓質(zhì)結(jié)構(gòu)差異 血流量大，微循環(huán)灌注豐富 腎實(shí)質(zhì)含水量高，水分子擴(kuò)散活躍 這些特點(diǎn)是fMRI成像的基礎(chǔ)2011-5-25腎臟功能磁共振成像 腎臟腎臟MR灌

2、注成像灌注成像 對(duì)比劑首過(guò)灌注成像、動(dòng)脈自旋標(biāo)記（ASL)技術(shù) 評(píng)價(jià)腎動(dòng)脈狹窄或腎器質(zhì)性病變對(duì)腎實(shí)質(zhì)血流量的影響左腎動(dòng)脈30%的輕度狹窄，右腎動(dòng)脈90%的重度狹窄，左腎的灌注狀況優(yōu)于右腎 2011-5-25腎臟功能磁共振成像 磁共振腎圖（磁共振腎圖（MRR） 腎小球?yàn)V過(guò)率（glomerular filtration rate, GFR）是最有價(jià)值的腎功能定量指標(biāo)，MRR就是經(jīng)MRI計(jì)算GFR 腎圖法基于監(jiān)測(cè)腎臟示蹤劑動(dòng)力學(xué)，較其他測(cè)量方法準(zhǔn)確，但后處理復(fù)雜，報(bào)道的準(zhǔn)確性及可重復(fù)性尚不足以應(yīng)用于臨床實(shí)踐2011-5-25腎臟功能磁共振成像血氧水平依賴(lài)成像（血氧水平依賴(lài)成像（BOLD） BOLD

3、MRI可反映組織的氧含量及血氧飽和度，了解組織的代謝情況 已應(yīng)用于輸尿管梗阻、糖尿病腎病、急性移植腎功能不全、急性腎缺血等疾病 原理：去氧血紅蛋白具順磁性，可造成組織磁場(chǎng)的不均勻，導(dǎo)致質(zhì)子去相位，縮短橫向磁化，T2*WI表現(xiàn)為信號(hào)降低，去氧血紅蛋白量降低可使信號(hào)增強(qiáng) 2011-5-25腎臟功能磁共振成像血氧水平依賴(lài)成像（血氧水平依賴(lài)成像（BOLD）圖中R2*是自旋去相位速率，代表去氧血紅蛋白含量增加，在對(duì)比劑注入的皮質(zhì)區(qū)，R2*值升高 （如箭頭所示）反映組織氧分壓的下降 2011-5-25腎臟功能磁共振成像擴(kuò)散加權(quán)成像擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging , DW

4、I) DWI敏感地測(cè)量水分子擴(kuò)散，利用位于磁場(chǎng)梯度內(nèi)水分子的微觀隨機(jī)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生 中樞神經(jīng)系統(tǒng)特別是腦缺血的臨床價(jià)值已被廣泛肯定，腎臟的功能和疾病與水分子的運(yùn)動(dòng)關(guān)系密切，因此腎臟DWI的研究逐漸受到關(guān)注2011-5-25腎臟功能磁共振成像 通過(guò)記錄不同擴(kuò)散敏感梯度因子（b 值）的DWI 可得出定量的表觀擴(kuò)散系數(shù)（ADC）圖2011-5-25擴(kuò)散張量成像的概念及臨床應(yīng)用擴(kuò)散張量成像（擴(kuò)散張量成像（diffusion tensor imaging, DTI） DTI是DWI技術(shù)的延展，其不同在于水分子擴(kuò)散方式 DWI各向同性擴(kuò)散：理想的環(huán)境中，水分子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，所有方向運(yùn)動(dòng)幅度相同，在一段時(shí)間后其運(yùn)動(dòng)軌

5、跡處于一個(gè)球體 DTI各向異性擴(kuò)散：人體組織中，水分子擴(kuò)散受到多種因素影響, 其運(yùn)動(dòng)在各個(gè)方向不相等，在一段時(shí)間后其運(yùn)動(dòng)軌跡是沿某個(gè)方向的2011-5-25擴(kuò)散張量成像的概念及臨床應(yīng)用 DTI是利用水分子擴(kuò)散的各向異性探測(cè)組織微觀結(jié)構(gòu)，DWI只反映水分子彌散的快慢,不能反映彌散的方向性 DTI是在DWI基礎(chǔ)上，在6-55個(gè)線性方向上施加至少6個(gè)非共線性方向上的彌散敏感梯度而獲取的圖像，梯度方向的增加可以使圖像更精細(xì)、準(zhǔn)確 彌散各向異性在腦白質(zhì)纖維束表現(xiàn)最明顯，DTI常用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中2011-5-25擴(kuò)散張量成像的概念及臨床應(yīng)用主要參數(shù)主要參數(shù) 表觀彌散系數(shù)(ADC) 水分子向各個(gè)方向彌散的

6、平均值，彌散運(yùn)動(dòng)越明顯，ADC值越高 各向異性分?jǐn)?shù)(FA) 水分子彌散運(yùn)動(dòng)各向異性大小的參數(shù)，可對(duì)每個(gè)體素水分子彌散運(yùn)動(dòng)進(jìn)行量化，并描述彌散方向，數(shù)值在0-1之間，1表示彌散運(yùn)動(dòng)中最大各向異性，0表示最小各向異性即最大各向同性2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用腎臟腎臟DTI 腎髓質(zhì)由放射狀排列的腎小管及直小血管組成 腎小球?yàn)V過(guò)液及血液在腎小管、血管中的流動(dòng)均存在方向性即各向異性,腎臟DTI可顯示這種各向異性的細(xì)微異常 DTI的纖維束示蹤術(shù)可重建出腎髓質(zhì)纖維束的形態(tài)，從而反映出腎小管和集合管的結(jié)構(gòu)變化正常腎髓質(zhì)纖維束2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用正常腎正常腎 正常腎臟

7、中皮質(zhì)的表觀擴(kuò)散系數(shù)ADC值顯著高于髓質(zhì)，而髓質(zhì)的各向異性值FA值顯著高于腎皮質(zhì) 正常腎臟FA 圖髓質(zhì)信號(hào)較皮質(zhì)高 正常腎DWI，b=0 皮質(zhì)信號(hào)較髓質(zhì)高2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用一個(gè)健康志愿者的腎一個(gè)健康志愿者的腎DTI檢查，檢查，F(xiàn)A圖揭示，腎臟髓質(zhì)有更圖揭示，腎臟髓質(zhì)有更高的各向異性值，而皮質(zhì)區(qū)的各向異性值（高的各向異性值，而皮質(zhì)區(qū)的各向異性值（FA）較低，纖）較低，纖維束示蹤技術(shù)顯示髓質(zhì)呈現(xiàn)出放射狀擴(kuò)散維束示蹤技術(shù)顯示髓質(zhì)呈現(xiàn)出放射狀擴(kuò)散正常腎正常腎2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用正常腎正常腎 腎皮質(zhì)、髓質(zhì)的結(jié)構(gòu)差異使其具有不同的ADC、FA值 腎髓質(zhì)

8、富含腎小管、集合管等微結(jié)構(gòu)屏障，水分子沿腎小管長(zhǎng)軸的擴(kuò)散更為迅速，而垂直于腎小管方向的水分子擴(kuò)散較慢 腎髓質(zhì)ADC值低于皮質(zhì)，而各向異性FA值明顯高于皮質(zhì)2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用 腎癌腎癌 病灶A(yù)DC值低于正常皮髓質(zhì)（擴(kuò)散受限），瘤體內(nèi)FA值顯著低于正常腎髓質(zhì)一例右腎乳頭狀腎癌，一例右腎乳頭狀腎癌，T2顯示腫瘤中心高信號(hào)邊緣低信號(hào)顯示腫瘤中心高信號(hào)邊緣低信號(hào)FA圖示腫瘤的液化中心圖示腫瘤的液化中心FA值較低，邊緣示高擴(kuò)散各向異性（值較低，邊緣示高擴(kuò)散各向異性（FA=0.58）纖維束成像讓我們清晰地看到瘤體的假包膜纖維束成像讓我們清晰地看到瘤體的假包膜2011-5-25DT

9、I技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用腎癌腎癌 腎癌病灶內(nèi)密集著腫瘤細(xì)胞，限制了細(xì)胞間質(zhì)水分子的擴(kuò)散，導(dǎo)致ADC的下降； 瘤內(nèi)缺乏特定走行方向的細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致水分子擴(kuò)散不均的特征。擴(kuò)散張量示蹤圖顯示腎癌瘤內(nèi)為散亂無(wú)規(guī)則的纖維束，部分纖維束中斷，纖維束包饒瘤體走行不明顯2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用 腎囊腫腎囊腫 囊腫ADC值高于正常腎皮髓質(zhì)，F(xiàn)A值顯著低于正常皮髓質(zhì) 有研究將腎囊腫、腎癌與正常腎臟ADC、FA 值測(cè)定比較GroupnADC (10-3 mm2/s)FANormal renal cortex122.390.190.260.06Normal renal medulla122.

10、140.200.370.06Kidney carcinoma 71.480.170.240.05Kidney cyst 72.810.200.130.02 F63.022.7 P0.0000.0002011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用腎囊腫腎囊腫 單純性囊腫內(nèi)為均一囊液，缺乏腎小管、微血管等超微結(jié)構(gòu)，水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較高，故擴(kuò)散系數(shù)ADC值較高， 缺乏實(shí)性結(jié)構(gòu)，故FA值顯著低于腎實(shí)質(zhì) 擴(kuò)散張量示蹤圖顯示囊腫周?chē)w維束受壓移位，囊腫內(nèi)未見(jiàn)明顯纖維束顯示2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用腎積水FA 圖菲薄的髓質(zhì)信號(hào)較皮質(zhì)略高腎積水髓質(zhì)DTI示蹤圖示髓質(zhì)纖維束較稀疏MRU示右

11、腎大量積水腎積水腎積水2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用腎積水腎積水 腎髓質(zhì)、皮質(zhì)ADC值FA值均明顯下降 積水時(shí)實(shí)質(zhì)受壓萎縮，微血管、腎小球萎縮，致腎小球?yàn)V過(guò)、腎小管重吸收減弱，致水分子擴(kuò)散減弱，ADC值降低 腎小管上皮細(xì)胞變薄，腎小管萎縮導(dǎo)致腎內(nèi)細(xì)胞間隙增大，各向異性降低，F(xiàn)A值降低 腎髓質(zhì)擴(kuò)散張量示蹤圖顯示萎縮的髓質(zhì)內(nèi)纖維束稀疏，數(shù)目減少，部分袢樣結(jié)構(gòu)消失2011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用腎積水腎積水積水腎皮質(zhì)、髓質(zhì)ADC、FA值的測(cè)定GroupCorticalMedullaryADCFAADCFADropsy kidney2.040.220.190.041.580.160.330.03Contralateral kidney2.320.240.280.032.040.240.390.04t2.635.615.003.96P0.0170.0000.0000.0012011-5-25DTI技術(shù)在腎臟疾病中的應(yīng)用總結(jié)總結(jié) 腎臟fMR