论文部分内容阅读
目的:本研究通过建立广西巴马小型猪2型糖尿病模型,探讨糖尿病肾病的早期病理及生化检查改变,并进一步探讨扩散峰度成像(diffusion kurtosis imaging,DKI)及体素内不相干运动成像(intravoxel incoherent motion-diffusion weighted imaging,IVIM-DWI)诊断早期糖尿病肾病的价值。方法:1、12头同一族系广西巴马小型猪(出生时间间隔小于2周)用随机数字表法分为实验组(7头)和对照组(5头),所有巴马小型猪前5个月均用普通饲料以自由采食法按需喂养。造模前对所有小型猪行空腹血糖及体重测量,获取基线数据。第6个月实验组小型猪予高脂高糖饲料喂养并多次经耳缘静脉注射小剂量(50 mg/kg)链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ),对照组予普通饲料喂养并注射相同剂量柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。随后定期监测空腹血糖(bloodglucose,GLU)和空腹胰岛素(insulin,INS)并计算胰岛素抵抗指数,当巴马小型猪多次空腹血糖大于7.0 mmol/L且胰岛素抵抗指数升高,可以认为实验组所有小型猪2型糖尿病模型均造模成功。2、造模成功后每个月固定时间在实验组和对照组分别随机选择一头猪行MRI扫描,MRI扫描序列包括T1WI、T2WI、DKI、IVIM。由2名高年资的放射科医师用盲法在后处理工作站伪彩图上分别独立测量双肾皮质及髓质DKI、IVIM的参数值。以T2WI图像为参考,于肾门层面分别在肾皮质、髓质手动放置感兴趣区域(Region of interest,ROI),每个ROI面积为30-50 mm2,测量3次,取3次的平均值作为最终结果。DKI序列参数值包括平均峰度(mean kurtosis,MK)、径向峰度(axial kurtosis,K//)、轴向峰度(radial kurtosis,K⊥),同时得到DTI参数值各向异性分数(fractional anisotropy,FA)及平均弥散率(mean diffusivity,MD);IVIM 序列参数值包括标准 ADC 值(standard ADC)、慢速 ADC 值(slow ADC)、快速 ADC值(fast ADC)及灌注分数f。扫描前行空腹血糖、胰岛素水平、肾功能、尿常规及随机尿微量白蛋白/尿肌酐(random albumin creatinine ratio,RACR)检查,扫描结束后取双侧肾脏做病理检查。3、采用SPSS 24.0软件进行统计学分析。本研究均采用计量资料表示,采用Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验验证数据是否符合正态分布。正态分布数据采用均数(mean)±标准差(Standard Deviation,SD)表示(x±s)。非正太分布数据采用中位数(范围)表示。评价两位医师测量得到的参数值的一致性,采用组内相关系数(Intraclass correlation coefficient,ICC)进行描述。采用独立样本t检验(正态分布)或Mann-Whitney U检验(非正态分布或方差不齐)比较实验组与对照组间体重、血糖、肌酐、胰岛素抵抗指数等生化指标的差异。肾皮、髓质各参数值的比较采用配对t检验.实验组和对照组皮、髓质各参数值的比较采用独立样本t检验。DKI和IVIM参数值鉴别实验组和对照组的诊断效能,阈值的判断,敏感性和特异性,应用受试者工作特征(ROC)曲线分析(采用MedCalc 15.8软件)。采用Pearson或者Spearman相关分析评价MRI测得参数值与巴马小型猪体重及血糖、胰岛素、肾功能等生化指标的相关性。以P<0.05为差异有统计学意义。结果:1、造模结果:实验组7头猪2型糖尿病模型均造模成功,造模后实验组小型猪的体重、血糖、胰岛素抵抗指数均较对照组高,差异均有统计学意义(均P<0.05)。2、实验室检查结果:实验组有3头猪尿蛋白阳性,3头尿糖阳性,2头RACR大于30 mg/g;对照组有1头猪尿蛋白弱阳性,1头阳性,对照组所有猪尿糖及RACR均为阴性。两组巴马小型猪肾功能均未见异常。3、病理检查结果:实验组7头猪有6头共12个肾脏符合糖尿病肾病早期(Ⅰ-Ⅱa级)改变,将实验组肾脏病理结果异常的6头猪共12个肾脏纳入分析。4、影像学检查结果:DKI序列:实验组皮质/髓质DKI各参数值分别为:MK值0.60±0.06、0.66±0.07,K//值 0.59±0.06、0.66±0.08,K⊥值 0.53±0.10、0.62±0.09,FA 值0.16±0.03、0.19±0.04,MD 值 2.15±0.23(10-3mm2/s)、2.07±0.22(10-3 mm2/s)。对照组皮质/髓质DKI各参数值分别为:MK值0.53±0.03、0.59±0.03,K//值 0.60±0.05、0.66±0.04,K⊥值 0.44±0.06、0.52±0.06,FA 值0.17±0.04、0.20±0.04,MD值2.29±0.15(10-3mm2/s)、2.20±0.12(10-3 mm2/s)。除实验组皮值MD值与髓质MD值差异无统计学意义(P>0.05)外,余实验组及对照组髓质MK、K//、K⊥、FA、MD值均高于本组的皮质,差异有统计学意义(均P<0.01);实验组皮、髓质MK、K⊥值高于对照组皮、髓质,差异有统计学意义(均P<0.05),实验组皮、髓质K//、FA、MD值与对照组皮、髓质比较,差异无统计学意义(P>0.05)。IVIM序列:实验组皮质/髓质IVIM各参数值分别为:standard ADC值(2.64±0.29)× 10-3(mm2/s)、(2.37±0.24)× 10-3(mm2/s),slow ADC 值(2.08±0.28)× 10-3(mm2/s)、(2.07±0.25)×10-3(mm2/s),f值 38.83±13.96(%)、32.58±11.46(%)。对照组皮质/髓质IVIM各参数值分别为:standard ADC值(2.30±0.19)X 10-3(mm2/s)、(2.00±0.19)×10-3(mm2/s),slow ADC 值(1.97±0.20)× 10-3(mmm2/s)、(1.85 ±0.13)×10-3(mm2/s),f 值 32.58±11.46(%)、24.77±8.42(%)。实验组皮质standard ADC值及对照组皮质standard ADC值均高于本组髓质standard ADC值,差异有统计学意义(P<0.05);两组皮质slow ADC值稍高于本组髓质,但差异无统计学意义(P>0.05)。实验组皮、髓质的standard ADC值及对照组皮、髓质的standard ADC值均高于本组对应皮、髓质的slow ADC值,差异均有统计学意义(P<0.05)。实验组皮质及髓质standard ADC值均高于对照组皮、髓质,差异均有统计学意义(均P<0.05)。实验组皮质slow ADC值稍高于对照组皮质slow ADC值,但差异无统计学意义(P>0.05);实验组髓质slow ADC值高于对照组髓质slow ADC值,差异有统计学意义(P<0.05)。DKI、IVIM各参数值诊断效能:IVIM鉴别实验组与对照组皮质的诊断效能以standard ADC值最佳;IVIM鉴别实验组与对照组髓质的诊断效能以standard ADC值最佳;DKI鉴别实验组与对照组的诊断效能皮质以MK值最佳,髓质以K⊥值最佳。5、各项检查指标的相关性:实验室检查指标两两之间存在一定相关性,其中体重与绝大多数实验室指标存在一定的相关性,而绝大部分影像学参数与实验室指标缺乏相关性。结论:1、糖尿病肾病早期阶段肾脏有可能已经出现病理改变,但实验室检查常为阴性,且缺少临床症状。2、DKI序列可反映正常肾脏皮、髓质组织结构的差异,并显示微观组织结构的复杂性;而且DKI序列对糖尿病肾病的早期无创性诊断具有可行性,能在一定程度上反映早期糖尿病肾病的病理改变。3、IVIM序列通过分离微血管循环灌注的影响,精确地反映了组织水分子的真实扩散情况;并能提示糖尿病肾病早期的高血流灌注状态及弥散受限程度。4、本研究发现体重、空腹血糖、胰岛素抵抗指数、尿蛋白、RACR等实验室检查之间存在一定的相关性,说明糖尿病肾病的影响因素错综复杂且相互影响促进。