使用3T磁共振弹性成像技术研究健康个体正常肾脏硬度值及其影响因素

《Medicine》：Investigation of normal kidney stiffness values and influencing factors in healthy individuals using 3T magnetic resonance elastography

本研究通过回顾性分析31男29女纳入数据，采用3T MRI弹性成像测定健康肾脏硬度，发现左右肾脏硬度均值分别为2360.57 Pa和2360.35 Pa，与年龄、性别、BMI及肾脏尺寸无显著相关性，为后续肾病患者诊断提供基准值。

　　
本研究旨在建立正常肾脏硬度（KS）范围，并通过3T磁共振弹性成像（MRE）技术评估人口学特征和肾脏解剖参数对KS的影响。研究纳入2021年3月至2024年10月期间接受腹部MRI检查且肾脏影像学特征正常的患者群体，最终纳入60例（31男，29女）受试者，平均年龄36.3±9.05岁，BMI 24.25±1.31。通过3T MRI系统获取常规影像序列（T2加权像、扩散加权成像等），并同步采集MRE数据。研究排除了存在肾脏结构异常、功能异常或相关病史的患者。

在影像分析方面，采用双 radiologist盲法评估，通过轴向和冠状面影像确定肾脏几何参数（CC直径、AP直径、厚度）及体积。MRE测量基于特定算法，通过亚胸膜位置激发剪切波，记录肾脏实质的弹性模量值。研究特别关注三点：首先确定健康肾脏的硬度正常范围；其次分析年龄、性别、BMI等人口学参数的影响；最后评估肾脏形态学参数与硬度的相关性。

研究结果显示，左右肾脏平均硬度分别为2360.57±93.62 Pa和2360.35±144.13 Pa，性别、年龄、BMI及肾脏体积、直径等参数均未显示显著相关性（P>0.05）。这一发现与既往采用1.5T系统的研究结果存在差异，提示磁场强度可能影响测量值。值得注意的是，左右肾脏硬度差异极小（P=0.977），表明测量具有良好重复性。

在临床意义方面，研究证实健康肾脏的硬度存在稳定范围，为后续病理状态下的异常值识别提供了基准。此前关于肾脏硬度的研究多聚焦于患病人群，而本研究的创新性在于首次系统评估健康人群的基准值。研究结果与Rouvière等（2020）在年轻健康人群中的发现（4.9±0.5 kPa）存在量纲差异，但趋势一致，可能与测量技术参数不同有关。Leong等（2018）发现CKD患者肾硬度与年龄呈弱正相关，而本研究的阴性结果提示健康人群的年龄影响机制可能不同。

技术实现层面，研究采用3T高场强MRI系统，其空间分辨率较常规1.5T设备提升约40%，信噪比提高25%，这为精确测量肾脏组织弹性提供了硬件保障。特别设计的MRE序列包含60Hz连续正弦振动激发，4组相位偏移，以及梯度编码参数优化，有效降低了运动伪影和扫描时间（单次扫描约8分钟）。影像处理采用自动工作站（GE Healthcare），确保测量标准化，但未进行独立观察者重复性检验。

研究局限性包括单中心回顾性设计、样本量相对较小（n=60），以及未纳入实验室指标（如eGFR、血生化参数）。未来需要多中心前瞻性研究验证结果，并探讨其他潜在影响因素如血流动力学参数、 hydration状态等。此外，研究未区分皮质与髓质硬度，而既往实验显示髓质硬度较皮质高约30%（Garcia等，2022），这可能影响测量结果解读。

在方法学创新方面，研究首次采用3T MRE对健康肾脏进行系统性参数测量。其技术优势体现在：1）高场强下更精确的剪切波成像；2）自动化的后处理算法减少人为误差；3）结合常规MRI多平面扫描，确保解剖定位准确。例如在确定肾脏体积时，采用轴向SSFSE序列进行三维重建，结合手动ROI勾画与自动计算结合，将体积测量误差控制在±5%以内。

讨论部分特别指出，既往研究存在矛盾结论的可能原因：1）不同设备参数（场强、频率、扫描序列）导致测量值差异；2）研究人群构成不同（如健康人群与CKD患者对比）；3）未标准化测量方法（如ROI选择、硬度计算区域）。本研究通过标准化流程（图1演示测量方法）和统一参数设置，为后续研究提供了可复现的模板。

临床应用价值体现在：1）建立健康肾脏的硬度基准（2360±150 Pa）；2）明确常见人口学参数对测量的影响，指导临床解读；3）验证3T MRE在健康人群中的适用性，为未来CKD早期筛查提供技术基础。研究特别强调，MRE相比超声弹性成像具有更稳定的测量结果，其标准化程度更高，适用于大规模临床队列研究。

在技术改进方面，建议未来研究可考虑：1）增加不同年龄分层（如青年、中年、老年）的样本量；2）纳入实验室生物标志物进行多模态分析；3）优化MRE序列参数，如调整振动频率或扫描时间以平衡信噪比与伪影。此外，需建立跨中心的标准化协议，解决不同设备间的测量差异问题。

总之，本研究通过严谨的方法学设计，首次系统建立了3T MRE下健康肾脏的硬度正常范围，并证实该参数不受常规人口学指标和肾脏形态学参数的影响。这些发现为肾脏弹性成像的临床应用提供了重要参考，特别在早期纤维化诊断和病情监测方面具有广阔前景。后续研究可结合功能影像（如DWI）和结构参数，建立更全面的肾脏弹性评估体系。