Renal biyopsi yapılan hastalarda fibrosis derecesinın difüzyon manyetik rezonans görüntüleme ile ayrımı

Abstract

AMAÇDifüzyon ağırlıklı manyetik rezonans görüntüleme su moleküllerindekifizyolojik hareketlerin mikroskobik düzeyde görüntülenmesidir. Böbrek, sufiltrasyonu, su transportu, reabsorbsiyonu, konsantre ve dilue etme rolü nedeniyledifüzyon MR görüntüleme açısından ilgi çekici bir organdır. Diffüzyon MRG'ninrenal fonksiyon ve patolojiler hakkında bilgiler verdiği bilinmektedir. Biz buçalışmamızda akut veya kronik renal fonksiyon bozukluğu nedeniyle renal biyopsiyapılan hastaların patoloji sonuçlarının şiddeti ve tübülointerstisyel fibrosis düzeyi ileDAG bulgularının korelasyonunu değerlendirmeyi amaçladık. Ayrıca renalfonksiyonu GFR aracılığıyla değerlendirerek ADC ile korelasyon gösteripgöstermediğini değerlendirmeyi amaçladık.GEREÇ ve YÖNTEMÇalışma fakülte etik kurulu tarafından onaylandı. Çalışma retrospektifolduğundan aydınlatılmış onam alınmadı. Nisan 2014 ile Kasım 2014 tarihleriarasında, böbrek biyopsisi işlemi yapılan hastalardan 18 yaş ve üstü olan, ve işlemöncesi veya sonrası 1 ay içerisinde üst abdomen MR ve üst abdomen difüzyon MRçekimi gerçekleştirilen 23 hasta çalışmaya dahil edildi. Tüm hastalara 1.5 tesla MRcihazı (Siemens Magnetom Symphony Quantum, Erlangen, Germany) ile batınayönelik faz dizilimli koil kullanılarak rutin üst abdomen MR ve difüzyon MRincelemesi yapılmıştı Hastaların görüntüleri dışlama kriterleri açısındandeğerlendirildi. Görüntüler morfolojik açıdan kortikomedüller ayrım ve renal yerkaplayıcı lezyon varlığını içeren ek bulgular açısından değerlendirildi. DA görüntülerteknik açıdan değerlendirildi. ROI'ler biyopsi yapılan böbreğin tümünü içerenkortikomedüller (biyopsi ADC), üst-orta zon bileşkesi, orta zon santral ve alt-orta zonbileşkesi kortikomedüller alanı içeren yuvarlak ROI'lerin ortalaması (orta zon ADC)ve her iki böbrek kortikomedüller alanı kapsayan (ADC-GFR) olmak üzere eldeolunmuştur. GFR hesaplanması serum kreatinin düzeyinden elde olunan MDRDformülü ile yapıldı. Hastalar KDIOQ evrelemesine göre 5 gruba ayrılmıştır. Patolojikskorlama sistemi; glomerüler hasar, tübülointerstisyel hasar ve vasküler etkilenmekriterlerini içermektedir. Patolojik skor grubuna göre hastalar 3 gruba,tübülointerstisyel fibrosis düzeyine göre 4 gruba ayrıldı. İstatistiksel değerlendirmede;'Biyopsi ADC' ve 'Orta zon ADC' patolojik gruplar bakımından tek yönlü varyansanalizi testi (ANOVA) ile karşılaştırıldı. 'Biyopsi ADC' ve 'Orta zon ADC' ilepatolojik skor arasındaki ilişkiye Pearson korelasyon testi ile bakıldı. 'Biyopsi ADC',tübülointerstisyel fibrosis grupları bakımından tek yönlü varyans analizi (ANOVA)ile karşılaştırıldı. 'Biyopsi ADC' ile tübülointerstisyel fibrosis yüzdeleri arasındakiilişkiye Spearman korelasyon testi ile bakıldı. 'ADC-GFR' GFR gruplarıbakımından tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ile karşılaştırıldı. 'ADC-GFR' ileGFR arasındaki ilişkiye Pearson korelasyon testi ile bakıldı.BULGULARMorfolojik değerlendirmede; hastaların 9'unda kortikomedüller ayrım normaliken, 8'inde azalmış, 3'ünde ise kaybolmuş olarak izlendi. 9 hastada unilateral vebilateral değişik boyutlarda benign kistik lezyonlar mevcuttu. Bunlara ek olarak renalve perirenal ek bulgu olarak 1 hastada alt zon komşuluğunda 5X5 cm boyutluhematom, 1 hastada ise perirenal çizgilenmeler mevcuttu.Biyopsi ADC, patolojik gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farksaptandı (p=0,005). Post Hoc testlerde farkın hafif ve ileri gruptan kaynaklandığısaptandı (p=0,007). Diğer gruplar arasında (hafif-orta; 0,055; orta-ileri; 0,918)anlamlı fark saptanmadı. Patolojik skor ve biyopsi ADC arasında negatif Yönde 'İyiDerecede' anlamlı korelasyon saptandı (korelasyon katsayısı= -0,615, p=0,004). Ortapol ADC ile patoloji skor grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farksaptandı (p=0,014). Post Hoc testlerde farkın 1. ve 3. gruptan kaynaklandığı saptandı(p=0,030). Diğer gruplar arasında (hafif-orta; 0,93; orta-ileri; 0,984) anlamlı farksaptanmadı. Orta zon ADC ile patoloji skoru arasında negatif yönde 'Orta Derecede'anlamlı korelasyon saptandı (korelasyon katsayısı= -0,563, p=0,01). Biyopsi ADC,tübülointerstisyel fibrosis grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farksaptandı (p=0,005). Post Hoc testlerde farkın normal derecede fibrosis ile ortaderecede ve ileri derecede fibrosis olan gruplar arasından kaynaklandığı saptandı(p=0,021 ve p=0,049). Diğer gruplar arasında (normal-hafif; 1; hafif-orta; 0,057;hafif-ileri; 0,093; orta-ileri; 1) anlamlı farklılık saptanmadı. Biyopsi ADC ile fibrosisyüzdeleri arasında negatif yönde 'Çok iyi derecede' anlamlı korelasyon saptandı(korelasyon katsayısı= -0,770, p<0,001). ADC-GFR, tahmini GFR grupları arasındaistatistiksel olarak anlamlı bir fark saptanmadı (p=0,081). ADC-GFR ile tahminiGFR sayıları arasındaki herhangi bir ilişki saptanmadı.SONUÇRenal difüzyon MR, perfüzyon etkisinden arındırılmış b=800 sn/mm2görüntülerde, hafif derecede patolojik etkilenmesi olan grup ile ileri düzeydepatolojik etkilenmesi olan grup arasında ayırt edici olmuştur. Patoloji skoru vetübülointerstisyel fibrosis düzeyi ile renal ADC düzeyleri negatif korelasyongöstermektedir. GFR değerleri ile ADC değerleri arasında ilişki saptanmadı. Ayrıcatüm böbrekten yapılan ölçümler, orta polden yapılan ölçümlere göre daha anlamlıbulundu. Sonuçta DAG renal parankimdeki patolojik değişiklikler ve fibrosis düzeyihakkında bilgi vermektedir. Ancak DAG'nin renal patolojinin değerlendirilmesindegüvenilirliğini saptamak için uygun teknik faktörler sağlanarak, geniş ve prospektifçalışmalara ihtiyaç vardır.Anahtar Kelimeler: Renal, difüzyon, manyetik rezonans görüntüleme, fibrosis, patoloji

ObjectiveThe diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DWI) is the imaging of thephysiological motion of water molecules on a microscopic level. The kidney is aninteresting organ in terms of the diffusion MR imaging due to its role of filtrating,transporting, reabsorbing, concentrating and diluting water. Diffusion MRI is knownto provide information about the renal functionings and pathologies.In this study, we aimed to evaluate the severity of the pathology results of the patientswho received a renal biopsy due to an acute or a chronic renal dysfunction, and alsothe tubule-interstitial fibrosis level along with the correlation of DWI findings.Separately, we also aimed to evaluate the renal functioning through GFR to seewhether it showed a correlation with ADC or not.Material and MethodThe study was approved by the ethical committee of the faculty. No informed consentwas received since the study was retrospective. Among the patients who received arenal biopsy procedure between April 2014 and November 2014, 23 patients aged 18and above on whom upper abdominal MR and upper abdominal diffusion MRimagings were performed prior to the process in question or within one month afterthe process were incorporated into the study. All the patients had received a routineupper abdominal MR and diffusion MR examinations by using a phased-array coil forthe abdomen via 1.5 Tesla MR device (Siemens Magnetom Symphony Quantum,Erlangen, Germany). The patients' MR images were evaluated in terms of theexclusion criteria. The MR images were evaluated in terms of the additional findingscomprising, morphologically, the corticomedullary differentiation and the presence ofrenal space occupying lesion. The DW images were evaluated in terms of thetechnique. ROIs were obtained as those covering the corticomedullary regionincluding the whole kidney on which a biopsy was performed (biopsy ADC), uppermediumzone junction, the average of round ROIs covering the corticomedullaryregion of the medium zone central region and lower-medium zone junction (mediumzone ADC) and those covering the corticomedullary region of both kidneys (ADCGFR).The GFR assessment was performed through the MDRD formula obtainedfrom the serum creatinine level. The patients were separated into 5 groups accordingto KDIOQ staging procedure. The pathological scoring system comprises the criteria,such as glomerular damage, the tubule-interstitial damage and vascular effect. Thepatients were separated into 3 groups according to the pathological score group andalso into 4 groups according to the tubule-interstitial fibrosis level. In the stratisticalanalysis, ''Biopsy ADC'' and ''Medium-zone ADC'' were compared via One-Wayvariance analysis test (ANOVA) in terms of pathological groups. The relationshipbetween '' Biopsy ADC''-''Medium-zone ADC'' and the pathological scoring wasexamined through Pearson's correlation test. 'Biopsy ADC' was compared via Onewayvariance analysis (ANOVA) in terms of the tubule-interstitial fibrosis groups.The relationship between 'Biopsy ADC' and the tubule-interstitial fibrosispercentages was examined through the Spearman's correlation test. The 'ADC-GFR'was compared via One-way variance analysis (ANOVA) in terms of GFR groups. Therelationship between 'ADC-GFR' and GFR was examined through Pearson'scorrelation test.FindingsIn the morphological evaluation, the corticomedullary differentiation in 9 of thepatients was normal, whereas it was monitored to have decreased in 8 of them andeven disappeared in 3 of them. There were unilateral and bilateral benign cycticlesions in various sizes in 9 of the patients. In addition, as the renal and perirenaladditional finding, there was a hematoma, 5x5 cm in size, in the lower zone vicinityin 1 of the patients and also perirenal streakings in 1 of the patients.In the biopsy ADC, a statistically significant difference was determined among thepathological groups (p=0,005). In Post Hoc tests, the difference was determined tohave originated from mild and severe groups (p=0,007). No significant difference wasdetermined among the other groups (mild-moderate; 0,055; moderate-severe; 0,918).There was a ''Good'' significant correlation in a negative direction determinedbetween the pathological scoring and the biopsy ADC (correlation coefficient = -0,615, p=0,004). A statistically significant difference was determined between themid-pole ADC and the pathological scoring groups (p=0,014). In the Post Hoc tests,the difference was determined to have resulted from the 1st and 3rd groups (p=0,030).No significant difference was determined among the other groups (mild-moderate;0,093; moderate-severe; 0,984). There was a 'Moderately' significant correlation in anegative direction determined between the mid-zone ADC and the pathologicalscoring (correlation coefficient= -0,563, p=0,01). Between the biopsy ADC andtubule-interstitial fibrosis groups was a significant difference determined (p=0,005).In the Post Hoc tests, the difference was determined to have resulted from the groupswith normal fibrosis as well as moderate and severe fibrosis (p=0,021 and p=0,049).No significant difference was ascertained among the other groups (normal-mild; 1;mild-moderate; 0,057; mild-severe; 0,093; moderate-severe; 1). There was a ''VeryWell'' significant correlation in a negative direction between the biopsy ADC andfibrosis percentages (correlation coefficient = -0,770, p<0,001). Along with ADCGFR,there was no statistically significant difference among the estimated GFRgroups (p=0,081). There was no relationship between ADC-GFR and the estimatedGFR numbers, either.ResultIn the b=800 sn/mm2 images refined from the perfusion effect, the renal diffusion MRhas been distinctive between the group with a mild pathological impact and that witha severe pathological impact. The pathological scoring and tubule-interstitial fibrosislevel as well as the renal ADC levels show a negative correlation. No relationship wasdetermined between the GFR and ADC values. Moreover, the measurementsperformed on the whole kidney were found to be more significant than thoseperformed on the mid-pole. In conclusion, diffusion MRI gives information aboutpathological differences in renal paranchyma and fibrosis. But to determine thereliability of DWI in assessing renal pathology, providing appropriate technicalfactors, wide and prospective studies must be done.Key Words: Renal, diffusion, magnetic resonance imaging, fibrosis, pathology.