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第一部分扩散敏感系数（b值）对肾脏扩散张量成像（DTI）定量参数值的影响和肾脏DTI的可重复性目的:研究扩散敏感系数（b值）的大小对于肾脏扩散张量成像（DTI）定量参数的影响和肾脏DTI参数值测量的可重复性。材料和方法:A组,成年人34例,其中健康志愿者10例,2型糖尿病患者24例,女性16例,男性18例,年龄33～74岁,平均52.4±11.2岁。对每位受试者,在1.5MR上采用b值为（0,300s/mm2）、（0,500 s/mm2）、（0、800 s/mm2）进行DTI检查。B组,成年人15例,其中健康志愿者11例,2型糖尿病4例,女性9例,男性6例,37-75岁,平均年龄57.4±9.2岁,采用b值为（0、500s/mm2）的条件,进行两次扩散张量成像扫描。C组,成年人15例,其中健康志愿者10例,2型糖尿病5例,女性9例,男性6例,年龄33-74岁,平均年龄55.6±11.4岁,采用b值为（0、800 s/mm2）的条件,进行两次扩散张量成像扫描。将DTI图像原始数据导入到IMAge/en GINE磁共振弥散/灌注后处理软件,软件自动生成DTI的定量参数图像。选择肾门水平,在肾上极、中极和下极的肾皮质和肾髓质内各画一个感兴趣区,测量肾皮质和肾髓质的各个参数值,各个参数值分别取肾脏上中下极的三个参数值的平均值。测量不同b值条件下的双肾的定量参数值,包括各向异性分数（FA）和表观扩散系数（ADC）、轴向扩散率AD、径向扩散率RD。采用单因素方差分析比较不同大小b值条件下肾脏的定量参数值。测量b=（0,500 s/mm2）和b=（0,800 s/mm2）时两次重复扫描DTI图像的FA、ADC、AD、RD值。采用Bland-Altman图,组内相关系数分析肾脏两次扩散张量成像所测得的参数值的一致性。采用SPSS 20.0软件和Medcalc15.8软件进行统计学分析。结果:b值为（0,300 s/mm2）、（0,500 s/mm2）、（0、800 s/mm2）时,A组中不同b值肾脏DTI的定量参数值差异有统计学意义,随着b值增大,DTI定量参数值变小,b值（0、800 s/mm2）时DTI的定量参数值最小。当b=0,500 s/mm2和0,800 s/mm2时,肾皮质的FA值两次测量的组内相关系数（ICC）值很低,小于0.2;肾皮质的ADC,AD、RD值的ICC值0.41-0.60,一致性中等。b=0,500s/mm2时,肾脏的肾髓质各参数的ICC值均小于0.4,一致性较低,b=0,800s/mm2时,肾髓质的ICC值均大于0.4,特别是肾髓质的FA值测量的一致性较好,ICC=0.716。Bland-Altman图显示,肾皮质和肾髓质的FA、ADC、AD、RD两次测量一致性良好,93%以上的数据位于一致性界限内。结论:b值对肾脏DTI定量参数值有影响,随着b值增大,DTI定量参数值变小。肾脏DTI定量参数值测量结果具有可重复性,b=（0,800 s/mm2）时,肾髓质的DTI参数测量可重复性优于b=（0,500 s/mm2）。第二部分DTI定量参数值对糖尿病患者早期肾损害的评价目的:探讨磁共振扩散张量成像（DTI）定量参数测量在评价糖尿病患者早期肾损害中的应用价值。材料和方法:将88例受试对象分为A组、B组和C组。A组28例,为健康对照组,男性13例,女性15例,年龄43-74岁,平均年龄54.4±7.8岁。B组30例,为糖尿病1组,2型糖尿病病人,G1-2 A1期,男性18例,女性12例,年龄42-76岁,平均年龄56.1±8.4岁。C组30例,为糖尿病2组,早期糖尿病肾病的病人,G3 A1-2期或G1-2 A2期。男性19例,女性11例,年龄48-69岁,平均年龄58.8±5.8岁。所有受试者均在1.5T磁共振上完成DTI检查,测量双侧肾脏的各向异性分数（FA）和表观扩散系数（ADC）、径向扩散率（AD）、轴向扩散率（RD）。收集三组研究对象的临床指标:估算肾小球滤过率（e GFR）、血清胱抑素C（Cys-c）、血肌酐（scr）。比较正常肾脏的肾皮质和肾髓质的DTI定量参数值;分析三组间的DTI参数值的差异,分析DTI参数值与临床指标的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。DTI参数值对糖尿病患者肾损害的诊断效能通过受试者工作特性曲线下面积（AUC）分析来评价。结果:正常人肾脏皮质和肾髓质的FA、ADC、RD值差异具有统计学意义,肾髓质的FA值大于肾皮质的FA值,肾髓质的ADC值和RD值小于肾皮质的ADC和RD值,肾皮质和肾髓质的AD值差异无统计学意义。A组、B组和C组肾皮质FA值分别为0.178±0.021、0.175±0.0180、167±0.022,P=0.003,差异有统计学意义。肾皮质ADC值分别为2.313±0.196×10-3mm2/s、2.267±0.156×10-3mm2/s、2.223±0.177×10-3mm2/s P=0.027;差异有统计学意义。肾皮质AD分别为2.727±0.236×10-3mm2/s、2.646±0.245×10-3mm2/s、2.566±0.219×10-3mm2/s,P=0.001,差异有统计学意义。三个组肾皮质的RD差异无统计学意义,P=0.450。A组、B组和C组肾脏的肾髓质FA值分别为0.306±0.052、0.253±0.053、0.233±0.043、P=0.000,差异有统计学意义。肾髓质ADC值差异无统计学意义,P=0.829。ABC三个组的肾髓质AD分别为2.735±0.247×10-3mm2/s、2.548±0.284×10-3mm2/s、2.530±0.303×10-3mm2/s,P=0.000;差异有统计学意义。肾髓质RD分别为1.708±0.175×10-3mm2/s、1.829±0.237×10-3mm2/s、1.848±0.253×10-3mm2/s,P=0.002,差异有统计学意义。受试者工作特征曲线（ROC）分析,相对于健康对照组,DTI定量参数值诊断B组病例肾脏早期变化的诊断效能:肾髓质FA的AUC=0.767（0.680-0.841）,敏感性75%,特异性73.2%,约登指数0.4821。肾髓质AD AUC=0.667（0.573-0.752）,敏感性91.67%,特异性37.5%,约登指数0.2917。肾髓质RD AUC=0.657（0.563-0.742）,敏感性76.67%,特异性51.79%,约登指数0.2845。肾皮质的DTI定量参数的诊断效能没有临床价值,P值大于0.05。受试者工作特征曲线（ROC）分析,相对于健康对照组,DTI定量参数值诊断C组糖尿病肾脏病的诊断效能:肾髓质FA的AUC=0.849（0.771-0.909）,敏感性86.67%,特异性75%,约登指数0.6167。肾髓质AD AUC=0.715（0.623-0.795）,敏感性81.67%,特异性44.64%,约登指数0.2631。肾髓质RD AUC=0.674（0.580-0.758）,敏感性81.67%,特异性48.21%,约登指数0.2988。肾皮质FA AUC=0.661（0.567-0.746）,敏感性71.67%,特异性55.36%,约登指数0.2702。肾皮质ADC AUC=0.632（0.537-0.719）,敏感性66.67%,特异性62.50%,约登指数0.2917.肾皮质AD AUC=0.677（0.583-0.761）,敏感性68.33%,特异性60.71%,约登指数0.2905。肾髓质ADC、RD与Cys-c、e GFR、Scr没有相关性,P大于0.05。其余各个定量参数与实验室指标具有相关性。所有DTI定量参数当中,以肾髓质FA与实验室指标的相关性最强,肾髓质FA与e GFR相关性,r=0.439（0.3110.551）、P<0.05;肾髓质FA与Cys-c具有中等负相关性r=-0.638（-0.752-0.486）、P<0.05;肾髓质FA与Scr具有低度负相关性r=-0.417（-0.532-0.286）、P<0.05。其余定量参数与Cys-c、e GFR和Scr各指标弱相关性。结论:DTI定量参数值可以早期检测出糖尿病患者的肾损害。肾皮质FA、ADC、AD和肾髓质FA、AD、RD值可以作为糖尿病肾损害的影像学标记物。第三部分肾脏DTI参数图纹理特征的可重复性研究目的:研究成人肾脏磁共振扩散张量成像FA图提取的图像纹理特征参数的可重复性。材料和方法:15例成年人,其中健康志愿者10例,2型糖尿病5例,女性9例,男性6例,年龄33-74岁,平均年龄55.6±11.4岁,采用b值为（0、800 s/mm2）的条件,进行两次扩散张量成像扫描。将图像原始数据导入到IMAge/en GINE磁共振弥散/灌注后处理软件,对DTI图像进行后处理,软件自动生成FA图。将FA图像以DICOM格式保存至电脑本地硬盘。将图像导入至纹理分析软件Ma Zda（Version 4.6,http://www.eletel.p.lodz.pl/Ma Zda）。由具有丰富工作经验的影像科医师,在右侧肾脏FA图像的肾门水平进行手工勾画感兴趣区,提取纹理特征参数,纹理提取的算法包括:灰度直方图、灰度游程矩阵、灰度绝对梯度、灰度共生矩阵、自回归模型和小波分析。对两次扫描获得的全部纹理特征参数进行一致性分析,统计学方法采用组内相关系数,统计软件为Med Calc15.8软件。在组内相关系数大于0.6的纹理特征参数当中,采用随机数字表法,随机选择4个纹理特征参数进行Bland-Altman图分析。结果:每个肾脏提取出279个纹理特征参数。肾脏的279个纹理特征参数的组内相关系数统计,ICC<0.1,有6个纹理特征,占2.15%,ICC0.10.4,有25个纹理特征,占8.96%;ICC0.40.6,有27个纹理特征,占9.68%;ICC0.60.8,有60个纹理特征,占21.51%;ICC0.81.0,有161个纹理特征,占57.71%;Bland-Altman图与ICC的分析结果相同。绝大部分纹理特征具有良好的可重复性。结论:本研究显示,基于肾脏DTI的FA的纹理特征参数测量,79.28%的纹理特征参数的组内相关系数大于0.6,组内相关系数0.8以上的占57.71%,纹理特征参数值测量具有良好的可重复性,具有进一步应用于肾脏临床科研的价值。第四部分基于DTI参数图纹理特征检测糖尿病早期肾损害目的:探讨基于弥散张量成像（DTI）参数图的纹理特征能否检测糖尿病患者的早期肾损害。材料和方法:88位研究对象和分组情况与文章第二部分相同,A组28例,为健康对照组、B组30例为糖尿病1组,C组30例为糖尿病2组。使用1.5T磁共振成像（MRI）系统进行DTI检查。将采集的DTI原始数据导入到IMAge/en GINE磁共振弥散/灌注后处理软件,软件自动生成FA图。将FA图像以DICOM格式保存至电脑本地硬盘。再将FA图像导入至纹理分析软件Ma Zda（Version4.6,http://www.eletel.p.lodz.pl/Ma Zda）。由具有丰富工作经验的影像科医师,在右侧肾脏FA图像的肾门水平进行手工勾画感兴趣区,提取纹理特征参数,纹理提取的算法包括:灰度直方图、灰度游程矩阵、灰度绝对梯度、灰度共生矩阵、自回归模型和小波分析。使用Ma Zda软件内置的B11软件,采用Fisher系数法、互信息法（MI）、分类误差概率和平均相关系数法（POE+ACC）进行数据降维,然后用最小绝对收缩和选择算子（LASSO）算法进一步筛选出最有价值的纹理特征参数。将筛选出的纹理特征参数值,建立基于放射组学特征的LASSO-logistic的糖尿病肾损害诊断模型。通过受试者操作特性曲线（ROC）下面积（AUC）来评价模型的区分度,采用Hosmer and Lemeshow Test拟合优度检验来评价模型的校准度。采用B11、易侕软件和R,Med Calc15.8软件进行统计分析。结果:从每个肾脏提取出279个纹理特征,经过B11软件分析,从A组和B组,A组和C组分别筛选30个优选的纹理特征。经过LASSO-logistic回归,建立基于纹理特征的糖尿病肾损害诊断模型。诊断糖尿病1组肾损害的公式:logit（p）=-1.8265+9.1104×135drLng REmph+0.13672×45dgrGLev Non U+17.74755×S01Dif Entrp+21.65775×S30Inv Df Mom+0.012038×Wav En HHs1-0.0025322×Wav En LLs1模型区分度评价:AUC=0.882（0.7700.952）。模型校准度评价:Hosmer-Lemeshow X2=5.3611,P=0.7184,P>0.05,模型有较好的校准能力。诊断糖尿病2组肾损害的公式:logit（P）=-9.1110+0.08838×S（0,1）Contrast。模型区分度评价:AUC=0.814（0.6900.904）。模型校准度评价:Hosmer-Lemeshow X2=5.6345,P=0.6881,P>0.05,模型有较好的校准能力。结论:基于DTI参数图的纹理特征对早期糖尿病肾损害的检测具有临床应用价值。