Renal biyopsi yapılan hastalarda fibrosis derecesinın difüzyon manyetik rezonans görüntüleme ile ayrımı
Discri̇mi̇nation of fi̇brosi̇s in renal biyopsi patients with diffusion magnetic resonance imaging
Yazar: BAHADIR ÖZTÜRK
Danışman: PROF. DR. MURAT DANACI
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Radyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2015
Konu: Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Biyopsi = Biopsy ; Böbrek = Kidney ; Böbrek hastalıkları = Kidney diseases ; Difüzyon manyetik rezonans görüntüleme = Diffusion magnetic resonance imaging ; Fibroz = Fibrosis ; Patoloji = Pathology ; Radyografi = Radiography

Özet:
AMAÇ
Difüzyon ağırlıklı manyetik rezonans görüntüleme su moleküllerindeki
fizyolojik hareketlerin mikroskobik düzeyde görüntülenmesidir. Böbrek, su
filtrasyonu, su transportu, reabsorbsiyonu, konsantre ve dilue etme rolü nedeniyle
difüzyon MR görüntüleme açısından ilgi çekici bir organdır. Diffüzyon MRG'nin
renal fonksiyon ve patolojiler hakkında bilgiler verdiği bilinmektedir. Biz bu
çalışmamızda akut veya kronik renal fonksiyon bozukluğu nedeniyle renal biyopsi
yapılan hastaların patoloji sonuçlarının şiddeti ve tübülointerstisyel fibrosis düzeyi ile
DAG bulgularının korelasyonunu değerlendirmeyi amaçladık. Ayrıca renal
fonksiyonu GFR aracılığıyla değerlendirerek ADC ile korelasyon gösterip
göstermediğini değerlendirmeyi amaçladık.
GEREÇ ve YÖNTEM
Çalışma fakülte etik kurulu tarafından onaylandı. Çalışma retrospektif
olduğundan aydınlatılmış onam alınmadı. Nisan 2014 ile Kasım 2014 tarihleri
arasında, böbrek biyopsisi işlemi yapılan hastalardan 18 yaş ve üstü olan, ve işlem
öncesi veya sonrası 1 ay içerisinde üst abdomen MR ve üst abdomen difüzyon MR
çekimi gerçekleştirilen 23 hasta çalışmaya dahil edildi. Tüm hastalara 1.5 tesla MR
cihazı (Siemens Magnetom Symphony Quantum, Erlangen, Germany) ile batına
yönelik faz dizilimli koil kullanılarak rutin üst abdomen MR ve difüzyon MR
incelemesi yapılmıştı Hastaların görüntüleri dışlama kriterleri açısından
değerlendirildi. Görüntüler morfolojik açıdan kortikomedüller ayrım ve renal yer
kaplayıcı lezyon varlığını içeren ek bulgular açısından değerlendirildi. DA görüntüler
teknik açıdan değerlendirildi. ROI'ler biyopsi yapılan böbreğin tümünü içeren
kortikomedüller (biyopsi ADC), üst-orta zon bileşkesi, orta zon santral ve alt-orta zon
bileşkesi kortikomedüller alanı içeren yuvarlak ROI'lerin ortalaması (orta zon ADC)
ve her iki böbrek kortikomedüller alanı kapsayan (ADC-GFR) olmak üzere elde
olunmuştur. GFR hesaplanması serum kreatinin düzeyinden elde olunan MDRD
formülü ile yapıldı. Hastalar KDIOQ evrelemesine göre 5 gruba ayrılmıştır. Patolojik
skorlama sistemi; glomerüler hasar, tübülointerstisyel hasar ve vasküler etkilenme
kriterlerini 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 varyans
analizi testi (ANOVA) ile karşılaştırıldı. 'Biyopsi ADC' ve 'Orta zon ADC' ile
patolojik 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 arasındaki
ilişkiye Spearman korelasyon testi ile bakıldı. 'ADC-GFR' GFR grupları
bakımından tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ile karşılaştırıldı. 'ADC-GFR' ile
GFR arasındaki ilişkiye Pearson korelasyon testi ile bakıldı.
BULGULAR
Morfolojik değerlendirmede; hastaların 9'unda kortikomedüller ayrım normal
iken, 8'inde azalmış, 3'ünde ise kaybolmuş olarak izlendi. 9 hastada unilateral ve
bilateral değişik boyutlarda benign kistik lezyonlar mevcuttu. Bunlara ek olarak renal
ve perirenal ek bulgu olarak 1 hastada alt zon komşuluğunda 5X5 cm boyutlu
hematom, 1 hastada ise perirenal çizgilenmeler mevcuttu.
Biyopsi ADC, patolojik gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark
saptandı (p=0,005). Post Hoc testlerde farkın hafif ve ileri gruptan kaynaklandığı
saptandı (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 'İyi
Derecede' anlamlı korelasyon saptandı (korelasyon katsayısı= -0,615, p=0,004). Orta
pol ADC ile patoloji skor grupları arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark
saptandı (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 fark
saptanmadı. 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 fark
saptandı (p=0,005). Post Hoc testlerde farkın normal derecede fibrosis ile orta
derecede 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 fibrosis
yüzdeleri arasında negatif yönde 'Çok iyi derecede' anlamlı korelasyon saptandı
(korelasyon katsayısı= -0,770, p<0,001). ADC-GFR, tahmini GFR grupları arasında
istatistiksel olarak anlamlı bir fark saptanmadı (p=0,081). ADC-GFR ile tahmini
GFR sayıları arasındaki herhangi bir ilişki saptanmadı.
SONUÇ
Renal difüzyon MR, perfüzyon etkisinden arındırılmış b=800 sn/mm2
görüntülerde, hafif derecede patolojik etkilenmesi olan grup ile ileri düzeyde
patolojik etkilenmesi olan grup arasında ayırt edici olmuştur. Patoloji skoru ve
tübülointerstisyel fibrosis düzeyi ile renal ADC düzeyleri negatif korelasyon
göstermektedir. GFR değerleri ile ADC değerleri arasında ilişki saptanmadı. Ayrıca
tüm böbrekten yapılan ölçümler, orta polden yapılan ölçümlere göre daha anlamlı
bulundu. Sonuçta DAG renal parankimdeki patolojik değişiklikler ve fibrosis düzeyi
hakkında bilgi vermektedir. Ancak DAG'nin renal patolojinin değerlendirilmesinde
güvenilirliğini saptamak için uygun teknik faktörler sağlanarak, geniş ve prospektif
çalışmalara ihtiyaç vardır.

Anahtar Kelimeler: Renal, difüzyon, manyetik rezonans görüntüleme, fibrosis, patoloji

Abstract:
Objective
The diffusion-weighted magnetic resonance imaging (DWI) is the imaging of the
physiological motion of water molecules on a microscopic level. The kidney is an
interesting organ in terms of the diffusion MR imaging due to its role of filtrating,
transporting, reabsorbing, concentrating and diluting water. Diffusion MRI is known
to provide information about the renal functionings and pathologies.
In this study, we aimed to evaluate the severity of the pathology results of the patients
who received a renal biopsy due to an acute or a chronic renal dysfunction, and also
the tubule-interstitial fibrosis level along with the correlation of DWI findings.
Separately, we also aimed to evaluate the renal functioning through GFR to see
whether it showed a correlation with ADC or not.
Material and Method
The study was approved by the ethical committee of the faculty. No informed consent
was received since the study was retrospective. Among the patients who received a
renal biopsy procedure between April 2014 and November 2014, 23 patients aged 18
and above on whom upper abdominal MR and upper abdominal diffusion MR
imagings were performed prior to the process in question or within one month after
the process were incorporated into the study. All the patients had received a routine
upper abdominal MR and diffusion MR examinations by using a phased-array coil for
the abdomen via 1.5 Tesla MR device (Siemens Magnetom Symphony Quantum,
Erlangen, Germany). The patients' MR images were evaluated in terms of the
exclusion criteria. The MR images were evaluated in terms of the additional findings
comprising, morphologically, the corticomedullary differentiation and the presence of
renal space occupying lesion. The DW images were evaluated in terms of the
technique. ROIs were obtained as those covering the corticomedullary region
including the whole kidney on which a biopsy was performed (biopsy ADC), uppermedium
zone junction, the average of round ROIs covering the corticomedullary
region of the medium zone central region and lower-medium zone junction (medium
zone ADC) and those covering the corticomedullary region of both kidneys (ADCGFR).
The GFR assessment was performed through the MDRD formula obtained
from the serum creatinine level. The patients were separated into 5 groups according
to KDIOQ staging procedure. The pathological scoring system comprises the criteria,
such as glomerular damage, the tubule-interstitial damage and vascular effect. The
patients were separated into 3 groups according to the pathological score group and
also into 4 groups according to the tubule-interstitial fibrosis level. In the stratistical
analysis, ''Biopsy ADC'' and ''Medium-zone ADC'' were compared via One-Way
variance analysis test (ANOVA) in terms of pathological groups. The relationship
between '' Biopsy ADC''-''Medium-zone ADC'' and the pathological scoring was
examined through Pearson's correlation test. 'Biopsy ADC' was compared via Oneway
variance analysis (ANOVA) in terms of the tubule-interstitial fibrosis groups.
The relationship between 'Biopsy ADC' and the tubule-interstitial fibrosis
percentages was examined through the Spearman's correlation test. The 'ADC-GFR'
was compared via One-way variance analysis (ANOVA) in terms of GFR groups. The
relationship between 'ADC-GFR' and GFR was examined through Pearson's
correlation test.
Findings
In the morphological evaluation, the corticomedullary differentiation in 9 of the
patients was normal, whereas it was monitored to have decreased in 8 of them and
even disappeared in 3 of them. There were unilateral and bilateral benign cyctic
lesions in various sizes in 9 of the patients. In addition, as the renal and perirenal
additional finding, there was a hematoma, 5x5 cm in size, in the lower zone vicinity
in 1 of the patients and also perirenal streakings in 1 of the patients.
In the biopsy ADC, a statistically significant difference was determined among the
pathological groups (p=0,005). In Post Hoc tests, the difference was determined to
have originated from mild and severe groups (p=0,007). No significant difference was
determined among the other groups (mild-moderate; 0,055; moderate-severe; 0,918).
There was a ''Good'' significant correlation in a negative direction determined
between the pathological scoring and the biopsy ADC (correlation coefficient = -
0,615, p=0,004). A statistically significant difference was determined between the
mid-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 a
negative direction determined between the mid-zone ADC and the pathological
scoring (correlation coefficient= -0,563, p=0,01). Between the biopsy ADC and
tubule-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 groups
with 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 ''Very
Well'' significant correlation in a negative direction between the biopsy ADC and
fibrosis percentages (correlation coefficient = -0,770, p<0,001). Along with ADCGFR,
there was no statistically significant difference among the estimated GFR
groups (p=0,081). There was no relationship between ADC-GFR and the estimated
GFR numbers, either.
Result
In the b=800 sn/mm2 images refined from the perfusion effect, the renal diffusion MR
has been distinctive between the group with a mild pathological impact and that with
a severe pathological impact. The pathological scoring and tubule-interstitial fibrosis
level as well as the renal ADC levels show a negative correlation. No relationship was
determined between the GFR and ADC values. Moreover, the measurements
performed on the whole kidney were found to be more significant than those
performed on the mid-pole. In conclusion, diffusion MRI gives information about
pathological differences in renal paranchyma and fibrosis. But to determine the
reliability of DWI in assessing renal pathology, providing appropriate technical
factors, wide and prospective studies must be done.

Key Words: Renal, diffusion, magnetic resonance imaging, fibrosis, pathology.