CN117672503B - 一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法、系统及可存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于DKI评估IgG4‑RKD风险的方法、系统及可存储介质，涉及智能医疗领域。所述方法包括：获取患者的DKI序列；从所述DKI序列中提取参数，得到定量DKI参数，所述定量DKI参数包括：MD‑P、MD‑C、MD‑M、MK‑P、MK‑C和MK‑P；当MD‑C显著大于MD‑P和MD‑M时，发出IgG4‑RKD风险提示。本发明所公开的方法综合多种参数评估患者IgG4‑RKD风险，包括：定量DKI参数（MD‑P、MD‑C、MD‑M、MK‑P、MK‑C和MK‑M）、影像特征、eGFR、ESR和C4补体水平等多种指标，提供更全面和准确的风险评估结果，有重要的科研和临床价值。
Description
技术领域
本发明属于智能医疗领域，更具体地，涉及一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法、系统、设备、计算机可读存储介质及其应用。
背景技术
IgG4肾脏疾病（IgG4-RKD）是免疫球蛋白G4（IgG4）相关疾病（IgG4-RD）的一种特定类型。IgG4-RD是一组罕见的慢性、炎症性、纤维化自身免疫性疾病，最初被认为主要累及胰腺、唾液腺和泪腺等腺体，但后来发现它还可以影响多个器官系统，包括肾脏、胆道、淋巴结和其他脏器。据研究，约7.0%-24.6%的IgG4-RD患者会出现肾脏受累。IgG4-RKD是IgG4-RD的重要表现之一，其特点是肾脏受累。患者可表现为间质性肾炎、膜性肾病或者肾盂病变，其中间质性肾炎最常见。IgG4-RKD的发病机制尚不完全明确，但与IgG4-RD的其他器官受累可能存在共同的免疫异常反应。炎症细胞浸润、纤维化和大量的IgG4+浆细胞形成是IgG4-RKD的主要特征。
在IgG4-RKD的诊断和评估中，肾脏影像学是至关重要的。常见的影像学检查方法是肾脏磁共振成像（MRI）。MRI可以提供详细的肾脏结构和病变信息，对评估IgG4-RKD患者的肾脏病变非常有帮助。尽管常规的MRI序列在IgG4-RKD的诊断和评估中具有一定的帮助，但也存在一些局限性。常规的MRI序列可能无法清晰地显示受累肾脏的炎症程度及定量评估信息。此外，MRI序列通常难以区分IgG4-RKD与其他病因引起的肾脏疾病，例如肾小球肾炎等。因此，在IgG4-RKD的确诊和评估过程中，需要结合其他检查方法和指标，如肾活检、病理学分析和血清IgG4水平等。
需要强调的是，IgG4-RKD是一种罕见疾病，其发病率相对较低。因此，临床医生在遇到疑似IgG4-RKD的患者时需要保持高度警惕，并结合临床表现、影像学特征、病理学评估和其他相关指标进行综合诊断和评估。
发明内容
针对目前常规MRI序列只能提供有关解剖成像变化的评估，无法提供关于组织微结构变化的定量数据，因此无法准确预测IgG4-RKD风险问题，本申请提供了一种基于弥散峰度成像（DKI）评估IgG4-RKD风险的方法，DKI是一种评估肾脏疾病微结构水平的新兴成像标志物，是常规扩散加权成像（DWI）的扩展，利用非高斯模型提供了一种评估组织水分扩散系数的非侵入性方法，DKI通过进行超高B值的扫描，引入弥散峰度（MK）这一定量指标，以指示组织或病变中水分子扩散与高斯分布的偏差程度。
本申请提供了一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法，所述方法包括：
S1：获取患者的DKI序列；
S2：从所述DKI序列中提取参数，得到定量DKI参数，所述定量DKI参数包括：MD-P、MD-C、MD-M、MK-P、MK-C和MK-P；
S3：当MD-C显著大于MD-P和MD-M时，发出IgG4-RKD风险提示。
进一步，所述方法还包括：
S4：当患者的DKI序列包括以下任意一种或几种影像特征时，发出IgG4-RKD风险提示：双侧、多发、楔形或圆形肾实质病变、在超高b值图像上显示为高信号，所述超高b值为：b=1600s/mm2。
进一步，所述方法还包括：
S5：当患者的DKI序列出现肾腹膜有限不均匀增厚的影像特征时，发出肾活检实验验证提示。
进一步，所述方法还包括：
S6：获取患者红细胞沉降率ESR，当患者ESR高于正常上限提示IgG4-RKD疾病活动性高；获取患者C4补体水平，当患者C4补体水平低于正常下限时，提示IgG4-RKD预后不良；
进一步，所述方法还包括：
S7：将定量DKI参数与eGFR进行相关性分析，得到MK-C与eGFR呈负相关，当MK-C高于正常上限时，发出IgG4-RKD严重程度较高的风险提示。
进一步，所述方法还包括：
S8：将定量DKI参数与ESR进行相关性分析，得到MK-P和MK-C与ESR呈正相关，当MK-P和/或MK-C高于正常上限时，IgG4-RKD疾病活动性高。
进一步，所述方法还包括：
S9：将定量DKI参数与C4补体水平进行相关性分析，得到MD-P与C4补体水平呈正相关，当MD-P低于正常下限时，IgG4-RKD预后不良。
一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的系统，所述系统包括：
获取单元：用于获取患者的DKI序列；
定量参数提取单元：用于从所述DKI序列中提取参数，得到定量DKI参数，所述定量DKI参数包括：MD-P、MD-C、MD-M、MK-P、MK-C和MK-P；
判断单元：当MD-C显著大于MD-P和MD-M时，发出IgG4-RKD风险提示。
一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的设备，所述设备包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储程序指令；
所述处理器用于调用程序指令，当程序指令被执行时，用于执行上述的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法。
本发明的优点：
1. 本申请所公开的方法综合多种参数评估患者IgG4-RKD风险，包括：定量DKI参数（MD-P、MD-C、MD-M、MK-P、MK-C和MK-M）、影像特征、eGFR、ESR和C4补体水平等多种指标，提供更全面和准确的风险评估结果。
2. 本申请所公开的方法基于患者DKI序列的分析和多种血液指标的相关性分析，相比传统的组织活检方法，具有非侵入性诊断的优势，可以在不给患者带来额外风险和不适的情况下进行风险评估，提高了诊断的便捷性和安全性。
3. 本申请所公开的方法通过提取定量DKI参数、分析影像特征以及相关性分析，得出客观、可量化的评估结果，这些结果可作为医生判断患者风险的依据，降低了主观判断的偏差，提高了评估的准确性和可靠性。
4. 本申请所公开的方法除了评估IgG4-RKD的风险，还通过分析ESR和C4补体水平与定量DKI参数的相关性，提供了关于IgG4-RKD疾病活动性和预后的额外信息，来帮助医生更好地了解患者的病情和疾病发展趋势，以制定更有针对性和有效的治疗方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
图1是一种本发明实施例提供的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法流程示意图。
图2是一位66岁男性患者确诊IgG4-RKD的肾实质病变图像。图2中的A：双肾可见多发性圆形病灶，T2WI呈低信号；图2中的B：超高b值图像 (b=1600 s/mm2) 呈高信号；图2中的C：病灶 MK 值升高；图2中的D、E：MD、ADC 值降低。DKI及其参数图像比T2WI显示更多的病变。
图3是一位60岁男性患者确诊IgG4-TIN的肾周病变图像。图3中的A：MRI 仅显示肾脏包膜局部粗糙，超高 b 值图像（b=1600 s/mm2）信号轻微升高，肾实质无异常病变；图3中的B：MK和图3中的C：MD的参数图像未发现异常。
图4是一位62岁男性患者确诊IgG4-RKD的肾实质和肾盂病变图像。该患者的下颌下腺活检显示存在 IgG4 细胞浸润，并且肌酐升高表明肾脏受累。图4中的A：MRI显示双肾和双侧肾盂多处病变，超高b值图像 (b=1600 s/mm2) 信号升高；图4中的B：MK值增加；图4中的C：MD降低；图4中的D：ADC值降低。
图5是一位67岁男性患者确诊IgG4-RKD的单侧分布病变的图像。病变仅限于右肾，右肾体积缩小，图5中的A：超高b值图像(b=1600 s/mm2) 信号弥漫性升高；图5中的B：MK 值轻度升高；图5中的C：MD值降低；图5中的D：ADC值无明显异常。
图6是一种本发明实施例提供的肾实质、皮质和髓质ADC和各种DKI参数的比较。肾皮质、肾实质和髓质间MK和ADC无显著差异。肾皮质的MD高于肾实质和髓质。
图7是一种本发明实施例提供的定量肾脏图像参数（定量DKI参数和ADC）与临床指标之间的相关性（显示了所有指标之间的相关系数）。
图8是一种本发明实施例提供的定量肾脏图像参数（定量DKI参数和ADC）与临床指标之间的相关性（显示了显著性指标的相关系数（P<0.05）。
图9是一种本发明实施例提供的带有回归线的散点图，显示了IgG4-RKD患者中临床参数eGFR与定量DKI参数或ADC之间的线性相关性。
图10是一种本发明实施例提供的带有回归线的散点图，显示了IgG4-RKD患者中临床参数IgG与定量DKI参数或ADC之间的线性相关性。
图11是一种本发明实施例提供的带有回归线的散点图，显示了IgG4-RKD患者中临床参数IgG4/IgG与定量DKI参数或ADC之间的线性相关性。
图12是一种本发明实施例提供的带有回归线的散点图，显示了IgG4-RKD患者中临床参数ESR与定量DKI参数或ADC之间的线性相关性。
图13是一种本发明实施例提供的带有回归线的散点图，显示了IgG4-RKD患者中临床参数C4与定量DKI参数或ADC之间的线性相关性。
图14是一位34岁男性患者误诊病例图片。该患者体检时偶然发现双肾有多处占位，患者没有表现出任何临床症状或生化异常，因怀疑恶性肿瘤而进行了部分左肾切除术，但术后病理显示IgG4-TIN。回顾病例，患者超高b值图像（b=1600 s/mm2）呈现双肾多发片状、圆形高信号，这更可能是IgG4-RKD的影像表现，而非肾脏恶性肿瘤。图14中的A和B是该患者两个不同层面的超高 b 值图像（b=1600 s/mm2），显示右肾1个病灶和左肾2个病灶。
图15是一种本发明实施例提供的基于DKI评估IgG4-RKD风险的系统示意图。
图16是一种本发明实施例提供的基于DKI评估IgG4-RKD风险的设备示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如S101、S102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例提供的一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法，所述方法包括：
S1：获取患者的DKI序列；
在一个实施例中，发明人团队对26例患者接受双侧肾脏MRI检查的IgG4-RKD患者进行了前瞻性研究，得到T1WI、T2WI和DKI序列图像。这项单中心前瞻性研究获得了机构伦理委员会的批准，并从2017年10月23日至2023年8月30日期间在肾内科部门招募了怀疑患有IgG4相关肾脏疾病的患者。纳入标准为：（1）根据2019年美国风湿病学会/欧洲风湿病联盟分类标准定义为IgG4相关疾病。（2）存在肾脏受累的证据，（2.1）肾脏活检病理学显示IgG4相关的肾间质性肾炎（TIN）或膜性肾病（MGN），（2.2）没有肾脏活检病理学结果，但存在肾损伤的迹象，包括肌酐升高、蛋白尿和肾成像改变。（3）接受磁共振成像扫描。其中，由于后来的肾脏活检诊断为其他肾脏疾病，有3名患者被排除（其中2名患者被诊断为糖尿病肾病，1名患者被诊断为抗中性粒细胞胞浆抗体相关血管炎）。最终，纳入了23例IgG4相关肾脏疾病患者进行研究。
MRI检查采用3T扫描仪（MAGNETOM Skyra，西门子医疗，德国埃朗根）配备18通道磁体接收线圈进行。进行了常规轴位T1WI，T2WI和轴向DKI序列。使用研究中的同时多层面（SMS）加速扩散加权成像序列对两个肾脏进行了DKI扫描（b值为0、400、800、1200和1600 s/mm2）。参数如下： TE = 68 ms，FOV = 400×325 mm2，切片厚度 = 4.0 mm，矩阵 = 128×104，重建的像素尺寸= 1.6×1.6×4.0mm3，加速因子= 4（GRAPPA加速因子= 2和切片加速因子= 2）。扫描时间根据层数而变化，范围为4至5分钟。
23例患者的临床特征如表1所示：
表1 患者的临床特征
*在23名患者中，有一名患者仅存在肌酐升高，肾脏MRI未出现异常，因此未评估肾脏受累模式和病变分布。
表1显示了这23例患者的临床特征。6例患者病变局限于肾脏，而其余17例患者还有肾外侵犯。1例患者经病理证实为间质性肾炎，并出现肾脏受累的临床表现，如肌酐升高，但影像学未显示异常肾脏病变，其余22例患者已见肾脏病变。其中，13例患者仅表现为肾实质受累（13/22，59.09%），1例患者仅表现为肾周受累（1/22，4.55%）。此外，5例患者肾实质和肾周围同时受累（5/22，22.73%），2例患者肾实质和肾盂同时受累（2/22，8.70%），1例患者肾实质、肾盂和周围肾间质同时受累（1/22，4.55%）（图2-5）。
肾脏受累趋向于双侧（20/22，95.24%）而非单侧（2/22，9.09%），且趋向于多发（21/22，95.45%）而非单发（1/22，4.55%）。病变最常见的形态是楔形或圆形（20/22，90.91%），少部分呈弥漫分布（2/22，9.52%）。MRI信号特征总结如表2所示。IgG4-RKD的典型表现为T1WI上呈等信号（13/21，61.90%），T2WI上呈低信号（18/21，85.71%）。在超高b值图像（1600 s/mm2）上，病变大多呈高信号（20/21，95.24%）：
表2 肾脏病变的MRI信号特征
注：#在表1中描述的有异常肾脏磁共振成像结果的22名患者中，有一名患者仅存在肾周受累，没有肾实质病变，因此发明人团队仅评估这21名患者的实质病变的信号特征。* DKI是超高b值图像（b=1600s/mm2）。
S2：从所述DKI序列中提取参数，得到定量DKI参数，所述定量DKI参数包括：MD-P、MD-C、MD-M、MK-P、MK-C和MK-P；
在一个实施例中，两名放射科医生评估了磁共振图像，并确定了肾脏病变的分布模式和信号强度，测量了肾实质、肾皮质和肾髓质的表观扩散系数ADC和定量DKI参数（平均峰度MK和平均扩散率MD），包括：肾实质平均峰度MK-P、肾实质平均扩散率MD-P、肾实质表观扩散系数ADC-P、肾皮质平均峰度MK-C、肾皮质平均扩散率MD-C、肾皮质表观扩散系数ADC-C、肾髓质平均峰度MK-M、肾髓质平均扩散率MD-M、肾髓质表观扩散系数ADC-M。
指标的含义+获取方法：
这些参数反映了肾脏组织内水分子在不同方向上的运动性质和组织结构的变化，具体含义为：MD-P（Mean Diffusivity of the renal parenchyma）：肾实质的平均扩散系数，描述肾实质区域内水分子在各个方向上自由扩散的程度的经过非高斯分布校正后的平均值，该值越大，表示水分子在组织内的运动越自由，通过在MD参数图像中肾实质区域勾画ROI得到；MD-C（Mean Diffusivity of the renal cortex）：肾实质的平均扩散系数，描述肾皮质区域内水分子在各个方向上自由扩散的程度的平均值，通过在MD参数图像中肾皮质区域勾画ROI得到；MD-M（Mean Diffusivity of the renal medulla）：肾髓质的平均扩散系数，描述肾髓质区域内水分子在各个方向上自由扩散的程度的平均值，通过在MD参数图像中肾皮质区域勾画ROI得到；MK-P（Mean Kurtosis of the renal parenchyma）：肾实质的平均扩散峰度，表示肾脏实质区域内水分子的动力学变化，峰度反映了水分子呈现非高斯性运动（即水分子在组织中受到限制并表现出复杂的运动模式）时，偏离高斯分布的程度，峰度越高，意味着水分子运动模式越复杂，组织微结构更复杂，通过在MK参数图像中肾实质区域勾画ROI得到；MK-C（Mean Kurtosis of the renal cortex）：肾皮质的平均扩散峰度，表示肾脏皮质区域内水分子的动力学变化，通过在MK参数图像中肾皮质区域勾画ROI得到；MK-M（Mean Kurtosis of the renal medulla）：肾髓质的平均扩散峰度，表示肾脏髓质区域内水分子的动力学变化，通过在MK参数图像中肾髓质区域勾画ROI得到；ADC-P（Apparent Diffusion Coefficient of the renal parenchyma）：肾实质的表观扩散系数，肾实质区域内水分子扩散的整体行为的参数。它以较为简单的方式拟合水分子扩散的速率，表观系数越低，水分子扩散速度越慢，通过在ADC参数图像中肾实质区域勾画ROI得到；ADC-C（Apparent Diffusion Coefficient of the renal cortex）：肾皮质的表观扩散系数，肾皮质区域内水分子扩散的整体行为的参数，通过在ADC参数图像中肾皮质区域勾画ROI得到；ADC-M（Apparent Diffusion Coefficient of the renal medulla）：肾髓质的表观扩散系数，肾髓质区域内水分子扩散的整体行为的参数，通过在ADC参数图像中肾髓质区域勾画ROI得到。
S3：当MD-C显著大于MD-P和MD-M时，发出IgG4-RKD风险提示；
在一个实施例中，左右肾的ADC、MK和MD之间没有差异。在肾实质、肾皮质和肾髓质中，MK和ADC没有显著差异，但MD在肾皮质中较高，具体统计数据见表3和图6：
表3 双侧肾脏皮质、实质和髓质的DKI和ADC参数
表3展示了双侧肾脏皮质、实质和髓质的各种定量参数。双侧肾脏实质（MK-P）、肾脏皮质（MK-C）和肾脏髓质（MK-M）之间的MK没有显著差异，MD和ADC也没有差异（表3）。因此，使用双侧肾脏的均值来计算肾脏定量影像参数和临床指标之间的相关性。肾脏皮质、肾脏髓质和肾脏髓质之间的ADC和MK没有显著差异。然而，肾脏皮质的MD比肾脏实质和肾脏髓质更高（图6）。表4显示了定量参数的双肾均值，图7和图8展示了IgG4-RKD患者肾脏定量影像参数与临床参数之间的相关性。
表4 定量肾脏图像参数的平均值和各参数的观察者间一致性
表4展示了每个参数的观察者间一致性。MK-P、MK-C、ADC-P和ADC-C达到良好一致性（ICC：0.82-0.85），髓质MD（MD-M）一致性差（ICC：0.12），实质MD、皮质MD、MK-M和髓质ADC（ADC-M）的一致性中等（ICC：0.73-0.75）。
S4：当患者的DKI序列包括以下任意一种或几种影像特征时，发出IgG4-RKD风险提示：双侧、多发、楔形或圆形肾实质病变、在超高b值图像上显示为高信号，所述超高b值为：b=1600s/mm2；
在一个实施例中，基于上述统计结果，23例患者中IgG4-RKD的典型表现为双侧病变（90.91%）、多发病变（95.24%）以及楔形或圆形的肾实质病变（90.91%），在T1WI上显示为等信号（80.96%），在T2WI上显示为低信号（85.71%），在超高b值图像（b=1600 s/mm2）上显示为高信号（95.24%）。
b值是指弥散敏感因子，简而言之，b值代表对弥散运动检出的敏感性，b值越大，代表对水分子的弥散运动越敏感。
为了分析IgG4相关肾脏疾病的影像特征，两名拥有4年和9年经验的腹部放射科医师共同使用影像存档和通信系统（PACS，米尔沃基，威斯康星州，美国GE医疗系统）一起评估MRI影像。IgG4相关肾脏疾病的影像特征包括肾脏受累的位置（实质、盆腔或肾周间隙）、偏侧性（单侧或双侧）、多发性（单侧或多侧）、病变形态（片状/楔形、肿块）和受累器官的数量和详细信息，以及在T1WI、T2WI和DKI生成的超高b值图像（1600 s/mm2）上的病变信号强度（与正常肾实质相比的高、等或低信号强度）。
对于定量分析，DKI数据转到研究后处理软件（MR Body Diffusion Toolbox，西门子医疗，德国埃朗根）。可以使用后处理软件获得表观扩散系数（ADC）图和包括平均峰度（MK）和平均弥散率（MD）在内的DKI参数图。一位拥有5年临床经验的放射科医师通过手工方式在肾门水平上的位置绘制出双侧肾实质、皮质和髓质的感兴趣区域（ROI）。实质的ROI的勾画沿着肾脏边缘的内轮廓，避开伪影和主要血管。皮质ROI沿肾脏的轮廓绘制，类似于实质ROI，但不包括髓质。髓质ROI为在肾脏的髓质部分绘制三个圆形的ROI，T2WI被用作参考，避开肾乳头部分。ADC图根据常规的单指数扩散模型以多个b值进行计算：
Sb= S0× e(−b×ADC)；
DKI模型使用以下方程式：
Sb= S0× e(−b×MD+1/6×b2×MD2×MK)；
其中Sb为特定b值上的信号，S0为没有扩散梯度的基线信号，K为峰度，代表扩散行为与理想高斯模型的偏差，D为弥散率，表示经过非高斯扩散行为调整的ADC类似物。所有测量值重复两次，并记录平均值。在两个月的间隔期之后，以上定量参数再次由该放射科医师测量。
S5：当患者的DKI序列出现肾包膜局部不均匀增厚的影像特征时，发出肾活检实验验证提示；
在一个实施例中，本研究共纳入21例IgG4相关肾病（IgG4-RKD）患者（男性22例，女性1例；平均年龄60.21±8.97岁；范围32-75岁）。其中，17例患者处于疾病初期未接受任何治疗，2例患者处于激素维持期，4例患者处于治疗后疾病复发期。14例患者行肾活检病理，其中12例为IgG4肾间质性肾炎（IgG4-TIN），1例为IgG4膜性肾病（IgG4-MGN），1例为IgG4-TIN合并IgG4-MGN。此外，8例患者在其他脏器中有病理确认的IgG4（颌下腺6例，胃1例，输尿管1例）。
在一个实施例中，大多数IgG4-RKD患者表现为双肾多发分布的楔形病变，这些病变往往表现为T2WI低信号。掌握典型的影像学改变，结合血清IgG4升高的特点，可以更加准确地诊断IgG4-RKD。然而，发明人团队的研究中有两个特殊情况。第1例为偶然发现双肾多种占位，无其他临床表现或生化指标异常。因此，因怀疑恶性肿瘤而进行了部分右肾切除术，术后病理显示IgG4-TIN。通过回顾这个误诊病例，尽管该患者的IgG4没有明显升高，发明人团队认为双肾 DKI 上的多个圆形高信号提示可能诊断为 IgG4-RKD， 这应该在手术前考虑并排除恶性占位（图14）。
S6：获取患者红细胞沉降率ESR，当患者ESR高于正常上限提示IgG4-RKD疾病活动性高。
S7：获取患者C4补体水平，当患者C4补体水平低于正常下限时，提示IgG4-RKD预后不良。
S8：将定量DKI参数与ESR进行相关性分析，得到MK-P和MK-C与ESR呈正相关，当MK-P和/或MK-C高于正常上限时，IgG4-RKD疾病活动性高。
S9：将定量DKI参数与C4补体水平进行相关性分析，得到MD-P与C4补体水平呈正相关，当MD-P低于正常下限时，IgG4-RKD预后不良。
在一个实施例中，通过电子数据库收集病历记录、肾脏病理和实验室记录。两名肾脏病学专家通过分析患者的临床数据评估疾病的阶段。收集了实验室参数，包括血清IgG，IgE，IgG4，血清肌酐（Scr），C3和C4，24小时尿蛋白（24h-up）和红细胞沉降率（ESR）。还记录了患者的病理信息。为了评估肾功能，根据改良的肾脏疾病饮食修正（MDRD）公式计算了估计肾小球滤过率（eGFR）：
eGFR（mL/min/1.73m2）= 186×（Scr）-1.154×（Age）-0.203×（0.742 if Female）×（1.210 if African American）。肾功能与DKI参数之间存在很强的相关性。eGFR与MK-P（r=-0.62，p=0.005）和MK-C（r=-0.66，p=0.002）呈负相关。此外，eGFR与肾皮质ADC（ADC-C，r=0.53，p=0.010）呈正相关（图9）。对于免疫球蛋白，IgG与MK-P（r=0.50，p=0.02）和MK-C（r=0.47，p=0.04）呈正相关，并且与肾实质MD（MD-P，r=-0.45，p=0.011）呈负相关（图10）。IgG4与定量DKI参数之间没有相关性，但IgG4/IgG与实质ADC（ADC-P，r=0.37，p=0.04）之间存在微弱的正相关性（图11）。在炎症指标方面，发明人团队发现C4与MD-P（r=0.51，p=0.02）呈正相关（图13），ESR与MK-P（r=0.58，p=0.04）和MK-C（r=0.57，p=0.04）呈正相关（图12）。
发明人团队对定量图像参数和各种临床指标进行了相关性分析，包括IgG4、eGFR、IgG、IgG4/IgG、IgE、C3、C4、24h-UP和ESR。发明人团队的研究发现，IgG4、IgE、C3 和24h-UP与DKI指标没有显著相关性，而eGFR、IgG、C4 和 ESR与DKI指标具有有意义的相关性。正如先前在慢性肾病和 IgA 肾病中报道的那样，皮质 MK 显示与 eGFR 显著负相关。 eGFR的下降表明肾损伤程度的增加，包括肾小球毛细血管结构的进行性丧失和肾小球细胞成分的消失。此外，这些变化影响肾脏微观结构的异质性并随后增加 MK。未发现IgG4和DKI参数之间的相关性。但IgG与MK-P、MK-C呈正相关，与肾MD-P呈负相关，IgG4/IgG与实质ADC呈正相关。IgG4与DKI参数无关的原因可能是由于本研究中纳入的患者具有高度异质性，患者的临床状况和所涉及的器官有很大不同。炎症指标方面，ESR与MK-P、MK-C呈正相关。ESR是与IgG4-RKD疾病活动相关的血清生物标志物之一。这一发现可能表明，当疾病活动度较高时，肾脏的微观结构也更加复杂，MK参数升高。同时，结果提示DKI参数有助于评估IgG4-RKD的疾病活动性。最后，发明人团队发现C4与MD-P呈正相关。C3 或 C4 补体水平低于正常下限称为低补体血症。这是 IgG4-RKD 的血清学特征之一，也是 IgG4-RKD 预后不良的可能标志之一。总之，这些发现表明DKI有助于更好地了解IgG4-RKD的临床状态，并有助于做出临床决策和预测IgG4-RKD的预后。
所述相关性分析的步骤包括：
S10.1：获取患者eGFR、ESR、C4补体水平和定量DKI参数，基于Kolmogorov-Smirnov检验所述患者eGFR、ESR、C4补体水平和定量DKI参数的正态性，得到患者eGFR、ESR、C4补体水平和定量DKI参数的分布结果；
S10.2：分布结果如果满足正态分布，使用Student's t检验，如果不满足正态分布，使用Mann-Whitney U检验，得到统计检验结果；
S10.3：基于分布结果使用Pearson's和/或Spearman相关性分析得到相关性结果。
在一个实施例中，使用SPSS 26.0版本（SPSS Inc., Chicago, IL, USA）对统计数据进行分析，p<0.05的值被认为具有统计学意义。通过Kolmogorov-Smirnov检验验证数据的正态性。正态分布的变量以均值和标准差表示。非正态分布的变量以中位数和四分位数表示。分类变量以百分比方式描述。若数据正态分布，使用Student's t检验比较左右肾参数，否则使用Mann-Whitney U检验。同样，使用这种方法比较肾脏实质、皮质和髓质参数的差异。根据数据的正态性，使用Pearson's或Spearman相关性分析来确定临床参数与定量DKI指标之间的关系。组间测量一致性评估使用组间相关系数（ICC）。
Kolmogorov-Smirnov检验：用于检验一个样本是否符合某个理论分布，或者两个样本是否来自同一理论分布，它基于观察值与理论分布的累积分布函数之间的最大差距；Student's t检验：用于比较两个独立样本的均值是否存在显著差异，它假设样本均值服从正态分布，通过计算样本均值之间的差异和样本标准误差之间的比值来进行假设检验；Mann-Whitney U检验：用于比较两个独立样本的中位数是否存在显著差异，它不要求数据满足正态分布，基于秩次（排序）的比较方法来进行假设检验；Pearson's相关性分析：用于衡量两个连续变量之间的线性相关性强度和方向，它基于变量之间的协方差和标准差来计算相关系数，取值范围为-1到1，其中正值表示正相关，负值表示负相关；Spearman相关性分析：用于衡量两个变量之间的单调相关性，即是否存在着随着一个变量增加而增加（或减少）的趋势，它通过将变量转换为秩次（排序）来计算相关系数，不受数据分布的影响；组间相关系数ICC（Intraclass Correlation Coefficient）：主要用于评估重复测量、可靠性和一致性，ICC用于衡量不同观察者对同一事物进行测量的一致性程度，取值范围为0到1，其中值接近1表示一致性较高。
图15是本发明实施例提供的一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的系统，所述系统包括：
101获取单元：用于获取患者的DKI序列；
201定量参数提取单元：用于从所述DKI序列中提取参数，得到定量DKI参数，所述定量DKI参数包括：MD-P、MD-C、MD-M、MK-P、MK-C和MK-P；
301判断单元：当MD-C显著大于MD-P和MD-M时，发出IgG4-RKD风险提示。
图16是本发明实施例提供的一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的设备，所述设备包括：存储器和处理器；该设备还可以包括：输入装置和输出装置。
存储器、处理器、输入装置和输出装置可以通过总线或者其他方式连接。图3所示的是以总线连接方式为例；其中，存储器用于存储程序指令；处理器用于调用程序指令，当程序指令被执行时，用于实现上述的一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法。
在一些实施例中，存储器可以理解为程序的任何保存设备，处理器可以理解为程序的使用设备。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法。
本领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的一种计算机设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (11)
1.一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：获取患者的DKI序列；
S2：从所述DKI序列中提取参数，得到定量DKI参数，所述定量DKI参数包括：MD-P、MD-C、MD-M、MK-P、MK-C和MK-P；
S3：当MD-C显著大于MD-P和MD-M时，发出IgG4-RKD风险提示；
所述方法还包括：当患者的DKI序列包括以下影像特征时，发出IgG4-RKD风险提示：在超高b值图像上显示为高信号。
2.根据权利要求1所述的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法，其特征在于，所述方法还包括：
S4：当患者的DKI序列包括以下任意一种或几种影像特征时，发出IgG4-RKD风险提示：双侧、多发、楔形或圆形肾实质病变。
3.根据权利要求1所述的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法，其特征在于，所述超高b值为：b=1600s/mm2。
4.根据权利要求1所述的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法，其特征在于，所述方法还包括：
S5：当患者的DKI序列出现肾腹膜有限不均匀增厚的影像特征时，发出肾活检实验验证提示。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法，其特征在于，所述方法还包括：
S6：获取患者红细胞沉降率ESR，当患者ESR高于正常上限提示IgG4-RKD疾病活动性高。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法，其特征在于，所述方法还包括：
S7：获取患者C4补体水平，当患者C4补体水平低于正常下限时，提示IgG4-RKD预后不良。
7.根据权利要求5所述的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法，其特征在于，所述方法还包括：
S8：将定量DKI参数与ESR进行相关性分析，得到MK-P和MK-C与ESR呈正相关，当MK-P和/或MK-C高于正常上限时，IgG4-RKD疾病活动性高。
8.根据权利要求6所述的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法，其特征在于，所述方法还包括：
S9：将定量DKI参数与C4补体水平进行相关性分析，得到MD-P与C4补体水平呈正相关，当MD-P低于正常下限时，IgG4-RKD预后不良。
9.一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的系统，其特征在于，所述系统包括：
获取单元：用于获取患者的DKI序列；
定量参数提取单元：用于从所述DKI序列中提取参数，得到定量DKI参数，所述定量DKI参数包括：MD-P、MD-C、MD-M、MK-P、MK-C和MK-P；
判断单元：当MD-C显著大于MD-P和MD-M时，发出IgG4-RKD风险提示。
10.一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的设备，其特征在于，所述设备包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储程序指令；
所述处理器用于调用程序指令，当程序指令被执行时，用于执行权利要求1-8任意一项所述的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8任意一项所述的基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法。
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| CN202410135503.3A CN117672503B (zh) | 2024-01-31 | 2024-01-31 | 一种基于DKI评估IgG4-RKD风险的方法、系统及可存储介质 |
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