腎酸素化を評価するための血液酸素レベル依存性磁気共鳴画像分析の方法

血液酸素レベル依存性磁気共鳴画像法（BOLD MRI）は最近、腎酸素化を評価するための非侵襲的ツールとして利用されています。大胆な画像を分析するためのいくつかの方法が提案されています。地域のROI選択は、大胆な分析のために最も早く、最も広く使用されている方法です。過去20年間で、多くの研究者がこの方法を使用して、虚血性腎症、高血圧性腎症、糖尿病性腎症、慢性腎疾患（CKD）、急性腎障害および腎同種移植除去剤の患者の皮質および髄質酸素化を評価しました。しかし、局所ROI選択を使用した太字MRIの臨床試験では、この方法で腎皮質中膜帯を区別することは困難であり、観察者の変動の影響を受けやすいことが明らかになりました。これらの欠陥を克服するために、コンパートメントアプローチ、分数低酸素法、同心物オブジェクト（CO）メソッド、および12層同心物（TLCO）メソッドなど、大胆な画像を分析するためのいくつかの新しい方法が提案されました。コンパートメントアプローチは、ピクセルが皮質または髄質に属しているかどうかを判断するためのアルゴリズムを提供します。大胆なMRIを使用することで測定された分数腎臓低酸素は、アテローム性動脈硬化性腎動脈狭窄症患者の腎血流、組織灌流および糸球体ろ過率（GFR）と負の相関がありました。COメソッドは、腎実質を大胆な画像の各冠状スライスの6つまたは12層の厚さに分割し、R2*ラジアルプロファイル曲線を提供します。R2*曲線の勾配は、CKD患者のEGFRに積極的に関連しています。実際、各方法には常に利点と短所があり、これまでにコンセンサス方法は一般的にありません。間違いなく、再現性を高める大胆なMRIの分析的アプローチは、臨床医が腎臓低酸素症の程度を監視し、したがって組織低酸素のタイムリーな逆転を促進するのに役立ちます。

Blood oxygen level-dependent magnetic resonance imaging (BOLD MRI) has recently been utilized as a noninvasive tool for evaluating renal oxygenation. Several methods have been proposed for analyzing BOLD images. Regional ROI selection is the earliest and most widely used method for BOLD analysis. In the last 20 years, many investigators have used this method to evaluate cortical and medullary oxygenation in patients with ischemic nephropathy, hypertensive nephropathy, diabetic nephropathy, chronic kidney disease (CKD), acute kidney injury and renal allograft rejection. However, clinical trials of BOLD MRI using regional ROI selection revealed that it was difficult to distinguish the renal cortico-medullary zones with this method, and that it was susceptible to observer variability. To overcome these deficiencies, several new methods were proposed for analyzing BOLD images, including the compartmental approach, fractional hypoxia method, concentric objects (CO) method and twelve-layer concentric objects (TLCO) method. The compartmental approach provides an algorithm to judge whether the pixel belongs to the cortex or medulla. Fractional kidney hypoxia, measured by using BOLD MRI, was negatively correlated with renal blood flow, tissue perfusion and glomerular filtration rate (GFR) in patients with atherosclerotic renal artery stenosis. The CO method divides the renal parenchyma into six or twelve layers of thickness in each coronal slice of BOLD images and provides a R2* radial profile curve. The slope of the R2* curve associated positively with eGFR in CKD patients. Indeed, each method invariably has advantages and disadvantages, and there is generally no consensus method so far. Undoubtedly, analytic approaches for BOLD MRI with better reproducibility would assist clinicians in monitoring the degree of kidney hypoxia and thus facilitating timely reversal of tissue hypoxia.