评估移植肾动脉狭窄：非对比剂增强MRA与DSA对照研究

汤浩， 王秋霞， 孟晓岩， 王梓， 王艳春， 李建军

肾移植手术为治疗终末期肾病最有效的方法，但术后移植肾血管并发症仍无法完全避免，尽管移植肾血管并发症的发生率已逐年降低，由早期的30%，降至近来的0.8%～6.0%，但是移植肾血管并发症一旦出现，病情往往进展迅速，并且后果严重，会对移植肾功能造成影响，甚至可能导致移植肾丢失，危及生命。肾移植术后最常见的血管并发症是移植肾动脉狭窄[1-3]。目前，临床上诊断移植肾动脉狭窄的常规的可靠方法有彩色多普勒超声、CT动脉血管成像(CT angiography,CTA)和MR增强动脉血管成像(contrast-enhanced MR angiography,CE-MRA)等[4-11]。彩色多普勒超声检查结果对操作者的经验及技术特别依赖，且易受盆腔肠气干扰影响诊断。而CTA扫描不可避免的需要使用含碘对比剂，并且CT会对患者产生电离辐射。另外，基于碘的对比剂可能对肾功能不良的患者造成对比剂肾病等相关不良反应[12]。对于CE-MRA，近来有报道指出含有钆元素的对比剂有可能导致肾功能不良的患者出现系统性肾源性纤维化[13-16]。特别值得注意的是患者行肾移植手术后，由于需要长期服用免疫抑制剂等药物，因此对患者肾功能的保护需要特别关注，这导致CTA及CE-MRA这两种使用对比剂的检查手段在评估移植肾动脉狭窄的应用具有一定的局限性。近来，一种新的无辐射、无创、无需使用对比剂的非对比剂增强血管成像技术成为影像学研究的热点，并得到了快速的发展，全身各个部位新的成像序列不断出现。本次研究所应用的基于多翻转脉冲空间标记技术的非对比剂增强磁共振血管成像序列(SLEEK)在评估门静脉、移植肾血管解剖及肾源性高血压方面取得了初步的成果[17-20]。本次研究中将SLEEK技术应用在评估移植肾动脉狭窄方面，并以“金标准”数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)的结果做为对照，旨在探讨SLEEK序列在评估移植肾动脉狭窄方面的应用价值。

材料与方法

1.研究对象

所有入组肾移植患者的检查均符合医院伦理委员会的要求，所有入组肾移植患者均签署知情同意书，同意入组观察。选取肾移植术后行彩色多普勒超声检查疑似有移植肾动脉狭窄并准备行DSA检查或介入治疗的患者23名(男14人，女9人，24～63岁，平均年龄45岁)纳入本项研究。23名肾移植患者首先行基于多翻转脉冲空间标记技术的非对比剂增强磁共振血管成像序列(SLEEK)检查。之后所有23名患者在完成SLEEK扫描后的1～7d内行DSA进一步检查或介入治疗。

2．扫描方法

SLEEK技术：所有移植肾动脉非对比剂增强MRA(SLEEK)检查设备均为1.5T超导磁共振扫描仪(EXCITE HD,GE,Healthcare,USA)。SLEEK序列是呼吸触发的基于多翻转脉冲空间标记技术的非对比剂增强MRA成像序列。实施SLEEK序列扫描前需要训练患者的呼吸节律。扫描过程中应用4个不同的血液抑制翻转时间(blood suppression inversion time,BSP TI)分别进行4次移植肾动脉的扫描(BSP TI=1400 ms,1100 ms,800 ms,500 ms)。冠状面扫描范围包括移植肾、中远段腹主动脉、双侧髂总动脉及双侧髂内、外动脉。在进行SLEEK序列扫描过程中如何设置翻转带是比较关键的，本研究中根据移植肾所处的位置放置的是两个相互垂直的翻转带，一个与人体长轴平行的翻转带饱和掉其覆盖区域的所有软组织、血液、骨骼等背景信号，另一个翻转带放置在移植肾上极的上方将饱和了的动脉血再次翻转为不饱和的动脉血，利用流入增强原理在信号被抑制的背景里，移植肾动脉流入增强被显示出来。据不同肾移植患者扫描范围及呼吸节律的不同，扫描时间总共约为7～8 min。其他的扫描参数：TE 2.0 ms,TR 3.9 ms,层厚2 mm,带宽±125 kHz,翻转角75°,FOV 38 cm×30 cm,Matrix 224×256,呼吸间隔1,sense factor 2,receiver NEX 0.80。

数字减影血管造影(DSA):本研究病例均在非对比剂增强MRA后拟介入治疗时行DSA ，设备为Toshiba Model DEP-2000数字减影血管造影机，放射科医生行Seldinger技术穿刺，一侧股动脉透视下导丝引导将5F Cobra导管选择性插入移植侧髂外动脉或髂内动脉或移植肾动脉进行动脉造影。每次使用12～15 mL的对比剂，注射对比剂的流率为3～4 mL/s。在放射科血管造影医师在行DSA检查术前不了解具体SLEEK的检查结果的情况下，为了能够清晰显示移植肾动脉的狭窄部位、狭窄程度、狭窄形态、狭窄数目等情况，通常需对患者进行多次、多角度投照造影图像分析，对比剂总量约36～45 mL。

图1 男，41岁，肾移植术后2个月。a)SLEEK序列MIP重建图像示移植肾动脉吻合口3度狭窄(箭)；b)DSA图像证实了狭窄的存在(箭)，并与SLEEK显示的狭窄程度一致。 图2 a)男，28岁，肾移植术后2个月余, 移植肾动脉与髂内动脉端端吻合，吻合口1度狭窄(箭)，SLEEK可以清晰显示伸入移植肾皮质的细小分支；b)男，21岁，肾移植术后1个月余, 移植肾动脉与髂外动脉端侧吻合，移植肾动脉主干1度狭窄(箭)，SLEEK可以清晰显示伸入移植肾皮质的细小分支。

3.图像分析

SLEEK:将非对比及增强MRA(SLEEK)序列的原始图像导入影像后处理工作站(AW 4.7,GE Healthcare,Buc,France)进行图像后处理、重建及分析。图像重建方法有多平面重组(multiplanar reformation,MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)及容积再现(volume rendering,VR)。

移植肾动脉狭窄的影像资料由两名放射科医师来评估，并进行一致性检验。两名放射科医师首先对每位患者动脉的4个不同的BSP TI的原始图像和重建图像质量进行评估，并选出显示效果最佳的一组图像。对每一个病例要评估狭窄的部位和狭窄程度。狭窄程度按如下分级：4级，闭塞；3级，狭窄程度75%～99%；2级，狭窄程度50%～74%；1级，狭窄程度<50%，这里认为当动脉狭窄程度>50%(2级、3级、4级)时具有显著临床意义。动脉狭窄程度的评估按照下面公式计算：狭窄程度=[1-(S/R)]×100%，R和S分别代表狭窄旁边正常段动脉的管径和狭窄段的管径。

DSA:评估移植肾动脉狭窄程度的DSA图像时候的评估标准参照非对比剂增强血管成像序列SLEEK。

4.统计分析

使用Kappa检验评判2名放射科医生对影像资料评估结果的一致性。以“金标准”DSA结果为参考，应用Kappa 检验来分析SLEEK与DSA显示移植肾动脉狭窄程度的相关性。Kappa≥0.75，认为一致性较好；0.4

结 果

23例肾移植患者行DSA检查及非对比剂增强MRA(SLEEK)检查，男14人，女9人，24～63岁，平均年龄45岁。以DSA作为金标准，确定7例患者的移植肾动脉为1度狭窄，14例为2度狭窄，2例为3度狭窄(图1)。2名放射科医生对影像资料评估结果的一致性较高，kappa值为0.93。SLEEK对有显著临床意义的狭窄(狭窄程度>50%)的阴性预测值为100%，灵敏度100%，阳性预测值93.3%，准确度95.7%，特异度88.9%。SLEEK在评估移植肾动脉狭窄程度方面与DSA的有着较好的相关性(kappa=0.86)。

表1 23例经DSA确诊的移植肾动脉狭窄分级

肾移植手术后如果能够早期无创检测到移植肾动脉狭窄，从而尽早采取相应治疗措施，这对于改善肾移植患者的预后具有极其重要的临床意义。在本研究中我们采用金标准DSA作对照，对SLEEK序列在诊断移植肾动脉狭窄方面的能力进行了评估。初步研究结果显示SLEEK能够清晰的发现移植肾动脉狭窄并可以准确的评估移植肾动脉的狭窄程度。SLEEK技术提供了很好的信噪比以及动脉血液和软组织背景之间的对比。本研究通过选择性翻转移植肾实质和静脉的磁共振信号，利用流入增强原理，从而使移植肾动脉更好地被显示出来。本次研究把SLEEK序列图像与金标准DSA的图像进行对照可以发现SLEEK序列显示移植肾动脉的效果很好，甚至可以清晰显示伸入肾皮质的细小分支(图2)。总共有23名患者的23处狭窄被SLEEK序列清晰显示，21例移植肾动脉狭窄出现在吻合口附近，1例移植肾动脉狭窄出现在吻合口附近的髂外动脉，1例狭窄出现在局吻合口稍远的移植肾动脉主干。值得一提的是在评估移植肾动脉狭窄程度方面SLEEK与DSA有着较好的一致性(Kappa=0.86)。但是有1例DSA显示为1度狭窄的患者被SLEEK评估为3度狭窄，这可能是由于该患者移植肾动脉有一段部分包饶着髂外动脉走行，髂外动脉的搏

动可能导致了相邻移植肾动脉局部血流信号的缺失(图3)。其余病例的狭窄程度与DSA的结果非常相近。另外值得一提的是对有显著临床意义的明显动脉狭窄(狭窄程度>50%)的患者，SLEEK序列对移植肾动脉狭窄的阴性预测值达到了100%，提示SLEEK序列显示移植肾动脉没有明显狭窄的结果有极高的可信度的，因此可以减少非必要的DSA检查次数。文献上的移植肾动脉非对比剂增强MRA往往是行轴面扫描[21,22]，而我们应用的SLEEK序列是冠状面扫描，这样扫描有以下优点，首先根据移植肾的形态及所处位置，冠状面扫描可以使扫描层数减少，从而节省了扫描时间，我们每一个序列用时约为2～3min；其次，冠状面扫描可以增大扫描视野，增加信息的获取，比如在胰肾联合移植时，SLEEK序列可以将位于另一侧髂窝的移植胰腺的动脉同时显示出来(图4)。

图3 女，22岁，肾移植术后1年。a)SLEEK最大密度投影显示移植肾动脉主干局部3度狭窄(箭)；b)DSA显示仅1度狭窄(箭)；c)轴面最大密度投影(MIP)显示移植肾动脉起始段局部环绕髂外动脉走形(箭)。图4 男，53岁，胰肾联合移植6个月余。a)SLEEK序列MIP重建显示移植肾动脉与髂外动脉吻合口处3度狭窄(长箭)，由于SLEEK的扫描范围大，同时显示右侧髂窝移植胰腺动脉有一处狭窄(箭)；b)DSA显示移植肾动脉狭窄程度与SLEEK一致(箭)，而DSA由于选择性移植肾动脉造影没有同时显示对侧髂窝处移植胰腺动脉的狭窄。

在对移植肾动脉狭窄的诊断中，DSA被认为是金标准，但是由于移植肾动脉的走行及吻合方式多变，因此在实际临床操作中往往需要放射科医生多角度、多次进行造影方显示移植肾动脉狭窄位置或吻合口的情况。而本研究中SLEEK序列可以进行薄层三维容积采集，将图像资料导入后处理工作站可以进行三维重建，通过多种影像后处理技术可以多种模式(MIP、VR、MPR)任意角度观察移植肾动脉。本研究有1例双支移植肾动脉患者1支移植肾动脉正常，另外1支有狭窄，DSA由于角度原因无法同时显示2支移植肾动脉的开口位置，而SLEEK通过重建可以同时显示2支移植肾动脉的开口位置并且同时显示移植肾动脉的狭窄部位(图5)。

图5 男，29岁，肾移植术后1年。a)SLEEK最大密度投影显示第二支移植肾动脉靠近吻合口处狭窄(箭)；b)多平面重建技术(MPR)显示移植肾动脉狭窄(箭)；c)容积再现技术(VR)显示双支移植肾动脉吻合口及第二支移植肾动脉狭窄段(箭)；d)DSA显示第二支移植肾动脉狭窄段(箭)；e)DSA显示第一支移植肾动脉吻合口(箭)。

本研究也存在不足之处，仅纳入了既行SLEEK检查又行DSA检查或治疗的患者，因此我们的总体病例数还比较少，还需要更大规模的搜集病例进一步研究。另外本研究发现患者的呼吸节律会对图像质量和扫描时间有着较明显的影响，因此扫描前对患者进行呼吸训练很有必要。

总而言之，基于多翻转脉冲空间标记技术的非对比剂增强磁共振血管成像序列(SLEEK)无辐射、无创，在显示移植肾动脉狭窄方面展示出了很好的应用价值，与DSA有着很好的一致性，可以为临床疑似移植肾动脉血管狭窄的患者提供一种可靠的影像诊断方法，为临床后续制定诊疗方案提供重要依据。