終末期腎病患者腎移植術(shù)后心臟結(jié)構(gòu)和功能的心臟磁共振評(píng)價(jià)

王 未，倪雪峰，祁 麗，周長圣，陸夢(mèng)潔，謝軻楠，文吉秋，張龍江，盧光明

0 引 言

終末期腎?。╡nd-stage renal disease，ESRD）是指慢性腎?。╟hronic kidney disease，CKD）的終末階段，此時(shí)腎小球?yàn)V過率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）降至15 mL/min×1.73m2以下，患者需要腎臟替代治療［1］。流行病學(xué)研究提示大多數(shù)發(fā)生在ESRD階段的心血管死亡可歸咎于心源性猝死，心律失常或充血性心力衰竭［2］。可見，影響ESRD患者心血管風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展的最主要因素是包括心臟結(jié)構(gòu)和功能異常的非動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程［1，3］。20世紀(jì)90年代超聲心動(dòng)圖研究發(fā)現(xiàn)與ESRD有關(guān)系的心臟結(jié)構(gòu)和功能的不良改變，通常被稱為尿毒癥性心肌病（uremic cardiomyopathy，UC），特征包括左心室肥厚、左心室擴(kuò)張以及左心室收縮功能障礙［4-5］。然而，超聲心動(dòng)圖在UC的診斷和監(jiān)測方面的作用是有限的［6］。近年來，心臟磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）技術(shù)的完善和推廣，為評(píng)價(jià)UC的心血管特性開辟了新途徑［7-11］。Graham-Brown等［12］應(yīng)用縱向弛豫時(shí)間成像（T1 mapping）定量技術(shù)證實(shí)了彌漫性心肌纖維化是UC在組織病理學(xué)水平的一種特征性表現(xiàn)。盡管腎移植術(shù)后UC的可逆性對(duì)于臨床干預(yù)時(shí)段的選擇至關(guān)重要，但此類研究十分少見，少數(shù)基于CMR研究中UC的可逆性受到質(zhì)疑［3，12］。本研究旨在利用CMR探討接受腎移植術(shù)的ESRD患者在心臟結(jié)構(gòu)和功能方面的轉(zhuǎn)歸情況。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象收集2015年9月到2017年2月東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院國家腎臟疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心38例ESRD患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：擬接受腎移植術(shù)的ESRD患者，所有患者于腎移植術(shù)前1或2d接受CMR初次檢查，并且擬定分別于腎移植術(shù)后2個(gè)階段（3～4個(gè)月，≥6個(gè)月）進(jìn)行CMR隨訪復(fù)查。排除標(biāo)準(zhǔn)：CMR禁忌癥（心臟起搏器等手術(shù)植入物、腦動(dòng)脈瘤夾、人工耳蝸、嚴(yán)重的幽閉恐懼癥），以及嚴(yán)重心肺功能不全無法耐受CMR檢查者。記錄所有患者的臨床特征，包括年齡、性別、BMI、體表面積、心率、透析時(shí)間、透析方式（血液透析或腹膜透析）、腎功能參數(shù)、生化指標(biāo)等。本研究經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號(hào)：2015NZGKJ-085），所有患者均簽署知情同意書。

1.2 CMR采集參數(shù)所有患者接受CMR（3T磁共振掃描儀；西門子醫(yī)療保健，埃朗根市，德國）檢查。在二腔心、四腔心和連續(xù)短軸位層面（7層）采集定位像。在四腔心和連續(xù)短軸位層面（9-10層）利用穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)（steady-state free precession，SSFP）梯度回波序列進(jìn)行心臟電影的采集。四腔心電影：掃描視野 340×340 mm2，層厚 6.0 mm，重復(fù)時(shí)間40.8 ms，回波時(shí)間 1.5 ms，回波間隔3.4 ms，翻轉(zhuǎn)角 50°，采集矩陣 256×256，時(shí)間分辨率24.4 ms。短軸位電影：掃描視野 340×340 mm2，層厚8.0 mm，重復(fù)時(shí)間 50.85 ms，回波時(shí)間1.5 ms，回波間隔 3.4 ms，翻轉(zhuǎn)角 50°，采集矩陣 256×179，時(shí)間分辨率24.7 ms。在短軸位選擇3個(gè)層面（左心室基底部、中間部和心尖部）利用改良Look-Locker（LL）反轉(zhuǎn)恢復(fù)（modified look-locker inversion-recovery，MOLLI）梯度回波序列進(jìn)行T1 mapping圖像的采集。平掃M(jìn)OLLI序列掃描模式為：5（3）3模式［13-15］。掃描參數(shù)如下：掃描視野 360×360 mm2，層厚8.0 mm，重復(fù)時(shí)間314.85 ms，回波時(shí)間1.12 ms，回 波 間 隔 2.6 ms，翻 轉(zhuǎn) 角 35°，掃 描 矩 陣256×169。

1.3 圖像后處理使用CVI42軟件（循環(huán)心血管成像公司，卡爾加里，亞伯達(dá)省，加拿大）Release 5.6.4（702）版本執(zhí)行CMR圖像分析。所有圖像分析由一名單盲觀察者獨(dú)立完成。在Short 3D模塊中，使用連續(xù)短軸位層面（9-10層）的SSFP電影圖像，分別在舒張末期和收縮末期手動(dòng)描畫每一層面左心室心內(nèi)膜和心外膜輪廓線，測量出左心室舒張末期容積（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、收縮末期容積（left ventricular end-systolic volume，LVESV）、舒張末期質(zhì)量（left ventricular end-diastolic mass，LVEDM）、收縮末期質(zhì)量（left ventricular end-systolic mass，LVESM）和左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）。LVEDV、LVESV、LVEDM、LVESM均經(jīng)過體表面積校正。在T1模塊中，在平掃的短軸位3個(gè)層面（左心室基底部、中間部和心尖部）運(yùn)動(dòng)校正MOLLI圖像上手動(dòng)描畫左心室心內(nèi)膜和心外膜輪廓線，并且標(biāo)記右心室插入點(diǎn)以自動(dòng)分割左心室節(jié)段，描畫時(shí)注意排除心外膜脂肪、褶皺、血池以及產(chǎn)生偽影的心肌節(jié)段。由平掃運(yùn)動(dòng)校正MOLLI圖像得到平掃擬合T1參數(shù)圖（T1 map），用于左心室心肌初始T1弛豫時(shí)間的測量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。定量數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布時(shí)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）描述，不符合正態(tài)分布的變量采用中位數(shù)（四分位數(shù)間距）描述，分類數(shù)據(jù)采用頻數(shù)（%）描述。隨訪前后均值的比較，正態(tài)分布的參數(shù)使用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，非正態(tài)分布的參數(shù)使用Wilcoxon符號(hào)秩檢驗(yàn)。以P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 研究對(duì)象38例患者中13例失訪，25例完成CMR隨訪復(fù)查。25例患者中位隨訪時(shí)間7.0（3.7～9.5）個(gè)月。第1階段（3～4個(gè)月）15例，隨訪中位時(shí)間3.5（3.4～3.7）個(gè)月；第2階段（≥6個(gè)月）15例，隨訪中位時(shí)間8.4（7.1～12.7）個(gè)月；其中5例患者在第1、2階段均完成了CMR隨訪復(fù)查。基礎(chǔ)資料見表1。

表1 ESRD患者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)及臨床特征資料Table 1 Demographic and clinical data on the ESRD patients

2.2 心臟電影參數(shù)隨訪中位時(shí)間7.0個(gè)月、隨訪中位時(shí)間3.5個(gè)月、隨訪中位時(shí)間8.4個(gè)月：CMR隨訪復(fù)查LVEDV/體表面積、LVESV/體表面積較CMR初次檢查顯著性下降（P＜0.05）。圖1典型病例顯示腎移植術(shù)后11.1個(gè)月CMR隨訪復(fù)查測得LVEDV/體表面積較CMR初次檢查明顯降低（88.7 mL/m2vs136.1mL/m2）。隨訪中位時(shí)間 7.0個(gè)月：CMR隨訪復(fù)查LVEDM/體表面積較CMR初次檢查顯著性下降（P＜0.05）。隨訪中位時(shí)間7.0個(gè)月、隨訪中位時(shí)間8.4個(gè)月：CMR隨訪復(fù)查LVEF較CMR初次檢查顯著性升高（P＜0.05）。見表2。

圖1 ESRD患者左心室舒張末期短軸位基底層面電影圖像Figure 1 Left ventricular end-diastolic cine image at the basal level of the short axis

2.3 初始T1弛豫時(shí)間隨訪中位時(shí)間7.0個(gè)月、隨訪中位時(shí)間3.5個(gè)月、隨訪中位時(shí)間8.4個(gè)月：CMR隨訪復(fù)查定量參數(shù)（左心室基底部初始T1、中間部初始T1、心尖部初始T1及整體初始T1弛豫時(shí)間）較CMR初次檢查均顯著下降（P＜0.05）。見表2。圖2典型病例顯示腎移植術(shù)后6.6個(gè)月CMR隨訪復(fù)查測得左心室整體初始T1弛豫時(shí)間較CMR初次檢查顯著下降（1196.2 msvs1336.2 ms）。

圖2 ESRD患者左心室短軸位基底層面平掃T1 mapFigure 2 Left ventricular native T1 map at the basal level of the short axis

表2 ESRD患者腎移植術(shù)隨訪前后CMR檢查結(jié)果（±s）Table 2 Results of cardiac magnetic resonance imaging of the ESRD patients before and after renal transplantation（±s）

表2 ESRD患者腎移植術(shù)隨訪前后CMR檢查結(jié)果（±s）Table 2 Results of cardiac magnetic resonance imaging of the ESRD patients before and after renal transplantation（±s）

*表示其中5例2次隨訪的病例CMR隨訪復(fù)查取第2次隨訪結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析

心功能參數(shù)LVEDV/體表面積（mL/m2）LVESV/體表面積（mL/m2）LVEDM/體表面積（g/m2）LVESM/體表面積（g/m2）LVEF（%）左心室基底部初始T1弛豫時(shí)間（ms）左心室中間部初始T1弛豫時(shí)間（ms）左心室心尖部初始T1弛豫時(shí)間（ms）左心室整體初始T1弛豫時(shí)間（ms）隨訪中位時(shí)間7.0個(gè)月(n=25)*CMR初次檢查96.7±22.8 44.3±14.8 67.1±24.2 69.4±22.6 54.1±10.6 CMR隨訪復(fù)查83.4±17.4 33.0±10.9 59.0±17.0 63.5±15.9 60.6±9.6 P值＜0.001＜0.001 0.034 0.074＜0.001隨訪中位時(shí)間3.5個(gè)月(n=15)CMR初次檢查104.4±15.8 48.6±15.5 68.4±18.2 71.2±19.4 53.9±11.5 CMR隨訪復(fù)查85.6±11.8 36.8±9.9 65.6±18.2 67.7±16.1 56.9±10.6 P值＜0.001＜0.001 0.386 0.339 0.081隨訪中位時(shí)間8.4個(gè)月(n=15)CMR初次檢查92.4±26.9 39.9±12.0 69.5±29.1 72.0±26.9 55.9±8.5 CMR隨訪復(fù)查81.6±20.0 29.7±9.6 60.1±19.9 64.5±19.0 63.6±6.6 P值0.033 0.001 0.130 0.149 0.007 1234.6±46.21193.4±29.80.0011230.3±36.41195.4±40.10.0161239.9±49.41192.3±29.80.004 1233.6±44.81191.0±30.30.0011231.5±34.31192.9±36.70.0141237.7±49.81188.7±29.20.003 1256.0±55.71199.8±41.2＜0.0011251.7±38.21202.9±34.30.0041253.0±66.31197.0±44.7＜0.001 1239.6±41.91194.5±27.3＜0.0011236.1±29.31196.3±32.50.0041242.1±47.21192.6±27.80.001

3 討 論

ESRD患者腎移植術(shù)后心臟結(jié)構(gòu)和功能的可逆性是目前臨床關(guān)注的重點(diǎn)。本研究25例入組的ESRD患者具備以下主要特點(diǎn)：第一，均無糖尿病史及缺血性心臟病史，而此2種因素可對(duì)患者的預(yù)期壽命和生活質(zhì)量造成負(fù)面影響［16］；第二，透析時(shí)間較短，中位透析時(shí)間1.7年，有研究認(rèn)為腎移植術(shù)前的維持性透析時(shí)間可影響腎移植術(shù)后患者的生存優(yōu)勢［17］；第三，入組患者普遍年輕，平均年齡27.5歲。

本研究通過對(duì)比25例ESRD患者腎移植術(shù)前后心臟電影參數(shù)，發(fā)現(xiàn)左心室擴(kuò)張、左心室肥厚和左心室收縮功能障礙在腎移植術(shù)后均是可逆的。在第1階段完成隨訪的患者中，發(fā)現(xiàn)左心室擴(kuò)張是可逆的，而左心室肥厚和收縮功能障礙沒有逆轉(zhuǎn)趨勢；在第2階段完成隨訪的患者中，發(fā)現(xiàn)左心室擴(kuò)張和收縮功能障礙均是可逆的，而左心室肥厚仍沒有逆轉(zhuǎn)趨勢。初步推測隨著術(shù)后時(shí)間的延長，左心室擴(kuò)張的逆轉(zhuǎn)趨勢始終存在，而左心室收縮功能障礙的逆轉(zhuǎn)趨勢逐漸出現(xiàn)。關(guān)于左心室肥厚在全部患者（25例）和分階段（第1階段和第2階段）患者中腎移植術(shù)后可逆性不一致的現(xiàn)象，我們分析有兩種可能性：第一、全部患者和分階段患者樣本量不同，從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度，需考慮不同自由度對(duì)P值的影響，所以左心室肥厚在腎移植術(shù)后的可逆性有待商榷；第二、左心室肥厚在腎移植術(shù)后是可逆的，但由于分階段比較時(shí)樣本量較小，所以隨著術(shù)后時(shí)間的延長，其逆轉(zhuǎn)趨勢的變化尚未可知。

ESRD患者高水平的彌漫性心肌纖維化已經(jīng)在早期的尸檢和活體組織檢查研究中被證明［18-19］。Aoki等［19］通過研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)間質(zhì)性纖維化最終進(jìn)展為不可逆轉(zhuǎn)的替代性纖維化時(shí)，即使接受了腎移植術(shù)心肌纖維化程度也不能完全逆轉(zhuǎn)。釓對(duì)比劑延遲強(qiáng)化（late gadolinium enhancement，LGE）成像是公認(rèn)的評(píng)估局灶性心肌纖維化的金標(biāo)準(zhǔn)，然而對(duì)于ESRD患者，彌漫性心肌纖維化有可能在LGE圖像上被漏診［20］。心肌T1 mapping技術(shù)可以通過像素直接顯示組織的T1弛豫時(shí)間，彌漫性心肌纖維化可造成廣泛的心肌組織初始T1弛豫時(shí)間的延長［21-24］。本研究通過對(duì)比25例ESRD患者腎移植術(shù)前后初始T1弛豫時(shí)間，可見左心室基底部、中間部、心尖部和整體的彌漫性心肌纖維化程度在腎移植術(shù)后均是可逆的。第1階段及第2階段隨訪中都發(fā)現(xiàn)左心室基底部、中間部、心尖部和整體的彌漫性心肌纖維化程度在腎移植術(shù)后是可逆的。初步推測隨著術(shù)后時(shí)間的延長，左心室彌漫性心肌纖維化的逆轉(zhuǎn)趨勢始終存在。初始T1弛豫時(shí)間對(duì)彌漫性心肌纖維化的程度變化較敏感，且平掃T1 mapping掃描操作簡單，完全避免了釓劑有可能造成腎源性系統(tǒng)性纖維化的潛在風(fēng)險(xiǎn)［25-26］。因此初始T1弛豫時(shí)間可作為評(píng)價(jià)ESRD患者彌漫性心肌纖維化程度的理想指標(biāo)。

本研究尚存在一些局限性：第一，本研究樣本為無糖尿病史及缺血性心臟病史且透析時(shí)間較短的年輕ESRD患者，因而缺乏普遍性，尚不能代表接受腎移植術(shù)患者的整體情況；第二，本研究為一個(gè)小樣本初步研究，增大樣本量進(jìn)一步研究，有望明確腎移植術(shù)后左心室肥厚的可逆性以及逆轉(zhuǎn)趨勢隨術(shù)后時(shí)間延長的變化情況。

總之，本研究顯示對(duì)于無糖尿病及缺血性心臟病史且透析時(shí)間較短的年輕ESRD患者而言，UC主要異常表現(xiàn)中的左心室擴(kuò)張、收縮功能障礙以及彌漫性心肌纖維化在腎移植術(shù)后均是可逆的。初始T1弛豫時(shí)間可作為評(píng)價(jià)ESRD患者彌漫性心肌纖維化程度的敏感指標(biāo)。