動脈自旋標記MRI評價腎癌部分切除術后殘余腎功能的價值

溫成龍 WEN Chenglong

任 濤 REN Tao

陳麗華 CHEN Lihua

黃黎香 HUANG Lixiang

謝雙雙 XIE Shuangshuang

柴 超 CHAI Chao

劉 謙 LIU Qian

沈 文 SHEN Wen

動脈自旋標記MRI評價腎癌部分切除術后殘余腎功能的價值

溫成龍 WEN Chenglong

任 濤 REN Tao

陳麗華 CHEN Lihua

黃黎香 HUANG Lixiang

謝雙雙 XIE Shuangshuang

柴 超 CHAI Chao

劉 謙 LIU Qian

沈 文 SHEN Wen

目的 探討動脈自旋標記（ASL）評估腎癌患者腹腔鏡腎部分切除術后殘余腎功能的價值。資料與方法 前瞻性地研究15例行腹腔鏡腎部分切除術的腎癌患者，于術前1周內及術后3個月行ASL掃描，分析ASL測得健側腎皮質的腎血流量（RBF）值與放射性核素法測得腎小球濾過率的相關性，比較術前及術后3個月患側、健側腎組織RBF值的差異。結果 健側腎皮質RBF值與腎小球濾過率呈正相關（r=0.638，P＜0.05）?；紓葰堄嗄I組織 RBF值[（291.5±37.3）ml/（100 g·min）]較術前腎組織 RBF值[（237.8±46.2）/（100 g·min）]升高約53.7 ml/（100 g·min）（P＜0.05)；健側腎組織RBF值[（241.1±50.3）ml/（100 g·min）]較術前腎組織 RBF值[（290.4±51.8）ml/（100 g·min）]下降約49.3 ml/（100 g·min）（P＜0.05)。結論ASL可以用來評價腎功能，且對評估腹腔鏡腎癌部分切除術后殘余腎血流灌注功能具有一定的價值。

癌，腎細胞；腎切除術；腹腔鏡檢查；磁共振成像；腎血流量

Address Correspondence to: SHEN Wen

E-mail: shenwen66happy@163.com

中國醫(yī)學影像學雜志

2017年 第25卷 第7期：555-558

Chinese Journal of Medical Imaging 2017 Volume 25 (7): 555-558

腎細胞癌（renal cell carcinoma，RCC）是腎臟最常見的惡性腫瘤，占成人腎實質惡性腫瘤的85%～95%[1]。目前T1期腎癌常用術式為腎部分切除術[2]，其與腎根治性切除術對腫瘤的治療效果相似[3-4]，但能夠減少腎功能損失，減少心血管意外發(fā)生的風險，降低總體死亡率[5]。然而，腎部分切除術后殘余腎功能下降的發(fā)生率仍較高，有可能發(fā)展為慢性腎臟病[6]。因此，評價腎腫瘤切除術后殘余腎功能有助于臨床更好地評估手術對患者腎功能的影響。目前評價和監(jiān)測殘余腎功能的常用方法主要包括核素檢查、超聲及腎臟穿刺活檢等，但均存在一定的局限性[7]。動脈自旋標記（arterial spin labeling，ASL）MRI能夠定量、無創(chuàng)地反映組織的血流灌注情況[8-9]，目前在健康腎臟以及腎臟腫瘤類型的評估中已經(jīng)得到應用[9-11]，而在腎癌部分切除術后殘余腎血流量（renal blood flow，RBF）的評估中鮮有報道。本研究擬探討ASL MRI評估腎腫瘤患者腹腔鏡部分切除術前后患側殘余腎組織及健側腎臟血流的變化，幫助臨床更為精確地評估殘余腎功能。

1 資料與方法

1.1 研究對象 收集2015年1月－2016年3月天津市第一中心醫(yī)院收治的腎透明細胞癌患者15例，其中男7例，女8例；年齡32～65歲，平均（53±8）歲。納入標準：①單側腎腫瘤，且腫瘤直徑＜4 cm；②擬行腹腔鏡腎部分切除術；③術前3 d內行放射性核素檢查；④術前1周內及術后3個月均行腎臟MRI檢查；⑤術中熱缺血時間＜30 min。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，所有受試者檢查前均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 放射性核素檢查采用Siemens T2 SPECT/CT儀，患者取平臥位，探頭緊貼背部，使雙腎和膀胱包括在探頭視野內，通過肘靜脈“彈丸”式注射99TcmDTPA 111～148 MBq（3～4 mCi）后，立即采集第1時相2 s/幀，共30幀；第2時相1 min/幀，共20幀，通過Gates法算出腎小球濾過率（glomerular filtration rate，GFR）。MR圖像采集采用Siemens Magnetom Trio Tim 3.0T 超導MR掃描儀，8通道體部相控矩陣線圈。受試者行常規(guī) MRI及ASL檢查。常規(guī)MRI檢查序列包括橫斷面T1WI（TR 4.36 ms，TE 1.26 ms，翻轉角9.0°，層厚2.5 mm）及冠狀面脂肪抑制 T2WI（TR 78 ms，TE 2000 ms，層厚 2.5 mm）。ASL序列采用血流敏感交替反轉恢復-真實快速成像穩(wěn)態(tài)自由進動（flow sensitive alternating inversion recovery-true fast image with steady-state precession，F(xiàn)AIR true-FISP）[10]，采用呼吸觸發(fā)技術，在腎臟最大長軸采用斜矢狀面進行掃描，掃描參數(shù)：TR 4.48 ms，TE 2.24 ms， TI 1200 ms，翻轉角70°，體素大小2.3 mm×2.3 mm×5.0 mm，層厚5.0 mm，無間距掃描，重復12次。采集無反轉的平衡磁化強度圖M0，同層面的T1圖采用相同分辨率修飾的looklocker反轉恢復序列。

1.3 圖像分析 由2名具有7年和3年腹部影像診斷經(jīng)驗的主治醫(yī)師分別對數(shù)據(jù)進行分析。應用美國MatlabMathworks R2010b軟件，將掃描所得的標記圖、未標記圖、M0圖及T1圖采用以下公式計算RBF：RBF=（λ/2α·TI）（ΔM·TI/M0）exp（TI/T1）。其中，λ是血液-組織分配系數(shù)，為80 ml/100 g；α是反轉效率，為1；ΔM為標記圖與未標記圖產(chǎn)生的縱向磁化矢量差；TI為反轉時間；M0為平衡磁化強度；T1為縱向弛豫時間。應用MRIcron軟件，在上述計算生成的RBF圖中，在患腎腫瘤部分1 cm外腎皮質及健側腎上、中、下極腎皮質盡可能大地放置6～10個圓形ROI（圖1），同時術后盡量在相同位置繪制同樣大小及數(shù)目的ROI。依腎皮質厚度不同，ROI面積為4～15 mm2。

圖1 ROI繪制。男，51歲，RCC。A、B、C分別示患側術前、患側術后及健側ROI的放置。箭示腫瘤

1.4 統(tǒng)計學方法 應用SPSS 19.0軟件，計量資料以x±s表示。采用組內相關系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）分析觀察者間的一致性。ICC為0.81～1表示一致性非常好[11]。采用Pearson 相關分析患者術前健側腎皮質的RBF與放射性核素法測得GFR的相關性。采用配對樣本t檢驗比較術前及術后3個月患側殘余腎組織、健側腎皮質RBF值的差異，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 觀察者間測量結果的一致性分析 2 名醫(yī)師對不同組別腎皮質 RBF 值測量結果均具有很好的一致性，ICC值均＞0.90，見表1。

2.2 RBF值與GFR的相關性 15例患者術前健側腎皮質RBF值與GFR呈正相關（r=0.638，P＜0.05），見圖2。

表1 不同組間腎皮質RBF值觀察者間測量一致性（x±s，n=15）

圖2 15例健側腎皮質RBF與GFR的相關性

2.3 手術前后RBF值的變化 15例患者術后患側殘余腎組織RBF值為（291.5± 37.3）ml/（100 g·min），術前患側腎組織RBF值為（237.8±46.2）ml/（100 g·min），患側RBF值術后較術前升高約53.7 ml/（100 g·min），差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05)。15例患者術后健側RBF值為（241.1±50.3）ml/（100 g·min），術前健側RBF值為（290.4±51.8）ml/（100 g·min），健側RBF值術后較術前下降約49.3 ml/（100 g·min）（P＜0.05）。其中，2例患者術后患側及健側RBF值較術前均呈下降趨勢；2例患者術后患側RBF值較術前呈下降趨勢，而健側RBF值呈上升趨勢；2例患者術后患側、健側RBF值較術前均呈上升趨勢。圖3顯示1例患者腎臟手術前后患側及健側RBF偽彩圖。

圖3 腎臟手術前后患側與健側RBF偽彩圖。A～D分別為患側術前、患側術后、健側術前和健側術后RBF偽彩圖

3 討論

ASL利用射頻脈沖標記動脈血中的水質子，選擇動脈血中的自由水質子作為內源性示蹤劑[12]，經(jīng)過一定的TI后，待標記水進入組織，與組織水進行交換，引起組織T1值或磁化率的變化，標記圖像與未標記圖像相減即可獲得灌注圖像[7-8,11]。由于腎臟髓質低灌注的生理特點，以及受ASL低信噪比、低對比噪聲比的影響，測得的髓質灌注值的可信度有待進一步提高[13-14]。因此，本研究僅對腎臟皮質的灌注情況進行分析。

腎臟GRF取決于RBF和腎小球濾過分數(shù)，一定水平的RBF是腎功能保持正常的基礎。腎癌不同于尿路梗阻性或血管性疾病，在不合并其他腎臟疾病的前提下，患側殘余腎組織及健側腎組織的濾過功能一般正常[15-16]；若RBF減少，將導致腎臟濾過功能下降。因此，RBF是評價腎臟功能尤其是濾過功能的一個重要指標。本研究結果顯示，ASL測得健側腎皮質RBF與GFR有較好的相關性，表明ASL可以用來評估分腎血流灌注水平，進而評價殘余腎功能。

本研究顯示，腎癌部分切除術后大部分患者患側殘余腎組織RBF較術前患側腎組織RBF增加，而健側RBF較術前減少，其原因可能為術前患者腎組織有腫瘤壓迫正常腎實質，使患側血流減少，而健側血流代償性增加；當切除腫瘤后壓迫解除，患側殘余腎組織血流灌注水平逐漸增加，同時健側腎組織的代償機制解除，從而使血流灌注水平下降。有患者患側殘余腎組織及健側腎組織RBF均減少，可能是由于患側基礎腎功能較差，術后功能受損或腎功能延遲恢復[17]；也有患者患側殘余腎組織RBF較術前減少，健側RBF較術前增加，可能是由于患側正常腎實質過度切除，從而使患側殘余腎組織血流灌注水平降低，健側代償增加，血管灌注水平增加；還有患者患側殘余腎組織及健側腎組織RBF均增加，可能由于患側殘余腎組織術后缺血-再灌注作用及健側腎組織仍處于代償狀態(tài)，殘余腎血流灌注水平能否恢復正常有待延長隨訪時間進一步觀察。

本研究的局限性在于樣本量相對較小，有待進一步擴大樣本量進行深入討論，殘余腎功能的動態(tài)變化有待延長隨訪時間在多個時間點進行動態(tài)觀察； 其次，本研究中ASL MRI僅能獲得一層圖像，未能獲取整個腎臟的血流灌注信息。

總之，ASL可以用來評估腎臟血流灌注水平，對評估腎癌腹腔鏡部分切除術前后腎血流灌注的變化具有一定的價值。

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（本文編輯 饒亞嵐）

Aterial Spin Labeling Evaluation of Residual Renal Function After Partial Nephrectomy on Renal Cell Carcinoma

Purpose To investigate the value of arterial spin labeling (ASL) in evaluating renal function in patients with renal cell carcinoma (RCC) after laparoscopic partial nephrectomy. Materials and Methods Fifteen patients with RCC undergoing laparoscopic partial nephrectomy were studied prospectively. The patients were performed ASL scan one week before and three months after operation. The correlation between renal blood flow (RBF) value measured by ASL and the glomerular filtration rate (GFR) measured by radionuclide method in the renal cortex of healthy side was analyzed. The RBF values in the kidney of affected side or healthy side were measured, the difference of which between before operation and three months after operation was compared. Results The RBF value and GFR data in the renal cortex of healthy side had positive correlation (r=0.638, P＜0.05). In the affected side of kidney, the RBF value of remaining renal tissue [(291.5±37.3) ml/ (100g·min)] compared with that of preoperative renal tissue [(237.8±46.2) ml/(100g·min)] increased about 53.7 ml/(100g·min) (P＜0.05). In the healthy side of kidney, the RBF value of renal tissue [(241.1±50.3) ml/(100 g·min)] compared with that of preoperative renal tissue [(290.4±51.8) ml/(100 g·min)] decreased about 49.3 ml/(100 g·min) (P＜0.05). Conclusion ASL can be used to evaluate renal function, and it is valuable to evaluate renal perfusion function after laparoscopic partial nephrectomy of RCC.

Carcinoma, renal cell; Nephrectomy; Laparoscopy; Magnetic resonance imaging; Renal blood flow

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.07.021

天津醫(yī)科大學第一中心臨床學院 天津300192

沈 文

Center of the First Clinical College of Tianjin Medical University, Tianjin 300192, China

2016-12-25

修回日期：2017-03-15

R445.2；R699.2