T1-mapping定量分析腎移植術后早期不同功能移植腎皮髓質(zhì)T1值差異的價值

任濤， 陳麗華， 謝雙雙， 王振， 付迎欣， 沈文

·腹部影像學·

T1-mapping定量分析腎移植術后早期不同功能移植腎皮髓質(zhì)T1值差異的價值

任濤， 陳麗華， 謝雙雙， 王振， 付迎欣， 沈文

目的探討T1-mapping定量分析技術評估腎移植術后早期腎功能的價值。方法將76例異體腎移植術后2～4周的患者及26例健康志愿者(對照組)納入研究，根據(jù)腎小球濾過率(eGFR)將患者組分為3組：A組為移植腎功能良好組(n=44)；B組為移植腎功能輕中度受損組(n=19)；C組為移植腎功能重度受損組(n=13)。所有受試者均行常規(guī)序列和斜矢狀面改良Look-Locker反轉(zhuǎn)恢復(MOLLI)序列MRI檢查，測量腎臟皮髓質(zhì)的T1值。比較各組內(nèi)及各組間腎臟皮髓質(zhì)T1值的差異，分析移植腎皮質(zhì)、髓質(zhì)T1值與eGFR間的相關性，采用ROC曲線分析T1值對不同功能移植腎的鑒別診斷價值。結(jié)果各組內(nèi)腎皮質(zhì)的T1值均明顯小于腎髓質(zhì)(P<0.001)。A、B、C和對照組中腎皮質(zhì)的T1值分別為(1511.95±111.31)、(1663.22±66.81)、(1719.09±74.47)和(1748.88±62.72)ms，除B組與C組間的差異無統(tǒng)計學意義(P=0.05)外，其余各組間的差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。A組腎髓質(zhì)的T1值[(2009.65±97.83)ms]大于對照組[(1946.91±51.43)ms]，差異有統(tǒng)計學意義(P=0.004)，其余各組間腎髓質(zhì)T1值的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。移植腎皮質(zhì)的T1值與eGFR呈負相關(r=-0.45，P<0.01)。腎皮質(zhì)T1值鑒別移植腎功能良好與移植腎功能受損(包括輕中度與重度受損)時曲線下面積(AUC)為0.75，診斷靈敏度及特異度分別為88.6%及83.1%。結(jié)論T1-mapping定量分析技術對評估腎移植術后早期腎功能具有一定價值，有望成為臨床上無創(chuàng)監(jiān)測移植腎功能的方法。

腎移植； 腎功能； 磁共振成像； T1值； 診斷效能

表1 受試者的基本臨床資料

指標對照組A組B組C組t/χ2值P值性別(男/女)16/1032/1214/59/41．153a0．764年齡(歲)37．5±13．536．1±11．535．1±9．334．3±8．40．2870．835術后時間(d)-18．7±1．718．9±1．519．2±1．10．7630．470移植腎類型-4．876a0．087 親體腎1531 尸體腎291612eGFR#-81．8±14．0?47．6±6．8?14．3±7．5?187．625<0．001

注：a為χ2值；*三組間兩兩比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；#單位為mL/(min·1.73m2)。

腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)的含水量不同，且同一組織在不同病理狀態(tài)含水量亦不同[1]，相應地依賴于水含量的組織弛豫時間也存在差異[2]，并且組織的縱向弛豫時間(T1值)的變化要早于橫向弛豫時間(T2值)的變化[3-4]，此外，腎臟T1值的變化可能會影響依賴于T1值的功能磁共振成像(如動脈自旋標記成像)測量結(jié)果的準確性[2]。因此，定量測量個體化的腎臟T1值對了解腎臟疾病的程度有重要意義。腎移植是終末期腎病患者的最有效治療方法，對術后移植腎的縱向弛豫時間是否有變化以及變化情況等目前尚處于初步研究階段[5]，在其臨床應用價值有待進一步證實。因此，筆者通過對26例健康志愿者及76例腎移植術后2～4周的患者行改良Look-Locker翻轉(zhuǎn)回復(modified Look-Locker inversion recovery,MOLLI)序列MRI 檢查，旨在探討T1-mapping評估腎移植術后早期腎功能的價值。

材料與方法

1.研究對象

本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，所有受試者檢查前簽署了知情同意書。

前瞻性搜集2014年5月-2015年12月于我院行異體腎移植術患者的病例資料。納入標準：①術后2～4周；②術后常規(guī)采用他克莫司(或環(huán)孢素A)+嗎替麥考酚酯+潑尼松的三聯(lián)免疫抑制方案進行抗排異反應治療；③無MRI檢查禁忌證。排除標準：①接受胰腎聯(lián)合移植患者；②接受小兒雙腎移植患者；③MRI檢查前多譜勒超聲檢查發(fā)現(xiàn)移植腎有腎盂積水的患者。此外，同期搜集符合條件的成年健康志愿者作為正常對照組，納入標準：既往無腎病、高血壓和糖尿病等病史，近1年內(nèi)血肌酐(serum creatinine，SCr)檢測及尿常規(guī)檢查無明顯異常。最終共納入102例受試者：腎移植患者76例，男55例，女21例，年齡16～57歲，平均(35.5±10.3)歲；健康志愿者26例，男16例，女10例，年齡24～59歲，平均(37.5±13.5)歲。

記錄所有受試患者行MRI檢查當天的SCr值(單位：mg/dL)，根據(jù)簡化腎臟病膳食改善公式(modification of diet in renal disease，MDRD)估算腎小球濾過率(estimated glomerular filtration rate，eGFR)[6]：

eGFR(男性)=186×(SCr)-1.154×(年齡)-0.203

(1)

eGFR(女性)=186×(SCr)-1.154×(年齡)-0.203×0.742

(2)

參照慢性腎臟疾病分期方法[7]，依據(jù)eGFR將移植腎患者分為3組：A組44例，為移植腎功能良好組[eGFR≥60mL/(min·1.73m2)]；B組19例，為移植腎功能輕中度受損組[30≤eGFR<60mL/(min·1.73m2)]；C組13例，移植腎功能重度受損組[eGFR<30mL/(min·1.73m2)]。受試者的基本臨床資料見表1。

2.檢查方法

使用Siemens Magnetom Trio Tim 3.0T磁共振掃描儀，最大梯度場強40 mT/m，最大梯度轉(zhuǎn)換率200 mT/(m·s)，8通道體部相控矩陣線圈。所有受試者在MRI檢查前2 h禁食、禁水。受試者仰臥于檢查床上、自然呼吸。26例健康志愿者及76例腎移植患者分別行雙側(cè)腎臟和移植腎的常規(guī)MRI及MOLLI序列掃描。常規(guī)MRI包括壓脂序列橫軸面T1WI及冠狀面T2WI。MOLLI序列沿腎臟最大長軸方向采用斜矢狀面進行掃描，主要參數(shù)：TE 1.03 ms，TR 314.54 ms，TI 219 ms，翻轉(zhuǎn)角35°, 體素大小2.3 mm×2.3 mm×5.0 mm，視野300 mm×300 mm，層厚5.0 mm，重復次數(shù)1，單次屏氣采集，掃描時間約8 s。

3.圖像分析

將T1-mapping圖像傳送至Siemens Syngo工作站進行圖像處理。由2位分別具有7年和3年腹部影像診斷經(jīng)驗的反射科醫(yī)師分別對數(shù)據(jù)進行盲法測量。分別在腎臟的上、中、下極處于皮質(zhì)(圖1a)和髓質(zhì)(圖1b)內(nèi)勾畫6～10個圓形感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，ROI面積盡可能大，ROI面積在皮質(zhì)為4～15 mm2、髓質(zhì)為5～25 mm2。取其中1位醫(yī)師測得的T1值的平均值作為最終值進行分析比較。

圖1 腎臟興趣區(qū)(ROI)選取方法。a) 腎臟的上、中、下極處分別于腎皮質(zhì)內(nèi)勾畫多個圓形ROI； b) 在腎臟的上、中、下極處于腎髓質(zhì)內(nèi)勾畫數(shù)個圓形ROI。

4.統(tǒng)計方法

結(jié) 果

兩位醫(yī)師測量的腎臟皮質(zhì)和髓質(zhì)的T1值及一致性分析結(jié)果見表2。各組中兩位醫(yī)師對皮質(zhì)和髓質(zhì)T1值測量結(jié)果的一致性均非常高，ICC>0.81。

表2 兩位醫(yī)師測量的腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)T1值及一致性分析

不同組別腎臟T1-mapping偽彩圖對比顯示，各組髓質(zhì)T1值均明顯高于皮質(zhì)(圖2)。不同組別內(nèi)皮髓質(zhì)的T1值及統(tǒng)計分析結(jié)果見表3。各組內(nèi)腎臟皮質(zhì)與髓質(zhì)間T1值的差異均有顯著統(tǒng)計學意義(P<0.001)。

不同組別間腎臟皮質(zhì)、髓質(zhì)T1值的對比見圖3。四組間腎皮質(zhì)T1值的差異具有統(tǒng)計學意義(F=36.225，P<0.001)。進一步兩兩比較的結(jié)果顯示，三個移植腎組腎皮質(zhì)的T1值均顯著大于對照組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.001)；A組的腎皮質(zhì)T1值明顯小于B、C組(P<0.05)，而B組與C組間的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。四組間腎髓質(zhì)T1值的差異具有統(tǒng)計學意義(F=3.632，P=0.016)；進一步兩兩比較結(jié)果顯示，B組腎髓質(zhì)的T1值明顯大于對照組(P=0.007)，B、C兩組的髓質(zhì)T1值亦大于對照組小(P分別為0.039、0.047)，而A、B和C組間髓質(zhì)T1值的差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。

移植腎的皮質(zhì)、髓質(zhì)T1值與eGFR的相關性分析結(jié)果顯示(圖4)，皮質(zhì)T1值與eGFR呈負相關(r=-0.45，P<0.01)，而髓質(zhì)T1值與eGFR的相關性無統(tǒng)計學意義(r=0.04，P=0.74)。皮質(zhì)T1值鑒別移植腎功能良好與移植腎功能受損(包括輕中度與重度受損)時的曲線下面積(area under curve,AUC)為0.75(95%置信區(qū)間0.64～0.85)，最佳診斷閾值為1732.57ms，診斷敏感度和特異度分別為88.6%和83.1%。

表3 不同組別腎臟皮、髓質(zhì)間T1值對比

討 論

T1弛豫時間是人體組織的一個本征物理量，精確地測量T1值是MRI定量分析的基礎。傳統(tǒng)測量T1值的T1mapping技術多采用多個反轉(zhuǎn)時間(inversion time,TI)的反轉(zhuǎn)恢復自旋回波(inversion recovery-spin echo，IR-SE)序列[5]。而本研究中的MOLLI序列是在180°反轉(zhuǎn)脈沖后的固定時相施加90°激勵脈沖，使用心電門控連續(xù)采集數(shù)據(jù)的一項新技術，具有掃描時間短、可重復性高以及測量更加精確的優(yōu)點[9-10]，目前已在心肌梗死、心肌炎和心肌纖維化等心臟疾病的評估中廣泛應用[11-12]，在健康成人腎臟T1值的評估中也得到初步應用[2]。腎移植術后早期腎功能的好壞直接影響著患者的短期和長期存活率[13-14]，而T1值對于反映腎臟疾病的程度有重要意義。本研究中筆者應用基于MOLLI技術的T1-mapping分析健康志愿者及不同功能移植腎實質(zhì)的T1值，得出其對早期不同功能移植腎皮質(zhì)T1值差異的評估具有一定價值。

圖2 腎臟T1-mapping偽彩圖，顯示各組中腎髓質(zhì)的T1值均高于腎皮質(zhì)。a)對照祖； b)移植腎功能良好組； c)移植腎功能輕中度受損組； d) 移植腎功能重度受損患組。

圖3 不同組別腎臟間皮質(zhì)、髓質(zhì)T1值對比的直方圖。腎功能受損組(A、B、C組)的腎皮質(zhì)和髓質(zhì)T1值均大于對照組。 圖4 移植腎皮質(zhì)T1值與eGFR的相關性曲線，顯示腎皮質(zhì)的T1值與eGFR呈負相關。

各組內(nèi)腎臟皮髓質(zhì)間T1值的對比結(jié)果顯示，所有組別中髓質(zhì)的T1值均明顯大于皮質(zhì)(P<0.001)。分析原因可能為腎臟髓質(zhì)內(nèi)含水量較皮質(zhì)豐富，使組織內(nèi)T1值較長，這與腎臟的解剖結(jié)構及生理特點相一致。本研究中健康對照組腎皮質(zhì)T1值的測量結(jié)果與Gillis等[2]應用MOLLI技術在3.0T MR上的測量結(jié)果相似，而移植腎皮、髓質(zhì)T1值的測量結(jié)果較其他研究者的測量值偏高[1,5,15]，分析原因可能與不同的成像設備、成像序列以及掃描參數(shù)有關。另外，本研究中選擇的均為腎移植術后2～4周的患者，移植腎所處的臨床環(huán)境較為一致，因此，所得結(jié)果更具可比性。

腎皮質(zhì)T1值在不同組別間的對比結(jié)果顯示，移植腎功能良好組的皮質(zhì)T1值明顯大于健康對照組，該結(jié)果與Huang等[5]的研究結(jié)果一致，分析原因可能為功能良好的移植腎由于其去神經(jīng)支配，腎動脈(尤其是入球小動脈和出球小動脈)不受交感神經(jīng)調(diào)節(jié)，使得移植腎皮質(zhì)的水含量增多[16]。此外，移植腎功能受損組(包括輕中度和重度受損)的皮質(zhì)T1值明顯大于移植腎功能良好組，可能原因為功能受損時腎間質(zhì)內(nèi)多有水腫、炎性細胞浸潤、變性壞死等病理改變，使細胞內(nèi)以及間質(zhì)內(nèi)水分子含量增高，從而使組織內(nèi)的T1值升高。本研究中的相關性分析結(jié)果顯示，移植腎皮質(zhì)的T1值與eGFR呈負相關，說明隨著移植腎功能的減低，移植腎皮質(zhì)T1值增高，表明皮質(zhì)T1值能夠評估移植早期腎臟的功能。

本研究中腎髓質(zhì)T1值在不同組別間的對比結(jié)果顯示，移植腎功能良好組髓質(zhì)T1值明顯大于健康對照組，此結(jié)果與Huang等[5]的研究結(jié)果基本一致。筆者認為出現(xiàn)這種表現(xiàn)的原因可能為功能良好的移植腎由于其去神經(jīng)支配，腎小管的重吸收不受交感神經(jīng)末梢釋放的去甲腎上腺素調(diào)控，使髓質(zhì)的含水量增多。然而，移植腎功能受損(包括輕中度和重度受損)組髓質(zhì)T1值與移植腎功能良好組比較，差異無統(tǒng)計學意義。這一結(jié)果與Huang等[5]的研究結(jié)果不一致，筆者分析原因可能為本研究中髓質(zhì)T1值的測量結(jié)果均較高，對其輕微變化不敏感；另一方面，由于腎小管和集合管的特殊結(jié)構，使髓質(zhì)呈現(xiàn)基底位于皮髓質(zhì)交界，尖端指向腎門的錐形形態(tài)，功能受損時，皮髓質(zhì)分界欠清，ROI放置的位置也有可能引起測量的誤差，從而影響統(tǒng)計分析結(jié)果，具體原因有待進一步研究。

本研究結(jié)果顯示，皮質(zhì)T1值鑒別移植腎功能良好組與移植腎功能受損組(包括輕中度與重度受損)的ROC曲線下面積為0.75，表明皮質(zhì)T1值可為早期不同功能移植腎的鑒別診斷提供有價值的信息。

本研究的局限性：第一，對移植腎功能的評價，沒有采用實際測量的腎小球濾過率作為標準，而將能在一定程度上反映腎功能的根據(jù)患者的SCr、年齡和性別計算的eGFR作為參考標準[17-18]；第二，本研究未能獲得受試者的病理結(jié)果，不能對不同病理類型的腎臟組織的T1值變化情況進行評估。在今后的研究中，將進一步分析不同病理類型的腎臟疾病的T1值情況。

綜上所述，磁共振T1-mapping技術對不同功能早期移植腎皮質(zhì)T1值的差異評估具有一定價值，有望成為臨床上無創(chuàng)評估移植腎功能的一種手段。

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ValueofT1mappingtoquantitativeanalyzethedifferenceofT1valuesindifferentrenalallograftsfunctionearlyafterkidneytransplantation

REN Tao,CHEN Li-hua,XIE Shuang-shuang,et al.

Department of Radiology,the First Central Hospital of Tianjing,Tianjing 300192,China

Objective:To explore the value of T1mapping to quantitative analyze the difference of T1-values in diffe-rent renal allografts function early after kidney transplantation.MethodsIn this prospective study,76 renal allograft reci-pients 2 to 4 weeks after kidney transplantation and 26 age-matched volunteers were included.Recipients were divided into three groups according to the estimated glomerular filtration rate (eGFR):group A (n=44),recipients with good allograft function (eGFR≥60mL/(min·1.73m2);group B (n=19),recipients with mild to moderate impaired allograft function (30≤eGFR<60mL/(min·1.73m2);group C (n=13),recipients with severe impaired allograft function [eGFR<30mL/(min·1.73m2)].At the same time,healthy volunteers (n=26) were selected as the control group.All subjects underwent conventional MRI and modified Look-Locker inversion recovery sequence (MOLLI) MRI which was performed in the oblique-sagittal plane.Renal cortical and medullary T1-values were measured.Difference of cortical and medullary T1-values within the group or among four groups were compared.Correlation of cortical and medullary T1-values with eGFR was eva-luated.The diagnostic efficacy of using T1-mapping to discriminate different renal function was assessed.ResultsThe cortical T1-values were significantly lower than the medullar T1-values in each group (P<0.001 for all).Cortical T1-value was (1511.95±111.31),(1663.22±66.81),(1719.09±74.47) and (1748.88±62.72)ms for four groups respectively,it was significantly different between each other except group B and C (P<0.05).Medullary T1-value was (2009.65±97.83)ms in group A,they were larger than that in control group which was (1946.91±51.43)ms (P=0.004).There was no statistically significant difference in medullary T1-values between other groups (P>0.05).Cortical T1-values exhibited a negative correlation with renal function as determined by eGFR for recipients (r=-0.45,P<0.01).Mean cortical T1values showed a high area under the ROC curve (AUC=0.75) to discriminate renal allografts with good and impaired (including mild to moderate impaired and severe impaired) function,with a sensitivity of 88.6% and a specificity of 83.1%.ConclusionT1-mapping provide valuable information to analyze the difference of cortical T1-values in different renal allografts function early after transplantation.It could be a useful method for evaluating renal function noninvasively.

Kidney transplantation； Renal funtion； Magnetic resonance imaging； T1value； Diagnostic efficacy

300192 天津，天津市第一中心醫(yī)院放射科(任濤、陳麗華、謝雙雙、沈文)，器官移植中心(王振、付迎欣)；300041 天津，天津市環(huán)湖醫(yī)院CT室(任濤)

任濤(1989-)，女，山西大同人，碩士，住院醫(yī)師，主要從事腹盆部和中樞神經(jīng)影像診斷工作。

沈文，E-mail：shenwen66happy@163.com

2016年天津市自然科學基金資助項目(16JCYBJC27300)

R445.2； R692.5

A

1000-0313(2017)12-1277-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.12.015

2017-04-23)