终末期肾病患者肾移植术后心脏结构和功能的心脏磁共振评价

王 未，倪雪峰，祁 丽，周长圣，陆梦洁，谢轲楠，文吉秋，张龙江，卢光明

0 引 言

终末期肾病（end-stage renal disease，ESRD）是指慢性肾病（chronic kidney disease，CKD）的终末阶段，此时肾小球滤过率（estimated glomerular filtration rate，eGFR）降至15 mL/min×1.73m2以下，患者需要肾脏替代治疗［1］。流行病学研究提示大多数发生在ESRD阶段的心血管死亡可归咎于心源性猝死，心律失常或充血性心力衰竭［2］。可见，影响ESRD患者心血管风险发展的最主要因素是包括心脏结构和功能异常的非动脉粥样硬化进程［1，3］。20世纪90年代超声心动图研究发现与ESRD有关系的心脏结构和功能的不良改变，通常被称为尿毒症性心肌病（uremic cardiomyopathy，UC），特征包括左心室肥厚、左心室扩张以及左心室收缩功能障碍［4-5］。然而，超声心动图在UC的诊断和监测方面的作用是有限的［6］。近年来，心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）技术的完善和推广，为评价UC的心血管特性开辟了新途径［7-11］。Graham-Brown等［12］应用纵向弛豫时间成像（T1 mapping）定量技术证实了弥漫性心肌纤维化是UC在组织病理学水平的一种特征性表现。尽管肾移植术后UC的可逆性对于临床干预时段的选择至关重要，但此类研究十分少见，少数基于CMR研究中UC的可逆性受到质疑［3，12］。本研究旨在利用CMR探讨接受肾移植术的ESRD患者在心脏结构和功能方面的转归情况。

1 资料与方法

1.1 研究对象收集2015年9月到2017年2月东部战区总医院国家肾脏疾病临床医学研究中心38例ESRD患者。纳入标准：拟接受肾移植术的ESRD患者，所有患者于肾移植术前1或2d接受CMR初次检查，并且拟定分别于肾移植术后2个阶段（3～4个月，≥6个月）进行CMR随访复查。排除标准：CMR禁忌症（心脏起搏器等手术植入物、脑动脉瘤夹、人工耳蜗、严重的幽闭恐惧症），以及严重心肺功能不全无法耐受CMR检查者。记录所有患者的临床特征，包括年龄、性别、BMI、体表面积、心率、透析时间、透析方式（血液透析或腹膜透析）、肾功能参数、生化指标等。本研究经过医院伦理委员会批准（批准号：2015NZGKJ-085），所有患者均签署知情同意书。

1.2 CMR采集参数所有患者接受CMR（3T磁共振扫描仪；西门子医疗保健，埃朗根市，德国）检查。在二腔心、四腔心和连续短轴位层面（7层）采集定位像。在四腔心和连续短轴位层面（9-10层）利用稳态自由进动（steady-state free precession，SSFP）梯度回波序列进行心脏电影的采集。四腔心电影：扫描视野 340×340 mm2，层厚 6.0 mm，重复时间40.8 ms，回波时间 1.5 ms，回波间隔3.4 ms，翻转角 50°，采集矩阵 256×256，时间分辨率24.4 ms。短轴位电影：扫描视野 340×340 mm2，层厚8.0 mm，重复时间 50.85 ms，回波时间1.5 ms，回波间隔 3.4 ms，翻转角 50°，采集矩阵 256×179，时间分辨率24.7 ms。在短轴位选择3个层面（左心室基底部、中间部和心尖部）利用改良Look-Locker（LL）反转恢复（modified look-locker inversion-recovery，MOLLI）梯度回波序列进行T1 mapping图像的采集。平扫MOLLI序列扫描模式为：5（3）3模式［13-15］。扫描参数如下：扫描视野 360×360 mm2，层厚8.0 mm，重复时间314.85 ms，回波时间1.12 ms，回 波 间 隔 2.6 ms，翻 转 角 35°，扫 描 矩 阵256×169。

1.3 图像后处理使用CVI42软件（循环心血管成像公司，卡尔加里，亚伯达省，加拿大）Release 5.6.4（702）版本执行CMR图像分析。所有图像分析由一名单盲观察者独立完成。在Short 3D模块中，使用连续短轴位层面（9-10层）的SSFP电影图像，分别在舒张末期和收缩末期手动描画每一层面左心室心内膜和心外膜轮廓线，测量出左心室舒张末期容积（left ventricular end-diastolic volume，LVEDV）、收缩末期容积（left ventricular end-systolic volume，LVESV）、舒张末期质量（left ventricular end-diastolic mass，LVEDM）、收缩末期质量（left ventricular end-systolic mass，LVESM）和左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）。LVEDV、LVESV、LVEDM、LVESM均经过体表面积校正。在T1模块中，在平扫的短轴位3个层面（左心室基底部、中间部和心尖部）运动校正MOLLI图像上手动描画左心室心内膜和心外膜轮廓线，并且标记右心室插入点以自动分割左心室节段，描画时注意排除心外膜脂肪、褶皱、血池以及产生伪影的心肌节段。由平扫运动校正MOLLI图像得到平扫拟合T1参数图（T1 map），用于左心室心肌初始T1弛豫时间的测量。

1.4 统计学分析采用SPSS 16.0软件进行数据分析。定量数据符合正态分布时采用均数±标准差（±s）描述，不符合正态分布的变量采用中位数（四分位数间距）描述，分类数据采用频数（%）描述。随访前后均值的比较，正态分布的参数使用配对样本t检验，非正态分布的参数使用Wilcoxon符号秩检验。以P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 研究对象38例患者中13例失访，25例完成CMR随访复查。25例患者中位随访时间7.0（3.7～9.5）个月。第1阶段（3～4个月）15例，随访中位时间3.5（3.4～3.7）个月；第2阶段（≥6个月）15例，随访中位时间8.4（7.1～12.7）个月；其中5例患者在第1、2阶段均完成了CMR随访复查。基础资料见表1。

表1 ESRD患者的人口统计学及临床特征资料Table 1 Demographic and clinical data on the ESRD patients

2.2 心脏电影参数随访中位时间7.0个月、随访中位时间3.5个月、随访中位时间8.4个月：CMR随访复查LVEDV/体表面积、LVESV/体表面积较CMR初次检查显著性下降（P＜0.05）。图1典型病例显示肾移植术后11.1个月CMR随访复查测得LVEDV/体表面积较CMR初次检查明显降低（88.7 mL/m²vs136.1mL/m²）。随访中位时间 7.0个月：CMR随访复查LVEDM/体表面积较CMR初次检查显著性下降（P＜0.05）。随访中位时间7.0个月、随访中位时间8.4个月：CMR随访复查LVEF较CMR初次检查显著性升高（P＜0.05）。见表2。

图1 ESRD患者左心室舒张末期短轴位基底层面电影图像Figure 1 Left ventricular end-diastolic cine image at the basal level of the short axis

2.3 初始T1弛豫时间随访中位时间7.0个月、随访中位时间3.5个月、随访中位时间8.4个月：CMR随访复查定量参数（左心室基底部初始T1、中间部初始T1、心尖部初始T1及整体初始T1弛豫时间）较CMR初次检查均显著下降（P＜0.05）。见表2。图2典型病例显示肾移植术后6.6个月CMR随访复查测得左心室整体初始T1弛豫时间较CMR初次检查显著下降（1196.2 msvs1336.2 ms）。

图2 ESRD患者左心室短轴位基底层面平扫T1 mapFigure 2 Left ventricular native T1 map at the basal level of the short axis

表2 ESRD患者肾移植术随访前后CMR检查结果（±s）Table 2 Results of cardiac magnetic resonance imaging of the ESRD patients before and after renal transplantation（±s）

表2 ESRD患者肾移植术随访前后CMR检查结果（±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次随访的病例CMR随访复查取第2次随访结果统计分析

心功能参数LVEDV/体表面积（mL/m²）LVESV/体表面积（mL/m²）LVEDM/体表面积（g/m²）LVESM/体表面积（g/m²）LVEF（%）左心室基底部初始T1弛豫时间（ms）左心室中间部初始T1弛豫时间（ms）左心室心尖部初始T1弛豫时间（ms）左心室整体初始T1弛豫时间（ms）随访中位时间7.0个月(n=25)*CMR初次检查96.7±22.8 44.3±14.8 67.1±24.2 69.4±22.6 54.1±10.6 CMR随访复查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随访中位时间3.5个月(n=15)CMR初次检查104.4±15.8 48.6±15.5 68.4±18.2 71.2±19.4 53.9±11.5 CMR随访复查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随访中位时间8.4个月(n=15)CMR初次检查92.4±26.9 39.9±12.0 69.5±29.1 72.0±26.9 55.9±8.5 CMR随访复查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 讨 论

ESRD患者肾移植术后心脏结构和功能的可逆性是目前临床关注的重点。本研究25例入组的ESRD患者具备以下主要特点：第一，均无糖尿病史及缺血性心脏病史，而此2种因素可对患者的预期寿命和生活质量造成负面影响［16］；第二，透析时间较短，中位透析时间1.7年，有研究认为肾移植术前的维持性透析时间可影响肾移植术后患者的生存优势［17］；第三，入组患者普遍年轻，平均年龄27.5岁。

本研究通过对比25例ESRD患者肾移植术前后心脏电影参数，发现左心室扩张、左心室肥厚和左心室收缩功能障碍在肾移植术后均是可逆的。在第1阶段完成随访的患者中，发现左心室扩张是可逆的，而左心室肥厚和收缩功能障碍没有逆转趋势；在第2阶段完成随访的患者中，发现左心室扩张和收缩功能障碍均是可逆的，而左心室肥厚仍没有逆转趋势。初步推测随着术后时间的延长，左心室扩张的逆转趋势始终存在，而左心室收缩功能障碍的逆转趋势逐渐出现。关于左心室肥厚在全部患者（25例）和分阶段（第1阶段和第2阶段）患者中肾移植术后可逆性不一致的现象，我们分析有两种可能性：第一、全部患者和分阶段患者样本量不同，从统计学角度，需考虑不同自由度对P值的影响，所以左心室肥厚在肾移植术后的可逆性有待商榷；第二、左心室肥厚在肾移植术后是可逆的，但由于分阶段比较时样本量较小，所以随着术后时间的延长，其逆转趋势的变化尚未可知。

ESRD患者高水平的弥漫性心肌纤维化已经在早期的尸检和活体组织检查研究中被证明［18-19］。Aoki等［19］通过研究发现当间质性纤维化最终进展为不可逆转的替代性纤维化时，即使接受了肾移植术心肌纤维化程度也不能完全逆转。钆对比剂延迟强化（late gadolinium enhancement，LGE）成像是公认的评估局灶性心肌纤维化的金标准，然而对于ESRD患者，弥漫性心肌纤维化有可能在LGE图像上被漏诊［20］。心肌T1 mapping技术可以通过像素直接显示组织的T1弛豫时间，弥漫性心肌纤维化可造成广泛的心肌组织初始T1弛豫时间的延长［21-24］。本研究通过对比25例ESRD患者肾移植术前后初始T1弛豫时间，可见左心室基底部、中间部、心尖部和整体的弥漫性心肌纤维化程度在肾移植术后均是可逆的。第1阶段及第2阶段随访中都发现左心室基底部、中间部、心尖部和整体的弥漫性心肌纤维化程度在肾移植术后是可逆的。初步推测随着术后时间的延长，左心室弥漫性心肌纤维化的逆转趋势始终存在。初始T1弛豫时间对弥漫性心肌纤维化的程度变化较敏感，且平扫T1 mapping扫描操作简单，完全避免了钆剂有可能造成肾源性系统性纤维化的潜在风险［25-26］。因此初始T1弛豫时间可作为评价ESRD患者弥漫性心肌纤维化程度的理想指标。

本研究尚存在一些局限性：第一，本研究样本为无糖尿病史及缺血性心脏病史且透析时间较短的年轻ESRD患者，因而缺乏普遍性，尚不能代表接受肾移植术患者的整体情况；第二，本研究为一个小样本初步研究，增大样本量进一步研究，有望明确肾移植术后左心室肥厚的可逆性以及逆转趋势随术后时间延长的变化情况。

总之，本研究显示对于无糖尿病及缺血性心脏病史且透析时间较短的年轻ESRD患者而言，UC主要异常表现中的左心室扩张、收缩功能障碍以及弥漫性心肌纤维化在肾移植术后均是可逆的。初始T1弛豫时间可作为评价ESRD患者弥漫性心肌纤维化程度的敏感指标。