活体肾移植供肾血管术前MRA 评估的研究进展

李笑天 崔建民 陈丽华 沈文*

肾移植是终末期肾病病人最佳的治疗方式。 近年来，由于尸体供肾来源日益紧缺，亲属活体肾移植的数量逐渐增加[1]。 目前活体供肾多采用腹腔镜手术切取，尽管腹腔镜手术可减少病人失血、术后疼痛和麻醉需求，还能够缩短住院时间[2]，但腹腔镜呈现的有限视野给外科医生带来了技术上的挑战， 尤其是对肾血管解剖结构的显示[3]。 因此，术前评估供肾者血管解剖变异情况对于供肾筛选以及减少移植过程中潜在并发症的风险至关重要[3-4]。 CT 血管成像（CTA）是目前供肾术前血管成像的金标准[5]，但CTA具有辐射暴露风险并需要外源性对比剂， 存在潜在肾毒性，且无法对碘对比剂过敏病人进行检查，而磁共振血管成像（MRA）具有无电离辐射、可重复性高的优点， 且钆对比剂的不良反应发生率较低。 随着MRI 技术的不断发展，MRA 用于供肾术前检查的研究越来越多。 本文就肾血管解剖变异的临床意义及MRA 在供肾血管评估中的研究进展予以综述。

1 肾血管解剖变异的临床意义

1.1 肾动脉解剖变异 对供肾进行肾动脉解剖变异评估是肾切除术前最重要的检查[3]。 肾动脉的变异类型包括副肾动脉及早期分支[6]。 早期分支是指距腹主动脉开口处2.0 cm 以内的肾动脉主干上出现分支[3]。 随着外科技术的进步，肾移植手术中的副肾动脉吻合也在不断发展。 有研究[7]表明存在多支供肾动脉与单支供肾动脉的移植肾的长期预后并无差别，包括移植肾的存活、急性排斥反应、血管及泌尿系统并发症以及肌酐水平。 但是， 由于各肾段动脉之间无吻合，一个肾段动脉出现血流障碍时，所供应的肾段即可出现梗死， 因此所有被遗漏的副肾动脉的意外切断将导致移植肾的段性梗死[8]。 另外，随着腹腔镜手术的进行，肾动脉变异的存在会增加术中肾动脉吻合的难度，进而延长手术时间[9]，因此术前副肾动脉的检出具有重要的临床价值。 肾动脉早期分支是潜在肾供体需要确认的另一变异情况， 因为早期分支同样会增加手术中动脉吻合的复杂度[10]。随着腹腔镜手术进行，早期分支的2 条细小动脉管径较正常单支肾动脉明显偏细，使移植肾术中动脉吻合难度增加。

1.2 肾静脉解剖变异 腹腔镜供肾切除术一般选择左肾， 因其有较长的静脉便于切除及吻合。 与传统开放性手术不同， 腹腔镜手术的暴露范围及可视性有限， 术前肾静脉解剖的可视化对手术来说十分重要，因此对于将要接受肾移植手术的病人，术前确定静脉的数量和位置尤其关键。根据肾静脉的数量、起源、走行、长度等，将肾静脉的变异分为副肾静脉、环主动脉型左肾静脉、主动脉后位型左肾静脉、静脉延迟汇合以及罕见变异[11-12]。 环主动脉型左肾静脉是指左肾静脉分为腹侧分支和背侧分支环绕腹主动脉，通常存在2 种亚型[13]，一种为起自肾门的单支肾静脉在汇入下腔静脉前分为2 支环绕腹主动脉（约占75%）；另一种较少见，为起自肾门的2 条不同的肾静脉环绕腹主动脉汇入下腔静脉。 腹主动脉后位型左肾静脉指的是单支左肾静脉走行于腹主动脉后方，随后在较低位置汇入下腔静脉，也可汇入髂静脉[11]。 晚期静脉汇合指肾静脉分支汇入肾静脉主干距离下腔静脉＜1.5 cm[3]。 肾静脉变异不影响供肾的选择， 但会增加供肾切除和肾移植受者静脉吻合的难度[14]。在腹腔镜肾切除术中，无意间切断静脉属支可能会导致大量失血， 由此可能转化为开放性肾切除术。 另外，延迟汇合的2 支静脉可能管径纤细，使肾移植受者的静脉吻合更具挑战性[3]。

2 MRA 在供肾血管评估中的应用

2.1 肾动脉评估

2.1.1 对比增强MRA（contrast-enhanced MRA，CEMRA） CE-MRA 通过注入顺磁性钆对比剂， 明显缩短了血液的T1值，与非增强的组织之间形成明显的对比，从而可以准确评估肾血管解剖[15-16]。 供肾术前的CE-MRA 扫描首先采集肾脏的平扫影像，随后经静脉注射钆对比剂后根据主动脉内最大信号触发采集获得的动脉期影像[15]。 Gulati 等[3]对30 例供肾者于腹腔镜切取术前行CTA 和3.0 T CE-MRA 检查，从肾门解剖、动脉早期分支等方面比较CE-MRA与CTA 评价血管的效能，结果发现MRA 对肾门解剖和肾动脉早期分支的显示较好，敏感度为96%，阳性预测值为100%，表明CE-MRA 可以用于评价复杂的肾动脉解剖。Kramer 等[17]也研究了3.0 T CE-MRA术前评估潜在肾脏供体的可靠性， 结果显示其评估血管和肾实质解剖结构的总体敏感度和阳性预测值分别为85%和93%。 王等[18]对32 名供肾者行3.0 T CE-MRA 并与手术结果进行比较， 结果仅1 例未能发现小肾副极动脉，其余均符合手术所见，可见CE-MRA 在供肾术前评估中具有较大临床应用价值。

2.1.2 非对比增强MRA （non-contrast-enhanced MRA，NCE-MRA） 由于技术的不断进步以及对钆对比剂安全性的关注，NCE-MRA 技术在肾血管的评估研究日益增多。 包括时间飞跃法（time of flight，TOF）、相位对比（phase contrast，PC）及平衡稳态自由进动（balanced steady-state free precession，SSFP）以及动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）技术。

2.1.2.1 TOF TOF 是最早的NCE-MRA 技术之一，也是最早成功应用于临床的技术之一[19]。 它是一种2D 或3D 梯度回波技术， 利用流入增强效应原理，即未经射频饱和的血液流入饱和的成像容积时具有较高的磁化矢量水平，与周围组织相比呈高信号[20]。Laader 等[21]应用7 T MR 扫描设备对10 名健康志愿者行肾动脉TOF MRA 和低剂量CE-MRA 扫描，研究发现TOF MRA 对于肾动脉主干的影像质量评分略优于低剂量CE-MRA，TOF MRA 能较好地显示肾实质内外阶段性分支，定量分析显示TOF MRA 的对比度、信噪比、对比噪声比较高，表明TOF MRA 和低剂量CE-MRA 用于诊断肾动脉的可行性。也有研究者[22]应用TOF MRA 与钆布醇增强MRA 对肾动脉进行近中远节段评价，发现CE-MRA 对血管段的评估效能优于TOF MRA，CE-MRA 和TOF MRA 检出的肾动脉节段分别为95.9%和77.6%，TOF MRA 的敏感度及特异度略低于CE-MRA。 同时TOF MRA也存在技术上的局限性， 如对层面内的流动和慢血流不敏感、存在湍流伪影等，因此在评估肾血管方面的研究相对较少，临床上多用于头颈部的血管成像。

2.1.2.2 PC 技术 PC 技术利用流动相位漂移原理，采用双极梯度场进行速度编码，不仅能提供解剖信息还可获得流速信息。PC-MRA 还可根据血流方向区分动脉和静脉。 临床上主要用于慢血流成像[23]。 但因其扫描时间长、易受呼吸运动伪影影响、流速编码要求高，目前用于肾血管的研究较少。Motoyama 等[24]对7 例供肾者行CTA 及3.0 T 高空间和时间分辨力4D PC 径向欠采样各向同性投影重建（vastly undersampled isotropic projection reconstruction,VIPR）MRA，在行4D PC-VIPR 前进行2D电影PC 扫描以确定最大编码速度， 结果显示4D PC-VIPR MRA 所示动脉形态与CTA 基本一致，6名观察者对2 级至3 级肾动脉分支划分的平均可信度为82.9%~100%， 对第4 级至第5 级肾动脉分支划分的平均可信度为60.8%~89.7%（平均κ=0.588），表明4D PC-VIPR 可用于评价肾动脉的形态学特征，而且也可以提供肾移植受体的血流动力学信息。但该研究的样本量较少，PC 法用于肾血管的评估价值尚有待进一步研究。

2.1.2.3 SSFP SSFP MRA 是另一种NCE-MRA 技术，信噪比及空间分辨力均较高，已较多地应用于肾血管成像。 其原理为组织的对比度取决于T2/T1比值，由于软组织的T2和T1值接近故呈低信号，而液体的T2长，T2/T1比值较大，呈高信号，因此血液和软组织间有很好的对比度[25]。 在肾血管成像中，SSFP MRA 可与心脏触发、呼吸门控和层面选择反转相结合抑制背景中的肾实质和肾静脉信号[26]。 Laurence等[27]采用1.5 T MRI 对22 名供肾者行SSFP MRA 及CE-MRA 检查，结果显示SSFP MRA 与CE-MRA 发现了相同数量的动脉， 其中三分之一的副肾动脉在2 种检查中均可观察到。 影像质量方面CE-MRA 对肾动脉主干显示更好， 而SSFP MRA 对副肾动脉的显示更好。 Blankholm 等[28]对51 例潜在供肾者术前行CTA 和1.5 T MRA 检查， 比较诊断动脉数量，早期分支的敏感度、特异度及准确度，结果显示MRI与CTA 在诊断副肾动脉的敏感度和特异度均达到100%，且与手术所见完全一致。 而MRI 诊断早期分支的敏感度为33%， 特异度为100%， 准确度为87%；CTA 的诊断敏感度为50%， 特异度为100%，准确度为90%，提示优化NCE-MRA 可以替代CTA用于活体供肾术前血管评估。 SSFP MRA 提供了一种术前供肾筛查的替代方法， 可进一步降低成像成本和对比剂不良反应的风险。

2.1.2.4 ASL ASL 是将血液作为内源性对比剂来获得血管影像，一般采集2 种影像，一种对流入血液中的动脉质子进行磁性标记， 另一种不标记血液作为对照影像，2 次影像相减得到血流质子信号。质子标记影像是用射频脉冲标记兴趣区（ROI）上游的动脉质子，被标记的质子向ROI 移动，动脉脉冲标记后的反转时间对应于标记质子灌注组织所需的时间，用快速成像技术获取标记影像。对照影像对处于平衡状态时ROI 内的动脉质子进行采集。 两者相减抑制了静态组织的信号，从而得到灌注血管影像[29]，目前多用于评估肾动脉狭窄程度以及肾移植术后血管的研究[30-31]。 有研究者[32]采用1.5 T MR 扫描设备将ASL 与SSFP 结合对供体肾动脉进行评价并与CTA 比较， 结果显示CTA 与NCE-MRA 在肾动脉数量以及早期分支诊断的一致性分别为0.970 7 和0.882 2，表明两者相结合的NCE-MRA 新技术可以替代CTA 评估供肾血管。

2.2 肾静脉评估 近年来对于肾静脉成像多集中采用CE-MRA 检查，而NCE-MRA 的应用研究目前尚较少。 CE-MRA 主要是通过增强后静脉期影像对肾静脉的解剖情况进行评估[3,15]。Gulati 等[3]研究结果显示CE-MRA 可以评价复杂的肾静脉解剖，但在检测静脉延迟汇合的敏感度（72%）和准确度（83%）较低。 TOF MRA 作为临床应用最广泛的MR 血管成像，较早用于肾静脉的评估。1996 年Roditi 等[33]采用连续、流量补偿、屏气梯度回波快速小角度激发采集3 个平面（横断面、 矢状面和偏10°冠状面） 的2D TOF 影像，利用预饱和带消除动脉信号，研究表明矢状面对于识别静脉变异效果较好， 避免了平面内的流动饱和伪影， 可以用于评估左肾静脉解剖变异情况。 但是，由于该研究扫描总时长较长，随后较少用于肾静脉成像研究。 李等[34]利用多反转脉冲空间标记NCE-MRA 技术对显示肾脏肿瘤病人肾静脉的可行性及静脉内瘤栓的诊断效能进行研究， 认为多反转脉冲空间标记技术可用于肾肿瘤病人肾静脉成像，可准确诊断瘤栓存在情况。 由于NCE-MRA 对肾静脉的成像评价仍存在一些尚未解决的技术局限性，因此该技术对于静脉的研究有待进一步完善。

2.3 不同场强MRA 对肾血管的评估 任何MRA研究的首要条件是高空间分辨力、 高血管背景对比度、足够的解剖覆盖率和合理的较短扫描时间[35]。在处理这些需求时， 现有的技术和设备各有优缺点。目前临床上常用的MR 设备多为1.5 T 及3.0 T 场强，不同场强的影像质量不同。有文献[36]报道对供肾者行1.5 T MRA 扫描，其影像质量均可接受，且阅片者间的一致性较好，可满足临床评估需要。 而3.0 T能够比1.5 T MRA 提供更高的信噪比和对比噪声比，且可以使用更高的加速度因子，通过并行成像，可以进一步提高空间分辨力、 扫描覆盖率并缩短扫描时间[35]。 由于T1值随着场强增加而增加，而血管内钆对比剂的T1值对场强依赖性小，可与组织形成更加明显的对比， 这有助于更好地显示增强后的血管结构，提高了肾血管评估的敏感度和准确度[3]。 通过对比1.5 T 和3.0 T 的3D TOF MRA 发现3.0 T 具有更高的分辨力， 其主观影像质量和远端血管显示也更佳[37]。但场强增加的同时，特殊吸收率也随之增加，可以通过使用梯度回波序列、增加重复时间和减小翻转角来降低特殊吸收率[35]。

3 小结

术前深入了解肾脏的血管解剖对供肾的筛选以及手术方式的制定至关重要。 随着血管MRA 技术的不断发展、完善以及研究的深入，其在供肾血管应用日渐增多。 CE-MRA 虽然诊断特异度高，但存在外源性对比剂带来的肾功能安全隐患。 而NCEMRA 无需对比剂成像， 其能否替代CE-MRA 用于供肾血管成像的研究将愈加受到关注。自TOF 法作为最早的一种NCE-MRA 技术应用于临床后，PC、SSFP 及ASL 等这些NCE-MRA 新技术也不断进步，但各具优势及局限性，同种技术不同场强得到的影像质量不同， 且对于肾静脉的非对比增强评估目前研究仍较少。 MRA 可作为活体供肾术前无创、无电离辐射评估血管的影像手段， 在临床中具有广阔的应用前景。