Time-SLIP技術在腎動脈血管成像中的應用價值

許曉嵐，黃丙倉，李歡歡，弋春燕，陸煒平

上海市浦東新區(qū)公利醫(yī)院 影像科，上海 200135

近年來，含釓（Gd）類磁共振成像對比劑與腎臟系統(tǒng)性纖維化（Nephrogenic Systemic Fibrosis，NSF）的相關性受到越來越多的關注，對于腎功能不全的病人，慎用含Gd的對比劑已達成共識[1-3]。鑒于此，非對比劑增強的磁共振血管成像（Non-Contrast-Enhanced MR Angiography，NCEMRA）已引起臨床工作者的廣泛興趣[4-7]。特別是對于慢性腎臟病（Chronic Kidney Disease，CKD）導致腎功能較差的患者，NSF發(fā)生的可能性更大，因此對NCE-MRA的需求將更加迫切。本研究在不使用任何對比劑的情況下，采用時間-空間標記反轉脈沖（Time-Spatial Labeling Inversion Pulse，Time-SLIP）技術對CKD患者進行腎動脈血管成像，評價其圖像質量以及臨床應用的可行性，旨在為CKD患者腎動脈檢查提供更多的影像學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選擇2012年9月～2013年12月本院受檢者48例，分為對照組和CKD組。對照組：共17例，其中男性9例，女性8例，年齡26～67歲。納入標準：① 無腎臟系統(tǒng)及其他系統(tǒng)疾病史；② 無腰痛、浮腫、血尿、尿路刺激征等臨床表現(xiàn)；③ 各項化驗檢查結果正常；④ 影像學檢查結果正常，為了嚴格滿足此點，在對該組進行檢查前先進行腎臟常規(guī)T1、T2加權掃描，掃描發(fā)現(xiàn)異常時即被剔除；⑤ 近期沒有服用腎毒性藥物。CKD組：共31例，其中男性17例，女性14例，年齡28～77歲。納入標準：符合2002年美國腎臟病基金會《慢性腎臟病臨床實踐指南》（K/DOQI）[8]制訂的CKD診斷標準：① 持續(xù)3個月以上的腎臟結構或功能異常，包括病理活檢異常、血清學指標或小便檢查異常或影像學異常，伴或不伴腎小球濾過率（Glomerular Filtration Rate，GFR）下降；② GFR持續(xù)<60 mL/（min·1.73m2）3個月以上，伴或不伴腎臟損害。使用校正后的MDRD（Modification of Diet in Renal Disease）公式來反映腎小球率過濾，GFR=186×[血肌酐(μmol/L)×0.0113]-1.154×年齡-0.203×（0.742，女性）。所有受檢者均無磁共振檢查禁忌癥，掃描前去掉所有金屬異物，并進行均勻呼吸和屏氣訓練，以棉球塞耳，降低噪聲對其造成的影響。

1.2 儀器與方法

使用TOSHIBA EXCELART Vantage 1.5T磁共振成像儀及其配套的8通道Speed相控陣體部線圈。受檢者取常規(guī)仰臥位，頭先進，雙手上舉，先行腹部常規(guī)T2軸位壓脂，T1軸位橫斷位及冠狀位穩(wěn)態(tài)自由進動（Steady State Free Precession，SSFP）掃描，以確定腎動脈水平和腎動脈走行范圍。Time-SLIP技術采用三維真穩(wěn)態(tài)自由進動序列，此序列由采集范圍（Scan Area）S1和Time-SLIP脈沖（Time-SLIP position 280mm Thickness）S2兩部分組成。根據(jù)腹主動脈和腎動脈的位置，S1以腎動脈為中心，沿腹主動脈冠狀或斜冠狀面單塊多層掃描；S2框上緣與腎上級平行。掃描參數(shù)：TR 5.2 ms，TE 2.6 ms，層厚3.0 mm，層間距0，層數(shù)32～36，黑血翻轉時間（Black-Blood Time of Inversion，BBTI）1000～1500 ms，Matrix 256×256， 翻 轉 角 120°，F(xiàn)OV 360 mm×360 mm～420 mm×420 mm，使用并行采集技術，PE為2.0，激勵次數(shù)（NAQ）為1。在呼吸門控下進行掃描，掃描時間約4～6 min。

1.3 圖像處理及評價方法

掃描結束后，采用最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）對原始圖像進行重建，得到三維腎動脈圖像。由兩名經(jīng)驗豐富的MRI醫(yī)師共同對Time-SLIP圖像質量進行評價分析，主要觀察腎動脈及葉間動脈。圖像質量的分級標準參照Danias方法[9]，進行5級評分：① 1分：圖像質量差，無法診斷；② 2分：血管結構能夠辨認，但明顯模糊或有明顯的偽影，診斷不可靠；③ 3分：血管結構能辨認，中等程度模糊或偽影，能夠診斷；④ 4分：圖像質量好，結構清晰，輕度模糊或偽影，能明確診斷；⑤ 5分：圖像優(yōu)良，邊緣銳利，能夠明確診斷。圖像質量≥3分被認為能滿足診斷要求。同時，對腎動脈分支顯示情況進行評分：主干為1分，一級分支為2分，二級分支為3分，三級分支為4分。同時計算副腎動脈顯示情況及腎動脈狹窄情況。

1.4 統(tǒng)計學方法

使用SPSS 19.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。兩名醫(yī)師對圖像質量評分結果的一致性采用Kappa分析，Kappa值≥0.75為一致性好，0.4≤Kappa值＜0.75為一致性較好，Kappa值＜0.4為一致性差。同時，對對照組及CKD組圖像質量評分及分支顯示情況評分行兩獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

48例受檢者均成功完成Time-SLIP腎動脈磁共振掃描。對照組17例共顯示36支腎動脈（34支主腎動脈，2支副腎動脈）， CKD組31例共顯示65支腎動脈（62支主腎動脈，3支副腎動脈）。兩名診斷醫(yī)師之間的一致性采用Kappa分析。對于不同的觀察內(nèi)容，Kappa值均＞0.75，顯示出良好的一致性，見表1。

圖像質量評分：兩名診斷醫(yī)師均認為對照組評分達3分以上者36支，即100%（36/36）的圖像達到診斷要求；CKD組評分達3分以上者63支，即96.9%（63/65）的圖像達到診斷要求，僅有2支（2/65）未達到診斷要求，為1例呼吸不平穩(wěn)患者，兩組之間無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。分支顯示情況：醫(yī)師1認為對照組為3.28分，CKD組為2.68分；醫(yī)師2認為對照組為3.31分，CKD組為2.69分，兩者均認為對照組評分高于CKD組，且兩組之間存在統(tǒng)計學差異（P<0.05），見表1。腎功能正常者及CKD患者的MRI圖像，見圖1～5。

表1 對照組及CKD組間腎動脈圖像質量及分支顯示情況一致性及評價結果比較

3 討論

圖1 腎功能正常者MRI圖像

圖2 CKD3期患者MRI圖像

圖3 CKD4期患者MRI圖像

圖4 CKD4期患者MRI圖像

圖5 CKD3期患者MRI圖像

3.1 腎動脈的檢測方法

腎動脈是腎的營養(yǎng)與功能血管。目前對腎動脈的檢測方法有很多，包括彩色多普勒超聲、CT血管成像、磁共振血管造影、數(shù)字減影血管造影等[10-13]。數(shù)字減影血管造影是目前診斷腎動脈狹窄的金標準[14]，但它具有創(chuàng)傷性，技術操作難度大，同時具有X線輻射，還需使用碘對比劑，易引起對比劑腎損。彩色多普勒超聲只能提供腎動脈病變的間接證據(jù)，其敏感性和特異性不高，且提供的血管病變空間信息遠不如其他檢查[15]。CT血管成像診斷腎動脈狹窄雖敏感，但仍存在X線輻射損傷和碘對比劑毒副作用等[16-17]。對比增強磁共振血管成像（Contrast-Enhanced MR Angiography，CE-MRA）無輻射損害，能清晰地顯示腎動脈病變的部位、狹窄程度，但對評價小血管空間的分辨率有限，容易發(fā)生靜脈污染，且使用釓對比劑具有腎纖維化風險[18-19]。

因此，基于Time-SLIP技術的非對比增強磁共振血管成像越來越受到關注，其具有無需使用對比劑、無創(chuàng)傷性、無輻射、優(yōu)越的軟組織分辨力等優(yōu)點[20-22]。

3.2 Time-SLIP序列用于腎動脈成像的原理

Time-SLIP序列是無需使用對比劑，時間、空間雙重標記的基于穩(wěn)態(tài)自由進動SSFP序列的磁共振血管成像技術。其成像原理是在數(shù)據(jù)采集前應用一個選擇性翻轉脈沖抑制掉背景信號，以提供選擇性血流信息，并施加一個選擇空間翻轉恢復脈沖，被反轉脈沖標記的血流呈低信號流出，區(qū)域外未標記的血流呈高信號流入，同時被抑制的背景信號逐漸恢復[23]。腎動脈直接起源于腹主動脈，且腎臟毛細血管床的壓力很低，這樣就確保了無論在收縮期還是舒張期，腎動脈都有穩(wěn)定的血液流入，這在客觀上為Time-SLIP腎動脈成像提供了可能性。

3.3 影響Time-SLIP序列血管成像的主要因素

（1）掃描時受檢者的呼吸情況：在受檢者進行檢查前，醫(yī)務人員要告知受檢者檢查時噪聲的規(guī)律及自由呼吸、屏氣、出氣的時段，消除緊張情緒，確保順利完成檢查。

（2）S1、S2的位置：放置要準確，需用自由呼吸得到的橫斷位圖像作為定位像，以確保在呼吸門控下使用最少的層數(shù)包全腎動脈。

（3）BBTI值對血管成像的影響：由于CKD患者血流速度相對較慢，一般而言，年齡較大的CKD患者采用稍長的BBTI（如1300～1500 ms），而健康及年輕患者則采用相對短一些的BBTI（如1000～1200 ms）[24]。

3.4 腎動脈分支顯示

通過比較發(fā)現(xiàn)，CKD組腎動脈分支顯示情況不及對照組，這可能與CKD病程進展程度有關。隨著CKD病程進展，腎小管壁明顯增厚、壞死，腎小球發(fā)生硬化、纖維化等改變，使得腎小球血管阻力增大，血流灌注減少。血流量減少一方面使腎小球濾過率降低，另一方面造成腎小管缺血甚至變性壞死，從而引起腎功能障礙。隨著腎功能損害程度的加重，腎單位受破壞、腎小球纖維化、腎小管壞死及腎間質受累范圍越來越大，使得腎血管逐漸受壓、腎動脈逐漸變細和壞死，最終導致腎血管的阻力越來越大，而血流量則越來越少，血流速度越來越緩慢，此時可嚴重影響腎動脈分支顯示。

3.5 Time-SLIP序列用于腎動脈成像的優(yōu)勢與不足

Time-SLIP序列用于腎動脈成像的優(yōu)勢如下：① 無需使用對比劑，不會發(fā)生由對比劑引起的NSF，安全可靠，可以重復成像，同時節(jié)約了對比劑的費用；② 反映的是實際血流的生理狀況，只要有受標記的血液流到的區(qū)域都會呈高信號，CE-MRA所反映的是對比劑在血液內(nèi)的濃度和充盈狀況；③ 時間分辨率更高，因為TI標記區(qū)域就是目標區(qū)域或相鄰區(qū)域，無需等待。不足之處在于：① 掃描時間相對較長，該序列采集時間需要大約4～6 min；② 呼吸運動對圖像質量影響較大；③ 空間分辨率相對較低。

綜上所述，利用Time-SLIP技術可在不使用任何對比劑的情況下，無需屏氣就能順利地完成腎動脈成像，清晰顯示腎動脈，在一定程度上反映腎臟功能損害的發(fā)展情況，為臨床慢性腎臟病患者提供了一種安全、有效、便捷的檢查方法。

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