T-slip 技術在腎動脈無對比劑MR血管成像中的參數優化

蒲枚 郭曉山

(貴州醫科大學附屬醫院放射科，貴州 貴陽 550004)

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T-slip 技術在腎動脈無對比劑MR血管成像中的參數優化

蒲枚 郭曉山△

(貴州醫科大學附屬醫院放射科，貴州 貴陽 550004)

時間-空間雙重標記反轉脈沖； 腎動脈； 黑血反轉時間

腎動脈的病變易引起相應腎實質區域的血供異常[1]，造成相應的臨床癥狀，如腎性高血壓，肌纖維發育不良等；腎動脈血管成像有DSA、CT、MRI及超聲等，DSA其有創傷性；彩超成功率在50%～100%之間；計算機斷層掃描血管造影 (CTA)對于碘過敏、孕婦等使用對比劑有很大的風險，磁共振血管造影 (MRA)含釓對比劑會導致腎功能不全患者出現腎源性系統纖維化的風險[2]；因此，無對比劑MR血管成像成為研究熱點；空間雙重標記反轉脈沖(T-SLIP)技術為新興的非增強MR成像技術，其最佳黑血反轉時間(BBTI)為選擇性標記脈沖施加起到數據采集前的時間，與血流速度有關，不同年齡段可能會存在不一致的BBTI值[3]，而適當的BBTI值是T-SLIP技術成功的關鍵。

1 材料與方法

1.1 研究對象 本研究經倫理委員會許可，收集2014年9月至2015年6月期間貴州省腫瘤醫院健康體檢志愿者，全部志愿者均簽訂知情同意書，均為無高血壓、慢性腎疾病、高血脂、糖尿病、心衰等影響血流速度的心血管疾病的健康成年人；根據聯合國世界衛生組織新的年齡分段[4]，選擇年輕老年組(60～74歲)30例(女18例、男12例，61～73歲)。

1.2 方法

1.2.1 研究方法 使用TOSHIBA ATLAS 1.5T磁共振掃描儀和其配套的體部相控陣線圈對志愿者進行掃描。包含3個不同方位的平面定位像、冠狀面及軸面真實穩態自由進動(SSFP)序列各1個及冠狀面T-SLIP SSFP序列各4個，T-SLIP序列掃描框(S1)以雙側腎動脈為中心，T-SLIP框(S2)上緣平兩腎臟上緣水平連線，飽和框(S3)上緣平雙腎最下極下方。掃描時間由患者掃描層數決定，冠狀面掃描時間約4～7 min，T-SLIP掃描參數為TR5.0 ms，TE2.6 ms，翻轉角120°，層厚2.5 mm，T-SLIP框寬：200 mm，采集次數(NSA)：1，加速因子(speeder PE)：2，矩陣256×256，并行采集，FOV按體型而定，采用呼吸門控技術，每個呼氣末采集，BBTI值按900，1 200，1 500，1 800 ms依次多次掃描。

1.2.2 圖像后處理及評價 對原始圖像最大密度投影(MIP)、曲面重建(CPR)、多平面重建(MPR)等進行后處理，由兩位有豐富經驗的診斷醫生分別對所獲得的MIP 圖像進行評價和分析，并取得一致意見。定量分析：隨機后處理軟件在原始圖像上分別測量左右腎動脈、腎皮質信號強度。興趣區(ROI)分別置于腎動脈主干近段1 cm內，取其信號強度；同等大小ROI置于同層面同水平位腎邊緣腎皮質區，取其信號強度；并計算左、右腎動脈的相對信號比[CNR =(腎動脈信號強度-腎皮質信號強度)/腎皮質信號強度]，取其平均值[5]。定性分析：(1)腎動脈分支顯示情況評分：顯示主干1分，一級分支2分，二級分支3分，三級分支4分，左右取平均值，以≥3分為達到診斷要求。(2)質量分級標準[6]：1分：差，圖像模糊，偽影多，管腔內沒有信號或信號弱，無法評價；2分：一般，圖像存在偽影，血管邊緣欠清楚，血管管腔內信號低；3分：良好，偽影較少，血管邊緣較銳利，管腔內信號較好；4分：優異，基本無偽影，血管邊緣銳利，管腔內信號高且均勻；左右取平均值，以≥3分為能達到診斷要求。

2 結 果

2.1 一般結果 所有志愿者均配合檢查，所有受試者共120個Time-SLIP序列均成功完成掃描，圖像質量評分達3分以上cor900：30例(100%)，cor1200：30例(100%)，cor1500：19例(63%)，cor1800：4例(13%)；分支評分達3分以上cor900:8例(27%)，cor1200：27例(90%)，cor1500:30例(100%)，cor1800：13例(43%)。

2.2 圖像質量及分支評分結果 cor900、cor1200、cor1500、cor1800相對信號比依次為：(4.54±1.37)、(2.58±0.76)、(1.71±0.41)、(1.14±0.35)，采用單因素方差分析，序列cor900相對信號比最高，與其它三組間差異有統統學意義(P<0.05)，cor900、cor1200、cor1500、cor1800依次遞減；經Friedman 秩檢驗比較四組腎動脈分支，(χ2=56.95，P<0.05)，兩兩比較P均<0.05，序列cor1500序列最好，cor1500、cor1200、cor900、cor1800依次遞減(見表1、圖1)；經Friedman秩檢驗比較四組腎動脈圖像質量(χ2=66.30，P<0.05)，兩兩比較P均<0.05，序列cor1200最好，cor1200、cor900、cor1500、cor1800依次遞減(見表1、圖1)。

表1 四組不同BBTI值所得圖像分支及質量評分M(Ql～Qu)

注:cor900組比較，aP<0.05；與cor1200組比較,bP<0.05；與cor1500組比較,cP<0.05。

注：冠狀位最大密度投影的64歲女性志愿者腎動脈成像，a、b、c、d圖分別表示BBTI值為900，1 200，1 500，1 800 ms，隨著 BBTI的 增加，相對信號比降低，背景信號增高；b圖cor1200腎動脈質量最好；c圖cor1500腎動脈分支顯示最多。圖1 四組不同BBTI值所對應的腎動脈圖像

3 討 論

T-SLIP技術由呼吸觸發SSFP序列、非選擇性反轉脈沖(2個)、選擇性標記脈沖和脂肪抑制技術等組成，其原理為：數據采集前用一個空間選擇反轉脈沖對包括雙側腎動脈及雙腎在內的區域組織信號進行反轉，同時用一個被放置在信號采集區以下的非選擇性預飽和脈沖抑制下腔靜脈的信號，未被選擇性反轉脈沖作用過的新鮮血液在流入反轉區時，又受到有效回波時間的激發，表現為明顯的高信號，而背景在反轉脈沖的作用下表現為低信號，因此腎動脈管腔內的血液就可以與背景形成良好的對比，從而對腎動脈進行顯示[3]，從原理可知，在進行T-SLIP腎動脈成像時，最重要的兩個技術點是：選擇性標記脈沖的位置和BBTI的選擇，為了充分利用標記區域外的血流流入效應，在進行定位時應確保標記脈沖的上緣平腎上極，BBTI為選擇性標記脈沖施加起到數據采集前的時間，而BBTI的選擇和血流速度有關，年齡較大的患者采用稍長的BBTI，而年輕的患者則采用相對短一些的BBTI，有研究顯示，在正常人體中，腹主動脈血流到腎動脈第三級分支的時間約為1 100～1 200 ms[7]，此時背景信號較低，從而未標記的新鮮血流和低信號背景間形成對比。結合前人經驗及預實驗結果本研究將BBTI設定為900，1 200，1 500，1 800 ms，以尋求最佳BBTI值。

本研究cor900相對信號比最高，腎動脈相對信號比隨BBTI時間延長而降低，說明隨BBTI時間延長，背景信號恢復；質量顯示cor1200最好，較cor1500、cor1800好，原因可能為隨時間延長背景信號恢復，與較高的腎實質背景比較，血管邊界顯示欠清晰，以及部分移動偽影顯著；較cor900較好原因可能為雖cor900背景信號較低，有良好的對比度，但部分管腔內血流信號弱。分支顯示為cor1500最好，說明隨時間延長，血液流動到更遠分支，但cor1500組的圖像質量能達到診斷要求者19例，僅占63%，不能保證較高的圖像質量要求，cor900分支能達到診斷要求者8例，占27%，分支顯示率較低，而cor1200組在既能保證高圖像質量(30例、100%)亦能有較多的分支顯示(27例、90%)，綜合相對信號比、質量評分及分支能達到診斷率多方面因素，BBTI為1 200ms時可獲得較佳圖像。而本實驗BBTI為1 800 ms時分支顯示較低，筆者分析可能原因為BBTI值過大，導致信號采集時段向后移動，偏離平臺期內，造成呼吸運動影像，細小血管顯示不佳，大多僅顯示腎動脈主干部分，質量亦因運動偽影有所下降。

T-SLIP技術使用呼吸門控技術在呼氣末期很短的時間窗內采集數據,提高了時間分辨率，減少了運動偽影，短TE、短TR，成像速度快，血流流動失相位程度輕；無腎實質信號的強化，顯示腎實質內動脈分支優于 CE-MRA和CTA，圖像信噪比較高，腎動脈成像MIP圖像質量較對比增強MRA更好[5,8]并表現出了與CTA很好的一致性[9]，在判定有無腎動脈狹窄及狹窄程度上與DSA兩組比較顯示具有較好的診斷一致性[10]。該技術依賴于血液的流速，細小血管內的流速與腎動脈主干內的流速具有一定的差異，因此會影響SSFP對血液的顯示；T-SLIP可以使血管與周圍背景組織形成顯著對比，足以對感興趣的血管進行評估，但信號有時會產生漂移而不能完全抑制背景信號，造成圖像偽影影響細小血管的顯示[11]。本研究對象僅為健康老年人，對患有高血壓、高血糖、低心輸出率的一些影響血流速度的患者及呼吸頻率較快者未納入研究；后續將繼續探討青年人、中年人的最佳參數以及呼吸頻率與圖像質量關系。實驗顯示老年組選擇BBTI值1200 ms可獲得較好的成像圖像；若臨床重點觀察遠端分支及有心衰等血流速度慢的患者可適當增加BBTI值，以獲得較好的成像效果。

[1] 廖洪勇,王姝.雙側腎動脈多發巨大動脈瘤1例報告[J]. 貴州醫藥,2015,39(7):667-668.

[2] Perez-Rodriguez J, Lai S, Ehst BD, et al. Nephrogenic Systemic Fibrosis: Incidence, Associations, and Effect of Risk Factor Assessment-Report of 33 Cases 1[J]. Radiology, 2009, 250(2): 371-377.

[3] 張麗雅, 高志翔, 周旭峰, 等.MR 實時-空間標記反轉脈沖在腎動脈檢測中的應用[J].臨床放射學雜志, 2010, 29(7): 965-967.

[4] 中國自然醫學雜志編輯部.劃分中老年人年齡的標準[J].中國自然醫學雜志,2001,3(4):211.

[5] Chen X, Xia CC, Sun JY, et al. Nonenhanced renal artery MR angiography with time spatial labeling inversion pulse technology and its clinical values[J]. Sichuan da xuexuebao. Yi xue ban= Journal of Sichuan University[J]. Medical science edition, 2010, 41(5): 881-884.

[6] Lanzman RS, Voiculescu A, Walther C, et al. ECG-gated Nonenhanced 3D Steady-State Free Precession MR Angiography in Assessment of Transplant Renal Arteries: Comparison with DSA 1[J]. Radiology, 2009, 252(3): 914-921.

[7] Utsunomiya D, Miyazaki M, Nomitsu Y, et al. Clinical role of non-contrast magnetic resonance angiography for evaluation of renal artery stenosis[J]. Circulation Journal, 2008, 72(10): 1627-1630.

[8] Glockner JF, Takahashi N, Kawashima A, et al. Non-contrast renal artery MRA using an inflow inversion recovery steady state free precession technique (Inhance): Comparison with 3D contrast-enhanced MRA[J]. Journal of Magnetic Resonance Imaging, 2010, 31(6): 1411-1418.

[9] 王萱, 趙欣智, 薛華丹, 等. 無對比增強 MR 血管成像與 CT 血管成像對腎動脈狹窄評價的對照研究[J]. 磁共振成像, 2013, 4(4): 241-245.

[10] Parienty I, Rostoker G, Jouniaux F, et al. Renal artery stenosis evaluation in chronic kidney disease patients: nonenhanced time-spatial labeling inversion-pulse three-dimensional MR angiography with regulated breathing versus DSA[J]. Radiology, 2011.259(2):592-601.

[11] 伍兵, 夏春潮, 孫家瑜, 等. 非對比劑增強的MRA 技術對腎動脈的評估價值[J]. 臨床放射學雜志, 2010, 29(6): 816-819.

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1000-744X(2016)05-0535-03

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