Time-SLIP技术在肾动脉血管成像中的应用价值

许晓岚，黄丙仓，李欢欢，弋春燕，陆炜平

上海市浦东新区公利医院 影像科，上海 200135

近年来，含钆（Gd）类磁共振成像对比剂与肾脏系统性纤维化（Nephrogenic Systemic Fibrosis，NSF）的相关性受到越来越多的关注，对于肾功能不全的病人，慎用含Gd的对比剂已达成共识[1-3]。鉴于此，非对比剂增强的磁共振血管成像（Non-Contrast-Enhanced MR Angiography，NCEMRA）已引起临床工作者的广泛兴趣[4-7]。特别是对于慢性肾脏病（Chronic Kidney Disease，CKD）导致肾功能较差的患者，NSF发生的可能性更大，因此对NCE-MRA的需求将更加迫切。本研究在不使用任何对比剂的情况下，采用时间-空间标记反转脉冲（Time-Spatial Labeling Inversion Pulse，Time-SLIP）技术对CKD患者进行肾动脉血管成像，评价其图像质量以及临床应用的可行性，旨在为CKD患者肾动脉检查提供更多的影像学依据。

1 材料与方法

1.1 一般资料

选择2012年9月～2013年12月本院受检者48例，分为对照组和CKD组。对照组：共17例，其中男性9例，女性8例，年龄26～67岁。纳入标准：① 无肾脏系统及其他系统疾病史；② 无腰痛、浮肿、血尿、尿路刺激征等临床表现；③ 各项化验检查结果正常；④ 影像学检查结果正常，为了严格满足此点，在对该组进行检查前先进行肾脏常规T1、T2加权扫描，扫描发现异常时即被剔除；⑤ 近期没有服用肾毒性药物。CKD组：共31例，其中男性17例，女性14例，年龄28～77岁。纳入标准：符合2002年美国肾脏病基金会《慢性肾脏病临床实践指南》（K/DOQI）[8]制订的CKD诊断标准：① 持续3个月以上的肾脏结构或功能异常，包括病理活检异常、血清学指标或小便检查异常或影像学异常，伴或不伴肾小球滤过率（Glomerular Filtration Rate，GFR）下降；② GFR持续<60 mL/（min·1.73m2）3个月以上，伴或不伴肾脏损害。使用校正后的MDRD（Modification of Diet in Renal Disease）公式来反映肾小球率过滤，GFR=186×[血肌酐(μmol/L)×0.0113]-1.154×年龄-0.203×（0.742，女性）。所有受检者均无磁共振检查禁忌症，扫描前去掉所有金属异物，并进行均匀呼吸和屏气训练，以棉球塞耳，降低噪声对其造成的影响。

1.2 仪器与方法

使用TOSHIBA EXCELART Vantage 1.5T磁共振成像仪及其配套的8通道Speed相控阵体部线圈。受检者取常规仰卧位，头先进，双手上举，先行腹部常规T2轴位压脂，T1轴位横断位及冠状位稳态自由进动（Steady State Free Precession，SSFP）扫描，以确定肾动脉水平和肾动脉走行范围。Time-SLIP技术采用三维真稳态自由进动序列，此序列由采集范围（Scan Area）S1和Time-SLIP脉冲（Time-SLIP position 280mm Thickness）S2两部分组成。根据腹主动脉和肾动脉的位置，S1以肾动脉为中心，沿腹主动脉冠状或斜冠状面单块多层扫描；S2框上缘与肾上级平行。扫描参数：TR 5.2 ms，TE 2.6 ms，层厚3.0 mm，层间距0，层数32～36，黑血翻转时间（Black-Blood Time of Inversion，BBTI）1000～1500 ms，Matrix 256×256， 翻 转 角 120°，FOV 360 mm×360 mm～420 mm×420 mm，使用并行采集技术，PE为2.0，激励次数（NAQ）为1。在呼吸门控下进行扫描，扫描时间约4～6 min。

1.3 图像处理及评价方法

扫描结束后，采用最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）对原始图像进行重建，得到三维肾动脉图像。由两名经验丰富的MRI医师共同对Time-SLIP图像质量进行评价分析，主要观察肾动脉及叶间动脉。图像质量的分级标准参照Danias方法[9]，进行5级评分：① 1分：图像质量差，无法诊断；② 2分：血管结构能够辨认，但明显模糊或有明显的伪影，诊断不可靠；③ 3分：血管结构能辨认，中等程度模糊或伪影，能够诊断；④ 4分：图像质量好，结构清晰，轻度模糊或伪影，能明确诊断；⑤ 5分：图像优良，边缘锐利，能够明确诊断。图像质量≥3分被认为能满足诊断要求。同时，对肾动脉分支显示情况进行评分：主干为1分，一级分支为2分，二级分支为3分，三级分支为4分。同时计算副肾动脉显示情况及肾动脉狭窄情况。

1.4 统计学方法

使用SPSS 19.0软件对所得数据进行统计分析。两名医师对图像质量评分结果的一致性采用Kappa分析，Kappa值≥0.75为一致性好，0.4≤Kappa值＜0.75为一致性较好，Kappa值＜0.4为一致性差。同时，对对照组及CKD组图像质量评分及分支显示情况评分行两独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

48例受检者均成功完成Time-SLIP肾动脉磁共振扫描。对照组17例共显示36支肾动脉（34支主肾动脉，2支副肾动脉）， CKD组31例共显示65支肾动脉（62支主肾动脉，3支副肾动脉）。两名诊断医师之间的一致性采用Kappa分析。对于不同的观察内容，Kappa值均＞0.75，显示出良好的一致性，见表1。

图像质量评分：两名诊断医师均认为对照组评分达3分以上者36支，即100%（36/36）的图像达到诊断要求；CKD组评分达3分以上者63支，即96.9%（63/65）的图像达到诊断要求，仅有2支（2/65）未达到诊断要求，为1例呼吸不平稳患者，两组之间无统计学差异（P＞0.05）。分支显示情况：医师1认为对照组为3.28分，CKD组为2.68分；医师2认为对照组为3.31分，CKD组为2.69分，两者均认为对照组评分高于CKD组，且两组之间存在统计学差异（P<0.05），见表1。肾功能正常者及CKD患者的MRI图像，见图1～5。

表1 对照组及CKD组间肾动脉图像质量及分支显示情况一致性及评价结果比较

3 讨论

图1 肾功能正常者MRI图像

图2 CKD3期患者MRI图像

图3 CKD4期患者MRI图像

图4 CKD4期患者MRI图像

图5 CKD3期患者MRI图像

3.1 肾动脉的检测方法

肾动脉是肾的营养与功能血管。目前对肾动脉的检测方法有很多，包括彩色多普勒超声、CT血管成像、磁共振血管造影、数字减影血管造影等[10-13]。数字减影血管造影是目前诊断肾动脉狭窄的金标准[14]，但它具有创伤性，技术操作难度大，同时具有X线辐射，还需使用碘对比剂，易引起对比剂肾损。彩色多普勒超声只能提供肾动脉病变的间接证据，其敏感性和特异性不高，且提供的血管病变空间信息远不如其他检查[15]。CT血管成像诊断肾动脉狭窄虽敏感，但仍存在X线辐射损伤和碘对比剂毒副作用等[16-17]。对比增强磁共振血管成像（Contrast-Enhanced MR Angiography，CE-MRA）无辐射损害，能清晰地显示肾动脉病变的部位、狭窄程度，但对评价小血管空间的分辨率有限，容易发生静脉污染，且使用钆对比剂具有肾纤维化风险[18-19]。

因此，基于Time-SLIP技术的非对比增强磁共振血管成像越来越受到关注，其具有无需使用对比剂、无创伤性、无辐射、优越的软组织分辨力等优点[20-22]。

3.2 Time-SLIP序列用于肾动脉成像的原理

Time-SLIP序列是无需使用对比剂，时间、空间双重标记的基于稳态自由进动SSFP序列的磁共振血管成像技术。其成像原理是在数据采集前应用一个选择性翻转脉冲抑制掉背景信号，以提供选择性血流信息，并施加一个选择空间翻转恢复脉冲，被反转脉冲标记的血流呈低信号流出，区域外未标记的血流呈高信号流入，同时被抑制的背景信号逐渐恢复[23]。肾动脉直接起源于腹主动脉，且肾脏毛细血管床的压力很低，这样就确保了无论在收缩期还是舒张期，肾动脉都有稳定的血液流入，这在客观上为Time-SLIP肾动脉成像提供了可能性。

3.3 影响Time-SLIP序列血管成像的主要因素

（1）扫描时受检者的呼吸情况：在受检者进行检查前，医务人员要告知受检者检查时噪声的规律及自由呼吸、屏气、出气的时段，消除紧张情绪，确保顺利完成检查。

（2）S1、S2的位置：放置要准确，需用自由呼吸得到的横断位图像作为定位像，以确保在呼吸门控下使用最少的层数包全肾动脉。

（3）BBTI值对血管成像的影响：由于CKD患者血流速度相对较慢，一般而言，年龄较大的CKD患者采用稍长的BBTI（如1300～1500 ms），而健康及年轻患者则采用相对短一些的BBTI（如1000～1200 ms）[24]。

3.4 肾动脉分支显示

通过比较发现，CKD组肾动脉分支显示情况不及对照组，这可能与CKD病程进展程度有关。随着CKD病程进展，肾小管壁明显增厚、坏死，肾小球发生硬化、纤维化等改变，使得肾小球血管阻力增大，血流灌注减少。血流量减少一方面使肾小球滤过率降低，另一方面造成肾小管缺血甚至变性坏死，从而引起肾功能障碍。随着肾功能损害程度的加重，肾单位受破坏、肾小球纤维化、肾小管坏死及肾间质受累范围越来越大，使得肾血管逐渐受压、肾动脉逐渐变细和坏死，最终导致肾血管的阻力越来越大，而血流量则越来越少，血流速度越来越缓慢，此时可严重影响肾动脉分支显示。

3.5 Time-SLIP序列用于肾动脉成像的优势与不足

Time-SLIP序列用于肾动脉成像的优势如下：① 无需使用对比剂，不会发生由对比剂引起的NSF，安全可靠，可以重复成像，同时节约了对比剂的费用；② 反映的是实际血流的生理状况，只要有受标记的血液流到的区域都会呈高信号，CE-MRA所反映的是对比剂在血液内的浓度和充盈状况；③ 时间分辨率更高，因为TI标记区域就是目标区域或相邻区域，无需等待。不足之处在于：① 扫描时间相对较长，该序列采集时间需要大约4～6 min；② 呼吸运动对图像质量影响较大；③ 空间分辨率相对较低。

综上所述，利用Time-SLIP技术可在不使用任何对比剂的情况下，无需屏气就能顺利地完成肾动脉成像，清晰显示肾动脉，在一定程度上反映肾脏功能损害的发展情况，为临床慢性肾脏病患者提供了一种安全、有效、便捷的检查方法。

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