非对比增强MRA诊断轻中度肾功能不全合并肺栓塞

袁思殊， 王梓， 夏黎明



非对比增强MRA诊断轻中度肾功能不全合并肺栓塞

袁思殊， 王梓， 夏黎明

目的：探讨空间标记多反转脉冲序列(SLEEK)非增强MR血管成像对轻中度肾功能不全合并肺栓塞(PE)的诊断准确性。方法：16例经CT肺动脉血管成像诊断为肺栓塞的轻中度肾功能不全患者，于CTPA检查48小时内行非增强SLEEK MRA检查。由2位放射诊断医师对图像进行分析，以CTPA作为参考标准，分别计算基于肺血管分区(8个分区)和每个栓子，非增强SLEEK MRA诊断肺栓子的敏感性、特异性、阳性预测值以及阴性预测值，并对2位医师诊断结果的一致性进行统计学分析。结果：按栓子的肺血管分区来统计，非增强SLEEK MRA诊断肺栓子的敏感度为84.5%，特异度100%，阳性预测值为100%，阴性预测值88.6%；基于每个栓子来进行分析，敏感度为78.0%，特异度99.7%，阳性预测值98.9%，阴性预测值92.7%。两位阅片者间诊断结果的一致性较好(Kappa=0.76)。结论：CTPA和(非增强)SLEEK MRA诊断肺栓塞的准确性无明显差异，但非增强SLEEK MRA无需使用对比剂，有利于肾功能不全怀疑肺栓塞患者的诊断。

磁共振血管成像； CT血管成像； 肺动脉； 肺动脉栓塞； 肾功能不全； 诊断

肺栓塞(pulmonary embolism，PE)危害严重且病死率高，临床表现缺乏特异性，临床上容易发生误诊和漏诊，及时正确的诊断是降低肺栓塞病死率的重要手段[1,2]。肺动脉血管造影是诊断肺栓塞的金标准，其假阳性率低且不易漏诊，但其为有创性检查，费用较高，不适合于较重患者，且存在一定的并发症甚至有死亡风险，故不适合在临床广泛推广使用[3]。CT检查对于肺栓塞有较高的特异性，而其与肺动脉造影相比又具有无创性和可重复性的明显优势, 因此多排CT检查现在已经成为肺栓塞的主要检查手段[4]。CT诊断肺栓塞的局限性在于有对比剂过敏的患者不宜进行，肾功能衰竭者应慎重，使得需要开发其他的成像方法检测肺栓塞。MR肺动脉血管成像(MRPA)是近年来出现的无创性诊断肺动脉栓塞的可靠方法，可以准确描绘肺栓塞的部位及大小，具有较高的敏感性和特异性[5-7]。但由于肾功能不全的患者使用轧剂可出现肾源性系统性纤维化，基于安全的考虑，无对比剂增强的血管成像技术受到关注[8]。空间标记多反转脉冲(SLEEK)序列无需对比剂即可动脉成像，扫描时间较短且无需患者配合屏气[9,10]。本研究尝试将SLEEK序列用于一些特殊的患者(轻中度肾功能不全的患者)的肺动脉成像，以CTPA作为参考标准，评价SLEEK MRA诊断肺栓塞的相对准确性。

材料与方法

1.临床资料

本院2013年11月-2014年9月符合纳入标准的轻中度肾功能不全合并肺栓塞患者共16例，其中男10例，女6例，年龄37～68岁，平均45岁 。所有患者经CTPA证实，并在48 h内(在此间隔时间内所有患者的病情无明显改变)行MRI检查，CTPA与MRA检查间隔时间26～44 h，平均35.6 h。根据肾小球滤过率(glomerular filtration rate，GFR)判断患者的肾功能[11]，轻度肾功能不全[GFR>60 mL/(min·1.73m2)]11 例，中度肾功能不全[GFR>30～60 mL/(min·1.73m2)]5例。重度肾功能不全[GFR>15～30 mL/(min·1.73m2)]及肾功能衰竭[GFR<15 mL/(min·1.73m2)]患者不纳入本研究中。所有受试者在CTPA检查前后均进行护肾治疗，并于CTPA检查后及时复查肾功能，以预防对比剂导致的肾病。本研究中所有受试者在进行MRI检查前均签署知情同意书。

2.成像方法

使用Discovery CT750扫描仪。CTPA检查前患者均进行屏气训练，取仰卧位，于气管分叉下扫描一层监测层面，将监测点置于肺动脉主干区域，经静脉团注对比剂碘海醇(270 mg I/mL)40 mL并用生理盐水冲管，注射流率为4.5 mL/s，采用对比剂自动跟踪技术，阈值设为50 HU。从头侧向足侧行肺动脉期增强扫描，扫描参数：80 kV，350 mA，螺距1.375，层厚0.625 mm，间隔0.625 mm，矩阵512×512，总扫描时间2.5～3.0 s。

使用GE HDxt 1.5T MR扫描仪，8通道心脏专用相控阵线圈，梯度场切换率为150 mT/(m·ms)，最大梯度场强为45 mT/m。检查前嘱患者在检查过程中保持均匀的呼吸频率和幅度，避免深度呼吸。患者取仰卧位，手臂向上举至头顶，常规行横轴面及冠状面SLEEK MRA扫描，扫描参数：TR 3.8 ms，TE 1.9 ms，血流抑制反转时间700～1500 ms，矩阵224×256，视野40 cm×32 cm，层厚2 mm，反转角75°，回波链长度0.79，接收带宽±125 kHz，敏感因子2，使用呼吸门控技术，当呼吸频率在15次/分以下时呼吸间隔设为1，当呼吸频率在15次/分以上时呼吸间隔设为2。设置两条反转带以反转除右室和上下腔静脉之外的其他胸腔组织，左侧反转带在横轴面图像上平行于室间隔，右侧反转带在冠状面图像上沿着上腔静脉和下腔静脉的右缘设置。SLEEK MRA序列扫描时间约3 min，检查时间与患者的呼吸频率以及扫描范围有关[12]。

3.图像分析

CTPA扫描完成后，在GE ADW 4.5工作站上进行容积再现(VR)、多平面重组(MPR)、多平面容积重组(MPVR)等图像后处理，由2位诊断医师(分别有7年和10年肺动脉CT诊断经验)逐一观察、显示各级肺动脉分支。以观察到腔内不规则充盈缺损、管腔闭塞或狭窄作为诊断PE的主要标准, 详细记录栓子的部位和数量。由另外两位放射科医师(分别具有5年和10年以上胸部MRI工作经验)在未知CT结果的情况下独立分析SLEEK MRA图像，并按标准形式记录栓子的部位和数量。分别按照如果肺栓塞位于肺动脉分叉区域，选择记录更广泛受累的肺动脉。以CTPA结果作为金标准，分别计算基于肺血管分区(8个分区)和每个栓子，SLEEK MRA诊断肺栓子的敏感性、特异性，准确性以及阳性(PPV)和阴性预测值(NPV)。基于肺血管分区的分析方法：每例患者共分为8个肺动脉区域，即左、右肺动脉主干、右上肺、右中肺、右下肺、左上肺、左舌叶及左下肺叶动脉。将肺段和亚段肺栓子根据所在肺动脉分区进行分类，若某个肺动脉区域内存在一个或一个以上的栓子，均记录为该肺动脉区域存在肺栓子。

4.统计学分析

使用SPSS 17.0统计分析软件进行数据处理。比较CTPA和SLEEK MRA诊断肺栓子的敏感性、特异性，准确性以及阳性(PPV)和阴性预测值(NPV)的差异。P<0.05为差异有统计学意义。采用Kappa值分析两位放射科医师诊断结果的一致性，<0.20为一致性差，0.21～0.40为一致性较差，0.41～0.60为一致性中等，0.61～0.81为一致性良好，0.81～1.00为一致性非常好。

结　果

本组中所有患者均能配合完成检查。16例患者CTPA共发现118个肺栓子，其中6个栓子位于肺叶肺动脉，42个位于肺段肺动脉，70个位于亚段肺动脉。有3例患者为孤立性亚段肺栓子。

以CTPA诊断结果作为参考标准，将两位诊断医师的SLEEK MRA诊断结果分别按照栓子数量和肺血管分区分类进行统计，并分析SLEEK MRA诊断肺栓子的敏感性、特异性、PPV、NPV及准确性，结果见表1、2。CTPA共发现118个肺栓子，非增强SLEEKMRA正确诊断出92个，分布于49个(49/128)肺叶区域内。比较8个肺叶血管解剖区域内CTPA和SLEEK MRA诊断肺栓子的准确性，差异均无统计学意义(P>0.05)。3例CTPA显示为孤立性亚段肺栓子，SLEEK MRA仅诊断出其中的1例。

表1　SLEEK MRA对不同分区内肺动脉栓子的检出情况　(%)

图1　女，45岁，轻度肾功能不全[GFR=72mL/(min·1.73m2)]。a) CTPA示左下肺动脉内栓子(箭)； b) 非增强SLEEK MRA示左下肺动脉内栓子(箭)的大小、范围及栓塞程度均与CTPA较一致。　图2　男，62岁，中度肾功能不全[GFR=51mL/(min·1.73m2)]。a) CTPA示栓子位于右肺动脉主干(箭)； b) SLEEK MRA示栓子位于右肺动脉主干分叉处(箭)，与血管壁的对比良好。

表2　基于栓子数量和分区的SLEEK MRA诊断情况　(%)

CTPA诊断的118个肺栓子中，SLEEK MRA正确诊断了92个，其中6个位于肺叶肺动脉(图1)，37个位于肺段肺动脉(图2)，50个位于亚段肺动脉；SLEEK MRA漏诊了26个栓子，其中5个位于肺段动脉内，21个位于亚段分支内。SLEEK MRA对不同肺动脉节段内栓子的检出情况见表3。非增强SLEEK MRA对1～3级肺动脉分支内肺栓子的诊断敏感度逐渐减低，由100%(肺叶肺动脉)降至88.1%(肺段肺动脉)和70.0%(亚段肺动脉)。

表3　SLEEK MRA诊断不同肺动脉节段内肺栓子的情况　(%)

一致性检验结果显示，两位放射科医师的SLEEK MRA诊断结果的一致性非常好(Kappa=0.76)。

本研究中16例患者行CTPA扫描前后均进行肾功能检查，检查前GFR为(76±15) mL/(min·1.73m2)，检查后为(73±16) mL/(min·1.73m2)，虽然检查前后GFR变化不大，但总体而言检查后GFR有轻度减低。

讨　论

1.肺栓塞概况及检查方法

肺栓塞具有发病率、误诊率和病死率高的特点[13,14]。得不到明确诊断的患者病死率高达30%，但如能及时诊断和治疗，肺栓塞的病死率可<10%[15]。因此，肺栓塞的预后主要取决于能否及时发现栓塞并进行治疗。目前PE的诊断和治疗方面都取得了很大的进展, 更加简便、经济的诊断模式和有效的治疗方法不断改善。心电图、胸部X线、超声心动图对于诊断肺栓塞具有一定价值，但特异性较低，仅可用作提示肺动脉栓塞的可能性[16]。肺动脉造影为有创检查，存在致命性或严重并发症的风险，因此只用于小部分无创检查不能确诊的病例[17]。多排CT检查现在已经成为肺栓塞的主要检查手段，其具有无创、快捷、特异性高、敏感性高的特点[18]。但CTPA存在一些内在局限性，如电离辐射、静脉注射含碘对比剂以及扫描时需屏气配合[19]，因此需要开发其他的成像方法检测肺栓塞。

2.肺栓塞磁共振检查

MRI肺动脉成像最初受到呼吸伪影和血流与栓塞对比度欠佳的影响[20-21]，随着科学技术的发展，快速磁共振硬件结合动态钆增强使得单次屏气获得高分辨率血管成像成为可能。MRI应用越来越多的今天，MRA已成为肺栓塞诊断策略的一个重要组成部分。James等[22]的研究结果显示，与DSA相比，增强磁共振肺动脉成像诊断肺动脉栓塞的敏感性和特异性更高。Matthij等[23]前瞻性研究发现，磁共振肺动脉成像诊断亚段、段和肺叶动脉栓塞的敏感度分别为40%、84%和100%，MRA对于肺段或肺叶动脉栓塞的诊断具有很高的敏感性和特异性，但对诊断(孤立的)亚段肺动脉栓塞可靠性不高。研究者们尝试使用抗凝药来治疗亚段肺动脉栓塞，出现严重出血等并发症的发生率为4%～8%[24-25]。有数据显示美国近年来对肺栓塞的诊断数量明显增高，但PE死亡率并没有相应明显减低[26-27]。因此，MR肺动脉成像可能更适合于发现有临床意义的需要抗凝治疗的肺栓塞[28]。

3.非增强磁共振成像检查

尽管具有安全性(没有电离辐射)，但目前MRPA仍未被临床广泛运用于对急性肺栓塞的检出。有些作者认为，需要患者配合且比CTPA需要更长的屏气时间是MRI检查固有的限制[29-30]。MRPA检查中需要患者长时间的屏气，因而明显限制了其在呼吸不规律患者中的应用[30]。此外，以往的研究多为对比增强MR肺动脉成像，近期大量的研究资料表明，钆对比剂对肾功能有潜在的损害，肾功能不全患者使用含钆对比剂有发生肾源性系统纤维化(nephrogenic systemic fibrosis，NSF)的风险[31]。美国食品药品监督管理局开始限制MR对比剂在肾功能不全患者中的使用，并明确规定肾小球滤过率在正常值(60 mL/min)以下时禁止使用含钆对比剂。医疗机构对肾功能不全的患者应尽量避免使用对比剂，除非MR增强扫描是至关重要的，并且不能用非对比剂技术及其它诊断手段所替代。从安全、节省MRI检查成本、提高检查成功率的角度考虑，呼吸触发非增强磁共振血管成像在临床上受到了极大关注。

传统的不使用对比剂的血管成像技术，如时间飞跃法和相位对比法等，尽管在头颈部血管成像方面得到发展及广泛应用，但是在其它部位的应用上存在着诸多限制。近来有文献报道利用三维真稳态自由进动(3D true steady-state free-precession,3D-SSFP)序列通过选择合适的反转时间进行肺动脉成像，然而却无法高选择性显示肺动脉，且所获血管图像背景抑制不佳[32]。Bobby等[33]比较了3种磁共振检查方法对诊断肺动脉栓塞的相对准确性，其中一种为非对比增强自由呼吸心电及呼吸门控触发稳态梯度回波(non-enhanced free-induction cardiac- and respiratory-triggered true fast imaging with steady-state precession，FISP)序列，虽扫描时无需屏气、无需对比剂，但没有解决去除静脉干扰的问题。非对比剂增强MR血管成像联合多反转空间标记脉冲技术(SLEEK-MRA)通过选择合适的血流及背景反转时间，可在适当抑制背景组织信号的同时获得较好的血流信号[34]。目前，SLEEK主要被应用于腹部动脉、尤其是肾动脉成像。同时也是评估肾移植的较好方法。本研究中将该技术应用于肺动脉成像，并与CTPA进行对照，评价其对轻中度肾功能不全合并肺栓塞的诊断准确性。

4.SLEEK序列的特征

SLEEK序列是一种能够产生"亮血"信号的梯度回波序列，它具有扫描速度快、信噪比和空间分辨率高的特点。为了增强血管与周围静态组织之间的对比效果，选择性的对血液进行标记。两条反转带来抑制除右室和上下腔静脉之外的其他胸腔组织的信号，可有效抑制背景信号，使得肺动脉主干血流信号呈明显高信号，通过流入增强效应清晰显示肺动脉主干及远端细小分支，并避免了左心室及主动脉对肺动脉成像的影响。结合呼吸触发技术，可有效减少呼吸伪影对图像质量的干扰。采集所得图像经过最大密度投影处理后，可清晰显示感兴趣区的动脉血管。

为获得良好的图像质量，SLEEK MRA扫描时有两个关键点需要注意：①TI时间的设置；②患者需保持均匀呼吸。SLEEK MRA是一项依赖于血液流动的技术，血流抑制反转时间(blood-suppression inversion time，BSP-TI)是从开始施加反转脉冲到开始信号采集的时间，其选择必须与血液到达目标血管的时间相匹配，才能使目标血管内血流信号显示最佳。因此，TI的选择是这个技术的关键。研究发现对于健康志愿者BSP-TI为700～900 ms的肺动脉图像质量最佳[12]，但是肺栓塞患者血流情况较健康志愿者更为复杂，往往受肺部感染、胸腔积液、肺膨胀不全和血流缓慢等因素的影响。对于血流缓慢或者心功能不全的患者，需要延长BSP-TI使血管得到充分充盈从而提高图像质量。但若BSP-TI时间过长(如1100～1300 ms)，反转的肺静脉血流信号部分恢复，扫描区域中的静脉和背景组织信号增强，将干扰对肺动脉血管边缘的显示，降低对远端细小肺动脉显示的清晰度，从而影响诊断。若选择的BSP-TI过短(如500 ms)，标记的血流信号不足以充分进入背景抑制区，则肺动脉干及左右肺动脉主支显示可，但远端分支显示欠佳甚至未见清晰显示。因此在确定扫描方案的时候需要考虑到被检查者的实际情况。对BSP-TI进行调节。

呼吸运动对图像质量的影响较大，为确保获得优质的图像质量，检查前应对患者进行呼吸训练。指导患者在扫描过程中保持一定的呼吸频率及幅度，可减少呼吸运动伪影。对于呼吸频率较快或呼吸节律欠规则的患者，设置呼吸间隔为2，可改善图像质量。

5.非对比增强磁共振SLEEK MRA的优势和局限性

SLEEK MRA具有良好空间分辨率，可清晰、直观的显示肺动脉及栓子的情况。与CTPA相比，非对比增强SLEEK MRA的优势：①无需对比剂。有文献报道，碘对比剂导致肾病的发生率可高达12%[35]；钆对比剂存在致肾纤维化的风险，肾功能不全的高危因素患者使用对比剂，可能会加重肾损害，对患者造成不良影响[36]。SLEEK序列无需使用对比剂即可清晰显示肺动脉各级分支及栓子，不仅可完全避免注射对比剂造成的不良反应，同时可避免对比剂不均伪影及静脉影的干扰，减少患者的费用。本研究中患者均存在轻中度肾功能不全，CTPA检查后GFR值的变化虽不显著，但总体呈减低趋势。SLEEK MRA技术无需对比剂即可清晰显示肺动脉栓塞的情况，极有益于这类患者。②无电离辐射。CT检查所导致的患者电离辐射暴露以及所引发的肿瘤风险等已越来越受到关注[19]，尤其是对于儿童、女性以及需要反复复查的患者[37,38]。③SLEEK MRA还可多参数成像，具有可重复性。SLEEK扫描时间相对较短(2～4 min)，并可进行多平面多参数成像。即使患者在一次扫描过程中配合不佳，也可再次扫描进行弥补。④扫描时无需屏气。非增强SLEEK技术采用呼吸触发技术，无需屏气即可完成图像采集。肺栓塞患者常伴有胸痛、气促等症状，往往无法配合屏气或屏气效果不佳，对于这些患者采用SLEEK MRA扫描可显著减少运动伪影。

SLEEK MRA诊断肺栓塞的局限性：体内有金属的或幽闭恐惧症的患者不能接受MRI检查；病情危重及呼吸困难的患者会明显影响图像质量；与CTPA相比，SLEEK MRA扫描时间较长，在MR扫描过程中难以对患者进行监控，因此本研究中选取的均为病情较稳定的患者；对于亚段肺动脉栓塞，SLEEK MRA的敏感度较低(70.0%)，尤其是对孤立性肺栓塞(3例孤立性PE中仅检出1例)。因此，与CTPA比较，SLEEK MRA可能更适合于发现有临床意义的需要抗凝治疗的肺栓塞[28]。

6.本研究的不足

研究样本量较少，但通过对每个肺部分区域及栓子进行分析可帮助减少研究的样本量(128个肺区域118个栓子)，已足够用于统计分析。另外，CTPA和SLEEK MRA检查平均间隔35.6h，在此期间，所有肺栓塞患者均已接受治疗，栓塞情况可能已发生改变，因此有待动物实验进一步证实。

肺栓塞是一种潜在的致死性疾病，及时诊断，早期治疗，可以极大程度地影响患者预后。SLEEK MRA技术是最近几年发展起来的一种新的MRA技术，具有无电离辐射、无对比剂、无需屏气扫描的优点。本研究以CT肺动脉血管成像作为参考标准，评价非增强SLEEK MRA技术对于轻中度肾功能不全患者肺栓塞的诊断，发现非增强SLEEK MR肺动脉成像诊断肺栓塞具有较高的敏感性和特异性，且观察者间一致性好，为肺栓塞的诊断方式提供了另外一种选择。

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Unenhanced MR pulmonary angiography in diagnosis of pulmonary embolism in patients with mild or moderate renal dysfunctionYUAN Si-shu，WANG Zhi，XIA Li-ming.Department of Radiology，Tongji Hospital，Tongji Medical College，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430030，P.R.China

Objective：To evaluate the accuracy of unenhanced MR angiography using spatial labeling with multiple inversion pulses sequence (SLEEK) in diagnosis of pulmonary embolism (PE) in patients with mild or moderate renal dysfunction.Methods：16 patients with mild or moderate renal dysfunction were diagnosed as PE by CT pulmonary angiography (CTPA),and then all patients underwent SLEEK MRA within 48 hours after CTPA.All the MRA data were analyzed by two radiologists independently.Using CTPA as the gold standard,the sensitivity,specificity,positive and negative predictive values of SLEEK MRA in diagnosis of pulmonary emboli on pulmonary artery segment basis (if a pulmonary artery segment had one or more than one emboli,the pulmonary artery segment was defined as with pulmonary emboli) and on per-embolus basis were calculated,and the diagnostic results of the two radiologists were compared using Kappa test.Results:On basis of pulmonary artery segment，the sensitivity,specificity,positive predictive value (PPV) and negative predictive value (NPV) of SLEEK MRA in diagnosis of PE were 84.5%,100%,100% and 88.6%,respectively;On basis of the number of embolus,the sensitivity,specificity,PPV and NPV were 78.0%,99.7%,98.9% and 92.7%,respectively.Agreement between the two radiologists was relatively high (Kappa=0.76).Conclusion:CTPA and SLEEK MRA have relatively similar sensitivity and specificity in diagnosis of PE;but the non-invasive property and no need of contrast agent of SLEEK MRA will be beneficial to suspected PE patients with renal dysfunction.

Magnetic resonance angiography； Computed tomography angiography； Pulmonary artery emblism； Renal dysfunction； Diagnosis

2015-0-29修回日期：2015-03-18)

430000武汉，华中科技大学同济医学院附属同济医院放射科

袁思殊(1987-)，女，湖北武汉人，博士研究生，主要从事心脏及肺动脉MRI诊断和研究工作。

夏黎明，E-mail：cjr.xialiming@vip.163.com

·胸部影像学·

R445.2； R543.2

A

1000-0313(2015)04-0332-06

10.13609/j.cnki.1000-0313.2015.04.008