肾动脉狭窄(renal artery stenosis，RAS)是引起继发性高血压最常见的原因，易引起肾脏缺血，导致肾功能损害。早期诊断、及时处理肾动脉狭窄对患者有益^[1]。传统的数字减影血管造影（DSA）被认为是诊断RAS的金标准，但存在有创、辐射剂量大等诸多缺点，现主要用于需要进行介入治疗的患者。超声检查简单易行，但受操作者依赖性较大。目前CT血管造影（computer tomography angiography, CTA）和MR血管造影（MR angiography, MRA）是临床上广泛应用的两种检查^[2,3,4]，但二者均应用外源性对比剂，具有肾功能损害、导致过敏性休克、肾源性纤维化等潜在风险^[5]，因此，如何减少检查中对比剂的应用剂量成为一项研究热点^[6]。另一方面，随着技术的发展，无对比增强（non-contrast-enhanced）MRA在腹部血管，特别是肾动脉的应用逐渐增多^{[7,8,9,10,11,12,13,14]}。结合时间-空间双重标记反转恢复脉冲（time-spatial labeling inversion pulse, Time-SLIP）技术，可以抑制背景信号，进行选择性肾动脉成像^{[10,11,12,13]}。本研究中即探讨了结合Time-SLIP的MRA技术在评价肾动脉狭窄上的应用，并与CTA进行比较。

1　材料与方法

1.1　临床资料

       2010年12月至2011年7月间，对我院22例怀疑RAS的患者同期进行MRA和CTA检查；男12例，女10例，年龄38~57岁，平均（47.4±9.2）岁。排除标准为常规MRI及增强CT检查禁忌证，包括幽闭恐惧症、体内金属异物、肾功能不全、妊娠状态及含碘对比剂过敏史等。MRA与CTA扫描间隔<30 d，且2次检查间未接受针对肾动脉狭窄的介入或手术治疗。所有患者均知情同意。

1.2　MRI检查

       患者准备：检查前向患者简要介绍扫描过程及注意事项，去除金属物品。患者取仰卧位，头先进。进行屏气和评价呼吸训练，嘱患者扫描过程中注意配合呼吸指令。

       应用1.5 T MR扫描仪（Vantage XGV Power By Atlas, Toshiba, Japan）和配套的体部相控阵线圈对患者进行扫描。扫描序列包括3个不同方向的平面定位像、冠状面及轴面真实稳态自由进动(true steady-state free-precession, true SSFP)序列各1个及冠状面和横轴面Time-SLIP SSFP序列各1个。Time-SLIP SSFP扫描参数：并行采集，加速因子（speeder PE）=2，采集次数（NSA）为1。TR 5.2 ms，TE 2.6 ms。冠状面序列层厚2.5 mm，轴面序列层厚2.0 mm。矩阵256×256，FOV 320 mm×320 mm~400 mm×400 mm（依据个人身材），反转角120° ，化学位移脂肪饱和，Time-SLIP框宽度为300 mm，采用呼吸门控技术，每个呼气末采集。黑血反转时间（black blood inversion time, BBTI）1200~1600 ms不等。冠状面MRA序列扫描框定位情况（图1）：扫描框(S1)以肾动脉为中心，Time-SLIP框（S2）上缘位于两侧肾脏上缘水平连线，预饱和框（S3）上缘位于双肾最下极下方（图1）。横轴面Time-SLIP SSFP扫描框S1以双肾为中心，S2、S3定位同冠状面扫描。扫描时间由患者扫描层数决定，冠状面扫描时间约4～ 7 min，轴面扫描时间约7~10 min。以最大密度投影（maximum intensity projection, MIP）重建技术为主，结合曲面重建（curved planar reconstruction, CPR）、多平面重建（multiplanar reformation, MPR）等对原始图像进行后处理，必要时手工切除肠管及静脉等结构（图2，图3）。

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图1  冠状面Time-SLIP SSFP扫描方案。S1为扫描区域，S2为Time-SLIP标记，上缘放置于双肾上极水平。S3为预饱和带，用于减少下腔静脉的流入信号
图2  男，38岁。CTA的VRT (A)及MIP(B)重建图像和MRA的MIP(C)重建图像均显示右肾动脉起始部明显狭窄（3级，箭头处）
图3  27岁，女性。CTA的VRT(A)及MIP(B)显示左肾动脉中段（箭头）重度狭窄(4级)。在MRA的MIP重建图像（C）中可观察到相应区域信号缺失（箭头），以远信号显示良好
Fig. 1  Imaging plan for coronal Time-SLIP SSFP. S1 is scanning area, time-SLIP tag (S2) is placed just above the superior poles of both kidneys. A satruation band is applied to reduce the signal of inflow blood of the inferior vena cava (S3).
Fig. 2  Images in a 38-year-old man. Both CTA(A: VRT image. B: MIP image) and MRA (C: MIP image) demonstrate a proximal right renal artery stenosis (grade 3, arrow).
Fig. 3  Images in a 27-year-old woman. VRT (A) and MIP (B) images of CTA reveal a severe stenosis (grade 4) in the middle portion of left main renal artery (arrow). Signal loss can be seen in corresponding part in MIP image of MRA(arrow, C), with good remaining distal flow.

1.3　CT检查

       采用西门子双源螺旋CT扫描仪（Somatom definition, Siemens, Germany）。扫描参数为：管电压120 kV，管电流200 mAs，机架旋转时间330 ms，准直2.0 mm×32.0 mm×0.6 mm，螺距0.8 mm。应用高浓度非离子碘对比剂优维显(370 mg I/ml Ultravist, Bayer Schering Healthcare, Germany) 90 ml，注射流率为4.0 ml/s。采用对比剂示踪法（bolus-tracking）在肾动脉开口水平腹主动脉放置ROI检测CT值，当ROI CT值超过120 HU时，自动触发动脉期扫描。重建层厚及层间距均为1 mm的动脉期图像。分别采用MPR、MIP、容积重建(volume rendering, VR)及曲面重建等后处理技术进行血管重建（图2，图3）。

1.4　图像评价

       采用4分法评价肾动脉主干显示情况作为判断MRA图像质量的指标。1：图像质量差，不能诊断；2：图像质量一般，血管结构能够辨认，诊断不可靠；3：图像质量良好，动脉边缘轻度模糊或伪影，能明确诊断；4：优秀，动脉边缘清晰锐利，没有伪影^[9]。

       采用0～5级法进行肾动脉管腔狭窄程度分级。0级为正常（没有狭窄）。对于狭窄病例，分别测量最狭窄处的残腔内径和狭窄处远心端相对正常管腔内径，用如下公式计算肾动脉狭窄程度：狭窄程度＝（相对正常管腔内径-残腔内径）／相对正常管腔内径×100%。转换为分级标准。具体为：1级，狭窄程度<20%；2级，狭窄程度为20~49%；3级，狭窄程度为50~74%；4级，狭窄程度为75~99%；5级为闭塞^[8,9]。

       以狭窄程度≥50％作为诊断明显肾动脉狭窄的标准。将狭窄程度0~2级定义为无明显狭窄，记为RAS（-），3~5级定义为明显狭窄，记为RAS(+)。

       以上评定由2名放射科医师对原始图像及重建图像进行共同观测，诊断不一致时通过共同商议取得一致结论。

1.5　统计学分析

       应用SPSS 16.0统计学软件进行统计分析。采用Spearman相关性分析评价MRA与CTA间结果的相关性。P<0.05为有统计学意义。用CTA作为标准，计算MRA诊断明显RAS的敏感度和特异度。

2　结果

       无对比增强MRA及CTA均显示，22例患者总计46支肾动脉（2例患者有右侧双支肾动脉），22例患者中，7例双侧肾动脉正常，11例存在1支肾动脉狭窄（或闭塞），4例存在2支肾动脉狭窄（或闭塞）。

       肾动脉的MRA图像质量评分：优秀29例(63%)，良好13例（28%），一般4例（9%）。优秀及良好的肾动脉数占总数的91%。

       无对比增强MRA评价肾动脉狭窄的结果：0级27例，1级3例，2级3例，3级2例，4级8例，5级3例。CTA评价肾动脉狭窄结果：0级者27例，1级者4例，2级者3例，3级者2例，4级者10例，5级者0例。MRA与CTA肾动脉狭窄程度分级的分布见表1。两种检查方法对RAS的诊断结果有明显相关性(r= 0.991, P<0.01)。

       MRA与CTA对于明显RAS的诊断结果见表2。以CTA为参照标准，MRA诊断明显RAS（狭窄程度≥50%）的敏感度为100%，特异度为97.1%。

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表1  无对比增强MRA和CTA对22例患者共46支肾动脉狭窄程度的分级判断比较
Tab. 1  Comparison of non-contrast-enhanced MRA and CTA in grading renal artery stenosis

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表2  无对比增强MRA和CTA对明显肾动脉狭窄的诊断结果
Tab. 2  Comparison between non-contrast-enhanced MRA and CTA for detecting relevant artery stenosis(RAS)

3　讨论

       Time-SLIP MRA的肾动脉成像原理是在数据采集前用一个空间选择反转脉冲对包括双侧肾动脉及双肾在内的区域组织信号进行反转，同时用一个被放置在信号采集区以下的非选择性预饱和脉冲抑制下腔静脉的信号，未被选择性反转脉冲作用过的新鲜血液在流入反转区时表现为明显的高信号，而背景在反转脉冲的作用下表现为低信号，因此肾动脉管腔内的血液就可以与背景形成良好的对比，从而对肾动脉进行显示^[10]。Time-SLIP成像优势在于图像的信噪比较高，由于采用极短的TR和TE，血液流动造成的失相位程度较轻。这种流入效应与亮血序列（如SSFP序列）的有机结合，达到了无需对比剂进行血管成像的效果。

       结合Time-SLIP技术的无对比增强MR肾动脉成像的研究方兴未艾。主要研究包括与不同肾动脉成像方法的比较^[10,11,12]，以及和脂肪抑制等技术的结合^[13]。国内陈宪等^[11]针对正常肾动脉成像的研究显示，Time-SLIP MRA的MIP图像质量较对比增强MRA更好，且图像肾静脉污染程度较轻。2011年Parienty等^[12]对23例患者进行肾动脉Time-SLIP MRA检查，以DSA为金标准，Time-SLIP MRA诊断RAS的敏感度和特异度分别为93%和88%。2008年Utsunomiya等^[10]以CTA为主要参照对26例患者进行了Time-SLIP MRA肾动脉狭窄成像的评价，提示该技术诊断RAS的敏感度和特异度分别为78％和91%。但狭窄病例数较少（9例），狭窄程度的评级简单分为正常、不确定和明显狭窄。本研究与CTA进行对照，进一步探讨结合Time-SLIP的MRA技术在评价肾动脉狭窄上的应用。

       在研究设计上，每例患者都做了冠状面及横轴面Time-SLIP序列。首先进行冠状面扫描，其优点在于成像范围较大，在左右肾的高度不一的情况下，可以同时显示双肾动脉而不延长扫描时间，且不容易遗漏双支肾动脉、副肾动脉、异位肾等解剖变异情况。其次进行横轴面扫描，根据冠状面扫描结果确定是否需要调整BBTI。横轴面扫描层厚较小，空间分辨率更高。此外，同时参考冠状面及横轴面肾动脉图像，可以增加阅片者对肾动脉狭窄诊断的信心。

       本研究结果提示，对于肾动脉狭窄程度的分级，Time-SLIP MRA表现出了与CTA很好的一致性，两者在诊断明显RAS上亦不存在明显统计学差异。分析CTA与MRA的结果存在差异的病例，均为MRA评估的狭窄程度高于CTA。其原因可能是由于湍流血液的失相位。在Time-SLIP MRA中，血液表现为高信号，而静止的组织表现为低信号。由于狭窄区域的上、下游血流动力学改变，血流变得紊乱、分离，形成湍流，使得局部血流磁化矢量去相位，不能实现相位重聚，从而导致血流信号降低，乃至出现黑色射流，这种现象即称为失相位（图3）。对狭窄的高估是无对比剂MRA成像的一个缺点。然而，这一特点也具有其临床意义。Mustert等^[15]研究表明，自旋失相位的程度与跨狭窄处的压力梯度相关，从而能够利用失相位程度的不同区分出不重要的狭窄和有血流动力学意义的狭窄。因此，基于失相位现象的产生原理，在动脉狭窄处及下游，若信号缺失明显，高度提示该处狭窄引起了明显的肾动脉血流动力学改变。

       在本研究中，有3例患者均为肾动脉主干近段信号缺失，以远管腔信号尚可，在狭窄评分时诊断为闭塞。而相应CTA图像均显示为重度狭窄，主干近段仍可见对比剂充盈。因此，今后在分析此类MRA图像时应意识到局部管腔为重度狭窄可能性较大，而非闭塞，避免过高评价肾动脉狭窄程度。

       本研究的局限性：首先，病例数相对较少，没有评价肾动脉狭窄部位对狭窄程度显示的影响。有待增大样本量，进行后续研究。其次，缺乏DSA作为金标准对照。由于DSA为有创检查而较少应用，考虑到CTA诊断RAS的敏感度和特异度均很高，故实验设计为与CTA进行比较。但是严重动脉钙化会影响CTA图像上对管腔狭窄的判断^[16]。而在MRA图像上，钙化斑块多表现为低信号，较少干扰管腔评价。因此MRA对于合并钙化斑块的肾动脉狭窄成像具有独特的优势，具体有待今后进一步研究。

       本研究表明，应用Time-SLIP技术的无对比增强MRA图像质量优良，与CTA对肾动脉狭窄分级的判定具有很好的一致性，可有效用于RAS患者的肾动脉成像，临床应用前景广阔。