許曉嵐，黃丙倉，張宏艷，徐雁，陸煒平，弋春燕

上海市浦東新區(qū)公利醫(yī)院 影像科，上海 200135

時(shí)間-空間標(biāo)記反轉(zhuǎn)脈沖技術(shù)在慢性腎臟病分期中的初步研究

許曉嵐，黃丙倉，張宏艷，徐雁，陸煒平，弋春燕

上海市浦東新區(qū)公利醫(yī)院 影像科，上海 200135

目的探討時(shí)間-空間標(biāo)記反轉(zhuǎn)脈沖（Time-SLIP）技術(shù)在慢性腎臟?。–KD）分期中的評(píng)估價(jià)值。方法 選擇臨床確診的31例CKD患者 [CKD1期（5例），CKD2期（6例），CKD3期（8例），CKD4期（6例）和CKD5期（6例）]及13例健康志愿者（正常對(duì)照組），均接受常規(guī)MRI檢查和冠狀位Time-SLIP腎動(dòng)脈掃描，掃描后將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行最大密度投影（MIP），由2位經(jīng)驗(yàn)豐富的MRI醫(yī)師對(duì)各組腎動(dòng)脈分支的顯示情況進(jìn)行評(píng)價(jià)和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，并與CKD分期進(jìn)行相關(guān)性研究。結(jié)果CKD組與正常對(duì)照組比較：CKD1期與正常對(duì)照組之間腎動(dòng)脈分支顯示無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），CKD2～5期與正常對(duì)照組之間腎動(dòng)脈分支顯示存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。CKD各組間比較：CKD1期與CKD2期腎動(dòng)脈分支顯示無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），其余各組間腎動(dòng)脈分支顯示均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05），腎動(dòng)脈分支顯示與CKD分期呈中高度相關(guān)（P＜0.01），腎動(dòng)脈分支評(píng)分與血肌酐（SCr）呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與腎小球?yàn)V過率（GFR）呈顯著正相關(guān)（P＜0.01）。結(jié)論利用Time-SLIP技術(shù)進(jìn)行腎動(dòng)脈成像對(duì)CKD分期具有一定的價(jià)值，可作為臨床評(píng)價(jià)腎功能的一種無創(chuàng)檢查手段。

時(shí)間-空間標(biāo)記反轉(zhuǎn)脈沖技術(shù)；磁共振血管成像；慢性腎臟??；腎動(dòng)脈分支

0 引言

慢性腎臟?。–hronic Kidney Disease，CKD）已成為全球性公共衛(wèi)生問題，早期診斷和及時(shí)治療能夠有效降低終末期腎病的發(fā)生率，改善患者預(yù)后[1]。時(shí)間-空間標(biāo)記反轉(zhuǎn)脈沖（Time-Spatial Labeling Inversion Pulse，Time-SLIP）技術(shù)是一種無需使用對(duì)比劑的無創(chuàng)性檢查，可以提供生理狀態(tài)下的血流信息，反映血流灌注變化，因此可有效地檢查腎功能損害[2]。本研究采用Time-SLIP技術(shù)對(duì)CKD患者進(jìn)行腎動(dòng)脈血管成像，評(píng)價(jià)其分支顯示情況，研究其在CKD分期中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選擇2012年9月～2014年6月于我院腎內(nèi)科就診的CKD患者31例，其中男13例，女18例，年齡28～77歲。根據(jù)2002年美國腎臟病基金會(huì)頒布的《慢性腎臟病臨床實(shí)踐指南》（Kidney Disease Outcomes Quality Initiative，K-DOQI）中關(guān)于慢性腎臟病的定義及分期標(biāo)準(zhǔn)[3]，將31例患者分為5組：CKD1期（5例），CKD2期（6例），CKD3期（8例），CKD4期（6例）及CKD5期（6例）。本文采用校正后的腎臟病膳食改良試驗(yàn)（Modification of Diet in Renal Disease，MDRD）公式來反映腎小球?yàn)V過率（Glomerular Filtration Rate，GFR）。GFR[mL/（min·1.73 m2）]=186× [血肌酐（μmol/L）×0.0113]-1.154×年齡-0.203×（0.742，女性）。

同期選取13名健康志愿者作為正常對(duì)照組，其中男6例，女7例，年齡26～63歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：① 沒有腎臟系統(tǒng)及其他系統(tǒng)疾病史；② 沒有腰痛、浮腫、血尿、尿路刺激征等腎臟疾病臨床表現(xiàn)；③ 各項(xiàng)化驗(yàn)檢查正常；④ 影像學(xué)檢查正常。為了嚴(yán)格滿足此點(diǎn)，在對(duì)該組進(jìn)行檢查前先進(jìn)行腎臟常規(guī)T1、T2加權(quán)掃描，掃描發(fā)現(xiàn)異常時(shí)即被剔除；⑤ 近期沒有服用腎毒性藥物。所有患者均無磁共振檢查禁忌癥，掃描前病人準(zhǔn)備，去掉所有金屬異物，并進(jìn)行均勻呼吸和屏氣訓(xùn)練，患者以棉球塞耳，降低噪聲對(duì)其造成的影響。

1.2 掃描方法

使用TOSHIBA Excelart Vantage 1.5T磁共振成像儀和配套的8通道Speed相控陣體部線圈對(duì)患者進(jìn)行掃描?；颊呷〕Ｒ?guī)仰臥位，頭先進(jìn)，雙手上舉，先行腹部常規(guī)T2軸位壓脂、T1軸位橫斷及冠狀位穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)（Steady State Free Precession，SSFP）掃描，以確定腎動(dòng)脈水平和腎動(dòng)脈走行范圍。Time-SLIP技術(shù)采用三維真穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)FFE3D2.6_ SSFP（True Steady State Free Precession）序列，此序列由采集范圍（Scan Area）S1、Time-SLIP脈沖（Time-SLIP Position 280 mm Thickness）S2兩部分組成。根據(jù)腹主動(dòng)脈和腎動(dòng)脈的位置，S1以腎動(dòng)脈為中心，沿腹主動(dòng)脈冠狀或斜冠狀面單塊多層掃描；S2框上緣與腎上級(jí)平行。掃描參數(shù)：TR 5.2 ms，TE 2.6 ms，層厚3.0 mm，層間距0 mm，層數(shù)32～36，黑血翻轉(zhuǎn)時(shí)間（Black-Blood Time of Inversion，BBTI）為1200～1500 ms，矩陣（Matrix） 256×256，翻轉(zhuǎn)角120°，掃描視野（FOV） 380 mm×380 mm～420 mm× 420 mm，使用并行采集技術(shù)（Speeder Flag)，相位編碼方向（PE）為2.0，激勵(lì)次數(shù)（NAQ）為1。在呼吸門控下進(jìn)行掃描，掃描時(shí)間約4～6 min。

1.3 圖像處理及評(píng)價(jià)方法

掃描結(jié)束后，采用最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）對(duì)原始圖像進(jìn)行重建，得到三維腎動(dòng)脈圖像。由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的MRI醫(yī)師對(duì)Time-SLIP腎動(dòng)脈分支進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，并取得一致意見，主要觀察腎動(dòng)脈及葉間動(dòng)脈的顯示并進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)。對(duì)腎動(dòng)脈分支顯示情況的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：主干為1分，一級(jí)分支為2分，二級(jí)分支為3分，三級(jí)分支為4分，三級(jí)以上分支為5分。如有副腎動(dòng)脈，以主腎動(dòng)脈分支顯示結(jié)果進(jìn)行分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 19.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用Kappa分析比較兩位醫(yī)師對(duì)腎動(dòng)脈分支顯示評(píng)分的一致性，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(shí)，對(duì)正常組及CKD各組間腎動(dòng)脈分支評(píng)分行兩兩比較多重分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分支顯示情況與CKD分期的相關(guān)性采用Kendall等級(jí)相關(guān)系數(shù)，以P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

所有受檢者均成功完成Time-SLIP腎動(dòng)脈磁共振掃描，且圖像質(zhì)量均滿足診斷需要。健康志愿者及CKD患者的MRI掃描圖像，見圖1。

圖1 部分受檢者的腎動(dòng)脈MRI掃描圖像

對(duì)于腎動(dòng)脈分支的顯示，兩位觀察者之間的一致性較好（0.642≤κ值≤1），結(jié)果見表1。

表1 兩位觀察者對(duì)腎動(dòng)脈分支顯示評(píng)分的一致性Kappa分析

CKD組與正常對(duì)照組比較：CKD1期與正常對(duì)照組之間腎動(dòng)脈分支顯示無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），CKD2～5期與正常對(duì)照組之間腎動(dòng)脈分支顯示存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。CKD各組間比較：CKD1期與CKD2期腎動(dòng)脈分支顯示無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），其余各組間腎動(dòng)脈分支顯示均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.01），結(jié)果見表2。

表2 CKD各組與正常對(duì)照組間腎動(dòng)脈分支顯示情況兩兩比較

腎動(dòng)脈分支顯示與CKD分期之間的相關(guān)性用Kendall系數(shù)客觀衡量，腎動(dòng)脈分支顯示與CKD分期呈中高度相關(guān)（P＜0.01）（表3）。

表3 CKD各組間腎動(dòng)脈分支顯示情況與CKD分期的相關(guān)性分析

腎動(dòng)脈分支評(píng)分與血肌酐SCr呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.874，P＜0.01），見圖2，與GFR呈顯著正相關(guān)（r=0.748，P＜0.01），見圖3。

圖2 腎動(dòng)脈分支評(píng)分與SCr相關(guān)性示意圖

圖3 腎動(dòng)脈分支評(píng)分與GFR相關(guān)性示意圖

3 討論

3.1 Time-SLIP技術(shù)的成像原理及優(yōu)勢(shì)

Time-SLIP序列是無需使用對(duì)比劑，采用時(shí)間-空間雙重標(biāo)記的基于SSFP序列的磁共振血管成像技術(shù)。其成像原理是在數(shù)據(jù)采集前先應(yīng)用一個(gè)選擇性翻轉(zhuǎn)脈沖，抑制掉背景信號(hào)，并施加一個(gè)選擇空間翻轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖，被反轉(zhuǎn)脈沖標(biāo)記的血流呈低信號(hào)流出，區(qū)域外未標(biāo)記的血流呈高信號(hào)流入，同時(shí)被抑制的背景信號(hào)逐漸恢復(fù)[4]。Time-SLIP序列有以下優(yōu)勢(shì)：① 亮血序列與流入效應(yīng)有機(jī)結(jié)合；② 自由呼吸成像，最大病人舒適度多樣化；③ 采用呼吸門控可有效克服運(yùn)動(dòng)偽影；④ 多種技術(shù)背景抑制更有利于提高血管-背景對(duì)比；⑤ 能提供生理狀態(tài)下的血流信息，適用于流速快、循環(huán)比較復(fù)雜的血管，如腎動(dòng)脈、頸外動(dòng)脈、門靜脈及肺動(dòng)脈等[5]。腎動(dòng)脈直接起源于腹主動(dòng)脈，且腎臟毛細(xì)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(dòng)脈都有穩(wěn)定的血液流入，這在客觀上為Time-SLIP腎動(dòng)脈成像提供了可能性。

3.2 CKD腎動(dòng)脈分支顯示情況與病程進(jìn)展的關(guān)系

病理學(xué)上，CKD受損腎臟均出現(xiàn)不同程度的腎小球損傷及腎小管間質(zhì)損害，包括腎小球硬化、腎間質(zhì)纖維化、腎小管萎縮等，導(dǎo)致腎小球?yàn)V過率降低，球后毛細(xì)血管灌注及腎小管內(nèi)液體流量減少、間質(zhì)纖維化、腎小管萎縮聯(lián)合作用，可影響腎臟內(nèi)水分子擴(kuò)散及微循環(huán)灌注[6]。CKD早期僅僅處于腎儲(chǔ)備能力下降期，可完全沒有癥狀或癥狀不明顯，而隨著CKD病程進(jìn)展，此時(shí)腎臟病理改變?yōu)槟I小管壁的明顯增厚、壞死、腎小球硬化及纖維化改變，使得腎小球血管阻力增大，血流灌注減少[7-8]。血流量減少一方面使腎小球?yàn)V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。當(dāng)患者病情進(jìn)一步發(fā)展至CKD氮質(zhì)血癥期甚至腎功能衰竭晚期時(shí)，隨著腎功能損害程度的加重，導(dǎo)致腎單位破壞、腎小球纖維化、腎小管壞死及腎間質(zhì)受累范圍越來越大，使得腎血管逐漸受壓，腎動(dòng)脈逐漸變細(xì)和壞死，最終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，嚴(yán)重影響腎動(dòng)脈分支顯示。

3.3 Time-SLIP技術(shù)在CKD分期中的應(yīng)用價(jià)值

目前國內(nèi)外對(duì)于Time-SLIP技術(shù)在CKD分期中的價(jià)值研究甚少。本研究發(fā)現(xiàn)，CKD患者腎動(dòng)脈分支顯示與CKD分期呈中高度相關(guān)，與血清肌酐水平（Scr）呈顯著負(fù)相關(guān)，與腎小球?yàn)V過率（GFR）呈顯著正相關(guān)，即腎動(dòng)脈分支顯示情況能夠間接反映CKD病程進(jìn)展程度。隨著CKD病程進(jìn)展，患者Scr越來越高，而GFR越來越低，此時(shí)腎動(dòng)脈分支顯示也越來越差。本研究中，CKD1期與CKD2期間腎動(dòng)脈分支顯示存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但隨著病程進(jìn)展，各期腎動(dòng)脈分支顯示無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，推測(cè)其原因，可能與CKD早期腎臟病理可能未出現(xiàn)改變有關(guān)。

總之，利用Time-SLIP技術(shù)對(duì)CKD患者進(jìn)行腎動(dòng)脈掃描，在不使用任何對(duì)比劑的情況下，就能順利完成腎動(dòng)脈成像，其分支顯示情況與CKD進(jìn)展程度有關(guān)。Time-SLIP技術(shù)對(duì)CKD分期具有一定價(jià)值，可作為臨床評(píng)價(jià)腎功能的一種無創(chuàng)檢查手段。

[1] Perico N,Codreanu I,Schieppati A,et al.Prevention of progression and remission/ regression strategies for chronic renal diseases: Can we do better now than five years ago?[J].Kndney Int Suppl,2005,(98):S21-S24.

[2] Miyazaki M,Akahane M.Non-Contrast enhanced MR angiography:established techniques[J].J Magn Reson Imaging, 2012,35(1):1-19.

[3] National Kidney Foundation.K/DOQI clinical practice guidelines for chronic kidney disease:evaluation classification and stratification[J].Am J Kidney Dis,2002,39(2 Suppl 1):S1-S266.

[4] 許曉嵐,黃丙倉,李歡歡,等.Time-SLIP技術(shù)在腎動(dòng)脈血管成像中的應(yīng)用價(jià)值[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2014,29(12):158-162.

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

[6] Xu X,Fang W,Ling H,et al.Diffusion-weighted MR imaging of kidneys in patients with chronic kidney disease:initial study[J].Eur Radiol,2010,20(4):978-983.

[7] 趙建.MR功能成像對(duì)慢性腎臟病腎臟損傷的臨床相關(guān)研究[D].石家莊:河北醫(yī)科大學(xué),2014.

[8] 李瓊,張泉,孫浩然,等.慢性腎臟病的皮髓質(zhì)ADC值與腎臟功能及病理的相關(guān)性研究[J].臨床放射學(xué)雜志,2012,31(4):515-519.

A Preliminary Study of Time Spatial Labeling Inversion Pulse Technology in the Staging of Chronic Kidney Disease

XU Xiao-lan, HUANG Bing-cang, ZHANG Hong-yan, XU Yan, LU Wei-ping, YI Chun-yan
Department of Imaging, Public Hospital of Shanghai Pudong District, Shanghai 200135, China

ObjectiveTo explore the diagnostic value of time spatial labeling inversion pulse (Time-SLIP) technology in the staging of chronic kidney disease (CKD).Methods31 patients clinically diagnosed with CKD (including 5 patients with stage 1 CKD, 6 patients with phase 2 CKD, 8 patients with stage 3 CKD, 6 patients with stage 4 CKD and 6 patients with stage 5 CKD) as well as 13 healthy volunteers (normal control group) were included. All subjects received conventional MRI and renal artery examination with the coronal Time-SLIP technology. Two experienced radiologists assessed the branches of renal artery MR angiography on 3D-MIP reconstructed images, and studied the correlation with staging of CKD.ResultsCompared with CKD group and normal control group, there were no statistically significant differences in the branches shows of renal arteries between stage 1 CKD and normal control group (P＞0.05),the differences were significant betuseen stage 2～5 CKD and noumal control group. Compared with each CKD group, there were no statistically significant differences in the branches shows of renal arteries between phase CKD1 and CKD2, there were statistically significant differences between other groups (P＜0.05). There was an obvious correlation between the branches shows of renal arteries and the staging of CKD (P＜0.01). There was a significant negative correlation with the branches shows of renal arteries and SCr (P＜0.01), and a significant positive correlation with the GFR (P＜0.01).ConclusionUsing time-SLIP technology for renal artery has certain value in the staging of CKD. It can be used as a noninvasive clinical evaluation of renal function tests.

time-spatial labeling inversion pulse; MR angiography; chronic kidney disease; branches of renal arteries

R445.2；R692

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.03.016

1674-1633(2016)03-0070-04

2015-01-19

2015-09-26

上海市浦東新區(qū)衛(wèi)生系統(tǒng)學(xué)科帶頭人附帶項(xiàng)目（PWRd2011-05），上海市浦東新區(qū)衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)基金項(xiàng)目（PW2014B-23），上海市浦東新區(qū)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)基金項(xiàng)目（PKJ2014-Y20）。

黃丙倉，副主任醫(yī)師。

作者郵箱：13611603598@163.com