朱玉春 傅行禮 周偉 王靜 邢偉

1昆山市第一人民醫(yī)院放射科 215300；2江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究生院，鎮(zhèn)江 212013；3常州市第一人民醫(yī)院放射科 213003

腎動脈狹窄是腎性高血壓的重要病因之一，最常見的原因是動脈粥樣硬化和大動脈炎，狹窄段多位于近腎門的2 cm以內(nèi)，而遠(yuǎn)端或者分支狹窄相對少見[1-3]。腎動脈的走行扭曲可導(dǎo)致血流動力學(xué)的改變，血管的重塑又能刺激斑塊的形成。與以往的有創(chuàng)測量方式腎動脈造影術(shù)相比，多層螺旋CT血管造影（CT angiography,CTA）結(jié)合其強(qiáng)大的后處理功能，能夠無創(chuàng)地顯示腎動脈走行、曲度和斑塊的形成[3-4]。本研究旨在基于腎動脈64層螺旋CTA，通過容積再現(xiàn)和曲面重建技術(shù)，比較腎動脈主干形態(tài)學(xué)、強(qiáng)化的CT值，以及腎動脈主干的變異曲度與腎動脈狹窄的臨床相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2016年1月至2017年12月經(jīng)數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography,DSA）或B超確診的單側(cè)動脈粥樣硬化性腎動脈狹窄而對側(cè)正常的62例患者，所有患者均進(jìn)行腎動脈64層螺旋CTA，其中男性37例、女性25例，年齡36～78（52.64±16.32）歲。所有患者于檢查前均簽署了知情通意書。

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）所有患者經(jīng)臨床或其他輔助檢查確診（DSA或B超）；（2）患者能夠密切配合CTA檢查，無明顯偽影，圖像質(zhì)量符合臨床診斷要求。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）有腎動脈內(nèi)支架手術(shù)病史者；（2）腎動脈瘤樣擴(kuò)張者；（3）有碘過敏病史者。

除腎動脈狹窄外，62例患者中伴有下肢動脈狹窄或閉塞12例、冠狀動脈狹窄14例、終末期腎病或尿毒癥晚期6例（為了降低造影劑腎病的發(fā)生率，檢查當(dāng)日增加透析1次并監(jiān)測腎功能）、晚期糖尿?。ǎ?0年）9例（對于服用二甲雙胍的患者，根據(jù)指南及患者個體情況，于CTA前后停藥48～72 h）。

1.2 掃描方法和后處理重組

采用美國GE公司Lightspeed 64 VCT螺旋CT進(jìn)行掃描，掃描范圍包括膈頂至恥骨聯(lián)合水平，先做屏氣下的平掃，增強(qiáng)掃描采用Medrad雙筒高壓注射器，以4.5 mL/s流率經(jīng)肘前靜脈注入60～80 mL非離子型對比劑（碘帕醇350 mgI/mL，美國GE藥業(yè)）和40 mL生理鹽水，在腎動脈水平的腹主動脈層面監(jiān)測CT值，當(dāng)閾值超過100 HU時(shí)，延時(shí)6 s開始進(jìn)行對比劑追蹤智能觸發(fā)掃描。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，有效管電流350 mA，探測器排列64×0.625 mm，螺距0.2，球館旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.35 s。容積數(shù)據(jù)進(jìn)行層厚1.0 mm，重疊間隔0.75 mm的薄層重組，重建矩陣512×512，利用工作站（GE ADW4.4）腎動脈提取軟件進(jìn)行曲面重建、最大密度投影和容積再現(xiàn)成像。

1.3 圖像數(shù)據(jù)測量

圖像分析以曲面重建和容積再現(xiàn)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，腎動脈主干的定義為自腹主動脈腎動脈交叉處為起點(diǎn)至腎動脈第一分支為終點(diǎn)的腎動脈走行節(jié)段距離，具體測量狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)的以下指標(biāo)：（1）運(yùn)用GE vessel analysis分析軟件對腎動脈主干進(jìn)行曲面重建，測量腎動脈主干的長度，取斑塊近端和遠(yuǎn)端的正常管腔的平均值（避開斑塊）記錄管腔橫截面積和平均直徑；（2）在左右腎動脈主干的起始部和中、遠(yuǎn)段分別勾畫一個ROI（避開斑塊部位，約5 mm2），記錄腎動脈主干的平均CT值，同時(shí)于左腎動脈水平開口平面的腹主動脈內(nèi)勾畫ROI（約 25 mm2），連續(xù)測量 3次（連續(xù) 3個層面），取其平均值代表腹主動脈強(qiáng)化平均CT值，計(jì)算左右腎動脈主干強(qiáng)化CT值與腹主動脈強(qiáng)化CT值的比值（the ratio of CT value of renal artery to abdominal aorta,RA/AA），于雙側(cè)腎臟的上極、中極、下極皮質(zhì)區(qū)分別勾畫一個ROI（約5 mm2），取其平均值代表腎皮質(zhì)的強(qiáng)化CT值；（3）在腎動脈容積再現(xiàn)圖像上以腎動脈主干最短連接長度為D（自腹主動脈腎動脈交叉處為起點(diǎn)至腎動脈第一分支為終點(diǎn)的最短連接距離），最大曲度頂點(diǎn)至D的垂直距離為h，分別計(jì)算狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)的腎動脈主干曲度T（T=h/D），并測量腎動脈起點(diǎn)至最大曲度頂點(diǎn)的距離，以及狹窄側(cè)腎動脈主干起點(diǎn)至腎動脈最狹窄點(diǎn)的距離（圖1）。

圖1 腎動脈狹窄CTA容積再現(xiàn)圖 圖中，A點(diǎn)：腹主動脈腎動脈交叉點(diǎn)；B點(diǎn)：腎動脈主干與第一分支交點(diǎn)；C點(diǎn)：腎動脈主干最大曲度頂點(diǎn)；D：A、B兩點(diǎn)連線的最短距離；h：腎動脈主干最大曲度頂點(diǎn)(C點(diǎn))至D的垂直距離；右腎動脈主干長度定義為A、B兩點(diǎn)的腎動脈走行節(jié)段距離；左腎動脈主干最大曲度定義為T=h/D。CTA：CT血管造影。Fig.1 CT angiography volume rendering of renal artery stenosis

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)的計(jì)量資料符合正態(tài)分布以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，方差齊性采用配對樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行比較，采用雙側(cè)檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

62例患者雙側(cè)均為單支腎動脈發(fā)育，未見副腎動脈，腎動脈狹窄62支，對側(cè)腎動脈正常62支。狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)腎動脈主干長度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.303，P=0.924）；平均管腔直徑差異亦無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.158，P=0.287）；狹窄側(cè)管腔橫截面積略大于非狹窄側(cè)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.385，P=0.184）（表1）。

表1 62例腎動脈狹窄患者狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)CTA結(jié)果的比較（）Table 1 The comparison of CTA data in plaque stenosis and non-stenosis renal artery for 62 patients ()

表1 62例腎動脈狹窄患者狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)CTA結(jié)果的比較（）Table 1 The comparison of CTA data in plaque stenosis and non-stenosis renal artery for 62 patients ()

注：表中，CTA：CT血管造影；CT：計(jì)算機(jī)體層攝影術(shù)；RA/AA：腎動脈主干強(qiáng)化 CT 值與腹主動脈強(qiáng)化 CT 值的比值。

腎皮質(zhì)的平均強(qiáng)化CT值(HU)狹窄側(cè)（n=62）34.51±13.12 20.52±7.22 5.39±0.53 349.54±51.23 94.25±3.46 278.41±35.47非狹窄側(cè)（n=62）35.27±14.74 18.97±5.05 5.27±.062 353.31±54.37 93.46±3.62 284.21±37.92 t值 0.303 1.385 1.158 0.397 1.242 0.879 P值 0.924 0.184 0.287 0.884 0.251 0.402組別 腎動脈主干長度(mm)管腔橫截面積(mm2)平均管腔直徑(mm)腎動脈主干平均CT值(HU)RA/AA(%)

由表1可見，狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)的腎動脈主干平均CT值、RA/AA、腎皮質(zhì)的平均強(qiáng)化CT值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.397、1.242、0.879，P=0.884、0.251、0.402）。

狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)腎動脈最大曲度分別為（0.15±0.02）和（0.08±0.02），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=19.487，P＜0.05），典型病例的CTA容積再現(xiàn)曲度測量圖見圖2；腎動脈主干起點(diǎn)至最大曲度頂點(diǎn)的距離分別是（9.62±1.34）cm 和（9.79±1.47）cm，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.673，P＞0.05）；狹窄側(cè)腎動脈主干起點(diǎn)至狹窄近端的距離為（9.42±1.61）cm，與腎動脈主干起點(diǎn)至最大曲度頂點(diǎn)的距離[（9.62±1.34）cm]比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.752，P＞0.05），典型病例的CTA曲面重建腎動脈主干面積測量圖和腎動脈主干走行曲度圖分別見圖3和圖4。

圖2 腎動脈狹窄患者（女性，62歲）左腎動脈CTA容積再現(xiàn)曲度測量圖 圖中，容積再現(xiàn)血管樹顯示左腎動脈起始部混合性斑塊，相應(yīng)管腔重度狹窄，狹窄側(cè)腎動脈主干最大曲度為0.15。CTA：CT血管造影。Fig.2 Curvature measurement of left renal artery stenosis patients(female,62 years old) in CT angiography volume rendering

圖3 腎動脈狹窄患者（男性，64歲）CTA曲面重建腎動脈主干面積測量圖 圖中，曲面重建圖像顯示狹窄側(cè)腎動脈起始部混合性斑塊，相應(yīng)管腔輕度狹窄，狹窄近端腎動脈主干面積約為18.1 mm2。CTA：CT血管造影。Fig.3 Renal artery trunk area measurement of renal artery stenosis patients(male,64 years old) in CT angiography curved planar reformation

圖4 腎動脈狹窄患者（男性，59歲）CTA曲面重建腎動脈主干走行曲度圖 圖中，曲面重建圖像顯示狹窄側(cè)腎動脈混合性斑塊，以脂質(zhì)斑塊為主，腎動脈主干走行曲度較大。CTA：CT血管造影。Fig.4 Renal artery trunk-path curvature diagram of renal artery stenosis patients(male,59 years old) in CT angiography curved planar reformation

3 討論

動脈的正常解剖結(jié)構(gòu)形態(tài)是保證其功能良好的前提，任何動脈解剖結(jié)構(gòu)的改變（如纖細(xì)、扭曲、狹窄等）均可不同程度地對其功能產(chǎn)生影響，動脈扭曲是臨床比較常見的血管形態(tài)學(xué)變異，過度的扭曲常常導(dǎo)致血流動力學(xué)的改變。既往研究結(jié)果顯示，通過計(jì)算機(jī)模擬扭曲血管內(nèi)血流動力學(xué)改變，其扭曲的程度越大，更容易導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷，發(fā)生動脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)越大，嚴(yán)重的可導(dǎo)致供血區(qū)域的血流灌注減低，引起臟器灌注不足；然而，對于扭曲形成的原因及其對于全身各個系統(tǒng)的影響尚無確切結(jié)論，同時(shí)，對于動脈扭曲程度的測量和評價(jià)尚無統(tǒng)一的科學(xué)量化標(biāo)準(zhǔn)[3-4]。以往的研究多基于超聲或DSA檢查，在腎動脈狹窄的診斷和處理的中國專家共識中明確指出，DSA作為傳統(tǒng)診斷腎動脈解剖狹窄的“金標(biāo)準(zhǔn)”，在解剖特征、狹窄程度、發(fā)現(xiàn)斑塊等方面具有良好的分辨率，但其屬于有創(chuàng)檢查，輻射劑量大，如果僅用于診斷，與CTA比較基本無優(yōu)勢，而64排以上的高分辨率CTA快速容積掃描及其強(qiáng)大的后處理功能，能夠全面觀察腎動脈管腔內(nèi)外的情況，還能大致評估其實(shí)質(zhì)強(qiáng)化程度和功能，因此，腎動脈CTA可作為無創(chuàng)評價(jià)腎動脈狹窄的“金標(biāo)準(zhǔn)”，其靈敏度、特異度和準(zhǔn)確率極高[5]。此外，Kadziela等[6]研究結(jié)果顯示，腎動脈CTA與DSA測量的腎動脈狹窄直徑和長度，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

對于左右正常腎動脈主干的長度、平均管腔直徑、管腔橫截面積的測量數(shù)據(jù)國內(nèi)外已有相關(guān)報(bào)道，但研究結(jié)果尚未統(tǒng)一：國外學(xué)者Tarzamni等[7]報(bào)道左右腎動脈主干的長度分別為(32.41±12.0) mm和(35.6±17.7) mm，兩者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而Thatipelli等[8]研究結(jié)果顯示左右腎動脈有一定差異，右側(cè)腎動脈主干長度[(44.9±7.4) mm]要長于左側(cè)[(39.9±6.7) mm]；國內(nèi)學(xué)者基于國人成人尸體的測量結(jié)果顯示，左腎動脈主干平均長度為(2.62±1.19) cm，右腎動脈主干平均長度為(3.49±1.43) cm，左右側(cè)腎動脈管腔直徑均為0.68～0.77 cm[9]。本研究62例患者中，狹窄側(cè)腎動脈主干的平均管腔直徑和管腔橫截面積均略大于非狹窄側(cè)，但是兩組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)的腎動脈主干長度差異亦無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示對于伴有腎動脈狹窄的患者，無論狹窄側(cè)還是非狹窄側(cè)，對于管腔直徑的影響均在正常范圍內(nèi)，究其原因可能與選取的樣本人群、腎動脈斑塊狹窄的形成時(shí)間、早期斑塊正性重構(gòu)有一定的關(guān)系。在動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過程中，在脂質(zhì)斑塊形成的早期，病理機(jī)制是斑塊病變處的炎性-免疫反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)，機(jī)體出現(xiàn)代償性保護(hù)，病變處血管管腔正性重構(gòu)向外延展，CTA中表現(xiàn)為狹窄段動脈壁向外膨脹性擴(kuò)張，進(jìn)而一定程度上緩解了病變處的管腔狹窄，管腔內(nèi)徑測量值接近正常水平[2,10-12]，本研究也驗(yàn)證了此結(jié)果，狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)的管腔直徑差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。國內(nèi)外學(xué)者通過對大腦中動脈、冠狀動脈、頸內(nèi)動脈等不同部位的動脈粥樣斑塊狹窄的重構(gòu)機(jī)制進(jìn)行研究，結(jié)果顯示其均具有相同的病理生理過程，正性重構(gòu)（膨脹性生）長可以維持血管腔通暢或減輕斑塊體積造成的狹窄效應(yīng)，而且正性重構(gòu)與斑塊的易損性密切相關(guān)，此類患者更容易引起肇事斑塊事件，需要臨床更加關(guān)注[10-12]。運(yùn)用CTA能夠定量評價(jià)狹窄斑塊的重構(gòu)和斑塊發(fā)展過程，值得臨床推廣應(yīng)用[13]。

陳振東等[14]研究結(jié)果顯示腎動脈的直徑、管腔面積通常與有無副腎動脈有一定的關(guān)系，若同側(cè)伴有副腎動脈，腎動脈主干的管腔通常會小于正常范圍，但腎臟的體積不受影響。本研究中62例患者均未見副腎動脈，故與陳振東等[14]報(bào)道的腎動脈主干形態(tài)學(xué)參數(shù)一致。

CTA中腎動脈主干CT值的強(qiáng)化程度受到血管內(nèi)含碘對比劑的濃度、流速、血管腔容積等因素的影響，在對比劑濃度相同的前提下，注射速率越高，其腎動脈主干的CT值越高，為了保證良好的CT圖像質(zhì)量，提高注射速率是行之有效的手段，高速率可以提高單位容積碘含量。理論上講CT血管增強(qiáng)中管腔內(nèi)的CT值與其碘濃度呈正相關(guān)，即管腔內(nèi)碘濃度越高，其CT值越大，血管強(qiáng)化越明顯，重組圖像越好。雖然對于CTA中腔內(nèi)CT值閾值尚無具體標(biāo)準(zhǔn)，但是Claves等[15]研究認(rèn)為在CTA中使用非離子型對比劑，當(dāng)目標(biāo)血管腔內(nèi)CT值大于250 HU時(shí)，圖像質(zhì)量滿足診斷要求；國內(nèi)學(xué)者劉靜紅等[16]研究結(jié)果顯示，最佳期相選擇的腎動脈CT值超過300 HU時(shí)，圖像質(zhì)量滿足重建要求。本研究中腎動脈CTA采用高濃度含碘的非離子型對比劑碘帕醇（350 mgI/mL），以4.5 mL/s流率快速團(tuán)注60～80 mL，并以相同的速率跟注40 mL生理鹽水，結(jié)果顯示狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)的腎動脈主干平均CT值分別為（349.54±51.23）HU和（353.31±54.37）HU，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其腎動脈主干的CT值均大于340 HU，完全能夠滿足診斷需要。本研究中狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)的腎動脈主干CT值、RA/AA、腎皮質(zhì)的平均強(qiáng)化CT值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示動脈粥樣硬化斑塊引起的腎動脈狹窄對腎動脈主干的強(qiáng)化、腎臟皮質(zhì)的血流灌注無明顯影響，究其原因可能是本研究中多數(shù)為輕中度腎動脈狹窄患者，其斑塊的形成尚屬于代償期，并未對血流動力學(xué)產(chǎn)生較大的影響，故測得的強(qiáng)化CT值和腎臟皮質(zhì)血流灌注無異常。研究結(jié)果顯示只有當(dāng)腎動脈狹窄程度導(dǎo)致管腔直徑減少≥50%，或者狹窄兩端收縮壓差≥20 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）或平均壓差≥10 mmHg時(shí)，這種程度的狹窄才可能引起顯著的腎血流量下降，并影響腎灌注壓和腎小球?yàn)V過率，激活其病理生理進(jìn)程，臨床上主要表現(xiàn)為腎血管性高血壓和缺血性腎病[1-2,17-18]。

血管扭曲的數(shù)理定義為在血管走行長軸上產(chǎn)生不同程度曲率的改變，理論上，其動脈扭曲可以造成相應(yīng)動脈血流管腔內(nèi)血流動力學(xué)的改變，扭曲的嚴(yán)重程度多數(shù)認(rèn)為與其造成的血流動力學(xué)影響具有一定的相關(guān)性[19-20]。本研究基于腎動脈CTA顯示，在腎動脈狹窄側(cè)的腎動脈主干扭曲的程度明顯高于非狹窄側(cè)，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且CTA為無創(chuàng)檢查，后處理重建的二維和三維圖像使得測量可重復(fù)性高，不受投射截面和血管長短的影響，具有較大的臨床應(yīng)用價(jià)值。本研究中，狹窄側(cè)腎動脈最大曲度大于非狹窄側(cè)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而狹窄側(cè)和非狹窄側(cè)腎動脈主干起點(diǎn)至最大曲度頂點(diǎn)的距離比較，以及狹窄側(cè)腎動脈主干起點(diǎn)至狹窄近端的距離與腎動脈主干起點(diǎn)至最大曲度頂點(diǎn)的距離比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，研究結(jié)果顯示腎動脈狹窄與其腎動脈主干的曲度密切相關(guān)。本研究通過對腎動脈的薄層后處理重建，可以真實(shí)反映腎動脈主干的彎曲程度，通過顯示其走行和測量曲度參數(shù)的比較，提示腎動脈的曲率越大，其彎曲的程度也越大。既往較多研究結(jié)果表明，腎動脈的曲度可導(dǎo)致血流動力學(xué)的湍流的形成，促使血栓形成動脈粥樣硬化，而斑塊的形成更進(jìn)一步促進(jìn)腎動脈彎曲的形成，代償期雙腎皮質(zhì)無明顯的血流異常[21-22]。但是隨著病程進(jìn)展，血管曲度增加使得血液流速降低，導(dǎo)致遠(yuǎn)端血管的血流灌注下降，又協(xié)同降低了血栓的清除率。如此惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致相應(yīng)腎臟血流灌注異常和動脈粥樣硬化[23-24]。因此，腎動脈的彎曲程度與動脈粥樣斑塊的形成密切相關(guān)。

綜上所述，伴有斑塊形成的腎動脈狹窄側(cè)，其腎動脈走行的曲度明顯大于非狹窄側(cè)，而腎動脈主干的平均管腔直徑、管腔橫截面積、長度、腎動脈主干CT值、RA/AA、腎皮質(zhì)的平均強(qiáng)化CT值之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，在臨床工作中，應(yīng)重視腎動脈狹窄患者腎動脈主干彎曲程度的精準(zhǔn)評估，基于64層螺旋CTA，能夠一站式評估腎動脈的走行和彎曲程度，為臨床腎動脈狹窄風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測提供幫助。