非对比增强与对比增强MRA在肾动脉成像的对照研究

苏文婷 徐敬慈 饶 敏 刘 宵 王胜裕 王丽娟 潘自来

DSA是肾动脉成像的金标准，但为有创性，易导致相关并发症。彩色多普勒超声检查敏感度、特异度低，仅适合于肾动脉疾病的筛查。CTA是临床肾动脉成像的常用检查方法，但其具有电离辐射，且含碘对比剂具有一定的肾毒性。磁共振增强血管成像（contrast enhanced magnetic resonance angiography，CE-MRA）无辐射危害，对诊断肾动脉疾病具有较大的临床价值。使用钆（Gd）对比剂原认为相对安全，但国内外文献报道已有证实钆对比剂与肾源性系统性纤维化（nephrogenic systemic fibrosis，NSF）的发生有相关性[1]，NSF是一种全身性进行性疾病，严重者可致命[2]，因此，肾功能不全患者在CE-MRA检查中受到了一定的限制[3-6]，而采用非对比剂增强MRA来诊断肾动脉病变将变得更有临床实用意义。

肾动脉NC-FIRM-MRA利用反转脉冲选择性标记动脉血液的信号，结合ECG触发和呼吸触发（双触发技术）去除呼吸运动伪影，抑制静止组织和静脉血液的信号，获得纯肾动脉图像，在诊断肾动脉狭窄[5，8-10]和肾移植术后并发症[3]中具有价值。笔者旨在比较肾动脉NC-FIRM-MRA和CE-MRA的图像质量，为临床提供参考。

方 法

1. 一般资料

回顾性分析2017年10月至2018年10月所有疑似肾动脉狭窄和疑似肾性高血压病变的患者73例，其中男性55例，女性18例；年龄18～84岁，平均年龄51岁。行肾动脉NC-FIRM-MRA和CE-MRA检查，所有患者无MRI扫描和Gd-DTPA禁忌证。

2. 设备及扫描方法

使用联影uMR 560 1.5T MR扫描仪和腹部相控阵线圈进行扫描。排除MRI检查禁忌证。扫描前患者禁食禁4小时。嘱患者双手抱头，采取脚先进、仰卧位，腹式呼吸最明显位置处加呼吸门控。扫描范围以肾动脉为中心，覆盖双侧肾脏。正常规律的呼吸是呼吸门控序列图像质量的关键因素，因此，在进行检查之前，对患者进行均匀呼吸和屏气训练。所有患者均行NC-FIRM-MRA及CE-MRA，且保证扫描的层厚及层间距完全相同。NC-FIRM-MRA扫描：TR 3.9ms，TE 1.64ms，读出 FOV 360mm，相位FOV 260mm，层厚2.2mm，反转角度90°，激励1次，血流翻转时间扫描850ms，呼吸门控，扫描时间5～8分钟；CE-MRA扫描：序列采用快速梯度回波三维冠状位扫描：参数选择：TR3.9ms，TE 1.29ms，读出FOV 350mm，相位FOV 320mm，间隔2.0mm，层厚2.4mm，反翻转角25°，激励1次，屏气扫描时间16s。对比剂使用北陆药业的钆喷酸葡胺（15ml：7.04g），肘静脉 30ml造影 (0.2mmol/kg)，15ml生理盐水，注射速度3ml/s。

3. 图像后处理及评价

扫描结束后，采用图像重建中的3D重建软件对原始图像进行重建，得到三维肾动脉图像。采用双盲法由两名高年资MRI医师分别独立阅片。图像质量参照Danias等[11]的方法进行5级评分：1分：肾血管结构显示不清，图像质量差，无法诊断；2分：肾血管结构能够辨认，但明显模糊或有明显的伪影，诊断不可靠；3分：肾血管结构能辨认，中等程度模糊或伪影，能够诊断；4分：肾血管结构较清晰，仅轻度模糊或伪影，图像质量好，能明确诊断；5分：肾血管结构清晰，边缘锐利，图像优良，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：仅显示肾动脉主干为1分，同时显示其一级分支为2分，以此类推，二级分支为3分，三级分支为4分。同时观察副肾动脉显示情况及肾动脉狭窄情况，一并纳入图像质量评价中。

4. 统计分析

采用SPSS 2.0软件，图像质量及肾动脉分支采用相关样本非参数检验即Wilcoxon符号秩检验；肾动脉分支显示百分率采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1. 肾动脉图像质量

73例受检查者均成功完成CE-MR扫描及NCFIRM-MRA扫描。扫描时人体特异吸收率均在正常范围内。两种序列图像质量(图1，表1)显示出良好的一致性（Z值＝0.124，P＝0.902＞0.05，两组之间无统计学意义）。此外，CE-MRA和NCFIRM-MRA分别都检出了11支副肾动脉（检出率为100%）。

2. CE-MRA和NC-FIRM-MRA对肾动脉及其分支的显影效果

两种方法具有较好的一致性，其二级及三级分支显影有统计学差异(图2、3，4，表2)。

表1 CE-MRA和NC-FIRM-MRA肾动脉图像质量及分支显示情况一致性及评价结果比较

表2 对比增强MRA和非对比增强MRA肾动脉及其分支的显示比较

表3 两组各自发现狭窄肾动脉数量对照

图1 A.肾动脉增MRA的MIP像；B.肾动脉NC-FIRM-MRA的MIP像，显示右侧副肾动脉。

图2 A、B.同一患者与图1（A、B）都显示出两种序列的良好一致性。

图3 两肾主干及分支显示统计图。

图 4 MlP图。A.CE-MRA；B.NC-FIRM-MRA序列，二、三级肾动脉分支示显示清晰，图像质量好，优于A。

图5 高血压病。A、B.分别为肾动脉NC-FIRM-MRA的MPR像，C、D.分别为肾动脉增强MRA的MIP像，显示右侧肾动脉主干重度狭窄（↑），左侧为正常。

3.CE-MRA和NC-FIRM-MRA对肾动脉狭窄（RAS）程度评价结果

CE-MRA发现肾动脉轻度狭窄、中度狭窄和重度狭窄分别为3处、4处和3处。NC-FIRM-MRA检出肾动脉轻度狭窄、中度狭窄和重度狭窄分别为2处、3处和6处。NC-FIRM-MRA对各程度狭窄的正确诊断率之间不具有统计学差异(P＞0.05)（图5，表3）。

讨 论

1. NC-FIRM-MRA技术和CE-MRA技术的成像质量比较

目前CE-MRA已经成为肾动脉狭窄的首选检查手段，在临床上得到越来越多的应用[10]。由于图像质量与对比剂用量、注射速率、患者心功能、扫描触发时间、操作者的经验及受检者呼吸配合等有很大关系，所以图像质量的稳定性仍不能令人满意。而NC-FIRM-MRA是一种完全无创的磁共振血管成像序列，该序列采集时依赖呼吸触发，采用3D快速稳态采集技术，肾动脉显像质量主要与血管内血液的流入效应有关，且血液流速越快，产生的信号强度越强，图像质量则越好[7]。本研究结果显示两组在肾动脉的成像质量方面，结果一致性好，此外，该序列触发扫描时，成像区域内的组织、动脉、静脉血流信号被180°脉冲反转，经过流入时间，成像区域内的静脉血和组织的纵向磁化矢量恢复到0附近，在此时施加激发脉冲，将没有宏观纵向磁化矢量的产生，于是静脉血和组织信号被抑制；由于在该时刻成像区域内被反转的动脉血已流出该区域，此时处于成像区域内的为刚刚流入的未经180°脉冲反转的新鲜动脉血液，此时对该区域成像，动脉血将呈亮信号，将获得高对比的动脉血管图像。故该序列从理论上能够使肾动脉产生很高的信号强度和很高的空间分辨率。

2. 对于肾动脉各级分支显示比较

NC-FIRM-MRA对于肾动脉各级分支显示情况要优于CE-MRA，两者差异有明显统计学意义，主要表现在FIRM显示肾实质内分支较CE-MRA优越，其原因：①NC-FIRM-MRA利用选频脂肪抑制技术，很好地抑制了背景(包括肾实质)信号，而CE-MRA未对肾实质信号进行抑制，使其对肾实质内的分支显示效果不如NC-FIRM-MRA，但对于肾实质外的分支显示清楚。②CE-MRA对肾动脉分支的显示与扫描时机有一定关系，如错误的对比剂扫描时相会导致静脉污染、触发时间过晚可导致肾实质强化等，从而干扰了对肾动脉的显示[15]。③CEMRA对肾动脉分支的显示与患者屏气的配合度有一定关系。由于患者在扫描时未能完全配合屏气，会导致图像出现较明显的与运动相关的模糊，尤其是肾动脉远端，从而导致分支无法显示[15]。④由于NC-FIRM-MRA序列中采用选择性反转脉冲，可有效去除肾动脉周围其他静止组织和伴随的低流速静脉血流信号，提高了肾动脉显示的空间分辨率。⑤NC-FIRM-MRA序列利用自适应呼吸门控去自动调整患者的呼吸周期，尽可能使呼吸均匀，从而提高了图像质量。

因此，有研究[16]认为粥样硬化性RAS的受累部位主要为主肾动脉近端或中段，主肾动脉远端或肾动脉分支极少受累。而对于临床可疑肾动脉肌纤维发育不良患者行该检查时，因肌纤维发育不良更易累及肾动脉分支血管[13]，当肾动脉远端分支血管显影不满意时，需再行增强CTA或DSA检查予以明确。从该组病例也可以看出，非对比增强MRA对大多数RAS患者的诊断准确性与对比增强MRA相似，甚至优于CE-MRA，且无漏诊RAS现象，说明NC-FIRMMRA对诊断RAS具有很高的应用价值。

3. 对于肾动脉主干及其狭窄的检出率

本文以CE-MRA作为标准，主要不足为对照方法未采用血管成像金标准DSA，其与直接成像的DSA相比结果可能存在一定误差。但多数研究均显示CE-MRA与DSA在诊断血管疾病的敏感性和特异性方面具有高度一致性[14]。因此，CE-MRA已被作为诊断RAS的可靠而精确方法，并在临床上被长期应用。NC-FIRM-MRA与CE-MRA两者比较评估，结果显示两组在肾动脉狭窄的准确率一致，漏诊率低，NC-FIRM-MRA对各程度的正确诊断率之间不具有统计学差异。事实上，DSA检查因具有创伤性和更大量的辐射风险，在临床上很难实现对所有相关患者进行检查。故作者认为以对比增强MRA作为方法对照具有临床科学性、合理性和可靠性。

综上所述，NC-FIRM-MRA对临床可疑RAS具有很高的诊断价值，并且该技术无需应用任何对比剂，无肾毒性，完全无创且操作简单，可重复性强，极易获得良好的肾动脉成像图像，可在临床常规推广应用。