梯度自旋回波容積掃描與快速自旋回波容積掃描兩種磁共振胰膽管成像技術(shù)對比研究

馬鋒 張樹桐 謝元亮 黃增發(fā) 王曦 劉元志

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬武漢中心醫(yī)院影像科（武漢430014）

磁共振胰膽管成像（magnetic resonance cholangiopancreatography，MRCP）檢查具有無創(chuàng)性、安全有效、無需造影劑的特點(diǎn)，可獲得清晰、直觀的胰膽管圖像，診斷的敏感性和特異性均較高。采用重T2加權(quán)技術(shù)使膽汁和胰液呈明亮高信號而周圍器官組織呈低信號，從而獲得類似內(nèi)窺鏡逆行胰膽管造影（endoscopic retrograde cholangiopancreatography，ERCP）和經(jīng)皮肝穿膽道造影（PTC）的胰膽管圖像，獲得了越來越多臨床醫(yī)生的認(rèn)可［1-2］。目前有很多關(guān)于二維厚層多角度MRCP（2D MRCP）和三維薄層MRCP（3D MRCP）的研究報(bào)道，2D MRCP成像時間短，但是每次僅出一幅圖像；3D MRCP最常使用渦輪自旋回波（Turbo Spin Echo，TSE）序列［3-4］，可獲得多層連續(xù)薄層圖像，但是掃描時間長，易受呼吸運(yùn)動偽影影響。而關(guān)于3D 屏氣的研究報(bào)道比較少，3D BH MRCP 主要采用Grase 技術(shù)和壓縮感知（CS）技術(shù)［5-6］。CS 技術(shù)利用信號的稀疏性，通過高K 空間進(jìn)行欠采樣，從而縮短時間，該技術(shù)雖然很有前景，但對于設(shè)備性能的要求很高，還沒有廣泛應(yīng)用。GraSE 是快速自旋回波與平面回波成像結(jié)合的快速掃描序列，一些研究已經(jīng)用于頭、腹部和心肌的成像［7-10］。筆者分析探討了3D GraSE MRCP 與3D TSE MRCP 兩種技術(shù)在胰膽管成像的效果。比較兩種方法的圖像質(zhì)量及對膽胰管系統(tǒng)的顯示情況，旨在探討高場磁共振胰膽管成像技術(shù)的優(yōu)勢，為臨床提供良好的影像資料。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集武漢市中心醫(yī)院于2017年12月-2018年6月在Philips Ingenia 3.0T 磁共振行上腹部平掃及MRCP 成像的的100 例胰膽管疾病患者，其中男53 例，女47 例，年齡22 ～87 歲（平均57.8歲）。100例胰膽管疾病患者包括膽管癌14例，胰頭癌7 例，膽總管囊腫3 例，膽囊結(jié)石43 例，肝段膽管20 例及膽總管結(jié)石13 例。所有結(jié)果均經(jīng)臨床資料、手術(shù)及病理證實(shí)。

1.2 檢查方法所有病例均采用Philips Ingenia 3.0 T 磁共振進(jìn)行檢查。患者檢查前禁食禁水8 h，進(jìn)入機(jī)房前做好檢查前準(zhǔn)備，進(jìn)入機(jī)房后患者仰臥于檢查床上，以劍突下緣為中心，采用雙手抱頭頭先進(jìn)的檢查模式，檢查前為患者安放呼吸門控并且訓(xùn)練呼吸及屏氣（吸氣-呼氣-屏氣），使用腹部線圈。常規(guī)掃描冠狀位TSE T2WI，橫斷位TSE T2WI SPAIR，橫斷位TSE T1WI 以及DWI，每個患者均掃描自由呼吸法3D TSE MRCP 和屏氣法3D GraSE MRCP。3D TSE MRCP 為 單 激 發(fā)TSE 水 成像+抑脂技術(shù)，3D GraSE MRCP 為GraSE 水成像+抑脂技術(shù)。掃描參數(shù)見表1。

表1 MRCP 掃描參數(shù)Tab.1 MRCP scan parameters

兩組所獲MRCP 原始數(shù)據(jù)均行最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）和多平面重組（multi-plane recombination，MPR）三維后處理。

1.3 圖像評價與分析

1.3.1 客觀評價由具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的影像醫(yī)師完成，根據(jù)之前的類似報(bào)道［11-12］，于3D 序列清楚顯示膽總管中心層面原始圖像上測量膽總管和膽總管周圍組織信號強(qiáng)度（signal intensity，SI），選用圓形ROI，膽總管的ROI ≥5 mm2并放置于信號均勻、無偽影的膽總管中間區(qū)域，膽總管周圍組織SI 測量的ROI ≥20 mm2、置于臨近膽總管的信號均勻、無偽影的非病變區(qū)域。因MRCP 背景噪聲太小無法計(jì)算，故影像的噪聲均定義為膽總管的ROI 的SI 的標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviation，SD），計(jì)算MRCP 中膽總管和膽總管周圍組織的CNR：CNR=（SI 膽總管-SI 周圍組織）/SD 膽總管。

1.3.2 主觀評價對兩種3D 序列原始影像進(jìn)行MIP 重建，處理后的圖像由具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的影像醫(yī)師進(jìn)行盲評，允許調(diào)節(jié)窗寬窗位。圖像偽影：0=無偽影，1=微小偽影，2=有偽影但不影響診斷，3=有偽影并且影響診斷；圖像質(zhì)量：0=不能用于診斷，1=顯示差，2=一般，3=好，4=優(yōu)秀；對胰膽管樹各段顯示質(zhì)量進(jìn)行獨(dú)立評價：0=幾乎無法觀察，1=部分可見，2=絕大部分可見，3=全部清晰可見。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 17.0 統(tǒng)計(jì)軟件，采用配對樣本t 檢驗(yàn)比較兩組MRCP 所顯示的胰膽管圖像的偽影情況、圖像質(zhì)量以及清晰度，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用χ2檢驗(yàn)比較兩組MRCP 對胰膽管系統(tǒng)疾病的病因定性診斷結(jié)果，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 圖像評價100 位檢查者中有87 位呼吸運(yùn)動佳，13 位呼吸運(yùn)動欠佳，均得到胰膽管的顯影。兩組MRCP 所顯示的胰膽管圖像的采集時間及膽總管CNR，3D TSE MRCP 為22.96，3D GraSE MRCP 為20.73，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=10.57，P=0.782）。

2.2 兩組MRCP 累計(jì)評分偽影情況、圖像質(zhì)量以及清晰度累計(jì)評分見表2。TSE MRCP 與GraSE MRCP 膽總管CNR 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），TSE MRCP 略優(yōu)于GraSE MRCP；兩組MRCP 圖像偽影均比較少見，但是GraSE MRCP 呼吸運(yùn)動偽影明顯少于TSE MRCP（P＜0.05）；兩組MRCP 圖像質(zhì)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；GraSE MRCP 對于膽囊、膽囊管及膽總管的顯示更好（P＜0.05），TSE MRCP 對于肝段膽管以及胰管顯示更好（P＜0.05）。

表2 兩組MRCP 累計(jì)評分Tab.2 MRCP cumulative score

2.3 兩組MRCP 對胰膽管系統(tǒng)疾病的病因定性診斷結(jié)果對胰膽管系統(tǒng)疾病診斷結(jié)果見表3。兩組MRCP 對膽管癌、胰頭癌、膽總管囊腫、肝段膽管結(jié)石的診斷上差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），對于膽囊及膽總管結(jié)石的診斷GraSE MRCP 比TSE MRCP 更加準(zhǔn)確（P＜0.05）。其MRCP 影像對比如圖1 所示。

2.4 診斷結(jié)果分析水成像圖像表現(xiàn)：結(jié)石表現(xiàn)為圓形、類圓形或不規(guī)則形低信號影；靜止的膽汁為高信號；膽囊炎表現(xiàn)為膽囊擴(kuò)大，壁增厚，邊緣模糊，周圍可見滲出表現(xiàn)；惡性膽道梗阻常表現(xiàn)為軟藤征；良性膽道梗阻常表現(xiàn)為枯樹征；胰頭癌常表現(xiàn)為雙管征。

表3 兩組MRCP 對胰膽管系統(tǒng)疾病的病因定性診斷結(jié)果Tab.3 Diagnosis of pancreaticobiliary diseases by MRCP in two groups

圖1 兩組患者分別使用3D TSE MRCP 與3D GraSE MRCP所得圖像Fig.1 The images obtained by 3D TSE MRCP and 3D GraSE MRCP were used in two groups

3 討論

MRCP最早由德國學(xué)者WALLNER等在1991年首次報(bào)道，目前已廣泛應(yīng)用于臨床。成像技術(shù)是利用水的長T2 弛豫特征，采用了長回波時間重T2 加權(quán)序列，水樣結(jié)構(gòu)因T2 值很長仍保持較大的橫向磁化矢量，其他組織橫向磁化矢量幾乎完全衰減，因此所采集到的圖像信號主要來自于水樣結(jié)構(gòu)。

3.1 影像質(zhì)量分析本研究中3D TSE MRCP 的圖像略優(yōu)于3D GraSE MRCP。3D TSE 序列采用快速自旋回波技術(shù)，每一個90°激勵脈沖后面跟隨一組180°回波脈沖，每個180°脈沖產(chǎn)生一個自旋回波，分別填充K 空間的一條相位編碼線。它的優(yōu)點(diǎn)主要是：（1）由于3D TSE 序列采用單激發(fā)快速自旋回波，減少了T2 衰減帶來的模糊效應(yīng)；（2）3D TSE序列采用呼吸觸發(fā)技術(shù)（respiratory trigger），通過在腹部放置一個呼吸門控裝置，探測病人的呼吸波形，在相對呼氣末平臺期完成信號采集。呼氣末平臺期時呼吸運(yùn)動最小，從而實(shí)現(xiàn)呼吸凍結(jié)，較少呼吸運(yùn)動偽影［13］；（3）采用SPIR 壓脂技術(shù)，有效的抑制脂肪組織信號，增加圖像的組織對比，同時也可以減少運(yùn)動偽影、化學(xué)位移偽影或其他相關(guān)偽影。3D GraSE 序列采用快速自旋回波與平面回波成像結(jié)合技術(shù)，繼90°射頻脈沖后，重聚焦由多個180°射頻脈沖組成，同時在每個180°射頻脈沖之間，引入EPI 采集方式，通過開關(guān)讀出梯度的極性，產(chǎn)生多個梯度回波，從而實(shí)現(xiàn)梯度回波或EPI技術(shù)與TSE 技術(shù)的結(jié)合。它的優(yōu)點(diǎn)主要是：（1）比常規(guī)TSE 采集時間更短、SAR 值更低；通過使用超長回波鏈和DRIVE 技術(shù)，獲得更優(yōu)異的重T2加權(quán)圖像；（2）采用屏氣法采集圖像，不受呼吸運(yùn)動影響，減少了組織邊緣模糊效應(yīng)（圖1a、1b）；（3）同樣采用SPIR 壓脂技術(shù)，提高了圖像對比度。（4）Grase 序列基于自旋回波，對于B0 的不均勻性敏感性低［14］。

3.2 檢查時間分析3D TSE MRCP 的掃描時間長于3D GraSE MRCP。3DTSE序列時間為3 min 27 s，而3D GraSE 序列只需要15 s。主要是因?yàn)椋海?）3D TSE 序列采用呼吸觸發(fā)技術(shù)，每次呼吸只能采集一次，易受病人呼吸運(yùn)動影響，時間很不穩(wěn)定；（2）3D GraSE 序列是一個混合序列，有180°射頻脈沖重聚焦和梯度重聚焦兩個成像因子（Turbo factor& EPI factor），即每個TR 間期采集回波數(shù)等于TSE factor x EPI factor，能夠有效的利用T2 衰減周期來減少采集時間。

3.3 影像診斷分析“軟藤征”指當(dāng)膽道梗阻性病變短時間內(nèi)完全阻塞相應(yīng)部位膽管，導(dǎo)致膽管內(nèi)壓快速增高，梗阻端以上肝內(nèi)膽管均勻性擴(kuò)張，形似軟藤。“軟藤征”往往預(yù)示著存在惡性腫瘤。“雙管征”指由于膽道梗阻，引起膽管和胰管同時擴(kuò)張，常見于胰頭癌。兩組MRCP 對膽管癌、胰頭癌、膽總管囊腫的診斷上差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。多數(shù)膽系結(jié)石含鈣，其信號以等T1 短T2為主，故膽總管內(nèi)結(jié)石多表現(xiàn)為低信號，與其周圍含水豐富的高信號膽汁形成鮮明對比而得以顯示。“枯樹征”指當(dāng)膽道梗阻，梗阻端以下的膽管擴(kuò)張，梗阻端以上肝外膽管擴(kuò)張比肝內(nèi)膽管更明顯，肝內(nèi)膽管擴(kuò)張形似枯樹枝。“枯樹征”常提示良性梗阻［15-16］。由于梗阻，膽囊、膽總管內(nèi)膽汁濃縮，其內(nèi)成分改變，與泥沙樣結(jié)石成分的相似，使部分膽囊、膽總管顯影欠佳或不顯影，從而不能觀察到膽囊、膽總管形態(tài)及其內(nèi)結(jié)石。人體內(nèi)的各種組織結(jié)構(gòu)都有其特定的T2 值。根據(jù)TE 長短決定T2 權(quán)重的原理，選擇的TE 值低于T2 值，組織結(jié)構(gòu)呈高信號，TE 值接近T2 值時組織結(jié)構(gòu)呈等信號，TE 值高于T2 值時組織結(jié)構(gòu)呈低信號。3D GraSE MRCP的TE 值僅為85 ms，遠(yuǎn)低于的膽囊、膽總管內(nèi)濃縮膽汁的T2 值，所以膽囊、膽囊管、膽總管仍可以清晰顯示（圖3a、3b）。對于膽囊及膽總管結(jié)石的診斷GraSE MRCP 比TSE MRCP 更加準(zhǔn)確（P＜0.05），因此GraSE 比TSE 更適合在膽囊切除術(shù)前評估膽囊管［17］。

目前研究還有幾個局限性：第一，樣本量較少，需擴(kuò)大樣本量再進(jìn)一步研究；第二，沒有將Grase 序列與其他的單層屏氣序列的進(jìn)行比較；第三，隨著設(shè)備的不斷提高，還需要優(yōu)化Grase 序列，以滿足臨床需要。

綜上所述，3D GraSE MRCP 與3D TSE MRCP成像均能很好的顯示胰膽管結(jié)構(gòu)與病變，患者呼吸運(yùn)動節(jié)律好3D TSE MRCP 能夠得到良好的圖像；3D GraSE MRCP 能夠明顯的縮短檢查時間，減少呼吸運(yùn)動偽影，并且在膽囊、膽總管結(jié)石的顯影和診斷較3D TSE MRCP 更有優(yōu)勢。