膈肌導航與相位導航在MRCP 3D成像中的應用

盧晶 尚柳彤 李天然 劉靖 雷振星 劉昱含 席佳

近年來，由于磁共振技術的飛速發展以及應用的普及，越來越多的磁共振成像技術得到廣泛應用。磁共振胰膽管成像(MR cholangiopancreatography， MRCP)已成為腹部胰膽管疾病的重要影像學檢查手段[1,2]。MRCP掃描一直是比較復雜而且對技師操作能力要求較高的檢查，尤其是自由呼吸掃描(T2、T2壓脂等序列)。由于自由呼吸掃描時腹部各臟器都會隨之運動(膈肌運動、心臟跳動、胃部蠕動以及主動脈的搏動等)，因此，解決由于運動產生的影響以及帶來的偽影便成為我們探索的技術問題。腹部自由呼吸成像技術經歷呼吸觸發、膈肌導航和相位導航3個發展階段。本文采用西門子最新的相位導航技術，主要研究在檢查進行T2軸位和冠位3D掃描時，采用膈肌導航與相位導航兩種采集方法，分析采用兩種方法進行成像后觀察胰膽管各個解剖位置，患者配合程度和所檢區域結石的圖像質量，探討兩種方法在臨床中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 對我院2018年5月至2020年12月臨床考慮為胰腺或膽道疾病的150例患者進行 MRCP檢查，其中男82例，女68例；年齡18～82歲，平均年齡(50±7)歲(中位年齡50歲)。納入標準：(1)經過臨床檢查后，懷疑有胰膽管疾病，需要進行 MRCP 檢查；(2)無 MRI 檢查禁忌證。排除標準：(1)既往有胰膽管疾病手術史；(2)存在大量腹腔積液、腸道氣體干擾、腹腔金屬植入物偽影等， 影響MRCP 圖像觀察與分析；(3)其他原因未能完成檢查者。本研究獲得患者的知情同意并符合醫院倫理委員會要求。根據患者呼吸配合情況將3D-MRCP圖像分為2組：呼吸配合組為患者自身或在家屬配合下能屏氣完成檢査；呼吸配合不佳組為患者完全無法屏氣或能屏氣但掃描全程無法堅持。

1.2 儀器設備 采用 siemens skyra 3.0T超導 MR儀,16通道體部相控陣線圈。所有患者均安排在上午10∶00之前檢查，檢查前6 h禁食、禁水，確認無磁共振檢查禁忌，去除身上所有金屬、磁性物品及電子產品，并囑患者作屏氣和均勻呼吸訓練[3]。

1.3 掃描方法及參數

1.3.1 所有患者檢查時取仰臥位，頭先進。對患者先行冠狀位掃描,然后再行軸位像掃描和3D序列掃描。見表1。

表1 掃描序列及參數

1.3.2 在3D序列掃描時運用兩種方法進行成像，先采用膈肌導航掃描，再采用相位導航掃描。兩種導航技術參數相同，所選擇序列卡中有生理參數卡(physio)選項，從生理參數卡中選中采集校正(pace)中的(scout type)選項，分別選擇膈肌導航采集方式和相位導航采集方式。見圖1、2。

1.4 觀察內容

1.4.1 掃描范圍包括膽囊區域，肝內外膽管及胰管區域，將兩種掃描方法獲得的原始圖像分別傳輸至3D后處理工作站，采用最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)法對3D薄層冠位圖像重建，利用裁剪工具去除胃腸蠕動偽影、椎管腦脊液等所致的混雜信號，只保留膽道系統。層厚3 mm、每9°旋轉生成一幅圖像，以便最佳的顯示膽囊、肝內外膽管及胰管及周圍組織的比鄰關系。

1.4.2 由2名影像科醫師(分別具有12、10年腹部MRI影像的診斷經驗)采用雙盲法對2個序列的MRCP 圖像進行評價。結合MIP 和原始圖像，對圖像整體質量及胰膽管的各部位結構顯示情況進行評價。圖像整體質量評價標準：①優：圖像質量優，胰膽管邊緣銳利，無偽影；②良：圖像質量良好，胰膽管邊緣稍模糊，輕度偽影；③差：圖像質量差，胰膽管邊緣重度模糊，嚴重偽影。

1.4.3 (1)根據膽道系統顯示情況對圖像進行分級，若圖像顯示膽總管、膽囊、膽囊管、左右肝管為 1 級；顯示 1 級影像且還顯示肝左內葉、左外葉、右前葉、右后葉膽管為 2 級；顯示 2 級且還顯示各肝段膽管為 3 級。將 1 級圖像質量判定為差，2 級圖像質量判定為良，3級圖像質量判定為優[4]。(2)偽影是否存在,是否影響診斷,比較對肝內膽管(一級、二級)、肝外膽管(上段、中段、下段)膽囊和胰管顯示能力。

2 結果

2.1 圖像質量 150例中，膈肌導航圖像質量優良數共132例(88.0%)低于相位導航的147例(98.0%)，差異有統計學意義(P<0.05)。在所有優良圖像的患者中，相位導航在呼吸不配合組的優良病例數為19例(12.7%)高于膈肌導航的3例(2.0%)，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2、3。

表2 運用膈肌導航和相位導航圖像質量比較 n=150,例(%)

2.2 正常解剖結構的顯示能力 顯示肝內一級膽管、肝外膽管上段、肝外膽管中段和膽囊時，兩種導航方式差別不大(P>0.05)。對肝內二級以上膽管、肝外膽管下段和胰管相位導航的清晰程度有明顯優勢(P<0.05)。見表4。

表3 呼吸配合組和不配合組圖像優良率比較 n=150,例(%)

表4 兩種方法對膽系解剖結構的顯示能力比較 n=150,例(%)

2.3 各區域病變的檢出能力 150例患者中，MRI診斷119例胰管或膽道疾病，包括膽囊結石67例、膽囊合并膽囊管結石6例、膽囊合并膽囊管及膽總管結石3例、膽囊合并膽總管結石14例、膽囊結石合并胰管擴張6例、單純胰管擴張7例、 膽總管結石合并胰管擴張3例、肝內膽管結石3例、肝內膽管合并膽總管結石3例、總管結石7膽，其余31例胰膽管未見明確異常。常見病變檢出率兩種導航方式差異無統計學意義(P>0.05)。見表5，圖3～6。

表5 兩種MRCP序列對各區域病變的檢出率比較 n=150,例(%)

3 討論

MRCP成像技術主要是采用長回波時間重T2加權序列，在水樣結構保持較大橫向磁化矢量的前提下而充分顯示其他組織橫向磁化矢量的完全衰減，進而顯示含水器官的圖像信號[5]，產生的原始冠狀薄層圖像經MIP處理后可獲得胰膽管各方位各角度的二維及三維投影圖像[6]。此檢查無需通過外源性對比劑的無創檢測方法，可清楚觀察到患者膽管、胰管和病變情況，廣泛應用于胰膽管疾病的診斷中[7,8]。目前膈肌導航T2_spc_cor_3D MRCP臨床普遍應用，主要應用呼吸門控技術于患者呼氣末平臺期釆集信號，但往往對呼吸配合度要求較高。當患者呼吸運動頻率難以較長時間與呼吸幅度保持一致，導致呼吸門控可能無法正確觸發，進一步延長掃描時間[9,10]，圖像易受呼吸運動影響而產生偽影[11,12]。相位導航為進一步提高腹部各臟器成像的精細程度，在膈肌導航技術的基礎上又創造性的推出了相位導航技術。該技術無需綁縛腹帶和定位膈肌導航條而是通過測量由于呼吸導致的偏共振自旋導致的相位差異，利用檢測脈沖序列得到與患者的呼吸運動相關聯的相位數據，成像序列采集為導航序列停止并且成像序列將開始采集一段預定義的成像數據并重復采集生成最終圖像。實現全自動定位、自動智能觸發，自動相位導航技術會實時調整采集的位置，確保掃描層面的準確性。

本研究運用兩種導航技術均采用T2_spc_cor_3D MRCP成像，其主要優點包括：(1)獲取可用于重建任何投影中的圖像的連續圖像，通常提供厚層二維圖像的解剖；(2)更好的空間分辨率，更薄的圖像和更好的信噪比(SNR)和對比噪聲比(CNR)；(3)獲取所有的圖像，放置在膽道樹上的單個冠狀體積和胰管不需要獲得旋轉傾斜的2D圖像[13,14]。雖然胃腸道蠕動在相位編碼方向上產生了偽影,原始圖像偽影顯示比較明顯，但是大部分偽影都位于體表附近,運用MIP技術圖像質量基本無影響,再進行圖像旋轉后，不影響診斷。MRCP檢查還需要進行軸位的TSE序列的掃描和冠位的Haste掃描。兩種采集方式的運用對比，150例患者中，膈肌導航圖像質量優良數共132例，低于相位導航的147例。在所有優良圖像的病例中，相位導航在呼吸不配合組的優良病例數為19例，高于膈肌導航的3例。呼吸平穩，配合較好的患者，顯示肝內一級膽管、肝外膽管上段、肝外膽管中段和膽囊時，兩種導航方式差別不大。對肝內二級以上膽管、肝外膽管下段和胰管相位導航的清晰程度有明顯優勢。尤其當出現患者呼吸配合不佳時,膈肌導航不僅正常解剖結構顯示困難，而且還需要重復掃描已滿足診斷需要。而運用相位導航,無需呼吸配合,對老年人、嬰幼兒患者和不配合的患者,運用此技術可以得到高質量的圖像，而且本研究中，相位導航在顯示總末端胰管，肝內膽管時有明顯優勢。

綜上所述，相位導航3D-MRCP 掃描圖像質量及顯示病變優于膈肌導航3D-MRCP,病變檢出率明顯提高，尤其是在細微結構顯示更能體現相位導航的優勢。相位導航實現全自動定位、智能觸發、操作更簡單、方便，偽影控制良好，解剖細節更清晰，而且對于呼吸無法配合者或呼吸幅度過大者優勢明顯。因此相位導航應作為的首選掃描方式，廣泛推廣應用于臨床。