慢性胰腺炎磁共振成像與其不同程度病理對照的動物實驗研究

戴盈，汪建華，王玉濤，左長京，孫高峰，張建，王思齊，任志豪

新診斷的糖尿病患者約8%為胰腺外分泌病變所引起的繼發(fā)性糖尿病，Hardt等[1]將這種由胰腺外分泌疾病導致的糖尿病歸為3C型，而慢性胰腺炎（CP）是其主要原因。中重度CP的病理改變?yōu)椴豢赡鎇2]，輕度CP的病理改變輕微，經(jīng)過有效治療可痊愈，因此早期診斷CP對患者血糖控制及改善預后具有重要意義[3]。超聲內(nèi)鏡（EUS）及CT等對早期CP診斷困難，也難以評估其外分泌功能情況[4]。磁共振胰膽管成像（MRCP）作為一種非侵入性的影像學檢查方法，在CP的早期診斷應用受到關注，并可以對早期CP可能出現(xiàn)的外分泌功能損害進行評估[5]。本研究擬通過不全結扎主胰管法建立 CP模型，行MRCP檢查觀察不同程度CP主胰管改變，并與病理嚴重程度進行對照研究。報道如下。

1 資料與方法

1.1 動物準備 健康巴馬小型豬36頭，均為雌性（雄性豬術后小便時易污染傷口），月齡6～10個月；體質(zhì)量12.5～20kg，平均(14.9±3.6）kg；均由海軍軍醫(yī)大學實驗動物中心提供，使用許可證 SYXK（滬）2007-0003，生產(chǎn)許可證SCXK（滬）2005-0002。遵循海軍軍醫(yī)大學實驗動物使用規(guī)定，適應性飼養(yǎng)1周后開始實驗，實驗前禁食24 h，術前禁水4 h。按隨機數(shù)字表法將36頭豬分成兩組，實驗組24頭，對照組12頭。

1.2 動物麻醉 先肌注鹽酸氯胺酮注射液（規(guī)格0.1 g/2 ml），劑量0.1 ml/kg，麻醉后將套管針置于耳緣靜脈，妥善固定并接三通開關。將枸櫞酸芬太尼注射液（劑量0.1 ml/kg）及鹽酸氯胺酮注射液（劑量0.1 ml/kg）加入500ml 0.9%氯化鈉注射液靜脈滴注。當豬心率在120～180次/min，呼吸在15～20次/min，無睫毛反射時，提示豬已進入麻醉穩(wěn)定狀態(tài)，此時將幼豬固定于手術臺上，每隔20 min靜推2 ml 3%戊巴比妥溶液維持麻醉。

1.3 CP模型建立 實驗組麻醉后常規(guī)備皮、消毒及鋪巾后在無菌條件下進行手術。沿劍突下正中開腹，推開表面腸管尋找胃及幽門，將胃向上翻起，并向下順序暴露十二指腸，在十二指腸左緣找到粉紅色外觀的胰腺頭頸部，游離出主胰管，用3.0絲線把主胰管與雙股3.0聚丙烯線一起結扎，聚丙烯線溶解后即為超過75%的主胰管部分被結扎。在主胰管不全結扎處同時結扎胰腺組織，以防止副胰管或側枝胰管引流胰液。對照組麻醉后開腹僅翻動胰腺及腸道，然后關腹，未結扎胰管。切口無菌包扎后用腹帶固定，術后按小型豬需求給水和食物。在CP造模后4、8及12周隨機選取1/3實驗動物（實驗組8頭，對照組4頭）行影像檢查，同時采取血、尿和胰腺透析液標本備用。此后處死動物后獲取胰腺組織塊，大體觀察胰腺大小、形態(tài)，取材送病理鏡檢。

1.4 MRI檢查 MRI檢查前1 d流質(zhì)飲食，檢查當天禁食。檢查前20 min，每只小型豬肌注約2 ml鹽酸氯胺酮注射液，待初步麻醉后建立靜脈通道，靜脈推注1 ml地塞米松注射液（規(guī)格1 ml∶5 mg）預防藥物過敏，靜脈推注2 ml硫酸阿托品注射液（規(guī)格0.25 mg∶2 ml）抑制氣道分泌物及腸蠕動。將動物固定在自制“V”形木架上，兩側沙袋固定以減少運動偽影。檢查過程中，根據(jù)小型豬麻醉情況，緩慢靜推氯胺酮1～2 ml。

MRI掃描采用Siemens1.5TAVANTOMR掃描儀，8通道腹部相控陣表面線圈，將胰腺部位置于線圈中央位置。掃描順序為橫斷面TlWI、T2WI序列及MRCP。

1.4.1 橫斷面TlWI和T2WI 均采用TSE序列及呼吸觸發(fā)技術，層厚均為4mm，F(xiàn)OV（200～225）×（280～300）mm，掃描范圍一般覆蓋胰腺上下，層數(shù)為l6～20層。TlWI掃描參數(shù)：TR 1 500～1 600 ms，TE 30 ～ 35ms，矩陣 256×256，激勵次數(shù) 2。T2WI參數(shù)：TR2000ms，TE105ms，矩陣 384×288，激勵次數(shù) 2，SNR 1.0，TA1.57 min。

1.4.2 MRCP掃描 觀察和測量主胰管直徑，行厚層MRCP掃描，再行薄層冠狀位MRCP，序列均為半傅里葉采集單次激發(fā)快速自旋回波（HASTE）序列。厚層MRCP沿膽管走行的斜冠狀位單一厚層采集，TR：4500ms，TE：700～800ms，F(xiàn)OV 350×350mm，層厚60～80mm，采集時間4.5s，距陣384×384。薄層MRCP以胰腺為中心冠狀位掃描，層厚3.5 mm，層數(shù)16～20層，范圍包括胰腺、胃腸道。TR：1000～ 1 500 ms，TE：110 ～ 120 ms，距陣 320×192，F(xiàn)OV 300～330 mm，采集時間29～32 s。

1.5 影像分析 MRI圖像分析由2位有經(jīng)驗的影像科醫(yī)師按觀察項目和標準共同閱片，達成一致意見，并做詳細記錄，定量數(shù)據(jù)取平均值。觀察項目包括：（1）胰腺大小、形態(tài)及信號（與同層肝臟信號強度比較，將胰腺信號分為高信號、等信號和低信號）；（2）MRCP測量主胰管直徑變化，主胰管直徑為頭、體及尾3個部位的平均值。

1.6 病理學觀察分析 解剖分離的新鮮胰腺標本先進行大體觀察（包括形態(tài)、色澤、質(zhì)地等）。取材后常規(guī)制成石蠟切片，進行病理學觀察。按照胰腺腺泡萎縮、炎細胞浸潤和纖維化程度（主要根據(jù)胰腺纖維化的程度），將CP分為3期：Ⅰ期，輕微纖維化；Ⅱ期，中度纖維化；Ⅲ期，重度纖維化和極重度纖維化。采用Van Gieson（VG）染色，進一步觀察胰腺組織纖維化程度。Ⅰ期視為輕度CP，Ⅱ期和Ⅲ期視為中重度CP。

根據(jù)組織病理學檢查結果，將小型豬分為正常組、輕度CP組和中重度CP組。在MRI圖像上，分析不同程度CP的胰腺形態(tài)、信號強度及主胰管直徑的變化特征。

1.7 統(tǒng)計方法 數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0軟件分析，計量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差表示，多重比較采用檢驗；采用曲線評價不同參數(shù)診斷效能。＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義

2 結果

2.1 CP模型建立結果 共33頭小型豬存活，對照組均存活，其中11頭獲得較清晰的MRI圖像，1頭圖像質(zhì)量差，不能進行分析。對照組胰腺大體病理檢查及鏡下未見明顯異常，胰管纖細（封二彩圖1A）。

實驗組21頭存活，建模過程中意外死亡3頭，死亡發(fā)生在術后1～2周內(nèi)，解剖發(fā)現(xiàn)2頭胰管損傷致明顯胰液外漏，1頭有明顯的腹腔、肺部感染及少量心包積液。存活的小型豬中，2頭病理表現(xiàn)正常，未見慢性胰腺炎病理改變（在圖像分析時排除）；HE染色及VG染色病理證實19頭成功建立不同程度CP模型，其中Ⅰ期8頭，Ⅱ期4頭，Ⅲ期7頭，見封二彩圖2AB，3AB。實驗組小型豬均行MRI檢查，圖像質(zhì)量滿意。

根據(jù)上述病理結果及MRI檢查情況，本研究正常組11頭，輕度CP組8頭，中重度CP組11頭。

2.2 不同程度CP胰腺形態(tài)及MRI信號表現(xiàn) 對照組胰腺色澤紅潤，形態(tài)未見腫大或萎縮。T1WI、T2WI信號與肝臟接近，為等信號（封二彩圖1B）。輕度CP組均顯示胰腺色澤變暗，其中5頭胰腺形態(tài)未見明顯改變，3頭胰腺輕度腫大，邊緣光整，胰管輕度增寬；T1WI上7頭胰腺實質(zhì)信號與肝實質(zhì)基本相近，T2WI上5頭信號略下降，略低于肝臟信號（封二彩圖2C），3頭略高于肝實質(zhì)信號。中重度CP組胰腺中重度萎縮，邊緣毛糙、欠光整，呈細鋸齒狀（封二彩圖3C）。T1WI上胰腺信號均較肝實質(zhì)減低，T2WI上除1頭胰腺實質(zhì)信號輕度增高，余胰腺信號稍低于肝實質(zhì)，胰管擴張。

2.3 MRCP表現(xiàn) 對照組和輕度CP組MRCP顯示胰管纖細（封二彩圖1C、封二彩圖2D）；中重度CP組主胰管及分支胰管均明顯擴張（封二彩圖3D）。主胰管直徑比較：正常組、輕度CP組和中重度CP組主胰管基礎直徑分別為（1.56±0.46）mm、（2.95±1.17）mm及（7.41±1.91）mm，正常組與輕度CP組差異有統(tǒng)計學意義（=0.034），輕度和中重度CP組差異有統(tǒng)計學意義（＜ 0.01）。

主胰管直徑與病理嚴重程度間呈正相關性（=0.89＜0.05）。鑒別正常和輕度CP曲線下面積為 0.915，敏感性和特異性分別為 88%及82%；鑒別輕度和中重度 CP ROC曲線下面積為0.966，敏感性和特異性分別為91%及100%。

3 討論

CP是臨床常見病，大多數(shù)患者在CP早期缺乏特異的臨床癥狀，且病理改變輕微，早期診斷仍較困難。病理學是CP診斷的“金標準”，但目前因單純因CP進行手術治療的病例非常少，故病理標本很難獲得[6]。影像學檢查是目前診斷CP的重要手段，常用的方法有CT、MRI（包括MRCP）、逆行胰膽管造影（ERCP）及EUS等。CT是發(fā)現(xiàn)胰腺鈣化（CP特征征象）的最佳手段，但CT難以發(fā)現(xiàn)胰腺實質(zhì)和小胰管的早期改變[7]；ERCP可清晰顯示胰管改變，是僅次于組織學檢查的最佳標準，但具有侵入性、常有并發(fā)癥，不宜常規(guī)用于可疑CP的篩查；EUS診斷CP的敏感性較高，對胰管和胰腺實質(zhì)中晚期病變有較好的敏感性，是診斷中重度CP的重要手段，其不足之處是有一定的侵入性，且對早期CP患者診斷的敏感性也有限[8-9]；MRI的常規(guī)序列的診斷價值與CT相近，對鈣化的顯示遜于CT。MRCP可在體無創(chuàng)的顯示CP的胰管形態(tài)改變情況，對中重度CP的診斷價值明確[10]。然而，它對細小分支胰管等細節(jié)的顯示能力不足，不能敏感反映早期CP的胰管改變[11]。總之，目前常用影像技術主要從形態(tài)學角度診斷CP，對具有胰腺萎縮、鈣化、胰管擴張、結石等明顯形態(tài)學改變的中重度CP，能作出準確的診斷，但對形態(tài)學改變輕微的早期CP則難以做出明確診斷，也難以在體評估各期CP外分泌功能[4]。同時，目前尚無不同程度CP的MRI與其病理對照的相關研究。

本研究通過對小型豬的MRI研究，獲得不同程度CP病理改變與相對應的MRI表現(xiàn)。本研究中Ⅰ期CP的MRIT1W1和T2WI圖像上，胰腺形態(tài)、信號與正常組無明顯差異，這與該期病理改變輕微，免疫組化顯示細胞外基質(zhì)（ECM）增加，但間質(zhì)纖維化尚不明顯有關。少數(shù)Ⅰ期CP胰腺輕度腫大且T2WI信號略增高，原因可能與梗阻型CP模型早期，胰管壓力增加，引起胰腺水腫和早期的炎癥反應有關。

Ⅱ期CP的MRI圖像上，胰腺多表現(xiàn)為萎縮，邊緣毛糙、欠光整。MRCP顯示主胰管不同程度擴張，少數(shù)可見分支胰管擴張。病理基礎是胰腺小葉狀結構中度破壞，腺泡萎縮、纖維組織中等程度增生，牽拉胰腺包膜及胰管致胰腺邊緣毛糙，胰管輕中度擴張。胰腺實質(zhì)密度不均勻，內(nèi)可見散在細點狀、小斑片狀低密度影，這些低密度影病理證實大部分為脂肪浸潤，少數(shù)為擴張的分支導管和腺泡。

Ⅲ期CP的MRI圖像上，胰腺萎縮明顯，邊緣呈細鋸齒狀。MRCP顯示主胰管及分支胰管見不同程度擴張。病理基礎是胰腺小葉狀結構嚴重破壞，胰腺腺泡明顯萎縮、結締組織增生及纖維化，牽拉胰腺包膜及胰管致胰腺邊緣不整，胰管不規(guī)則擴張改變。胰腺實質(zhì)及包膜下出現(xiàn)羽毛狀低密度影，病理證實為脂肪組織不均勻沉積所致。

本研究結果顯示，輕度CP組和中重度CP組間主胰管直徑差異有統(tǒng)計學意義（＜0.01），正常組小于輕度CP組，輕度CP組小于中重度CP組，提示纖維化進展可能使胰管受到的牽拉變形更明顯。

綜上所述，巴馬小型豬主胰管不全結扎法建立CP模型成功率高，且模型的MRCP表現(xiàn)有一定的特征性，與CP病理分級具有較強相關性，可以用于在體無創(chuàng)評估CP嚴重程度，通過評估主胰管直徑判斷CP病理分級，有助于區(qū)分輕度和中重度CP。

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