1.5T磁共振屏氣梯度-自旋回波MRCP與自由呼吸自旋回波MRCP技術(shù)的對(duì)比研究*

方 芳， 彭 卓， 熊 念， 胡少平△

1協(xié)和武漢紅十字會(huì)醫(yī)院放射科，武漢 430015 2華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，武漢 430022

磁共振胰膽管水成像(magnetic resonance cholangiopancreatography，MRCP)是采用重T2效果顯示胰膽管正常解剖以及病理形態(tài)的一種成像方法，因其具有無(wú)創(chuàng)性、無(wú)輻射等特點(diǎn)，在臨床上已廣泛使用。隨著磁共振技術(shù)的不斷進(jìn)步，自由呼吸自旋回波技術(shù)(respiratory-triggered turbo self echo，RT-TSE)廣泛應(yīng)用于MRCP，其主要通過(guò)呼吸觸發(fā)技術(shù)獲得高分辨率的各向同性圖像[1]，但成像時(shí)間長(zhǎng)，且成像效果因人而異[2]。屏氣梯度-自旋回波技術(shù)(breath-hold gradient and spin echo，BH-GRASE)技術(shù)是飛利浦MRI的一項(xiàng)快速成像序列，通過(guò)快速自旋回波和梯度回波技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行磁共振成像，因?yàn)樗梢越档瓦\(yùn)動(dòng)靈敏度并糾正運(yùn)動(dòng)引起的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，以往利用它來(lái)實(shí)現(xiàn)高分辨率擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)[3]。近年，有學(xué)者將BH-GRASE序列運(yùn)用于3.0T磁共振腹部MRCP成像[4]，此項(xiàng)技術(shù)可在一次屏氣中實(shí)現(xiàn)3D-MRCP采集，方便快捷，對(duì)患者呼吸幅度、節(jié)律要求低，但將其運(yùn)用于1.5T磁共振還鮮見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道，本研究通過(guò)對(duì)比RT-TSE-MRCP與BH-GRASE-MRCP的圖像質(zhì)量、背景抑制程度和胰膽管顯示能力，探討B(tài)H-GRASE技術(shù)在MRCP成像中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

前瞻性選取2018年5月至2019年12月期間因懷疑胰膽管病變?cè)趨f(xié)和武漢紅十字會(huì)醫(yī)院行腹部MRI檢查的患者，排除標(biāo)準(zhǔn)：磁共振檢查禁忌證，膽系手術(shù)史，圖像偽影重影響評(píng)價(jià)者。最終納入本研究患者115例，男性56例，女性59例，平均年齡(58.5±14.4)歲。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者簽署了知情同意書(shū)。

1.2 圖像采集

使用飛利浦1.5T磁共振掃描儀(Ingenia XD，Philips Healthcare，Best，The Netherlands)和16通道體部相控陣線圈。所有患者空腹8 h，常規(guī)上腹部MRI檢查后，均采用RT-TSE和BH-GRASE技術(shù)行MRCP掃描，掃描角度平行于主胰管，斜冠狀切面層數(shù)：75～96，F(xiàn)OV：320 mm×320 mm。TSE-MRCP參數(shù)：TR 1024 ms，TE 600 ms，翻轉(zhuǎn)角90°，體素1×1×2 mm3，并行采集因子P2S1；優(yōu)化后GRASE-MRCP參數(shù)：TR 350 ms，TE 106 ms，翻轉(zhuǎn)角90°，體素1.4×1.8×2.4 mm3，并行采集因子P4S1.5，回波鏈10。

1.3 圖像處理與統(tǒng)計(jì)分析

所有掃描數(shù)據(jù)采用飛利浦獨(dú)立工作站(Philips Intellispace Portal)進(jìn)行后處理，在工作站上對(duì)圖像進(jìn)行窗寬窗位調(diào)整以及放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、分割融合等操作以滿足診斷要求[5]。由2名具有多年影像診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師在不知曉掃描方式的情況下對(duì)RT-TSE-MRCP和BH-GRASE-MRCP圖像進(jìn)行評(píng)估，觀察2D原始圖像及最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)圖像，使用5級(jí)Likert量表評(píng)估整體圖像質(zhì)量、背景抑制程度和胰膽管顯示能力(表1)，并取2位觀察者平均分?jǐn)?shù)。所得數(shù)據(jù)資料通過(guò)SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用Spearman相關(guān)系數(shù)評(píng)估觀察者對(duì)圖像評(píng)分之間的一致性(P>0.05時(shí)不存在相關(guān)性，P≤0.05時(shí)存在相關(guān)關(guān)系)，滿足正態(tài)分布的連續(xù)變量用t檢驗(yàn)，采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)比較兩種成像技術(shù)的整體圖像質(zhì)量、背景抑制程度和胰膽管顯示能力等級(jí)的評(píng)分差異。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 MRCP成像質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 MRCP imaging quality scoring standard

2 結(jié)果

115例患者M(jìn)RCP正常16例，急性胰腺炎21例，膽系結(jié)石者49例，膽系結(jié)石合并急性胰腺炎12例，胰腺導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀黏液瘤(intraductal papillary mucinous neoplasm，IPMN)7例，膽系結(jié)石合并IPMN 4例，急性胰腺炎合并IPMN 6例。結(jié)果(表2)顯示，RT-TSE-MRCP圖像采集時(shí)間平均(272.4±25.8) s，BH-GRASE-MRCP技術(shù)采集時(shí)間平均(14.6±1.8) s，后者在成像時(shí)間上明顯縮短(P<0.05)。2位觀察者對(duì)圖像評(píng)分的相關(guān)性較好(P<0.05)。2種掃描技術(shù)在整體圖像質(zhì)量上差異并不顯著(P>0.05)，在分支膽管、匯管區(qū)、膽總管、胰管的顯示能力上也無(wú)顯著性差異(均P>0.05)，背景抑制程度BH-GRASE-MRCP弱于RT-TSE-MRCP(P<0.05)，BH-GRASE-MRCP技術(shù)對(duì)膽囊頸管及膽囊顯示效能優(yōu)于RT-TSE-MRCP(均P<0.05)。2種掃描技術(shù)的影像對(duì)比如圖1～3，兩者對(duì)分支膽管、匯管區(qū)、膽總管及胰管的顯示能力相仿，當(dāng)膽汁淤積時(shí)，BH-GRASE-MRCP對(duì)膽囊和膽囊頸管顯示較好，但其背景抑制能力較弱，當(dāng)患者呼吸頻率不穩(wěn)時(shí)，BH-GRASE-MRCP技術(shù)有一定的優(yōu)勢(shì)。

3 討論

MRCP運(yùn)用于胰膽管成像已數(shù)年，其對(duì)膽系結(jié)石檢出的敏感度及特異度均較高[6]，對(duì)胰膽管疾病的定位及定性起到了重要的作用。早期MRCP使用梯度回波技術(shù)(gradient recalled echo，GRE)，近年來(lái)多使用單次激發(fā)快速自旋回波技術(shù)和呼吸導(dǎo)航的三維各向同性渦輪自旋回波TSE序列進(jìn)行掃描[7]。單次激發(fā)快速自旋回波技術(shù)掃描速度快，憋氣幾秒鐘即可生成一副圖像，但管道內(nèi)病灶容易被遮蓋，造成假陰性結(jié)果。呼吸導(dǎo)航的三維各向同性TSE技術(shù)分辨率高，但對(duì)患者呼吸幅度、節(jié)奏及平穩(wěn)度要求較高[8]，最新的壓縮感知技術(shù)(compressive sensing，CS)很有應(yīng)用前景，但其需要高性能的軟件和硬件，影響其大范圍投入使用。

表2 RT-TSE-MRCP和BH-GRASE-MRCP整體圖像質(zhì)量、采集時(shí)間和胰膽管顯示效能比較Table 2 Comparison of overall image quality，acquisition time and display efficiency of pancreaticobiliary duct between RT-TSE-MRCP and

51歲女性，膽總管結(jié)石、膽系擴(kuò)張；A：RT-TSE-MRCP(MIP)；B：BH-GRASE-MRCP(MIP)；均顯示膽總管下段充盈缺損，且對(duì)肝內(nèi)膽管、匯管區(qū)、膽總管、胰管的顯示能力相仿，BH-GRASE-MRCP技術(shù)背景抑制能力較弱。圖1 膽總管結(jié)石患者兩種技術(shù)圖像比較Fig.1 Comparison of two images of patients with choledocholithiasis

52歲男性，膽囊結(jié)石；A、B：RT-TSE-MRCP(MIP)、RT-TSE-MRCP(2D)，膽汁濃縮，信號(hào)減低，膽囊及膽囊結(jié)石顯示不明確；C、D：BH-GRASE-MRCP(MIP)、BH-GRASE-MRCP(2D)，膽汁呈明顯高信號(hào)，膽囊結(jié)石顯示明確，膽囊頸管顯示清晰。圖2 膽囊結(jié)石患者兩種技術(shù)圖像比較Fig.2 Comparison of two technical images of patients with gallstones

49歲女性，MRCP正常；A：RT-TSE-MRCP(MIP)，采集時(shí)間250 s，患者呼吸節(jié)奏不穩(wěn)定，圖像模糊；B：BH-GRASE-MRCP(MIP)，采集時(shí)間15 s，患者配合屏氣，胰膽管顯示清晰，圖像質(zhì)量較好。圖3 正常MRCP患者兩種技術(shù)圖像比較Fig.3 Comparison of two images of patients with normal MRCP

最近的一份研究報(bào)告顯示，常規(guī)MRCP的嚴(yán)重偽影發(fā)生率為16.3%[9]，呼吸運(yùn)動(dòng)偽影、腸道液體、甚至氣體的磁敏感偽影均可能對(duì)MRCP成像質(zhì)量造成影響。目前MRCP面臨的主要問(wèn)題是如何提高成像速度和改善圖像質(zhì)量。對(duì)呼吸規(guī)律的患者可使用呼吸門(mén)控法，而對(duì)于呼吸不規(guī)律的患者則可使用間歇屏氣法，經(jīng)過(guò)呼吸訓(xùn)練后有72.5%的患者圖像質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良[10]，但檢查前不可能預(yù)留太多的時(shí)間對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，且由于患者病情所限，呼吸節(jié)律及呼吸幅度不可能完全一致，每次采集的信號(hào)不連貫，導(dǎo)致圖像偽影[11-12]。BH-GRASE-MRCP技術(shù)，硬件及軟件要求較低[13]，通過(guò)序列優(yōu)化，可明顯縮短成像時(shí)間，受胃腸運(yùn)動(dòng)影響小，一次屏氣十幾秒就可以完成傳統(tǒng)MRCP 4～5 min的掃描任務(wù)，雖然體素略大于TSE-MRCP，犧牲了一定的空間分辨率，但人為可控性的單次屏氣，對(duì)于部分不能有效配合呼吸節(jié)奏的患者，減少了不確定性因素，對(duì)信號(hào)的空間采集提供了保證，時(shí)間分辨率有明顯提升，運(yùn)動(dòng)偽影減少[14]。

RT-TSE-MRCP技術(shù)利用重T2效應(yīng)，不含自由水的組織信號(hào)丟失，突顯液體高信號(hào)，使膽系顯影；BH-GRASE-MRCP采用脂肪抑制技術(shù)，但TR時(shí)間短于TSE序列，圖像采集時(shí)間明顯縮短，背景抑制能力減弱，背景影像(如胰腺、十二指腸、膽囊壁等)的輪廓顯示，對(duì)于病灶定位有所幫助，如十二指腸憩室、IPMN、膽囊腺肌癥及膽囊憩室等，可減少閱片者在常規(guī)平掃圖像上反復(fù)定位。TSE-MRCP的呼吸門(mén)控采集圖像時(shí)，肝臟跟隨膈肌運(yùn)動(dòng)，定時(shí)定點(diǎn)采集匯管區(qū)及分支膽管膽汁信號(hào)，與GRASE-MRCP技術(shù)的屏氣短時(shí)間采集圖像相比，兩者對(duì)于分支膽管及匯管區(qū)顯示基本能達(dá)到同等的效果。膽總管管徑較大，兩種成像方法通常都能較好顯示，診斷效能也相當(dāng)。膽囊頸管在MRI平掃上常難以顯示，而MRCP則可滿意顯示其形態(tài)和走行，表現(xiàn)為細(xì)管狀高信號(hào)或扭曲的螺旋狀高信號(hào)與肝總管相連[15]，基于成像原理的不同，RT-TSE-MRCP利用了重T2成像，但當(dāng)患者因膽系梗阻，存在膽汁濃縮，成分發(fā)生變化[16]，T2時(shí)間縮短，遮蓋了膽囊內(nèi)病灶(如結(jié)石或者息肉)，膽囊頸管的顯示能力也相應(yīng)減弱，而GRASE技術(shù)TE值僅為106 ms，回波鏈長(zhǎng)，并采用SPAIR抑脂技術(shù)，圖像對(duì)比度好，膽囊、膽囊頸管清晰顯影，因此，BH-GRASE-MRCP技術(shù)對(duì)于膽囊及膽囊頸管顯示有一定的優(yōu)勢(shì)。綜上所述，BH-GRASE-MRCP技術(shù)在膽囊、膽囊頸管顯示方面優(yōu)于傳統(tǒng)RT-TSE-MRCP，分支膽管、匯管區(qū)、胰管及膽總管顯示能力兩者無(wú)顯著性差異?？筛鶕?jù)患者情況，先行BH-GRASE-MRCP預(yù)掃描，觀察圖像質(zhì)量，如符合診斷要求，即可結(jié)束檢查，如不符合診斷要求，可行RT-TSE-MRCP作為補(bǔ)充。由此可見(jiàn)，BH-GRASE-MRCP技術(shù)或替代傳統(tǒng)自由呼吸MRCP技術(shù)，提高檢查效率。

本研究的不足之處在于：僅僅是對(duì)原始圖像、MIP圖像綜合性評(píng)價(jià)，未進(jìn)行分類對(duì)比，沒(méi)有針對(duì)特定的胰膽管疾病進(jìn)行對(duì)比分析，部分掃描參數(shù)如掃描層數(shù)和屏氣時(shí)間因人而異，可能造成結(jié)果的偏差，在今后的工作中應(yīng)進(jìn)一步研究討論。