高分辨率磁共振結(jié)構(gòu)與功能成像在慢性出口梗阻型便秘中的應(yīng)用價(jià)值

鄧明 胡元楠 胡金香

慢性便秘(chronic constipation，CC)已經(jīng)成為影響人們現(xiàn)代生活質(zhì)量的主要因素之一。同時(shí)，隨著社會生活水平的逐步提高，以及健康管理的理念更新，越來越多的CC病人面臨診斷和治療的困惑，尤其是難以尋求直觀準(zhǔn)確的病因診斷[1]。CC分為慢傳輸型便秘(slow transit constipation，STC)、出口梗阻型便秘(outlet obstructive constipation，OOC)和混合型便秘。相比之下，OOC的病因診斷和治療更加復(fù)雜，從病因診斷標(biāo)準(zhǔn)來看，目前尚缺乏金標(biāo)準(zhǔn)與高級別的臨床研究證據(jù)，外科治療方面也面臨術(shù)前評估、術(shù)式選擇、術(shù)后療效評價(jià)等方面缺乏權(quán)威參考的問題[2]。因此，有必要對OOC的病因?qū)W診斷進(jìn)行系統(tǒng)回顧。

OOC是一種功能性便秘，指直腸內(nèi)容物因盆底功能障礙無法有效排出而出現(xiàn)肛門下墜、大便不盡、排便困難等癥狀的一組臨床綜合征[3]。OOC的常見病因包括直腸前突、直腸黏膜脫垂、直腸內(nèi)套疊、盆底肌肉痙攣及會陰下降等[4]。OOC病人常表現(xiàn)出排便時(shí)間延長，排便費(fèi)力，排便量少，排便不盡感，多伴有肛門下墜感、肛門疼痛感，部分病人需要手指輔助排便。因此長時(shí)間的CC過程對盆底支持結(jié)構(gòu)和組織產(chǎn)生較為明顯的損傷，尤其是盆底肌肉結(jié)構(gòu)的損傷更明顯[5]，而這些盆底支持結(jié)構(gòu)及組織的傷害又會加重便秘的癥狀，形成惡性循環(huán)。在CC治療方面，多數(shù)OOC病人一般采取非手術(shù)治療方式，且治療周期相對較長，甚至面臨內(nèi)科治療失敗風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)指南推薦，OOC保守治療無效后需考慮外科手術(shù)治療，因此，手術(shù)醫(yī)師對OOC治療前的盆底結(jié)構(gòu)及功能準(zhǔn)確評估尤為重要。

目前，外科治療主要解決直腸黏膜內(nèi)脫垂、直腸前突、恥骨直腸肌痙攣等出口梗阻的問題[6]。OOC治療前的檢查通常采用多聯(lián)合方案，包括肛管測壓、指診、X線排糞造影以及動態(tài)磁共振成像(magnetic resonance defecography,MRD)檢查[3]。隨著多參數(shù)磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)的進(jìn)展，薄層和高分辨MRI對盆底結(jié)構(gòu)成像更為關(guān)鍵，甚至在定量評估方面也能為OOC病人提供更為精準(zhǔn)的術(shù)前預(yù)測結(jié)果[7]。目前，MRI對盆底結(jié)構(gòu)的顯示已經(jīng)能達(dá)到1 mm等體素成像，加上快速成像技術(shù)的進(jìn)步，MRI檢查可以快速實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)成像，還能對盆底的動態(tài)功能狀態(tài)進(jìn)行評估[8]。為了能更準(zhǔn)確評估肌肉的功能狀態(tài)，臨床使用T2mapping對盆底肌肉進(jìn)行定量分析，有助于評估肌肉的水腫、炎癥反應(yīng)、脂肪浸潤、纖維化狀態(tài)。選擇適宜的MRI技術(shù)，對OOC治療前的盆底結(jié)構(gòu)和功能評估以及治療方案的選擇尤為關(guān)鍵[9-10]。

一、高分辨MRD

MRD已經(jīng)逐漸發(fā)展成為動態(tài)評估盆底功能的有力工具[11]。MRD提供盆底三腔室結(jié)構(gòu)可視化，對整個(gè)盆底結(jié)構(gòu)進(jìn)行“一站式”掃描成像，能夠在短時(shí)間內(nèi)快速獲取盆腔臟器、盆底結(jié)構(gòu)形態(tài)與功能信息的高質(zhì)量圖像，全面評估肛門、直腸、盆腔器官和盆底肌群形態(tài)和功能情況。針對OOC病人，MRD不僅可以動態(tài)觀察排便過程中肛直腸形態(tài)、位置變化，并能測量恥骨直腸肌的厚度及其變化，以評價(jià)盆底和肛門括約肌、肛提肌在排便時(shí)的活動是否協(xié)調(diào)。目前臨床推薦的MRD檢查方案主要包括檢查前的準(zhǔn)備、直腸內(nèi)適量對比劑的充盈、病人仰臥位排糞動作訓(xùn)練(如Valsalva動作)、靜息態(tài)和動態(tài)MR掃描成像等，在最大腹壓下或動態(tài)排糞相觀察盆底形態(tài)及功能改變，以準(zhǔn)確判斷盆腔臟器脫垂程度及器官活動度。

對于直腸前突、黏膜脫垂和會陰下降的診斷，MRD不及X線排糞造影敏感，但對恥骨直腸肌痙攣或肥厚、小腸疝、盆底腹膜疝、子宮、陰道及膀胱脫垂的診斷更敏感，同時(shí)還可發(fā)現(xiàn)盆壁結(jié)構(gòu)和盆腔器官存在的器質(zhì)性病變，能為臨床提供更全面的盆底解剖信息，這是X線排糞造影不可比擬的(圖1)。Foti等[12]在評估出口梗阻綜合征方面，發(fā)現(xiàn)X線排糞造影和仰臥位MRD之間沒有顯著差異。MRD也存在一些缺點(diǎn)，對于OOC的分類和病因診斷方面存在不足，包括測量徑線選擇標(biāo)準(zhǔn)不一、解剖標(biāo)志的定位參考不同、造影劑注射量及濃度差異，這需要更加深入對比研究多參數(shù)MRI的臨床價(jià)值。

1A顯示病人在靜息狀態(tài)下膀胱和子宮均位于PCL線以上；矢狀位顯示直腸輕度前突；1B矢狀位MRD清晰顯示病人在力排相表現(xiàn)為盆底明顯下降，子宮、膀胱脫垂，直腸前突和直腸黏膜脫垂，并同時(shí)顯示盆底腹膜疝

二、高分辨靜態(tài)MRI盆底肌肉結(jié)構(gòu)成像

目前，針對盆底MRI結(jié)構(gòu)成像主要依靠傳統(tǒng)MRI的多平面T1WI和T2WI，但這些常規(guī)序列在評估OOC方面存在較多問題，比如難以做到三維結(jié)構(gòu)成像、檢查時(shí)間相對較長、MRI成像層厚較厚等，這些問題難以滿足臨床對細(xì)微結(jié)構(gòu)評估的要求。因此，臨床多學(xué)科都亟待探索一種既能薄層三維成像，又能快速高清顯示肌肉形態(tài)結(jié)構(gòu)特征的影像學(xué)方法。隨著MRI的技術(shù)進(jìn)步，一種三維的可變翻轉(zhuǎn)角成像序列(3D-SPACE)可以基本滿足以上要求，并且該序列已應(yīng)用于臨床，該序列具備視野大、三維快速成像，且對肌肉纖維結(jié)構(gòu)顯示清晰[13]。但是，由于3D-SPACE需要配合肌肉的重T2特征成像，所需成像時(shí)間相對較長，并且易受運(yùn)動偽影干擾，因此臨床實(shí)踐中應(yīng)用并不理想。近幾年來多層激發(fā)和壓縮感知技術(shù)不斷進(jìn)步，在不降低MRI圖像信噪比和對比度的前提下，檢查時(shí)間大幅度縮減，因而該方案與3D-SPACE結(jié)合應(yīng)用越來越廣泛[13]。

隨著影像檢查方案的完善，針對OOC病人的病因?qū)W檢測可以從盆底靜態(tài)結(jié)構(gòu)成像找到依據(jù)，比如恥骨直腸肌肥厚、直腸黏膜脫垂和脂肪浸潤等。同時(shí)，由于高分辨率薄層成像，可以對盆底支持結(jié)構(gòu)清晰顯示，包括筋膜層、恥骨直腸肌、恥骨尾骨肌、髂尾肌等；其次，薄層MRI還能對陰道前后壁脫垂、陰道H型結(jié)構(gòu)變化、直腸前壁薄弱等進(jìn)行多平面重建觀察。另外，薄層3D-SPACE序列可以多平面重建，對PCL線、H線、M線的位置和評估距離測量也更為準(zhǔn)確直觀[14]。除此之外，MRI還能對不同肌肉的弧形走向或肌肉體積的細(xì)微變化進(jìn)行對比評估。因此，相比傳統(tǒng)的MRI結(jié)構(gòu)成像，高分辨MRI三維重建能獲得更全面的盆底結(jié)構(gòu)信息[15]。

三、盆底肌群T2mapping功能成像

目前關(guān)于OOC的排便過程對肌肉的損傷機(jī)理認(rèn)識并不全面統(tǒng)一。普遍認(rèn)為慢性便秘病人的排便過程較長，對盆底肌肉造成撕裂和水腫等[16]。長期排便障礙對盆底肌肉的損傷是一個(gè)復(fù)雜的過程，有研究認(rèn)為是機(jī)械損傷、自由基損傷、鈣離子超載、急性炎癥反應(yīng)等。持續(xù)排便過程對肌纖維長時(shí)間損傷，在破壞肌肉收縮蛋白的同時(shí)也加重細(xì)胞膜的通透性改變，肌肉損傷后包括乏氧狀態(tài)和自由基形成[17]。因此慢性便秘的盆底肌肉損傷既有物理的損傷也有細(xì)胞和代謝的損傷。目前針對這種損傷程度評估和治療后的效果評價(jià)方法還比較局限[4]。

為了解決肌肉損傷程度的評估及損傷范圍可視化問題，高分辨的磁共振結(jié)構(gòu)和功能成像發(fā)揮了作用。MRI功能成像需要定量評估肌肉內(nèi)部的組成成分并實(shí)現(xiàn)可視化。磁共振T2 mapping 功能分析，理論上可以通過重復(fù)測量組織 T2 值來定量分析組內(nèi)部成分變化，包括分子水平反映出來的組織代謝和(或)生化信息的改變[13]。T2mapping的功能定量主要是通過測量不同回波時(shí)間的MR信號強(qiáng)度，最后通過軟件計(jì)算處理得到定量結(jié)果。

根據(jù)T2mapping的成像原理，T2值主要反映肌肉的急性損傷，T2值的增高與肌肉內(nèi)細(xì)胞溶解、壞死、炎癥反應(yīng)和肌細(xì)胞再生關(guān)系密切[18]。其次，T2mapping可以提供可視化病變范圍，這對早期肌肉損傷范圍確定意義重大，加上T2值具有定量分析組織內(nèi)成分變化的特征，從而可以更加精準(zhǔn)判定盆底肌肉的損傷后治療前后的變化。另外，脂肪的T2值相對肌肉更高，當(dāng)盆底肌肉脂肪化或肌肉脂肪沉積也可以通過T2mapping的定量測量并通過偽彩圖顯示(圖2)?；诖?，T2mapping定量分析可以更早對治療前損傷評估。研究也表明，T2mapping對肌肉炎癥、脂肪浸潤疾病診斷和療效的評估較常規(guī) MRI 更為敏感[9,14]，并且該技術(shù)能在常規(guī) MRD無異常表現(xiàn)的情況下進(jìn)一步提示肌肉的組織功能狀態(tài)[4]。

2A～2D為靜息狀態(tài)盆底MRI結(jié)構(gòu)，2E～2H為力排狀態(tài)MRI結(jié)構(gòu)與功能成。2C,2D為T2mapping中T2定量圖，2G,2H為R2(R2=1/T2)定量圖，以上兩組偽彩圖可以發(fā)現(xiàn)雙側(cè)恥骨直腸肌纖維化明顯，尤其是左側(cè)顯著；雙側(cè)髂尾肌肉不對稱并脂肪浸潤

相比腹部MRI成像，盆底解剖結(jié)構(gòu)和組織的天然對比明顯，盆底MRI受到的干擾更少，尤其是早期肌肉水腫即可從微量增加的水分子中體現(xiàn)出來[19-20]；對于肌肉纖維化或恥骨直腸肌術(shù)后形成的纖維瘢痕等病損，T2mapping可以及早提供可視化病損范圍并提供定量數(shù)據(jù)參考[21]。雖然T2mapping可以定量肌肉T2值，但是對于OOC病人的肌肉纖維化范圍和T2值變化區(qū)間均無明確數(shù)據(jù)參考，因此也需要更加深入研究[22]。

另外，OOC病人的盆底肌肉病變過程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜和長期的過程，肌肉內(nèi)是否微量元素的變化也一直未能探究。目前，臨床開展的T2mapping成像可以側(cè)面反映肌肉中出血后肌肉鐵沉積狀況。隨著MRI加速模式的改進(jìn)，盆底肌肉的T2mapping功能成像技術(shù)也會逐漸成為診斷OOC的常規(guī)檢查技術(shù)之一，值得多學(xué)科合作研究[23]。

盡管在OOC的影像學(xué)研究中，定量評估的MRI序列和診斷方案已經(jīng)取得進(jìn)步，但仍然存在一些問題，比如病人的年齡普遍偏高、MRI的檢查依從性和配合程度不夠、病人模擬排便體位的習(xí)慣改變、磁體間的陌生環(huán)境、較長的MRI檢查時(shí)間等。其次，MRI定量評估也需要充分結(jié)合臨床病史，包括不同年齡階段、不同性別、不同排糞次數(shù)、不同排糞時(shí)間等情況。這些問題都為MRI獲取準(zhǔn)確信息帶來一定影響。