兩種三維MR 胰膽管成像技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值比較

譚云，何蘭，羅維，鄭君惠

廣東省人民醫(yī)院（廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院）放射科，廣東 廣州 510080；*通信作者 鄭君惠 13610228212@163.com

磁共振胰膽管成像（magnetic resonance cholangiopanceatography，MRCP）是一種重要的無(wú)創(chuàng)性胰膽管影像檢查，用于評(píng)估胰腺管和膽管的解剖結(jié)構(gòu)，在臨床上廣泛應(yīng)用[1-2]。目前臨床常用的MRCP采集方式可分為二維成像和三維成像，由于二維序列的空間分辨率受到限制，三維序列具有更好的空間分辨率、同時(shí)可進(jìn)行多平面重組等優(yōu)勢(shì)得以迅速發(fā)展[3]。然而，傳統(tǒng)的3D-MRCP序列掃描時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)呼吸不規(guī)則的患者采集圖像質(zhì)量差。近年來(lái)，屏氣三維梯度-自旋回波（threedimensional breath-hold gradient and spin-echo，3D BHGRASE）序列提高了三維序列的時(shí)間分辨率，縮短了掃描時(shí)間[4]。與傳統(tǒng)的三維呼吸觸發(fā)（threedimensional respiratory-triggered，3D RT）序列相比，屏氣3D MRCP可以在相對(duì)較短的采集時(shí)間內(nèi)提供滿足診斷需求的圖像質(zhì)量[5]。隨著壓縮感知（compressed sensing，CS）新技術(shù)逐漸用于MRI臨床，3D RT MRCPCS序列可顯著降低呼吸不規(guī)則患者的掃描時(shí)間[6-8]。本研究通過(guò)比較兩種不同3D MRCP成像技術(shù)（GraSE和CS）的圖像質(zhì)量，為臨床應(yīng)用中選擇合適的MRCP檢查技術(shù)提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析2021年2月—2021年5月在廣東省人民醫(yī)院接受MR胰膽管檢查的44例患者，其中男30例，女14例；年齡26～77歲，平均（57.5±11.8）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：首次接受MR胰膽管檢查的門診患者，臨床資料完整、詳實(shí)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有MRI檢查禁忌證；②胰膽管手術(shù)史；③圖像偽影嚴(yán)重?zé)o法評(píng)價(jià)者。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)[倫理批件KY-Q-2021-198-01]，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法 患者掃描前禁食、禁水4 h，采用Philips Ingenia CX 3.0TMR掃描儀、16通道體部線圈進(jìn)行掃描?；颊呷⊙雠P位、足先進(jìn)，雙手上舉，安放呼吸門控于膈下并訓(xùn)練呼吸（吸氣-呼氣-屏住呼吸）直至盡量配合，所有患者依序完成腹部常規(guī)序列掃描及3D BH-GraSE、3D RT-CS MRCP序列。3D BH-GraSE MRCP掃描參數(shù)：TR 300 ms，TE 87 ms，TSE 10，EPI 7，重建體素0.78×0.78×1.20，F(xiàn)OV 250 mm×250 mm，層數(shù)50層，屏氣掃描方式，圖像采集時(shí)間15 s。3D RT-CS MRCP掃描參數(shù)：TR 1 190 ms，TE 600 ms，加速因子18，重建體素0.60×0.60×0.90，F(xiàn)OV 260 mm×260 mm，層數(shù)92層，呼吸門控觸發(fā)方式，序列估算顯示時(shí)間為72 s。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià) 將3D BH-GraSE及3D RT-CS MRCP兩組序列圖像傳輸至Philips工作站，選擇最大密度投影，手動(dòng)裁剪周圍高信號(hào)等干擾區(qū)域，沿身體長(zhǎng)軸旋轉(zhuǎn)多幅圖像并保存。

1.3.1 主觀評(píng)價(jià) 由2名具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師采用盲法分別評(píng)分。針對(duì)圖像整體質(zhì)量及胰膽管的顯示情況評(píng)分，圖像評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1分，圖像質(zhì)量差，偽影嚴(yán)重，胰膽管顯示不清，背景抑制弱；2分，圖像質(zhì)量較差，中度偽影，胰膽管顯示欠清晰，背景抑制稍弱；3分，圖像質(zhì)量良好，少量偽影，胰膽管顯示清晰，背景抑制良好；4分，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，無(wú)偽影，胰膽管顯示清晰，背景抑制優(yōu)[9]。

1.3.2 客觀評(píng)價(jià) 由1名具有5年工作經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師在Philips工作站進(jìn)行圖像測(cè)量，所有數(shù)據(jù)分別測(cè)量2次后取平均值。選取膽總管顯示較清晰的層面，將ROI放置在信號(hào)均勻、無(wú)偽影的膽總管中段，ROI＞10 mm2，記錄信號(hào)強(qiáng)度（signal intensity，SI）為SI膽總管及標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviation，SD）為SD膽總管；在同一層面測(cè)量信號(hào)均勻、無(wú)偽影的膽總管旁組織間隙，復(fù)制ROI，記錄SI背景及SD背景。以SD背景定義為圖像背景噪聲。計(jì)算得出膽總管與膽總管旁組織間隙的對(duì)比噪聲比（CNR）：CNR=（SI膽總管-SI背景）/SD背景、信噪比（SNR）：SNR=SI膽總管/SD膽總管[10]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 26.0軟件，采用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)性分布，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，采用配對(duì)t檢驗(yàn)分析兩個(gè)序列的掃描時(shí)間。不符合正態(tài)分布的以M（Q1，Q3）表示，兩組序列間的圖像質(zhì)量各項(xiàng)評(píng)分、膽總管的CNR及SNR采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)分析。采用Kappa檢驗(yàn)分析2名醫(yī)師的主觀評(píng)分一致性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3D BH-GraSE序列和3D RT-CS序列掃描時(shí)間3D BH-GraSE序列掃描時(shí)間為15 s，3D RT-CS序列掃描時(shí)間為（75.5±8.7）s，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=32.310，P＜0.001）。3D BH-GraSE序列掃描時(shí)間相比3D RT-CS序列縮短80%。

2.2 2名醫(yī)師主觀評(píng)分一致性 2名醫(yī)師的主觀評(píng)分具有較強(qiáng)的一致性（Kappa=0.801，P＜0.001）。

2.3 3D BH-GraSE和3D RT-CS序列MRCP圖像質(zhì)量各項(xiàng)主觀評(píng)分及客觀定量分析比較 主觀評(píng)分中，3D RT-CS序列在圖像整體質(zhì)量、背景抑制、膽囊及膽總管的評(píng)分高于3D BH-GraSE序列，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（圖1、2）；2個(gè)序列在肝內(nèi)外膽管和胰管的顯示評(píng)分中差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（圖3）；客觀定量分析中，3D RT-CS序列的CNR優(yōu)于3D BHGraSE序列，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），兩組序列的SNR差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.116）。見表1。

表1 3D BH-GraSE和3D RT-CS序列MRCP圖像質(zhì)量各項(xiàng)主觀評(píng)分及客觀定量分析[M（Q1，Q3）]

圖1 女，51歲，肝內(nèi)、外膽管走行分布未見明顯異常，胰膽管未見明顯擴(kuò)張。3D BH-GraSE序列與3D RT-CS序列顯示MRCP無(wú)異?；颊哒w圖像質(zhì)量比較。A.3D BH-GraSE序列圖像質(zhì)量良好，胰膽管顯示清晰，圖像整體評(píng)分4分；B.3D RTCS序列圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，胰膽管顯示清晰，圖像整體評(píng)分4分

圖2 男，45歲，膽囊炎并膽囊結(jié)石，膽總管下段結(jié)石，肝內(nèi)外膽管、膽總管擴(kuò)張，急性胰腺炎。3D BH-GraSE序列與3D RT-CS序列MRCP背景抑制比較。A.3D BH-GraSE序列圖像質(zhì)量良好，胰膽管顯示清晰，背景抑制良好，圖像整體評(píng)分3分；B.3D RT-CS序列圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，無(wú)偽影，胰膽管顯示清晰，背景抑制優(yōu)，圖像整體評(píng)分4分

圖3 男，56歲，膽管細(xì)胞癌并多發(fā)轉(zhuǎn)移，肝內(nèi)膽管、膽總管上段擴(kuò)張。3D BH-GraSE序列與3D RT-CS序列MRCP對(duì)肝內(nèi)外膽管及胰管顯示評(píng)分比較。A.3D BH-GraSE序列，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，病變顯示清晰，圖像整體評(píng)分4分；B.3D RT-CS序列，圖像質(zhì)量良好，肝內(nèi)外膽管、膽總管欠清晰，背景抑制欠佳，圖像整體評(píng)分3分

3 討論

MRCP是利用重T2加權(quán)脈沖序列來(lái)顯示具有長(zhǎng)T2弛豫時(shí)間特性組織結(jié)構(gòu)的成像技術(shù)，具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，已成為臨床上常用的胰膽管成像顯示方法[11]。本研究通過(guò)比較先進(jìn)機(jī)型下的兩種3D MRCP成像序列，探討如何提高成像速度和改善掃描質(zhì)量，旨在為臨床應(yīng)用中選擇合適的MRCP檢查技術(shù)提供參考。

3.1 3D MRCP掃描方案及優(yōu)化 3D MRCP掃描方式分為呼吸觸發(fā)和屏氣掃描。既往研究表明[12]，3D RT序列在背景噪聲抑制和對(duì)細(xì)微胰膽管的顯示稍差，且長(zhǎng)時(shí)間的掃描增加了患者的不耐受而導(dǎo)致產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影的可能性，從而影響圖像質(zhì)量。為了解決這一問(wèn)題，本研究應(yīng)用CS技術(shù)，對(duì)3D RT-CS序列進(jìn)行了優(yōu)化：采用小FOV（250 mm×250 mm），提高了圖像的空間分辨率；降低加速因子（18），以獲得更多的k空間數(shù)據(jù)和更少的迭代重建次數(shù)，從而獲得更好的圖像質(zhì)量[13]。

屏氣的GraSE序列結(jié)合了TSE和EPI序列的優(yōu)點(diǎn)，在TSE序列應(yīng)用多個(gè)重聚焦射頻脈沖，在EPI序列的重聚焦射頻脈沖之間使用多個(gè)梯度回波，減輕了EPI的T2*衰減和信號(hào)丟失，提高掃描的速度的同時(shí)也改善了圖像質(zhì)量[14]。GraSE技術(shù)目前在常規(guī)MR機(jī)型行MRCP檢查中廣泛應(yīng)用，相比既往研究[15]，本研究在高端機(jī)型的基礎(chǔ)上，采用的3D BH-GraSE序列通過(guò)優(yōu)化，使其在15 s內(nèi)可完成屏氣3D MRCP掃描。有利于提高患者舒適度，減少因掃描時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致呼吸運(yùn)動(dòng)偽影產(chǎn)生的可能性，提高影像檢查效率。

3.2 兩種3D MRCP比較及應(yīng)用 主觀評(píng)價(jià)中，3D RT-CS序列在圖像整體質(zhì)量、背景抑制、膽囊及膽總管的評(píng)分高于3D BH-GraSE序列，可能是因?yàn)楸狙芯恐械男蛄袃?yōu)化，采用小FOV成像、減輕了欠采樣的影響，提高了圖像質(zhì)量；使用CS技術(shù)，適當(dāng)降低加速因子，較少掃描時(shí)間（平均72 s）減輕了患者的不耐受[16]。對(duì)遠(yuǎn)端肝內(nèi)外膽管的顯示評(píng)分低于3D BH-GraSE序列：根據(jù)TE長(zhǎng)短決定T2權(quán)重的原理，GraSE技術(shù)TE值僅為87 ms，回波鏈長(zhǎng)，圖像對(duì)比度好，且胰膽管位置相對(duì)固定，GraSE序列加以屏氣，減少呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，因此對(duì)遠(yuǎn)端的顯示得以保有較高的圖像質(zhì)量[17]?？陀^評(píng)價(jià)中，3D RT-CS序列的CNR高于3D BH-GraSE序列：本研究中的兩個(gè)序列在高端機(jī)型的基礎(chǔ)上都創(chuàng)新性的使用了較短的掃描采集時(shí)間，與既往研究相比[18]，屏氣序列掃描時(shí)間由23 s、25 s降為15 s。由于減少了屏氣的時(shí)間會(huì)降低對(duì)圖像信號(hào)的獲取，因此3D BHGraSE序列的CNR低于3D RT-CS序列；3D RT-CS序列與3D BH-GraSE序列的SNR無(wú)顯著差異，可能是因?yàn)閮煞N序列使用了不同的幾何參數(shù)，包括層厚、矩陣、掃描層數(shù)、加速因子等不一致，因此在不同的幾何參數(shù)下，兩種序列的SNR不具有可比性。

目前MRCP面臨的主要問(wèn)題是如何提高圖像質(zhì)量及減少掃描時(shí)間。本研究中使用優(yōu)化的3D BHGraSE序列和3D RT-CS序列均可獲得滿足診斷需要的圖像質(zhì)量和優(yōu)良的CNR及SNR。較短的序列掃描時(shí)間對(duì)無(wú)法充分屏住呼吸的患者更有優(yōu)勢(shì)，例如在有急性腹痛或有侵襲性胰膽管疾病史患者中的應(yīng)用[19-20]。由于每個(gè)成像序列技術(shù)有不同的特點(diǎn)，可以根據(jù)患者的具體臨床情況進(jìn)行靈活選擇，如果同時(shí)應(yīng)用兩個(gè)序列成像，足以滿足臨床診斷需求。

3.3 本研究的局限性 首先，本研究是一項(xiàng)回顧性研究，有待大樣本前瞻性研究進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)論；其次，由于高端機(jī)器應(yīng)用時(shí)間短，未將屏氣的CS序列一起比較，有待臨床實(shí)踐后檢驗(yàn)。

總之，優(yōu)化的3D RT-CS序列可在較短的自由呼吸時(shí)間里采集優(yōu)良的MRCP圖像，適用于不能配合屏氣的老年患者和急診患者等，能大幅度提高M(jìn)RCP檢查成功率。根據(jù)患者的具體臨床情況進(jìn)行靈活選擇，結(jié)合屏氣的3D GraSE序列同時(shí)應(yīng)用，相互補(bǔ)充，能有效的提高檢查效率，滿足臨床診斷需求。