磁共振仿真内镜技术的临床应用

王月祉 刘萍

一、磁共振仿真内镜技术的原理

磁共振仿真内镜(magnetic resonance virtual endoscopy,MRVE)技术是将磁共振(magnetic resonance,MR)与计算机结合，利用虚拟现实技术创造出一种新的空腔脏器内部三维重建方法从而形成虚拟的内镜视野，主要应用于含液的空腔组织、器官等。应用MR薄层扫描数据，利用表面阴影重建(shaded surface display,SSD)、最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)或容积重建(volume rendering ,VR)算法，用特殊软件对空腔器官内表面进行图像的三维立体重建，再利用计算机模拟导航技术进行腔内观察，使用“漫游”或电影模式快速放映图像，得到模拟光学纤维内窥镜进动和转动观察效果。

本文将主要概述磁共振仿真内镜在临床各个方面的应用及在妇产科应用的可能性探讨。

二、MRVE在临床各领域的应用

1.血管检查：在血管检查方面，MRVE 的应用远没有CT仿真内镜广泛,自 Davis CP等[2]1996年将虚拟血管内镜 (virtual intravascular endoscopy,VIE)技术应用在肾动脉检查以来，VIE在这一领域有了更广泛的应用。国外Lutfi Incesu 等[3]应用MRVE对脑动脉瘤的观察研究报导，MRVE能清楚显示动脉内结构、血管主干和主要分支，狭窄的动脉瘤颈等，为临床医生手术前准备和制定手术方案提供更好的指导。国内郭兴华等[4]研究报导100例患者MRVE显示的脑血管，观察结果表明各主要供血动脉均可观察到7～8级以上的分支血管开口，且各血管分支开口数目不同；而有血管狭窄时，MRVE上可观察到3个征象，血管内膜面不光滑、侧壁分支开口数目减少、行进中局部视野缩小等。对于大血管的显示，刘祥治等[5]研究报导20例健康志愿者，观察其胸主动脉，认为MRVE 能直观地显示胸主动脉解剖及病变情况。如显示夹层动脉瘤的入口、内膜移位和瘤腔情况，缩窄的动脉炎，法氏四联症时主动脉骑跨和骑跨程度等。

但MRVE对显示血管病变亦有不足之处，例如MRVE空间分辨率低、无法显示病变部位的真正色彩、对动脉壁粥样硬化的分辨率低,只能观察血管壁的形态,不能观察血管搏动情况、血液流动方向、流动速度,也不能观察血管内壁的颜色,阳性表现特异性尚未被普遍认同等。尽管如此，MRVE的应用有一定的优势，其方法简单、无创伤、耗时少、可重复性强,患者易于接受。

2.泌尿道检查：泌尿道是生理解剖上的天然空腔脏器，且上尿路含自由水尿液与周围组织存在自然对比，利用重T2加权磁共振成像可获得高信号图像。近年来，国内外应用MRVE技术诊断泌尿系统疾病已有很大进展，包括仿真肾镜、输尿管镜、膀胱镜、尿道镜等。

国外如E.Suleyman等[6]研究报导仿真膀胱镜在观察膀胱肿瘤、尿道形态、憩室等方面与传统膀胱镜相比的优势，Neri等[7]研究报导对比使用CT仿真膀胱镜(computed tomography virtual cystoscopy,CTVC)、MRI仿真膀胱镜(magnetic resonance virtual cystoscopy,MRVC)、超声检查膀胱癌患者，发现CT仿真膀胱镜和MR仿真膀胱镜的检出率比超声高，CTVC检出率较MRVC稍高。国内杨秀军等[8]研究报导了X线摄片、输尿管镜检查和VE对泌尿系结石的检出率，发现检出数目和检出率没有差异。VE能直接测量所示结石大小，其测量结果比实际大小约大0.5mm。与内镜、传统影像学方法比较，MRVE检查尿路无创、没有辐射，可不使用造影剂。用于筛选需要进一步做有创检查的患者，还可以应用于一些传统检查有困难的患者，如严重的血尿、尿道狭窄、显著前列腺增生、对造影剂过敏等，在尿路充盈扩张好的条件下能清晰显示腔内解剖和结石、肿瘤等病理情况。但MRVE不能获得活检病理标本，对面积较小或较平坦的病变较难鉴别。

3.胆道系统检查：作为磁共振胰胆管成像(magnetic resonance cholangio paneretography，MRCP)技术的延伸和扩展,MRVE 提供了一种直接从腔内观察狭窄、阻塞远端的手段。MRVE 能清晰地显示胆道的解剖结构、扩张的胰管、胆道的狭窄和梗阻、胆道结石、胆管分支和病理性梗阻的内壁形态。国内外系列研究[9-12]认为其价值主要体现在:(1)MRVE具有非侵入性，安全无创、能以任何方位及角度观察病变的优势。(2)MRVE 能显示MRCP不能显示的胆道系统腔内三维解剖结构，且更全面、细致。(3)当MRCP 显示胆管完全阻断,依据梗阻端形态尚不能鉴别良、恶性病变时,MRVE 应用价值较大。如查云飞等[13]研究文献报导一例胆总管下段梗阻,MRCP 表现胆总管截断征象,诊断为胆总管癌,而 MRVE 发现腔内阻塞端病变隆起,表面光滑,邻近胆管粘膜平坦,胆总管探查术证实为结石嵌顿伴粘膜水肿。

但仅仅依据MRVE作为影像学手段辅助诊断胆道疾病是不全面的，还应结合MRCP和MIP所见,且MRVE只是模拟内窥镜的效果并不能反映胆道内病变的颜色和表浅病变，特异性较差。

4.消化系统检查：常规胃肠道CT和MRI在显示腔外结构和病变以及淋巴结和远处转移情况时占优势，其作用主要是对肿瘤分期而非评价病变本身,结合内镜能较好地显示腔内病变及其与粘膜和管腔的关系,却也存在着有创、视野局限和无法评价腔外解剖与病变的缺陷。而钡剂造影检查存在相应的禁忌证等，纤维消化内镜检查程序繁琐且有创，与此相对的MRVE可模拟胃肠镜的光学效果观察胃肠腔，不但可以无创地获得有效胃肠道内镜样解剖图像和诊断信息,而且其源影像及MIP等后处理影像能很好地显示腔内外结构,有利于指导临床决策进一步的诊疗措施[14]。如仿真结肠镜在临床可用于结肠肿瘤筛查，显示结肠癌结肠闭塞近端，用于结肠镜检查不能到达的部位(如回盲部，结肠腺瘤常发于此)，显示肠外情况，也可避免纤维结肠镜检查可能引起的肠腔损伤等。

据国外与国内相关报导[15-16]，仿真内镜可能漏诊结肠镜显示的6mm以下的结节病变，这可能与患者呼吸、胃肠蠕动产生运动伪影、胃肠道准备欠佳、扫描和重建参数选择限制及医生经验等有关。与所有胃肠道检查一样,仿真胃肠镜检查也需良好的清洁胃肠道准备,故MRVE的进一步应用还应进一步简化检查前患者的准备,减轻病人痛苦,提高MRVE图像的空间分辨率和质量。

5．神经检查：脑神经的机械性压迫是引起三叉神经痛、偏侧性面肌痉挛、前庭蜗神经微血管压迫综合征等病痛的主要原因之一，临床上要解决这些问题首先要了解神经与血管的解剖关系，故再现手术局部的解剖结构引起了影像科医师和神经外科医师的广泛兴趣。

因为脑脊液的存在，磁共振扫描可获得高信号的脑脊液和中低等信号的神经和血管，经 MRVE后处理图像可以直观显示神经与血管的空间关系,给神经外科医生提供术前模拟手术的机会[17]。Nowe 等[18]研究报导了MRVE图像上桥小脑角中颅神经和血管的精准显示：三叉神经，面神经和前庭蜗神经都很容易分辨，因为它们的直径相对较大。而更小的展神经，舌咽神经和迷走神经就较难显示。外科手术切除这些肿瘤有很大的技术难度，虚拟磁共振内镜可以帮助外科医生在术前了解病变部位的解剖关系。同时，Nowe等也指出其空间关系可能会因为虚拟内镜重建技术的固有的“鱼眼”特点被扭曲。国内在此领域的研究也不少：如李莹等[19]、李善杰等[20]研究报导MRVE作为一种无创的成像方式，可直观的显示颅神经和周围微血管的关系以及血管走形方式，为临床术前评估和术中指导提供重要的影像学依据。除此之外，椎管MRVE可以观察椎管内椎间盘对蛛网膜的压迫，椎管的狭窄，椎间盘的形态等[21]。当然，MRVE在这方面的应用也存在局限性，它不能显示血管搏动，在显示血管与神经间距时存在不足，不能用色差标记神经和血管，带来临床上的辨认困难，对血管来源的判断仍需结合3D-FESTA 和MPR进行综合分析[22]。

6.内耳检查： 利用影像技术显示内耳解剖结构、鉴别耳聋等疾病病因近年来一直受到国内外学者的关注，随着磁共振水成像技术的开发和利用已成功实现内耳膜迷路的MRVE显示。国内刘怀军等[23]研究文献报导53 例受检者的106 只内耳于3D-FASE 重T2WI原始横断图像上均能100%清晰显示膜迷路的三个半规管、 前庭及耳蜗。其重建MIP像能综合观察内耳诸结构全貌。借助导航技术，半规管开口形态均与血管MRVE的表现相类似，通过观察可清晰展示三个半规管、 前庭及耳蜗底周、中周的腔内结构，其内壁光滑、完整， 但对耳蜗顶尖腔内结构未能窥入[24]。国外 Diamantopoulos 等[25]应用小型耳蜗内窥镜经蜗窗或卵圆窗导入耳蜗观察其内容，但是这项技术需在全麻下进行，且是一种创伤的风险性操作，而应用MR水成像,不需应用对比剂,可使迷路内的静态液与周围组织形成鲜明对比,而获得有效的MRVE成像，对耳外初学者学习内耳解剖和临床医生鉴别先天性迷路畸形、先天或后天脑脊液漏等提供了一种更为直观的方式。

7.其他领域临床应用：应用仿真内镜检查涎腺管道的慢性阻塞，如涎石、导管狭窄、粘液栓子、息肉和肿瘤等病因，目前临床较多用X线涎腺造影，但此法操作复杂，可能造影失败且存在辐射等局限性，国内外在此方面研究[26-27]发现涎腺仿真内镜能深入观察曲折复杂的导管深部，显示官腔的狭窄和阻塞，了解结石的位置、判断其移动方向，探查外科内镜手术路径等。另外，Gulden S,ahin等[28]研究探讨了磁共振仿真内镜模拟关节镜在关节检查中的应用，通过往关节腔内注射对比剂和后处理观察腕关节得到仿真关节镜图像，能看到撕裂的三角纤维软骨复合体等，但韧带的观察较为困难。Ho-Taek Song等也证实此技术能用于观察肩盂关节的损伤等[29]。

综上所述，磁共振仿真内镜技术是在临床应用的新手段，与传统的内镜相比较它的优势在于非侵入性检查、患者无痛苦，可以通过管腔小而曲折的管道或观察梗阻远端的情况等，较之CT仿真内镜，MRVE没有辐射、较少需要造影剂等。而在敏感度和特异性等方面MRVE还有待进一步研究加强[18，30]。

三、MRVE在妇产科的应用及展望

磁共振仿真内镜技术在妇产科的应用还比较少，国外也少见报道。目前国内夏黎明等[31]研究报导中展示的宫内胎儿的MRVE能够较为清楚的显示宫内胎儿的体表结构，如胎儿眼、耳、口、鼻、肢体和子宫壁等都能清楚显示。基于MRVE无创、显示空腔内壁的特点，盆腔的子宫、输卵管等空腔组织脏器理论上也可以用MRVE显示。赵小华等[32]研究认为输卵管水成像对鉴别输卵管积水扩张与附件区囊肿有重要意义，与子宫输卵管碘油造影和经阴道超声比较，MR输卵管水成像无创伤，患者较舒适；不仅能显示积水扩张的输卵管，结合常规MR图像，还可以发现合并的其他病变，但单纯的水成像不能显示输卵管是否通畅。如MRVE技术在其他领域的应用一般，笔者设想能否通过对积水输卵管的MRVE显示提供更多临床诊断信息。

MRVE技术在妇产科领域的应用还需要解决很多问题，目前综合国内外研究报导可知，在MRVE图像上正常输卵管没有显示，不含液体的子宫腔也未能显示，可能与水成像的成像原理有关，子宫腔内没有能和子宫壁形成明显对比的物质。或者通过尝试其他扫描序列与扫描方法能达到MRVE的效果，这还需要不断创新和尝试。

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