慢性胰腺炎磁共振成像与其不同程度病理对照的动物实验研究

戴盈，汪建华，王玉涛，左长京，孙高峰，张建，王思齐，任志豪

新诊断的糖尿病患者约8%为胰腺外分泌病变所引起的继发性糖尿病，Hardt等[1]将这种由胰腺外分泌疾病导致的糖尿病归为3C型，而慢性胰腺炎（CP）是其主要原因。中重度CP的病理改变为不可逆[2]，轻度CP的病理改变轻微，经过有效治疗可痊愈，因此早期诊断CP对患者血糖控制及改善预后具有重要意义[3]。超声内镜（EUS）及CT等对早期CP诊断困难，也难以评估其外分泌功能情况[4]。磁共振胰胆管成像（MRCP）作为一种非侵入性的影像学检查方法，在CP的早期诊断应用受到关注，并可以对早期CP可能出现的外分泌功能损害进行评估[5]。本研究拟通过不全结扎主胰管法建立 CP模型，行MRCP检查观察不同程度CP主胰管改变，并与病理严重程度进行对照研究。报道如下。

1 资料与方法

1.1 动物准备 健康巴马小型猪36头，均为雌性（雄性猪术后小便时易污染伤口），月龄6～10个月；体质量12.5～20kg，平均(14.9±3.6）kg；均由海军军医大学实验动物中心提供，使用许可证 SYXK（沪）2007-0003，生产许可证SCXK（沪）2005-0002。遵循海军军医大学实验动物使用规定，适应性饲养1周后开始实验，实验前禁食24 h，术前禁水4 h。按随机数字表法将36头猪分成两组，实验组24头，对照组12头。

1.2 动物麻醉 先肌注盐酸氯胺酮注射液（规格0.1 g/2 ml），剂量0.1 ml/kg，麻醉后将套管针置于耳缘静脉，妥善固定并接三通开关。将枸橼酸芬太尼注射液（剂量0.1 ml/kg）及盐酸氯胺酮注射液（剂量0.1 ml/kg）加入500ml 0.9%氯化钠注射液静脉滴注。当猪心率在120～180次/min，呼吸在15～20次/min，无睫毛反射时，提示猪已进入麻醉稳定状态，此时将幼猪固定于手术台上，每隔20 min静推2 ml 3%戊巴比妥溶液维持麻醉。

1.3 CP模型建立 实验组麻醉后常规备皮、消毒及铺巾后在无菌条件下进行手术。沿剑突下正中开腹，推开表面肠管寻找胃及幽门，将胃向上翻起，并向下顺序暴露十二指肠，在十二指肠左缘找到粉红色外观的胰腺头颈部，游离出主胰管，用3.0丝线把主胰管与双股3.0聚丙烯线一起结扎，聚丙烯线溶解后即为超过75%的主胰管部分被结扎。在主胰管不全结扎处同时结扎胰腺组织，以防止副胰管或侧枝胰管引流胰液。对照组麻醉后开腹仅翻动胰腺及肠道，然后关腹，未结扎胰管。切口无菌包扎后用腹带固定，术后按小型猪需求给水和食物。在CP造模后4、8及12周随机选取1/3实验动物（实验组8头，对照组4头）行影像检查，同时采取血、尿和胰腺透析液标本备用。此后处死动物后获取胰腺组织块，大体观察胰腺大小、形态，取材送病理镜检。

1.4 MRI检查 MRI检查前1 d流质饮食，检查当天禁食。检查前20 min，每只小型猪肌注约2 ml盐酸氯胺酮注射液，待初步麻醉后建立静脉通道，静脉推注1 ml地塞米松注射液（规格1 ml∶5 mg）预防药物过敏，静脉推注2 ml硫酸阿托品注射液（规格0.25 mg∶2 ml）抑制气道分泌物及肠蠕动。将动物固定在自制“V”形木架上，两侧沙袋固定以减少运动伪影。检查过程中，根据小型猪麻醉情况，缓慢静推氯胺酮1～2 ml。

MRI扫描采用Siemens1.5TAVANTOMR扫描仪，8通道腹部相控阵表面线圈，将胰腺部位置于线圈中央位置。扫描顺序为横断面TlWI、T2WI序列及MRCP。

1.4.1 横断面TlWI和T2WI 均采用TSE序列及呼吸触发技术，层厚均为4mm，FOV（200～225）×（280～300）mm，扫描范围一般覆盖胰腺上下，层数为l6～20层。TlWI扫描参数：TR 1 500～1 600 ms，TE 30 ～ 35ms，矩阵 256×256，激励次数 2。T2WI参数：TR2000ms，TE105ms，矩阵 384×288，激励次数 2，SNR 1.0，TA1.57 min。

1.4.2 MRCP扫描 观察和测量主胰管直径，行厚层MRCP扫描，再行薄层冠状位MRCP，序列均为半傅里叶采集单次激发快速自旋回波（HASTE）序列。厚层MRCP沿胆管走行的斜冠状位单一厚层采集，TR：4500ms，TE：700～800ms，FOV 350×350mm，层厚60～80mm，采集时间4.5s，距阵384×384。薄层MRCP以胰腺为中心冠状位扫描，层厚3.5 mm，层数16～20层，范围包括胰腺、胃肠道。TR：1000～ 1 500 ms，TE：110 ～ 120 ms，距阵 320×192，FOV 300～330 mm，采集时间29～32 s。

1.5 影像分析 MRI图像分析由2位有经验的影像科医师按观察项目和标准共同阅片，达成一致意见，并做详细记录，定量数据取平均值。观察项目包括：（1）胰腺大小、形态及信号（与同层肝脏信号强度比较，将胰腺信号分为高信号、等信号和低信号）；（2）MRCP测量主胰管直径变化，主胰管直径为头、体及尾3个部位的平均值。

1.6 病理学观察分析 解剖分离的新鲜胰腺标本先进行大体观察（包括形态、色泽、质地等）。取材后常规制成石蜡切片，进行病理学观察。按照胰腺腺泡萎缩、炎细胞浸润和纤维化程度（主要根据胰腺纤维化的程度），将CP分为3期：Ⅰ期，轻微纤维化；Ⅱ期，中度纤维化；Ⅲ期，重度纤维化和极重度纤维化。采用Van Gieson（VG）染色，进一步观察胰腺组织纤维化程度。Ⅰ期视为轻度CP，Ⅱ期和Ⅲ期视为中重度CP。

根据组织病理学检查结果，将小型猪分为正常组、轻度CP组和中重度CP组。在MRI图像上，分析不同程度CP的胰腺形态、信号强度及主胰管直径的变化特征。

1.7 统计方法 数据采用SPSS 18.0软件分析，计量数据以均数±标准差表示，多重比较采用检验；采用曲线评价不同参数诊断效能。＜0.05为差异有统计学意义

2 结果

2.1 CP模型建立结果 共33头小型猪存活，对照组均存活，其中11头获得较清晰的MRI图像，1头图像质量差，不能进行分析。对照组胰腺大体病理检查及镜下未见明显异常，胰管纤细（封二彩图1A）。

实验组21头存活，建模过程中意外死亡3头，死亡发生在术后1～2周内，解剖发现2头胰管损伤致明显胰液外漏，1头有明显的腹腔、肺部感染及少量心包积液。存活的小型猪中，2头病理表现正常，未见慢性胰腺炎病理改变（在图像分析时排除）；HE染色及VG染色病理证实19头成功建立不同程度CP模型，其中Ⅰ期8头，Ⅱ期4头，Ⅲ期7头，见封二彩图2AB，3AB。实验组小型猪均行MRI检查，图像质量满意。

根据上述病理结果及MRI检查情况，本研究正常组11头，轻度CP组8头，中重度CP组11头。

2.2 不同程度CP胰腺形态及MRI信号表现 对照组胰腺色泽红润，形态未见肿大或萎缩。T1WI、T2WI信号与肝脏接近，为等信号（封二彩图1B）。轻度CP组均显示胰腺色泽变暗，其中5头胰腺形态未见明显改变，3头胰腺轻度肿大，边缘光整，胰管轻度增宽；T1WI上7头胰腺实质信号与肝实质基本相近，T2WI上5头信号略下降，略低于肝脏信号（封二彩图2C），3头略高于肝实质信号。中重度CP组胰腺中重度萎缩，边缘毛糙、欠光整，呈细锯齿状（封二彩图3C）。T1WI上胰腺信号均较肝实质减低，T2WI上除1头胰腺实质信号轻度增高，余胰腺信号稍低于肝实质，胰管扩张。

2.3 MRCP表现 对照组和轻度CP组MRCP显示胰管纤细（封二彩图1C、封二彩图2D）；中重度CP组主胰管及分支胰管均明显扩张（封二彩图3D）。主胰管直径比较：正常组、轻度CP组和中重度CP组主胰管基础直径分别为（1.56±0.46）mm、（2.95±1.17）mm及（7.41±1.91）mm，正常组与轻度CP组差异有统计学意义（=0.034），轻度和中重度CP组差异有统计学意义（＜ 0.01）。

主胰管直径与病理严重程度间呈正相关性（=0.89＜0.05）。鉴别正常和轻度CP曲线下面积为 0.915，敏感性和特异性分别为 88%及82%；鉴别轻度和中重度 CP ROC曲线下面积为0.966，敏感性和特异性分别为91%及100%。

3 讨论

CP是临床常见病，大多数患者在CP早期缺乏特异的临床症状，且病理改变轻微，早期诊断仍较困难。病理学是CP诊断的“金标准”，但目前因单纯因CP进行手术治疗的病例非常少，故病理标本很难获得[6]。影像学检查是目前诊断CP的重要手段，常用的方法有CT、MRI（包括MRCP）、逆行胰胆管造影（ERCP）及EUS等。CT是发现胰腺钙化（CP特征征象）的最佳手段，但CT难以发现胰腺实质和小胰管的早期改变[7]；ERCP可清晰显示胰管改变，是仅次于组织学检查的最佳标准，但具有侵入性、常有并发症，不宜常规用于可疑CP的筛查；EUS诊断CP的敏感性较高，对胰管和胰腺实质中晚期病变有较好的敏感性，是诊断中重度CP的重要手段，其不足之处是有一定的侵入性，且对早期CP患者诊断的敏感性也有限[8-9]；MRI的常规序列的诊断价值与CT相近，对钙化的显示逊于CT。MRCP可在体无创的显示CP的胰管形态改变情况，对中重度CP的诊断价值明确[10]。然而，它对细小分支胰管等细节的显示能力不足，不能敏感反映早期CP的胰管改变[11]。总之，目前常用影像技术主要从形态学角度诊断CP，对具有胰腺萎缩、钙化、胰管扩张、结石等明显形态学改变的中重度CP，能作出准确的诊断，但对形态学改变轻微的早期CP则难以做出明确诊断，也难以在体评估各期CP外分泌功能[4]。同时，目前尚无不同程度CP的MRI与其病理对照的相关研究。

本研究通过对小型猪的MRI研究，获得不同程度CP病理改变与相对应的MRI表现。本研究中Ⅰ期CP的MRIT1W1和T2WI图像上，胰腺形态、信号与正常组无明显差异，这与该期病理改变轻微，免疫组化显示细胞外基质（ECM）增加，但间质纤维化尚不明显有关。少数Ⅰ期CP胰腺轻度肿大且T2WI信号略增高，原因可能与梗阻型CP模型早期，胰管压力增加，引起胰腺水肿和早期的炎症反应有关。

Ⅱ期CP的MRI图像上，胰腺多表现为萎缩，边缘毛糙、欠光整。MRCP显示主胰管不同程度扩张，少数可见分支胰管扩张。病理基础是胰腺小叶状结构中度破坏，腺泡萎缩、纤维组织中等程度增生，牵拉胰腺包膜及胰管致胰腺边缘毛糙，胰管轻中度扩张。胰腺实质密度不均匀，内可见散在细点状、小斑片状低密度影，这些低密度影病理证实大部分为脂肪浸润，少数为扩张的分支导管和腺泡。

Ⅲ期CP的MRI图像上，胰腺萎缩明显，边缘呈细锯齿状。MRCP显示主胰管及分支胰管见不同程度扩张。病理基础是胰腺小叶状结构严重破坏，胰腺腺泡明显萎缩、结缔组织增生及纤维化，牵拉胰腺包膜及胰管致胰腺边缘不整，胰管不规则扩张改变。胰腺实质及包膜下出现羽毛状低密度影，病理证实为脂肪组织不均匀沉积所致。

本研究结果显示，轻度CP组和中重度CP组间主胰管直径差异有统计学意义（＜0.01），正常组小于轻度CP组，轻度CP组小于中重度CP组，提示纤维化进展可能使胰管受到的牵拉变形更明显。

综上所述，巴马小型猪主胰管不全结扎法建立CP模型成功率高，且模型的MRCP表现有一定的特征性，与CP病理分级具有较强相关性，可以用于在体无创评估CP严重程度，通过评估主胰管直径判断CP病理分级，有助于区分轻度和中重度CP。

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