胰腺外分泌功能的MRI研究进展

成涛 黄小华* 匡静 刘梦苓 徐红霞 刘翠兰

胰腺外分泌液对胃肠道的消化功能具有十分重要的意义。慢性胰腺炎、胰腺囊性纤维化以及各种引起胰腺外分泌不畅的疾病都会导致胰腺外分泌功能障碍。目前临床常用的胰腺外分泌功能检查包括直接检测法（胰泌素试验、胰泌素-缩胆囊素试验等）和间接检测法（粪便脂肪检测、粪便酶检测、呼气试验等）。直接检测法需要在十二指肠长时间置管，具有创伤性；间接检测法虽然无创，但只有在胰腺外分泌功能严重受损时才能做出诊断[1-2]。近年来，随着胰泌素刺激增强MR胆胰管水成像(secretin-enhanced MR cholangiopancreatography，s-MRCP）、基于扩散加权的磁共振成像（DW-MRI）、基于空间选择反转恢复脉冲的电影MR胆胰管成像（cine-dynamic MR cholangiopancreatography，cine-MRCP）等MRI技术的发展，已广泛地应用于胰腺的外分泌功能检查。

1 胰腺外分泌功能临床检查方法

1.1 直接功能检测 直接功能检测包括胰泌素试验、胰泌素-缩胆囊素试验、内镜下胰腺外分泌功能测试以及Lundh试验[3-6]。胰泌素、胰泌素-缩胆囊素试验通过静脉注射胰泌素、缩胆囊素刺激胰腺分泌水、碳酸氢盐及消化酶的混合物，经十二指肠插管收集胰腺分泌液，并测定分泌液中各物质的含量，此法是检测胰腺外分泌功能的金标准[3]，敏感度为74%～94%，特异度80%～98%，但操作相对复杂，费时费力，且不少病人不能耐受长时间插管。内镜下胰腺外分泌功能测试虽不需十二指肠插管，但其仅测定各个时间点胰腺分泌液中各物质的浓度，因此检测结果的可靠性还需进一步验证。Lundh试验仅能反映生理状态下的胰腺外分泌功能，收集摄入标准餐后十二指肠引流管中的胰液并测定其排出量及pH值，目前已经很少使用。

1.2 间接功能检测 间接功能检测通过测定各种代谢产物的含量评估胰腺的外分泌功能，可以进行半定量或定量分析，主要包括粪便脂肪检测、粪便酶检测、呼气试验、尿液中特定物质检测等。间接功能检测为无创性检查，但其敏感度和特异度易受到中间代谢过程的影响，因此在临床上对轻、中度胰腺外分泌功能障碍的诊断效能并不高。此外各种代谢产物的检测需要用到光谱测定、酶联免疫吸附实验（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）等多种检测技术，检测结果也无可参照的统一标准[7]。目前，间接检测法中粪弹力蛋白酶-1检测的临床应用较为广泛，因粪弹力蛋白酶-1在胃肠道中的含量非常稳定，且操作较为方便，比较适用于慢性胰腺炎病人的筛查和长期随访，该方法诊断慢性胰腺炎的阳性预测值大于90%[8]。

2 胰腺外分泌功能的MRI检查技术

2.1 s-MRCP 是一种通过静脉注射胰泌素并进行MRCP扫描的胰管增强技术，它克服了生理状态下胰管显示不良的缺点，并且能定量评估胰腺的外分泌功能，这对慢性胰腺炎等疾病的诊断及分级十分重要[9]。s-MRCP检查时需在注射胰泌素前扫描1次，以此作为参照影像，扫描完成后静脉注射胰泌素，胰泌素的注射剂量与体质量有关，一般为0.1 mL/kg体质量，注射后以2 min时间间隔重复扫描30 min左右，得到一系列与时间相关的MRCP影像。胰腺外分泌功能的评价有半定量与定量2种分析方法，半定量分析方法根据评估注射胰泌素一定时间后十二指肠内胰液的充盈情况把胰腺外分泌功能状态分为4个等级：0级，十二指肠内没有胰液；1级，胰液局限于十二指肠球部；2级，胰液到达十二指肠降部；3级，胰液到达十二指肠水平部[10-11]。有研究者[12]认为十二指肠内胰液充盈等级在3级以下就可以认定存在胰腺外分泌功能障碍。定量分析需要在s-MRCP检查前进行水模实验，用以检测实际含水量与通过MRI影像计算出来的含水量是否具有良好的相关性，这与实验的精度密切相关。在MRCP扫描前，病人饮用一定量的纯水，确保成像的体积内存在含有100%水的体素，然后绘制包含胃肠道及胰腺实质的兴趣区（ROI），并按照以下公式计算ROI内的含水量：水的体积=（平均信号强度/体素×ROI体积）/信号强度（100%水）。通过测量多个时间点的胰液分泌量，可进一步计算胰液的排泄率（pancreatic flow rate，PFR）以及胰液分泌达到峰值的时间（peak time，PT），并通过这些参数评估胰腺外分泌功能[12-14]。

2.2 DW-MRI 基于扩散加权原理的胰腺外分泌功能检查有2种方法，其中一种在注射胰泌素后利用常规加权成像序列扫描，这种方法并不直接测量注射胰泌素后胰液的分泌量，而是通过胰腺实质ADC值的变化来间接反映胰腺的外分泌功能[15]，因此DW-MRI可能对存在胰腺实质病变的慢性胰腺炎有较好的诊断效能，但不适用于机械因素等引起的胰管梗阻疾病的诊断与分级[16]。相位对比MRI是测量液体流速的理想方法，但对流速＜1 cm/s的液体并不敏感，因此对于胆汁、胰液等低速流动液体的成像不理想。鉴于DWI对微观水分子运动敏感性高这一特点[17]，Hellund等[18]设计了 DW-MRCP 序列，其检测流速范围为0～1.32 cm/s。该成像方法虽然对低速度流动的液体十分敏感，但为一种半定量的分析方法，仅可以区分＜0.17 cm/s、0.17～0.66 cm/s、＞0.66 cm/s 3个等级的流速，而且DWI受肠道运动伪影的影响较重。

2.3 空间选择反转恢复脉冲cine-MRCP s-MRCP只能计算胰液的分泌量及排泄率等参数，无法直观描述胰管内胰液的流动情况；DW-MRCP虽能反映胰管内胰液的流速，但受胃肠道的影响很大，而且只能是半定量分析。因此，Ito等[19]于2011年提出了基于空间选择反转恢复脉冲的cine-MRCP技术，其基本成像原理是在主胰管胰头段设置一条宽20 mm的基于空间选择反转脉冲的饱和带并行MRCP扫描，间隔15 s重复一次，持续10 min，扫描结束后共得到40幅图像。通过统计40幅图像中未饱和的胰液流入饱和区域的次数以及流动的等级（0级=0 mm，1级≤5 mm,2级=6～10 mm，3级=11～15 mm，4级≥15 mm）来反映胰腺的外分泌功能，生理状态下平均的流入次数为25～37次，平均流动等级为2.41级。

3 胰腺外分泌功能的MRI技术应用

胰腺外分泌功能障碍的原因包括慢性胰腺炎、胰腺囊性纤维化、胰腺肿瘤、十二指肠肿瘤等。胰腺外分泌功能MRI可用于病因明确疾病的疗效评估，对不能确诊胰腺外分泌功能障碍的病人，其可以协助临床诊断。由于MRI具有无创性、无辐射、可定量等优点，对于胰腺外分泌功能的生理学研究也具有重要价值。

3.1 s-MRCP Bian等[12]利用s-MRCP研究慢性胰腺炎病人的胰腺外分泌功能状态，结果表明PFR和PT在正常对照组与慢性胰腺炎组间差异有统计学意义，而且与粪弹性蛋白酶-1的值具有较好的相关性和一致性。此外，Erturk等[20]利用DWI来研究胰泌素刺激前后的不同状态下的胰腺外分泌功能，结果表明在正常对照组，ADC值增加到最大值（基础值的57%～120%）需要90 s～4 min，在高风险组中（长期饮酒），ADC值增加到最大值（基础值的52%～150%）需要4～8 min，而在慢性胰腺炎症中并没有观察到ADC值增加的峰值时间，研究结果表明DWI结合胰泌素刺激增强能够有效评估胰腺外分泌功能的储备状态。Balci等[21]进一步分析了s-MRCP和内镜下胰腺功能检测（endoscopic pancreatic function test，ePFT）对胰腺外分泌功能的诊断价值，研究结果表明所有ePFT正常的病人十二指肠胰液充盈等级均为3级，而ePFT异常病人的十二指肠胰液充盈等级处于1级和2级，表明在评估慢性胰腺炎时，s-MRCP结果与ePFT相当。此外，Mensel等[10]通过大量数据研究证明s-MRCP在显著改变主胰管显影效果的同时，其副作用很小，在816例接受s-MRCP检查的病人中仅有2例病人出现了轻微的不良反应。但由于s-MRCP需要注射外源性的胰泌素，因此不能反映生理状态下的胰腺外分泌功能。

3.2 DW-MRCP Hellund等[18]利用 DW-MRCP来研究正常人注射胰泌素后胰腺的外分泌状态，并通过口服胰高血糖素抑制肠道的蠕动，减小对影像质量的影响，以提高胰管的成像率。研究结果显示正常人基线期、胰高血糖素注射期、胰泌素注射期在b=0 s/mm2时主胰管均可明显显示，即主胰管的可视化指数为1.0；当b=6 s/mm2时基线期、胰高血糖素注射期、胰泌素注射期主胰管的可视化指数分别为0.60、0.73、0.36；当 b=12 s/mm2时基线期、胰高血糖素注射期、胰泌素注射期主胰管的可视化指数分别为0.35、0.68、0.39，研究者推测一旦胰腺外分泌功能受到影响时，上述主胰管的可视化指数就会改变(主胰管的可视化指数在b=6、12 s/mm2时可能会变大，原因为由胰液流动导致的扩散信号丢失的程度会减低)，但研究者并没有进一步研究疾病状态及不同病变程度下的主胰管可视化指数的改变，这可能与该序列的实验条件要求较高、误差较大有关。

3.3 cine-MRCP Torigoe等[22]利用 cine-MRCP评价了胰腺外分泌功能与年龄的关系，将53例无胰腺疾病史的受检者按照年龄＜40岁、40～70岁、＞70岁分为3组，结果表明，随着年龄的增长，胰液分泌等级和分泌频率显著降低。Yasokawa等[23]研究了38例健康志愿者口服液体餐后胰液的分泌情况发现，液体餐摄入前胰液分泌等级的中位数是1.40，液体餐摄入后 5、12、19、26、33、40 min 胰液分泌等级的中位数分别为 2.15、1.95、2.05、1.75、1.30、1.20，可知5、12、19 min时显著高于液体餐摄入前，餐后26～40 min内胰液分泌等级的中位数与餐前相比并无显著差异。Yasokawa等[24]采用cine-MRCP对慢性胰腺炎病人的胰腺炎外分泌状态与基于胰管形态学改变（修改后的剑桥分级）的分级方法的相关性进行评价研究，结果显示基于修改后剑桥分级的慢性胰腺炎1～4期对应cine-MRCP的胰液分泌等级的中位数分别为1.15、0.2、0.25、1.05。4期胰液分泌等级明显低于1～3期。1期的胰液分泌等级明显高于2期和4期，但2期与3期胰液分泌等级差异并无统计学意义。9例2期病人中有8例(89%)的胰液分泌等级＜0.70。相反，6例3期病人中有2例(33%)胰液分泌等级＞0.70，表明cine-MRCP对于慢性胰腺炎的分级有一定意义，但其并不能准确区分2、3期病人的胰腺外分泌功能状态。另有研究[19]报道应用cine-MRCP研究急性胰腺炎病人的外分泌功能，结果显示急性胰腺炎病人的cine-MRCP影像中仅可观察到0～11次胰液流动，这与正常对照组中观察到的胰液流动有显著差异，且胰液分泌分级的平均数为0.13（范围0～0.35），与正常对照组间差异有统计学意义，但其纳入的样本较少，可靠性还有待进一步验证。

4 小结

MRI对于胰腺外分泌功能检查有十分重要的意义。目前检测胰腺外分泌功能所采用的3种成像方法中，s-MRCP是目前临床最常用的检查手段，能够对胰腺外分泌功能障碍做出准确的诊断及分级，但其不能直接反映胰管内胰液的流动且需要注射外源性的胰泌素。DW-MRCP虽然对低速流动的胰液十分敏感，也能够在一定程度上直接检测主胰管内胰液的流速，但仅为半定量研究，且胃肠道伪影对其准确性影响很大，因此要应用于临床还有待于进一步改进、完善。cine-MRCP是目前观察胰管内胰液流动最直观的方法，可较好地应用于各种原因引起的胰腺外分泌功能障碍诊断，且无需注射胰泌素，具有广泛的应用前景。