对比分析屏气三维梯度-自旋回波与呼吸门控触发三维快速自旋回波MR胰胆管成像

魏志民，宋玉坤，韩海伟，黄 旭，陈翠芳，吴秀蓉

(厦门大学附属第一医院放射科，福建 厦门 361000)

胰腺及胆道系统病变、尤其胆道结石和肿瘤等诸多原因引起的胆胰管梗阻为腹部常见多发病。MR胰胆管造影(MR cholangiopancreatography, MRCP)是非侵入性评估胆道和胰管的常用影像学方法[1-2]。目前临床常用MRCP技术主要有屏气二维厚层多角度成像技术和呼吸门控触发三维快速自旋回波MRCP(three-dimensional turbo-spin echo MRCP, 3D-Tse-MRCP)技术。随着梯度-自旋回波技术(gradient-spin echo, Grase)的出现[3]，屏气三维梯度-快速自旋回波MRCP(three-dimensional gradient-spin echo MRCP, 3D-Grase-MRCP)技术逐渐用于临床。本研究比较屏气3D-Grase-MRCP与呼吸门控触发3D-Tse-MRCP的图像质量，以期为临床选择MRCP检查方法提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2018年6—8月因疑诊胰腺或胆道疾病而于厦门大学附属第一医院接受MRCP的96例患者，男53例，女43例，年龄10～87岁，平均(53.3±16.2)岁。纳入标准：①临床表现为腹痛、黄疸，或经CT、超声及内窥镜逆行性胆管胰管造影术诊断为胰胆管梗阻或扩张；②无MRI禁忌证。本研究经院医学伦理委员会通过批准，患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Philips Achieva 3.0T 超导MR仪，16通道体部相控阵线圈。检查前禁食8 h，禁水4 h。嘱患者仰卧，首先采集上腹部冠状位T2WI、横断位脂肪抑制T2WI及横断位双回波同反相位图像，后在上述图像上以胆总管为中心定位，行2种3D-MRCP序列扫描，范围覆盖胆囊、胆囊管、胆总管、胰管及肝内胆管主要分支范围。3D-Grase-MRCP序列：于呼气末屏气扫描，TR 389 ms，TE 120 ms，FOV 260 mm×260 mm，层厚2 mm，层间距 1 mm，层数90，矩阵260×168，快速自旋回波回波链(TSE factor)12，平面回波回波链(Echo planar imaging factor, EPI factor)7，采集次数1，采集时间19 s；3D-TSE-MRCP序列：患者在呼吸门控检测下自由呼吸，于呼气末平台期进行扫描，TR 1 056 ms，TE 630 ms，FOV 260 mm×260 mm，层厚2 mm，层间距1 mm，层数90，矩阵260×230，TSE factor 160，采集次数1，采集时间219 s。

1.3 图像分析 扫描结束后将所有图像导入Philips Intellispace Portal工作站，进行最大强度投影(maximum intensity projection, MIP)重建，设置旋转角度9°，重建层数20。由1名具有8年腹部影像学诊断经验的主治医师分别评估、采用2种3D-MRCP序列获得的冠状位和轴位MIP图像。参照文献[4]方法，于图像信号均匀且无伪影的胆总管中心及周围肝脏组织各自手动勾画1个直径分别为1 mm和10 mm的圆形ROI，测量其、信号强度(signal intensity, SI)，将肝脏组织的SI的标准差(standard deviation, SD)定义为图像噪声，计算胆总管与周围肝组织的对比噪声比(contrast noise ratio, CNR)：CNR=(SI胆总管-SI肝)/SD肝。主要针对胆囊、胆囊管、胆总管、胰管及肝内胆管主要分支5个区域的图像质量进行评分，标准：①5分，胰胆管边缘光滑，导管结构清晰、锐利；②3～4分，胰胆管边缘略模糊，导管结构大致可分辨，图像可用于诊断；③0～2分，胰胆管边缘严重模糊，导管结构显示不清，图像无法满足诊断要求[5-6]。针对各区域病变显示情况进行评分，标准：①5分，结石大小、形态及所处位置清楚，扩张的胰管结构清晰；②3～4分，结石大小、形态略模糊，所处位置大致可分辨，扩张的胰管大致可分辨，图像可用于诊断；③0～2分，病变显示严重模糊，导管结构显示不清，图像无法满足诊断要求。

1.4 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。计量资料符合正态分布时以±s表示，否则以中位数(上下四分位数)表示。采用Shapiro-Wilk检验对数据进行正态性检验。根据患者屏气配合情况将3D-Grase-MRCP图像分为2组：屏气组为患者自身或在家属配合下能屏气完成检查；屏气配合不佳组为患者完全无法屏气或能屏气但扫描全程无法坚持。以Mann-WhitneyU检验比较2种序列胆总管CNR及图像评分差异、2种序列图像对各区域病变检出率及显示各个区域病变情况评分差异，并观察屏气组与屏气配合不佳组图像评分差异。P<0.05为差异有统计学意义。

图1 患者女，28岁，胆囊结石 A.3D-Grase-MRCP序列MIP图像清晰显示胆囊、胆总管、肝内、外胆管、胆总管以及胰管走形、轮廓、边缘，胆囊内见多发小结节状充盈缺损； B.3D-Tse-MRCP序列MIP图像伪影严重，胆囊、胆总管、肝内、外胆管、胆总管及胰管均无法清楚显示

2 结果

96例中，MRI诊断63例胰管或胆道疾病，包括27例胆囊结石、6例胆囊合并胆囊管结石、1例胆囊合并胆囊管及胆总管结石、7例胆囊合并胆总管结石、1例胆囊结石合并胰管扩张、7例单纯胰管扩张、1例胆总管结石合并胰管扩张、5例肝内胆管结石、3例肝内胆管合并胆总管结石、5胆总管结石，其余33例胰胆管未见明确异常。

MRCP共显示42处胆囊结石，7处胆囊管结石，8处肝内胆管结石，17处胆总管结石及9处胰管扩张，2种序列对各区域病变检出率差异无统计学意义(P均>0.05)，见表1。3D-Tse-MRCP图像胆总管CNR值[357.08(209.73，594.38)]高于3D-Grase-MRCP[256.14(141.54，417.87)，Z=-3.01，P<0.05]。3D-Grase-MRCP图像胆囊、胆囊管、胆总管及肝内胆管主要分支评分均高于3D-Tse-MRCP(P均<0.01)，显示管壁及轮廓更清晰(表2)，对于胆囊结石和胆囊管结石的评分亦更高(P均<0.05)，显示结石的形态、大小及所处位置更清楚准确，见图1、表3。屏气组(n=68) 3D-Grase-MRCP图像显示胆囊、胆囊管、胆总管、胰管及肝内胆管主要分支清晰，且伪影少(图2)，图像评分均高于屏气配合不佳组(n=28)，见表4。

表1 2种MRCP序列对各区域病变的检出率比较

表2 2种MRCP序列采集图像及评分比较[中位数(上下四分位数)]

表3 2种MRCP序列图像显示各区域病变评分比较[中位数(上下四份位数)]

表4 屏气组与屏气配合不佳组3D-Grase-MRCP图像评分比较[中位数(上下四份位数)]

3 讨论

胰胆管系统管腔内含有大量自由水，其T2显著长于周围组织，故MRCP采用重T2加权可使静止或缓慢流动的液体信号显影更显著，产生的原始冠状薄层图像经MIP处理后可获得胰胆管各方位各角度的二维及三维投影图像。目前呼吸门控触发3D-Tse-MRCP临床应用广泛，主要应用呼吸门控技术于患者呼气末平台期采集信号，但扫描时间往往较长，本研究中达219 s，而患者呼吸运动频率难以较长时间与呼吸幅度保持一致，导致呼吸门控可能无法正确触发，进一步延长扫描时间[7-8]，图像易受呼吸运动影响而产生伪影[9-10]。

Grase序列是结合了梯度回波和自旋回波的技术，一次90°激发脉冲后，在2个相邻的180°脉冲之间利用连续切换读出梯度，伴随1个自旋回波会有2个或多个梯度回波，从而实现2种回波序列的结合[11]。该技术以自旋回波信号填充k空间的中心部分，从而决定图像对比度，梯度回波信号填充k空间的边缘部分，从而决定图像的绝对解剖细节。本研究中3D-Grase-MRCP图像胆总管CNR低于3D-Tse-MRCP，提示3D-Grase-MRCP图像胆汁SI相对弱于周围组织，当低信号结石与高亮信号胆汁重叠时，结石往往被遮挡，导致肉眼不易发现和诊断[1]。3D-Grase-MRCP图像胆汁SI低，与低信号结石重叠时，遮挡效应不明显，更故易检出结石。本研究中3D-Grase-MRCP对检出各区域病变不弱于3D-Tse-MRCP，显示胆囊和胆囊管结石形态及位置甚至更为清晰。

相比传统MRCP序列，3D-Grase-MRCP可明显提高图像质量[6]。本研究中3D-Grase-MRCP在胆囊、胆囊管、胆总管及肝内胆管主要分支4个区域的图像质量均优于呼吸门控触发3D-Tse-MRCP图像，表明其成像质量更好。本研究发现2者在胰管区域的图像质量无明显差异，可能由于胰管较胆管系统不易出现运动伪影，对于呼吸不规则的患者，3D-Tse-MRCP尚可维持胰管区域的图像质量。另外，3D-Grase-MRCP序列只需患者屏气1次即可完成扫描，时间仅19 s，较3D-Tse-MRCP序列(219 s)明显缩短，有利于减轻患者心理负担，减少扫描时间过长所致呼吸运动伪影造成检查失败，从而提高临床检查效率。

本研究3D-Grase-MRCP图像中，屏气组图像质量均明显优于屏气配合不佳组，表明是否配合屏气影响3D-Grase-MRCP序列成像质量，检查前对患者进行必要的呼吸训练并嘱其按要求配合十分重要；对于屏气配合不佳者可安排家属辅助，如扫描时捏住患者口鼻协助屏气，以尽可能保证图像质量满足诊断要求。

本研究的主要局限性：①未对其他屏气二维厚层多角度成像技术及3D-MRCP技术如3D-SPACE-MRCP进行观察；②仅比较了胆囊、胆囊管、胆总管、胰管及肝内胆管主要分支5个区域的显示情况，未完整观察全胰胆管系统显示情况，有待进一步深入研究。

综上所述，屏气3D-Grase-MRCP图像质量及显示病变优于呼吸门控触发3D-Tse-MRCP，扫描时间明显缩短，有望成为临床获取MRCP的新手段。