1.5T磁共振屏气梯度-自旋回波MRCP与自由呼吸自旋回波MRCP技术的对比研究*

方 芳， 彭 卓， 熊 念， 胡少平△

1协和武汉红十字会医院放射科，武汉 430015 2华中科技大学同济医学院附属协和医院神经内科，武汉 430022

磁共振胰胆管水成像(magnetic resonance cholangiopancreatography，MRCP)是采用重T2效果显示胰胆管正常解剖以及病理形态的一种成像方法，因其具有无创性、无辐射等特点，在临床上已广泛使用。随着磁共振技术的不断进步，自由呼吸自旋回波技术(respiratory-triggered turbo self echo，RT-TSE)广泛应用于MRCP，其主要通过呼吸触发技术获得高分辨率的各向同性图像[1]，但成像时间长，且成像效果因人而异[2]。屏气梯度-自旋回波技术(breath-hold gradient and spin echo，BH-GRASE)技术是飞利浦MRI的一项快速成像序列，通过快速自旋回波和梯度回波技术相结合进行磁共振成像，因为它可以降低运动灵敏度并纠正运动引起的数据错误，以往利用它来实现高分辨率扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)[3]。近年，有学者将BH-GRASE序列运用于3.0T磁共振腹部MRCP成像[4]，此项技术可在一次屏气中实现3D-MRCP采集，方便快捷，对患者呼吸幅度、节律要求低，但将其运用于1.5T磁共振还鲜见文献报道，本研究通过对比RT-TSE-MRCP与BH-GRASE-MRCP的图像质量、背景抑制程度和胰胆管显示能力，探讨BH-GRASE技术在MRCP成像中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

前瞻性选取2018年5月至2019年12月期间因怀疑胰胆管病变在协和武汉红十字会医院行腹部MRI检查的患者，排除标准：磁共振检查禁忌证，胆系手术史，图像伪影重影响评价者。最终纳入本研究患者115例，男性56例，女性59例，平均年龄(58.5±14.4)岁。本研究经医院伦理委员会批准，所有患者签署了知情同意书。

1.2 图像采集

使用飞利浦1.5T磁共振扫描仪(Ingenia XD，Philips Healthcare，Best，The Netherlands)和16通道体部相控阵线圈。所有患者空腹8 h，常规上腹部MRI检查后，均采用RT-TSE和BH-GRASE技术行MRCP扫描，扫描角度平行于主胰管，斜冠状切面层数：75～96，FOV：320 mm×320 mm。TSE-MRCP参数：TR 1024 ms，TE 600 ms，翻转角90°，体素1×1×2 mm3，并行采集因子P2S1；优化后GRASE-MRCP参数：TR 350 ms，TE 106 ms，翻转角90°，体素1.4×1.8×2.4 mm3，并行采集因子P4S1.5，回波链10。

1.3 图像处理与统计分析

所有扫描数据采用飞利浦独立工作站(Philips Intellispace Portal)进行后处理，在工作站上对图像进行窗宽窗位调整以及放大、缩小、旋转、分割融合等操作以满足诊断要求[5]。由2名具有多年影像诊断经验的医师在不知晓扫描方式的情况下对RT-TSE-MRCP和BH-GRASE-MRCP图像进行评估，观察2D原始图像及最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)图像，使用5级Likert量表评估整体图像质量、背景抑制程度和胰胆管显示能力(表1)，并取2位观察者平均分数。所得数据资料通过SPSS 20.0进行统计学分析，采用Spearman相关系数评估观察者对图像评分之间的一致性(P>0.05时不存在相关性，P≤0.05时存在相关关系)，满足正态分布的连续变量用t检验，采用Mann-Whitney U检验比较两种成像技术的整体图像质量、背景抑制程度和胰胆管显示能力等级的评分差异。以P<0.05为差异有统计学意义。

表1 MRCP成像质量评分标准Table 1 MRCP imaging quality scoring standard

2 结果

115例患者MRCP正常16例，急性胰腺炎21例，胆系结石者49例，胆系结石合并急性胰腺炎12例，胰腺导管内乳头状黏液瘤(intraductal papillary mucinous neoplasm，IPMN)7例，胆系结石合并IPMN 4例，急性胰腺炎合并IPMN 6例。结果(表2)显示，RT-TSE-MRCP图像采集时间平均(272.4±25.8) s，BH-GRASE-MRCP技术采集时间平均(14.6±1.8) s，后者在成像时间上明显缩短(P<0.05)。2位观察者对图像评分的相关性较好(P<0.05)。2种扫描技术在整体图像质量上差异并不显著(P>0.05)，在分支胆管、汇管区、胆总管、胰管的显示能力上也无显著性差异(均P>0.05)，背景抑制程度BH-GRASE-MRCP弱于RT-TSE-MRCP(P<0.05)，BH-GRASE-MRCP技术对胆囊颈管及胆囊显示效能优于RT-TSE-MRCP(均P<0.05)。2种扫描技术的影像对比如图1～3，两者对分支胆管、汇管区、胆总管及胰管的显示能力相仿，当胆汁淤积时，BH-GRASE-MRCP对胆囊和胆囊颈管显示较好，但其背景抑制能力较弱，当患者呼吸频率不稳时，BH-GRASE-MRCP技术有一定的优势。

3 讨论

MRCP运用于胰胆管成像已数年，其对胆系结石检出的敏感度及特异度均较高[6]，对胰胆管疾病的定位及定性起到了重要的作用。早期MRCP使用梯度回波技术(gradient recalled echo，GRE)，近年来多使用单次激发快速自旋回波技术和呼吸导航的三维各向同性涡轮自旋回波TSE序列进行扫描[7]。单次激发快速自旋回波技术扫描速度快，憋气几秒钟即可生成一副图像，但管道内病灶容易被遮盖，造成假阴性结果。呼吸导航的三维各向同性TSE技术分辨率高，但对患者呼吸幅度、节奏及平稳度要求较高[8]，最新的压缩感知技术(compressive sensing，CS)很有应用前景，但其需要高性能的软件和硬件，影响其大范围投入使用。

表2 RT-TSE-MRCP和BH-GRASE-MRCP整体图像质量、采集时间和胰胆管显示效能比较Table 2 Comparison of overall image quality，acquisition time and display efficiency of pancreaticobiliary duct between RT-TSE-MRCP and

51岁女性，胆总管结石、胆系扩张；A：RT-TSE-MRCP(MIP)；B：BH-GRASE-MRCP(MIP)；均显示胆总管下段充盈缺损，且对肝内胆管、汇管区、胆总管、胰管的显示能力相仿，BH-GRASE-MRCP技术背景抑制能力较弱。图1 胆总管结石患者两种技术图像比较Fig.1 Comparison of two images of patients with choledocholithiasis

52岁男性，胆囊结石；A、B：RT-TSE-MRCP(MIP)、RT-TSE-MRCP(2D)，胆汁浓缩，信号减低，胆囊及胆囊结石显示不明确；C、D：BH-GRASE-MRCP(MIP)、BH-GRASE-MRCP(2D)，胆汁呈明显高信号，胆囊结石显示明确，胆囊颈管显示清晰。图2 胆囊结石患者两种技术图像比较Fig.2 Comparison of two technical images of patients with gallstones

49岁女性，MRCP正常；A：RT-TSE-MRCP(MIP)，采集时间250 s，患者呼吸节奏不稳定，图像模糊；B：BH-GRASE-MRCP(MIP)，采集时间15 s，患者配合屏气，胰胆管显示清晰，图像质量较好。图3 正常MRCP患者两种技术图像比较Fig.3 Comparison of two images of patients with normal MRCP

最近的一份研究报告显示，常规MRCP的严重伪影发生率为16.3%[9]，呼吸运动伪影、肠道液体、甚至气体的磁敏感伪影均可能对MRCP成像质量造成影响。目前MRCP面临的主要问题是如何提高成像速度和改善图像质量。对呼吸规律的患者可使用呼吸门控法，而对于呼吸不规律的患者则可使用间歇屏气法，经过呼吸训练后有72.5%的患者图像质量达到优良[10]，但检查前不可能预留太多的时间对患者进行呼吸训练，且由于患者病情所限，呼吸节律及呼吸幅度不可能完全一致，每次采集的信号不连贯，导致图像伪影[11-12]。BH-GRASE-MRCP技术，硬件及软件要求较低[13]，通过序列优化，可明显缩短成像时间，受胃肠运动影响小，一次屏气十几秒就可以完成传统MRCP 4～5 min的扫描任务，虽然体素略大于TSE-MRCP，牺牲了一定的空间分辨率，但人为可控性的单次屏气，对于部分不能有效配合呼吸节奏的患者，减少了不确定性因素，对信号的空间采集提供了保证，时间分辨率有明显提升，运动伪影减少[14]。

RT-TSE-MRCP技术利用重T2效应，不含自由水的组织信号丢失，突显液体高信号，使胆系显影；BH-GRASE-MRCP采用脂肪抑制技术，但TR时间短于TSE序列，图像采集时间明显缩短，背景抑制能力减弱，背景影像(如胰腺、十二指肠、胆囊壁等)的轮廓显示，对于病灶定位有所帮助，如十二指肠憩室、IPMN、胆囊腺肌症及胆囊憩室等，可减少阅片者在常规平扫图像上反复定位。TSE-MRCP的呼吸门控采集图像时，肝脏跟随膈肌运动，定时定点采集汇管区及分支胆管胆汁信号，与GRASE-MRCP技术的屏气短时间采集图像相比，两者对于分支胆管及汇管区显示基本能达到同等的效果。胆总管管径较大，两种成像方法通常都能较好显示，诊断效能也相当。胆囊颈管在MRI平扫上常难以显示，而MRCP则可满意显示其形态和走行，表现为细管状高信号或扭曲的螺旋状高信号与肝总管相连[15]，基于成像原理的不同，RT-TSE-MRCP利用了重T2成像，但当患者因胆系梗阻，存在胆汁浓缩，成分发生变化[16]，T2时间缩短，遮盖了胆囊内病灶(如结石或者息肉)，胆囊颈管的显示能力也相应减弱，而GRASE技术TE值仅为106 ms，回波链长，并采用SPAIR抑脂技术，图像对比度好，胆囊、胆囊颈管清晰显影，因此，BH-GRASE-MRCP技术对于胆囊及胆囊颈管显示有一定的优势。综上所述，BH-GRASE-MRCP技术在胆囊、胆囊颈管显示方面优于传统RT-TSE-MRCP，分支胆管、汇管区、胰管及胆总管显示能力两者无显著性差异。可根据患者情况，先行BH-GRASE-MRCP预扫描，观察图像质量，如符合诊断要求，即可结束检查，如不符合诊断要求，可行RT-TSE-MRCP作为补充。由此可见，BH-GRASE-MRCP技术或替代传统自由呼吸MRCP技术，提高检查效率。

本研究的不足之处在于：仅仅是对原始图像、MIP图像综合性评价，未进行分类对比，没有针对特定的胰胆管疾病进行对比分析，部分扫描参数如扫描层数和屏气时间因人而异，可能造成结果的偏差，在今后的工作中应进一步研究讨论。