两种三维MR 胰胆管成像技术的应用价值比较

谭云，何兰，罗维，郑君惠

广东省人民医院（广东省医学科学院）放射科，广东 广州 510080；*通信作者 郑君惠 13610228212@163.com

磁共振胰胆管成像（magnetic resonance cholangiopanceatography，MRCP）是一种重要的无创性胰胆管影像检查，用于评估胰腺管和胆管的解剖结构，在临床上广泛应用[1-2]。目前临床常用的MRCP采集方式可分为二维成像和三维成像，由于二维序列的空间分辨率受到限制，三维序列具有更好的空间分辨率、同时可进行多平面重组等优势得以迅速发展[3]。然而，传统的3D-MRCP序列扫描时间长，对呼吸不规则的患者采集图像质量差。近年来，屏气三维梯度-自旋回波（threedimensional breath-hold gradient and spin-echo，3D BHGRASE）序列提高了三维序列的时间分辨率，缩短了扫描时间[4]。与传统的三维呼吸触发（threedimensional respiratory-triggered，3D RT）序列相比，屏气3D MRCP可以在相对较短的采集时间内提供满足诊断需求的图像质量[5]。随着压缩感知（compressed sensing，CS）新技术逐渐用于MRI临床，3D RT MRCPCS序列可显著降低呼吸不规则患者的扫描时间[6-8]。本研究通过比较两种不同3D MRCP成像技术（GraSE和CS）的图像质量，为临床应用中选择合适的MRCP检查技术提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2021年2月—2021年5月在广东省人民医院接受MR胰胆管检查的44例患者，其中男30例，女14例；年龄26～77岁，平均（57.5±11.8）岁。纳入标准：首次接受MR胰胆管检查的门诊患者，临床资料完整、详实。排除标准：①有MRI检查禁忌证；②胰胆管手术史；③图像伪影严重无法评价者。本研究经本院伦理委员会审核批准[伦理批件KY-Q-2021-198-01]，所有患者均签署知情同意书。

1.2 检查方法 患者扫描前禁食、禁水4 h，采用Philips Ingenia CX 3.0TMR扫描仪、16通道体部线圈进行扫描。患者取仰卧位、足先进，双手上举，安放呼吸门控于膈下并训练呼吸（吸气-呼气-屏住呼吸）直至尽量配合，所有患者依序完成腹部常规序列扫描及3D BH-GraSE、3D RT-CS MRCP序列。3D BH-GraSE MRCP扫描参数：TR 300 ms，TE 87 ms，TSE 10，EPI 7，重建体素0.78×0.78×1.20，FOV 250 mm×250 mm，层数50层，屏气扫描方式，图像采集时间15 s。3D RT-CS MRCP扫描参数：TR 1 190 ms，TE 600 ms，加速因子18，重建体素0.60×0.60×0.90，FOV 260 mm×260 mm，层数92层，呼吸门控触发方式，序列估算显示时间为72 s。

1.3 图像质量评价 将3D BH-GraSE及3D RT-CS MRCP两组序列图像传输至Philips工作站，选择最大密度投影，手动裁剪周围高信号等干扰区域，沿身体长轴旋转多幅图像并保存。

1.3.1 主观评价 由2名具有5年以上工作经验的医师采用盲法分别评分。针对图像整体质量及胰胆管的显示情况评分，图像评分标准：1分，图像质量差，伪影严重，胰胆管显示不清，背景抑制弱；2分，图像质量较差，中度伪影，胰胆管显示欠清晰，背景抑制稍弱；3分，图像质量良好，少量伪影，胰胆管显示清晰，背景抑制良好；4分，图像质量优，无伪影，胰胆管显示清晰，背景抑制优[9]。

1.3.2 客观评价 由1名具有5年工作经验的医师在Philips工作站进行图像测量，所有数据分别测量2次后取平均值。选取胆总管显示较清晰的层面，将ROI放置在信号均匀、无伪影的胆总管中段，ROI＞10 mm2，记录信号强度（signal intensity，SI）为SI胆总管及标准差（standard deviation，SD）为SD胆总管；在同一层面测量信号均匀、无伪影的胆总管旁组织间隙，复制ROI，记录SI背景及SD背景。以SD背景定义为图像背景噪声。计算得出胆总管与胆总管旁组织间隙的对比噪声比（CNR）：CNR=（SI胆总管-SI背景）/SD背景、信噪比（SNR）：SNR=SI胆总管/SD胆总管[10]。

1.4 统计学方法 应用SPSS 26.0软件，采用Shapiro-Wilk检验数据是否符合正态性分布，符合正态分布的计量资料以表示，采用配对t检验分析两个序列的扫描时间。不符合正态分布的以M（Q1，Q3）表示，两组序列间的图像质量各项评分、胆总管的CNR及SNR采用Mann-WhitneyU检验分析。采用Kappa检验分析2名医师的主观评分一致性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3D BH-GraSE序列和3D RT-CS序列扫描时间3D BH-GraSE序列扫描时间为15 s，3D RT-CS序列扫描时间为（75.5±8.7）s，差异有统计学意义（t=32.310，P＜0.001）。3D BH-GraSE序列扫描时间相比3D RT-CS序列缩短80%。

2.2 2名医师主观评分一致性 2名医师的主观评分具有较强的一致性（Kappa=0.801，P＜0.001）。

2.3 3D BH-GraSE和3D RT-CS序列MRCP图像质量各项主观评分及客观定量分析比较 主观评分中，3D RT-CS序列在图像整体质量、背景抑制、胆囊及胆总管的评分高于3D BH-GraSE序列，差异有统计学意义（P＜0.05）（图1、2）；2个序列在肝内外胆管和胰管的显示评分中差异无统计学意义（P＞0.05）（图3）；客观定量分析中，3D RT-CS序列的CNR优于3D BHGraSE序列，差异有统计学意义（P＜0.05），两组序列的SNR差异无统计学意义（P=0.116）。见表1。

表1 3D BH-GraSE和3D RT-CS序列MRCP图像质量各项主观评分及客观定量分析[M（Q1，Q3）]

图1 女，51岁，肝内、外胆管走行分布未见明显异常，胰胆管未见明显扩张。3D BH-GraSE序列与3D RT-CS序列显示MRCP无异常患者整体图像质量比较。A.3D BH-GraSE序列图像质量良好，胰胆管显示清晰，图像整体评分4分；B.3D RTCS序列图像质量优，胰胆管显示清晰，图像整体评分4分

图2 男，45岁，胆囊炎并胆囊结石，胆总管下段结石，肝内外胆管、胆总管扩张，急性胰腺炎。3D BH-GraSE序列与3D RT-CS序列MRCP背景抑制比较。A.3D BH-GraSE序列图像质量良好，胰胆管显示清晰，背景抑制良好，图像整体评分3分；B.3D RT-CS序列图像质量优，无伪影，胰胆管显示清晰，背景抑制优，图像整体评分4分

图3 男，56岁，胆管细胞癌并多发转移，肝内胆管、胆总管上段扩张。3D BH-GraSE序列与3D RT-CS序列MRCP对肝内外胆管及胰管显示评分比较。A.3D BH-GraSE序列，图像质量优，病变显示清晰，图像整体评分4分；B.3D RT-CS序列，图像质量良好，肝内外胆管、胆总管欠清晰，背景抑制欠佳，图像整体评分3分

3 讨论

MRCP是利用重T2加权脉冲序列来显示具有长T2弛豫时间特性组织结构的成像技术，具有无创、无辐射的独特优势，已成为临床上常用的胰胆管成像显示方法[11]。本研究通过比较先进机型下的两种3D MRCP成像序列，探讨如何提高成像速度和改善扫描质量，旨在为临床应用中选择合适的MRCP检查技术提供参考。

3.1 3D MRCP扫描方案及优化 3D MRCP扫描方式分为呼吸触发和屏气扫描。既往研究表明[12]，3D RT序列在背景噪声抑制和对细微胰胆管的显示稍差，且长时间的扫描增加了患者的不耐受而导致产生运动伪影的可能性，从而影响图像质量。为了解决这一问题，本研究应用CS技术，对3D RT-CS序列进行了优化：采用小FOV（250 mm×250 mm），提高了图像的空间分辨率；降低加速因子（18），以获得更多的k空间数据和更少的迭代重建次数，从而获得更好的图像质量[13]。

屏气的GraSE序列结合了TSE和EPI序列的优点，在TSE序列应用多个重聚焦射频脉冲，在EPI序列的重聚焦射频脉冲之间使用多个梯度回波，减轻了EPI的T2*衰减和信号丢失，提高扫描的速度的同时也改善了图像质量[14]。GraSE技术目前在常规MR机型行MRCP检查中广泛应用，相比既往研究[15]，本研究在高端机型的基础上，采用的3D BH-GraSE序列通过优化，使其在15 s内可完成屏气3D MRCP扫描。有利于提高患者舒适度，减少因扫描时间过长而导致呼吸运动伪影产生的可能性，提高影像检查效率。

3.2 两种3D MRCP比较及应用 主观评价中，3D RT-CS序列在图像整体质量、背景抑制、胆囊及胆总管的评分高于3D BH-GraSE序列，可能是因为本研究中的序列优化，采用小FOV成像、减轻了欠采样的影响，提高了图像质量；使用CS技术，适当降低加速因子，较少扫描时间（平均72 s）减轻了患者的不耐受[16]。对远端肝内外胆管的显示评分低于3D BH-GraSE序列：根据TE长短决定T2权重的原理，GraSE技术TE值仅为87 ms，回波链长，图像对比度好，且胰胆管位置相对固定，GraSE序列加以屏气，减少呼吸运动伪影，因此对远端的显示得以保有较高的图像质量[17]。客观评价中，3D RT-CS序列的CNR高于3D BH-GraSE序列：本研究中的两个序列在高端机型的基础上都创新性的使用了较短的扫描采集时间，与既往研究相比[18]，屏气序列扫描时间由23 s、25 s降为15 s。由于减少了屏气的时间会降低对图像信号的获取，因此3D BHGraSE序列的CNR低于3D RT-CS序列；3D RT-CS序列与3D BH-GraSE序列的SNR无显著差异，可能是因为两种序列使用了不同的几何参数，包括层厚、矩阵、扫描层数、加速因子等不一致，因此在不同的几何参数下，两种序列的SNR不具有可比性。

目前MRCP面临的主要问题是如何提高图像质量及减少扫描时间。本研究中使用优化的3D BHGraSE序列和3D RT-CS序列均可获得满足诊断需要的图像质量和优良的CNR及SNR。较短的序列扫描时间对无法充分屏住呼吸的患者更有优势，例如在有急性腹痛或有侵袭性胰胆管疾病史患者中的应用[19-20]。由于每个成像序列技术有不同的特点，可以根据患者的具体临床情况进行灵活选择，如果同时应用两个序列成像，足以满足临床诊断需求。

3.3 本研究的局限性 首先，本研究是一项回顾性研究，有待大样本前瞻性研究进一步验证结论；其次，由于高端机器应用时间短，未将屏气的CS序列一起比较，有待临床实践后检验。

总之，优化的3D RT-CS序列可在较短的自由呼吸时间里采集优良的MRCP图像，适用于不能配合屏气的老年患者和急诊患者等，能大幅度提高MRCP检查成功率。根据患者的具体临床情况进行灵活选择，结合屏气的3D GraSE序列同时应用，相互补充，能有效的提高检查效率，满足临床诊断需求。