高场2D-SSFSE和3D-FRFSE序列胆胰管成像质量及显示程度的对比研究

刘 念 黄小华 董国礼 高才良 于红梅 汤梦月

MRCP的优势在于非侵袭、多方位显示胰胆管解剖结构，准确评估胰胆管系统疾病及胰胆管解剖术前、术后改变[1-2]，目前已广泛应用于临床。MRCP序列较多，不同序列成像参数不一，成像质量和胆胰管显示差别大，文献多有报道，但多局限于低场强磁共振，高场强研究较少[3-5]。高场强目前多采用2D-SSFSE和3D-FRFSE两种序列，两种序列MRCP成像质量和胆胰管显示效果的优势特点，文献少有报道。本文比较两种序列对胆胰管系统成像质量及胆胰管显示效果，旨在探讨高场磁共振胆胰管成像技术不同序列的优势特点，为胰胆管系统结构的显示寻求更具优势的成像技术。

方 法

1.一般资料

收集2012年2月至2012年6月临床怀疑胰胆管疾病而进行2D-SSFSE 和3D-FRFSE MRCP检查的病例40例，其中男性22例，女性18例，年龄分布20～65岁（50.6±11.4岁），平均BMI 24.8。40例患者中胆道结石占35%（14/40），急性胰腺炎占25% (10/40)，肝囊肿25%（10/40），肝癌占5%（2/40），正常者占10%（4/40）。胆总管扩张占20% (8/40)，肝内胆管扩张占30% (12/40)，主胰管扩张占30% (12/40)。

2.检查方法

机型为GE公司3.0T MRI。检查前禁水、禁食6～8 h患者取仰卧位足先进，剑突置于线圈中央，呼吸门控放于腹部呼吸幅度最大处，在平静呼吸下屏气扫描，常规腹部扫描：上腹部轴位T1WI序列、T2WI序列、T2WI压脂序列、冠状位T2WI序列。

MRCP扫描：2D-SSFSE序列选取T2WI压脂序列中一幅横断位像定位，以胆总管下段为中心，每隔15°取一个纵切层面共12帧，12层呈放射状排列，其中有一个层面为标准冠状纵切面，一次屏气扫描层数根据受检者屏气时间长短来确定，直至完成扫描。扫描参数：TR 2840～6000 ms，TE 900ms，NEX1，FOV 32cm×32cm，矩阵：384×256，层厚40mm，完成全部扫描约需31～86s。

屏气3D-FRFSE序列在T2WI压脂横断位像上的胰胆管解剖区域选定一个大小适宜的扫描块，在呼气末屏气过程中一次性完成扫描。扫描参数：TR 2140 ms，TE 800ms，NEX1，FOV32cm×32cm，矩阵：256×160，层厚3mm，间隔-1.5，完成全部扫描约需21s。

3.数据处理和图像分析

所有原始图像均传输到GE后处理工作站，将3D-FRFSE序列图像行最大信号强度投影重建(maximum-intensity projection，MIP)，重建后的图像可以进行360°旋转，进行多方位多角度观察。然后由两名影像诊断医师采用双盲法分别独立对2D-SSFSE、3D-FSE序列图像质量和显示程度参照评定标准进行评分，若两者意见有分歧，则最后通过共同协商达成共识。

4.胰胆管系统图像质量及显示程度评定标准[6-7]

将胆道系统分为6个部分：肝右管、肝左管、肝总管、胆囊管、胆总管和胰胆管汇合部；主胰管分为3个部分：胰头管、胰体管、胰尾管。共9个部分。每个部分均按照以下标准进行评分（表1）。

5.统计学分析

采用统计软件SPSS13.0对2D-SSFSE和3D-FRFSE两种序列MRCP图像质量和显示程度评分结果进行配对t检验，统计结果采用平均值±标准差表示，P<0.05认为差异有统计学意义。

结 果

1.2D-SSFSE和3D-FRFSE两种序列MRCP图像质量统计结果（表2）

两种序列MRCP对胆囊管、胆总管、胰头管、胰体管、胰尾管显示的图像质量有统计学意义（P<0.05）（图1）。3D-FRFSE在显示胆囊管和胆总管的图像质量优于2D-SSFSE，而胰头管、胰体管及胰尾管的图像质量则低于2D-SSFSE MRCP序列。

2.2D-SSFSE和3D-FRFSE两种序列MRCP胰胆管系统显示程度统计结果（表3）

两种序列MRCP对肝右管、胆囊管、胰头管、胰体管、胰尾管、胰胆管汇合部的显示程度有统计学意义（P<0.05）（图2）。2D-SSFSE序列对肝右管、胰头管、胰体管、胰尾管、胰胆管汇合部的显示程度优于3D-FRFSE（图3），而对胆囊管的显示低于屏气3D-FRFSE（图4）。

表1 胰胆管系统图像质量和显示程度评分标准

表2 2D-SSFSE和屏气3D-FRFSE MRCP图像质量评分比较

图2 胰胆管各段的显示程度平均分分布图。2D-SSFSE序列在肝右管、肝左管、胰头管、胰体管、胰尾管及胰胆管汇合部显示程度的分值高于3D-FRFSE 序列，而肝总管、胆囊管、胆总管的分值低于3D-FRFSE MRCP（RHD肝右管，LHD肝左管，CHD肝总管，CD胆囊管，CBD胆总管，PH胰头管，PB胰体管，PT胰尾管，BPC胰胆管汇合部）。

图1 胰胆管各段的图像质量平均分分布图。3D-FRFSE序列显示肝右管、肝左管、肝总管、胆囊管、胆总管的图像质量分值高于2D-SSFSE 序列，而胰头管、胰体管、胰尾管及胰胆管汇合部的分值则低于2D-SSFSE MRCP（RHD肝右管，LHD肝左管，CHD肝总管，CD胆囊管，CBD胆总管，PH胰头管，PB胰体管，PT胰尾管，BPC胰胆管汇合部）。

图3 男，58岁，肝囊肿，3D-FRFSE和2D-SSFSE MRCP图。A.主胰管显示不清，伪影明显（箭）；B.主胰管显示清楚完全，走行自然，且肝内胆管的显示较图A清晰。

图4 女，49岁，急性胰腺炎，3D-FRFSE和2D-SSFSE MRCP图。A.迂曲的胆囊管显示清楚（箭）；B.胆囊管边缘模糊，部分与胆总管重叠（箭）。

讨 论

MRCP是利用重T2加权脉冲序列来显示具有较长T2弛豫时间组织结构的一种成像技术，长T2弛豫时间主要利用长TE长TR序列，长TE是MRCP成像成功的关键，采用长TE扫描技术使人体组织的横向磁化矢量因充分衰减而信号几乎为零[8]。胰胆管内静止或相对静止的液体具有长T2弛豫时间，横向磁化矢量衰减较少，因而在重T2加权上胆汁、胰液等均呈高信号；而实质性器官如肝脏、脾脏及胰腺的T2弛豫时间短，在重T2加权序列上表现为低信号，同时快速流动的液体如肝动脉和门静脉内的血液，由于流空现象表现为信号缺失，因而使胰胆管显影获得较清晰的MRCP图像。MRCP是一种简便、安全、有效的非侵袭性、无对比剂过敏的胰胆管成像技术，临床诊断准确性高，主要应用于胰胆管树的显示，评估梗阻性黄疸，胆系结石，胰胆管汇合异常，良、恶性胰胆管梗阻疾病及胰腺外分泌功能等[8-9]。

2D-SSFSE 序列是厚块单体素成像，单次激发、单次采集，最大优点是采集时间短，每同图像采集时间只需2s，运动伪影影响小，采用更长TE，背景抑制效果更佳，对于小管径的肝内胆管显示更好。同时采用放射状多方向扫描，虽然可以多方向观察，但不能像3D-FRFSE序列那样任意方向观察。二维厚层图像一般由冠状面和冠斜面的单个T2加权图像（层厚常为30～80mm）组成，必然会遗漏其扫描间隙内的胆管系统，较大的截面厚度和部分容积效应会影响细微病灶的显示，如液体高信号中的结石或肿瘤而导致的充盈缺损[8,10]。屏气3D-FRFSE 序列是采用容积扫描后产生冠状位原始图像，然后进行MIP三维重建，可直观显示胰胆管的MRCP图像。最大的优点是能自由转动角度进行不同角度观察，能避开与邻近结构重叠，较好地展示解剖结构；而且在屏气下一次完成扫描，采集时间较2D-SSFSE MRCP短，具有高的信噪比，但易受到呼吸运动的影响，重建后在小管径结构，表现为边缘模糊，不利于肝内小胆管和不扩张胰管的观察[8]。屏气3D-FRFSE MRCP对屏气的要求较高，一般需要持续屏气22～24s，若患者不能屏气，则会严重影响图像质量和显示程度。由于MRCP技术发展迅速，现主要包括三维稳态自由进动序列（3D-SSFP）、三维呼吸门控快速自旋回波序列（3D-FSE）、三维快速恢复快速自旋回波序列（3D-FRFSE）、二维快速自旋回波序列（2D-FSE）屏气或不屏气、二维单次激发快速自旋回波序列（2D-SSFSE）等多种序列，因此不同的序列对胰胆管系统疾病的显示和诊断率均不同[1,2,4]。本文通过对比传统的2D-SSFSE 序列与屏气3D-FRFSE 序列成像，确定两种序列在显示不同节段胰胆管系统的优劣，以便选择最优的MRCP序列，提高胰胆管系统疾病的诊断率。

既往研究表明[11-13]，3D MRCP 序列较2D MRCP序列有更高的图像质量、信噪比及相对信号比，获取图像时间较长，但屏气3D MRCP序列的扫描时间明显缩短，MRCP不同序列对胰胆管各部分显示结果的评价有差异。Palmucci等[12]研究表明屏气3D-FRFSE 序列对扩张的主胰管、胆囊管、胰胆管汇合处的显示及图像质量优于2D-SSFSE 序列，对胰尾管的显示不如2D-SSFSE序列好，但对肝右管、肝左管、胆总管的显示没有统计学意义。而Sodickson等[13]研究结果是屏气3D-FRFSE序列对肝右管、肝左管、肝总管、胆囊管、胆总管、胰头管及胰体管的显示优于2D-SSFSE序列，但胰尾管的显示没有统计学意义。本次研究结果中，2D-SSFSE序列对肝右管、胰头管、胰体管、胰尾管、胰胆管汇合部的显示程度平均得分高于屏气3D-FRFSE序列，而对胆囊管的显示低于屏气3D-FRFSE序列；屏气3D-FRFSE序列在显示胰头管、胰体管及胰尾管的图像质量低于2D-SSFSE 序列，与以往的文献报道有所不同。分析其原因可能与研究对象中包括不同疾病有关，如胆道结石、慢性胰腺炎等疾病可导致胆管或主胰管扩张，3D-FRFSE序列对扩张的胰胆管显示更具优势。本次收集的病例中肝右管和胰管系统没有扩张的占多数（占70%），而胆道结石患者引起的胆总管和（或）肝内、外胆管扩张扩张的病例占较多比例（分别占20%和30%），部分患者不能持续屏气，因此本研究结果与以往文献报道有一定差异。此外，不同的观察者按照相同评分标准得出的结果可能会有一些误差。因此，不同疾病采用何种MRCP序列显示最优有待进一步研究。

本研究只对屏气3D-FRFSE和2D-SSFSE序列胆胰管成像质量及显示程度进行对比分析，没有加入自由呼吸3D-FRFSE序列及MRCP其他序列做对比，待样本量足够大时将进一步研究不同MRCP序列对胰胆管成像质量及显示程度的研究。本研究结果表明两种不同MRCP序列对不同胆胰系疾病的胰胆管各有优势，检查时可根据不同疾病的情况选择扫描方式，增加疾病的检出率。随着MRI技术的不断发展，改善扫描线圈、提高高磁场（3.0T）的信噪比和并行采集技术，可使屏气3D-FRFSE MRCP序列更加完善，逐渐在MRI常规扫描中普及应用，结合2D-SSFSE 序列将提高胆胰系疾病诊断的准确率，选择个性化扫描方式，将有更好的应用前景。

[1] Masui T, Katayama M, Kobayashi S, et al. Magnetic resonance cholangiopancreatography: comparison of respiratory-triggered three-dimensional fast-recovery fast spin-echo with parallel imaging technique and breath-hold half-fourier two-dimensional single-shot fast spin-echo technique. Radiat Med, 2006, 24: 202-209.

[2] Itatani R, Namimoto T, Kajihara H, et al. Preoperative evaluation of the cystic duct for laparoscopic cholecystectomy: comparison of navigator-gated prospective acquisition correction- and conventional respiratory-triggered techniques at free-breathing 3D MR cholangiopancreatography. Eur Radiol, 2013, 23: 1911-1918.

[3] Ausch C, Hochwarter G, Taher M, et al. Improving the safety of laparoscopic cholecystectomy: the routine use of preoperative magnetic resonance cholangiography. Surg Endosc, 2005, 19: 574-580.

[4] Matsunaga K, Ogasawara G, Tsukano M, et al. Usefulness of the navigator-echo triggering technique for free-breathing threedimensional magnetic resonance cholangiopancreatography. Magn Reson Imaging, 2013, 31: 396-400.

[5] Ichikawa T, Haradome H, Hanaoka H, et al. Improvement of MR cholangiopancreatography at .5 T: three-dimensional half-averaged single-shot fast spin echo with multi-breath-hold technique. J Magn Reson Imaging, 1998, 8: 459-466.

[6] Morita S, Ueno E, Masukawa A, et al. Comparison of SPACE and 3D TSE MRCP at 1.5T focusing on difference in echo spacing.Magn Reson Med Sci, 2009, 8: 101-105.

[7] Kim JH, Hong SS, Eun HW, et al. Clinical usefulness of freebreathing navigator-triggered 3D MRCP in non-cooperative patients: comparison with conventional breath-hold 2D MRCP. Eur J Radiol, 2012, 81: e513-518.

[8] Maccioni F, Martinelli M, Al Ansari N, et al. Magnetic resonance cholangiography: past, present and future: a review. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2010, 14: 721-725.

[9] 刘 念, 董国礼, 黄小华. MRCP在胰胆管合流异常相关疾病中的研究进展. 国际医学放射学杂志, 2012, 35: 345-348.

[10] Yin LL, Song B, Xu J, et al. Hilar cholangiocarcinoma: preoperative evaluation with a three dimensional volumetric interpolated breathhold examination magnetic resonance imaging sequence. Chin Med J (Engl), 2007, 120: 636-642.

[11] Yoon LS, Catalano OA, Fritz S, et al. Another dimension in magnetic resonance cholangiopancreatography: comparison of 2-and 3-dimensional magnetic resonance cholangiopancreatography for the evaluation of intraductal papillary mucinous neoplasm of the pancreas. J Comput Assist Tomogr, 2009, 33: 363-368.

[12] Palmucci S, Mauro LA, Coppolino M, et al. Evaluation of the biliary and pancreatic system with 2D SSFSE, breathhold 3D FRFSE and respiratory-triggered 3D FRFSE sequences. Radiol Med, 2010, 115: 467-482.

[13] Sodickson A, Mortele KJ, Barish MA, et al. Three-dimensional fastrecovery fast spin-echo MRCP: comparison with two-dimensional single-shot fast spin-echo techniques. Radiology, 2006, 238: 549-559.