MRI在肠梗阻诊断中的进展

孙斯琴 陈昆涛

MRI在肠梗阻诊断中的进展

孙斯琴1陈昆涛2*

肠梗阻是常见的疾病，占急腹症的20%，有起病急、进展快、病死率高的特点，故早期诊断肠梗阻对愈后至关重要。常规MRI作为一种简便又无创的检查方法，多种成像技术，如MRI水成像（MRH）、MR胆胰管成像（MRCP）、MR肠道成像（MRE）、MR电影成像（Cine MRI）对肠梗阻的定位及病因诊断均较CT准确，而功能MRI的多种成像序列通过各自成像参数的特点能够反映不同的微观病变，对肠梗阻早期诊断有较高的价值。就MRI应用于诊断肠梗阻的技术及其进展予以综述。

肠梗阻；磁共振成像；扩散加权成像；体素内不相干运动；扩散峰度成像

Int J Med Radiol，2016，39（6）：649-653

肠梗阻是最常见的急腹症之一，指由任何原因引起的肠内容物通过障碍的一组临床综合征，表现为腹痛、腹胀、呕吐和停止排便排气。该病具有病因复杂，起病急骤，病情进展快，对机体影响严重，病死率高等特点，因此肠梗阻的早期诊断、及时治疗非常重要。

肠梗阻主要的病理特点[1]：梗阻点以上肠管由于蠕动增加而致气体、液体集聚引起肠管扩张，梗阻点以下肠管则塌陷；肠腔压力的升高引起呕吐而导致水、电解质和酸碱失衡，还可引起肠壁血运障碍导致肠壁充血水肿；肠壁及毛细血管通透性增加引起肠壁出血及液体外渗入肠腔、腹腔，使血容量下降；肠内容物及大量细菌随即进入腹膜腔引起腹膜炎；肠壁因缺血、溃烂而至坏死、穿孔，甚至引起病人休克、死亡。

以往曾以腹部X线作为诊断肠梗阻的首选，但由于影像重叠，对梗阻的原因及部位的判断不准确，故诊断正确率低。超声受肠气及操作医师经验的影响。CT成像组织分辨力不高，观察肠壁的缺氧缺血改变必须注射碘对比剂，而使用碘对比剂有一定的危险，且CT检查还存在辐射损伤。MRI作为一种无辐射损伤的成像技术，组织分辨力高，随着空间分辨力和信噪比的提高已逐步应用在肠梗阻的诊断中。

1 常规MRI扫描

1.1 常规MRI及增强扫描肠MRI检查作为一种无创性检查，无需肠道准备。常规MRI多种快速成像序列，如单次激发快速自旋回波（single shot fast spin echo,SSFSE）序列、真实稳态进动快速成像（true

fast image with steady-state procesion,true FISP）序列、快速扰相梯度回波（fast spoiled gradient echo，FSPGRE）序列、半傅里叶单次激发快速自旋回波（half-Fourier acquisition single-shot turbo spin-echo，HASTE）序列等，可减少病人检查时间，且影像清晰，医生可迅速准确地对疾病做出判断，因而较多应用于对肠梗阻疾病的检查。采用HASTE序列、trueFISP序列及MRI增强扫描对诊断肠壁的缺血坏死有很高的价值，可见肠壁水肿增厚（扩张肠袢壁厚≥2 mm），肠壁异常强化，局限性肠系膜积液或水肿，肠壁、门静脉或肠系膜上静脉积气，大量腹腔积液等[2]。MRI能较CT在非增强状态下更早更敏感地发现肠梗阻所致肠壁病变，Berritto等[3]应用7TMRI对小鼠不同时间肠梗阻模型行MRI扫描发现，高场强MRI在梗阻后15 min即可发现水肿的肠壁在T2WI上出现条状高信号及少量腹腔积液。

1.2 MRI水成像（magnetic resonance hydrography，MRH）和MR胆胰管成像（MRCP）肠梗阻病人由于肠道梗阻致肠壁及毛细血管通透性增加导致肠腔积液，为肠管提供了良好的充盈度，使MRH除了可以清晰地显示梗阻的部位，对病因诊断也有很大的帮助：如粪石性小肠梗阻T1WI上边缘呈高信号的粪石在外围液体及内部低信号衬托下表现为“空壳征”，T2WI上低信号的粪石周边环以高信号液体表现为“焦炭征”[4]；若肠腔内见不规则充盈缺损可为肠肿瘤所致梗阻，且病变远端显示“袖口征”或“截断征”[5]。

MRCP与MRH类似，MRCP可比CT更直接、清晰地显示肠系膜水肿及肠腔内外渗出的情况，以便明确肠系膜的病变、坏死状况[6]。廖等[7]通过对比CT及MRI对胆石性肠梗阻的诊断，发现MRI除了能准确诊断肠梗阻外，对于存在胆肠瘘的病人，MRI较CT对发现胆囊与十二指肠间的液体交通显示更好，可更清楚地显示胆囊十二指肠间隙模糊及瘘口的大小与厚薄。

1.3 MR肠道成像（magnetic resonance enterography，MRE）MRE可动态观察肠管的扩张及蠕动，更重要的是可以评估疾病的活动性，并区分纤维性狭窄及急性炎症性狭窄[8]。Cronin等[9]通过对280位志愿者行MRE检查，测量出十二指肠、空肠、近端回肠、远端回肠及末端回肠的正常管径分别是24.8、24.5、19.5、18.9、18.7 mm，各段小肠肠壁的正常厚度均为（1.5±0.5）mm，为MRI判断是否有肠管扩张及肠壁增厚，确诊肠梗阻很有帮助。与CT比较，MRE可动态观察小肠的蠕动、肠管的扩张性以及肠内肿物[10]，肠梗阻时扩张、僵直的肠管和萎陷、迂曲的肠管之间对比明显，使梗阻的部位和形态在MRE上显示清楚，但粘连性肠梗阻因无明确肿块及肠壁增厚而较难诊断[11]。

MRE的对比剂可分为阴性对比剂和阳性对比剂，分别用于降低和增加肠腔信号，其中甘露醇溶液应用较多。虽然口服对比剂有助于MRE诊断肠梗阻，然而其使用存在一定争议，Masselli等[12]认为若肠梗阻病人已有恶心或肠管过度扩张表现时应禁止口服对比剂；即使病人可耐受口服对比剂，但对比剂难以迅速到达梗阻点，对于诊断肠梗阻造成困难。此外，口服对比剂亦可导致肠梗阻的产生和加重而不利于诊治[13]。

1.4 MR电影成像（Cine MRI）Cine MRI可对一定时间内影像进行连续采集，用电影动态形式显示，可获得与造影相似的影像，用以评估小肠的运动性。Wang等[14]对44例健康志愿者与42例器质性小肠疾病病人行Cine MRI检查，通过测量扩张良好的小肠肠管的管径、收缩周期、收缩频率及收缩幅度与直径比值，观察并测量正常小肠与病变小肠的运动情况，证明Cine MRI可以有效区分正常小肠与病变小肠的运动。Takahara等[15]研究发现因不同肠袢间并无明确界限，故疑似梗阻肠管与周围正常肠管间的运动差异较明显，进而在Cine MRI上通过“蠕动间隔征”（指内径≥6 cm不运动或运动功能减退的肠管，周围见正常或者运动亢进的肠管）即可用来诊断肠梗阻，亦可用于排除绞窄性肠梗阻的诊断。Kirchhoff等[16]认为Cine MRI可以通过观察是否有“粘连带”这一征象来评估术后粘连性肠梗阻。与CT比较，Cine MRI不仅可以对肠梗阻做出定位及病因诊断，还可观察通过小肠的运动性对其活性进行评估，对手术治疗起到极大的帮助。但Cine MRI的缺点是使用呼吸门控时，要在有限的时间内扫描，故只能采用单层采集技术。

随着多种快速MR成像序列的开发，对肠梗阻有无、定位及病因可做出较准确的诊断。但在鉴别良恶性、判断肠壁缺血坏死的程度以及肠系膜的缺氧缺血改变等方面仍无法做出准确的判断。

2 功能MRI

功能MRI（functional MRI，fMRI）是一种基于功能状态，对活体组织病理生理变化在细胞及分子水

平上的研究，以期从细胞及分子水平对组织器官早期病变进行诊断和疗效的监测。

2.1 扩散加权成像（diffusionweightedimaging，DWI）扩散指分子热能激发而产生的一种随机的微观平移运动，扩散梯度场方向上的扩散运动将造成体素信号的衰减，不同扩散强度的水分子显现出不同的信号强度，形成了反映组织水分子扩散运动的对比影像即DWI影像。其成像参数是反映水分子的随机运动程度的表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC），Belli等[17]认为ADC值可以被视为一个潜在的定量生物指标，即水分子扩散越快，ADC值越高;反之亦然。扩散敏感因子b值是对扩散运动能力检测的指标，b值与施加的扩散敏感梯度场强、持续时间和间隔有关。水分子扩散敏感性随b值增加而增加，ADC值就会越准确，但信噪比会下降。

最初DWI技术更多应用于中枢神经系统疾病及腹部实质脏器疾病的诊断及研究，现今也逐渐应用于空腔脏器如肠梗阻的诊断。有研究者[18]对29例肠系膜-小肠肿瘤（mesenteric small bowel tumour，MSBT）病人行常规MRI及常规MRI+DWI检查，对比发现加入DWI后诊断MSBT的敏感性明显提高（P=0.03）。与正常组织相比，由于肿瘤细胞恶性增殖，细胞密度增高，同时细胞组织结构紊乱、解体，细胞外间隙迂曲度增加[19]，导致组织内水分子扩散受限，即成为扩散弱的水分子，故在DWI上信号衰减不明显，呈现为高信号，反映水分子扩散速度及范围的指标ADC值则下降明显[20]。正常组织内水分子扩散不受影响，成为扩散强的水分子，DWI上信号衰减明显，呈现为低信号。炎症时由于病变处炎症细胞增多、水肿时由于细胞肿胀等原因，亦会导致组织内水分子的扩散受限，而在DWI上呈高信号；但若为恶性肿瘤引起的肠梗阻DWI显示团块状高信号，边界清。而炎症、水肿、粪石等引起的肠梗阻DWI显示为边缘模糊的等或稍高信号，且分散，多不成形[21]，故DWI对于确诊肠梗阻及鉴别良恶性有很高的应用价值。此外，DWI有助于确诊肠梗阻是否为绞窄性。当取低b值时，DWI可以很好地区分狡窄性肠梗阻与非狡窄性肠梗阻；b=50时“蠕动间隔征”较b=0时更明显，而近绞窄段与远绞窄段肠段的ADC值差异有统计学意义[15]。

DWI是一种简便、无创的功能成像，对肠梗阻的诊断有一定的临床应用价值。近年来可增加其稳定性的呼吸门控DWI、呼吸门控背景抑制DWI、三维DWI、自由呼吸背景抑制DWI等热点技术，在肝脏中已有广泛研究[22]，但在肠梗阻研究中应用较少。

2.2 磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）SWI是以T2*WI为基础，利用组织内部磁敏感差异在磁场中产生增强的对比影像[23]。SWI对组织内顺磁物质、出血沉积物、小静脉及矿物质沉积等显影非常敏感[24]，具有三维成像、高分辨率及高信噪比等特点，如SWI能精确显示颅内硬脑膜动静脉畸形病人皮质扩张静脉（100%）及皮质反流静脉（89.6%）[25]。

肠梗阻时肠腔压力升高引起肠壁血运障碍，导致肠壁充血水肿，且肠壁及毛细血管通透性增加引起肠壁出血，而SWI由于其成像特性，对出血沉积物的显影非常敏感，在出血早期通过对组织内顺磁性物质的探测，以观察肠壁及肠系膜的出血性改变，对肠梗阻进行早期诊断，但目前SWI在肠梗阻中应用较少。

2.3 基于体素内不相干运动（intravoxel incoherent motion,IVIM）的DWI DWI通过自旋回波技术测量水分子在磁场梯度上的衰减程度，从而检测水分子扩散受限的程度与方向，进而反映组织微观变化及特点。但活体组织不仅有水分子扩散，同时存在血液微循环即组织灌注，由于受到组织灌注的影响，DWI并不能准确反映水分子的运动情况，故Le Bihan等[26]提出了IVIM的概念。

IVIM-DWI是在假设血液循环与灌注是非一致性、无条理的随机运动的基础上，描述体素微观运动的成像技术，通过成像参数评价扩散运动成分与血液灌注成分。其成像参数包括：反映局部微循环灌注效应占总体扩散效应的容积比的灌注分数f值，取值介于0～1之间；反映血液灌注所产生的扩散运动（即快速扩散运动成分）的灌注相关扩散即假性扩散系数D*值，单位是mm2/s；反映纯水分子扩散运动（即缓慢扩散运动成分）的纯水分子扩散系数D值，单位是mm2/s。水分子扩散运动的自由度受b值影响，b值较低时，测得的水分子运动主要来自血流灌注；b值较高时，灌注效应减低，所得越接近纯水分子的扩散运动。IVIM-DWI通常应用于多个不同加权的b值来获得信号，不同b值下扩散信号的衰减为线性，b值＜200 mm2/s时，水分子扩散信号衰减符合高斯分布，通过双指数拟合模型IVIM，可得到灌注相关信息[27]。

IVIM-DWI在腹部实质脏器中已有广泛研究，

如在肝纤维化分级中4级纤维化的D*值显著低于0～1级[28]；自身免疫性胰腺炎病人的f值较正常人明显减低，而胰腺癌病人的f值较自身免疫性胰腺炎病人更低[29]。然而IVIM-DWI在腹部空腔脏器尤其是肠梗阻的研究中较少应用。作为一种便捷又无创的检查，IVIM-DWI能较DWI更好地区分水分子的扩散运动与组织灌注的扩散运动。在肠梗阻时，由于肠腔内压力的增高产生的血流障碍，对肠壁组织的血流灌注存在影响，故IVIM-DWI中反映血流灌注相关扩散运动的D*值应较正常肠管D*值发生改变，进而推断灌注分数f值也会发生改变；同时肠腔内压力的改变会导致肠壁的水肿，导致水分子的随机运动程度改变，故ADC值较正常肠壁ADC值不同，此时反映纯水分子扩散运动的D值也会较正常肠壁的D值产生改变，故应用IVIM-DWI成像参数（D值、D*值、f值、ADC值）对观测肠梗阻，尤其对观测绞窄性肠梗阻的肠壁及肠系膜早期缺血坏死改变应有较大的价值，在肠梗阻的早期影像诊断中将会有广阔的前景。

2.4 扩散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）DKI是基于水分子非高斯扩散理论，联合DTI的二阶扩散张量及四阶峰度张量，更敏感地反映水分子扩散运动的功能成像[30]。峰度即量化水分子扩散偏离高斯分布移位的无量纲度，可以反映水分子扩散受限程度及不均一性。DKI与DWI为同一脉冲但b值更高的成像序列，且扩散敏感梯度场方向至少为15个，b值至少为3个。其成像参数有反映峰度各方向均值的MK值（mean kurtosis），反映轴突方向峰度的AK值（axial kurtosis）以及反映垂直轴突方向峰度的RK值（radial kurtosis）。

IVIM-DWI双指数模型虽被认为是非高斯分布的水分子扩散模型，但其信号改变是基于两个高斯分布扩散的叠加，而此两者间的真正属性难以评估[31]。而DKI的峰度值则是量化偏离高斯分布水分子扩散的无量纲度，可以更敏感地反映水分子的不均一运动[32]。当肠梗阻时肠腔压力的升高引起肠壁血运障碍导致肠壁充血、水肿，肠壁及毛细血管通透性增加引起肠壁出血及液体外渗，故DKI在发现早期肠梗阻的肠壁及肠系膜病变中应有较高的价值及应用前景，可为后期治疗提供影像依据。

3 小结与展望

MRI常规扫描作为一种无创检查，在肠梗阻的诊断中已取得一定研究成果，而功能MRI作为近年来的研究热点，用于肠梗阻的诊断尚处于起步阶段。DWI对于显示病变组织、判断良恶性、确定是否绞窄等方面较传统MRI更具优势；SWI的磁敏感特性、IVIM-DWI与DKI通过测量肠梗阻病变组织与正常肠管各自成像参数的改变，可更加敏感地反映肠壁缺血坏死情况。若能解决呼吸伪影、提高信噪比、最佳b值及最优数据拟合模型的选择、高阶峰度成像伪影及测量数据的准确性等问题，IVIMDWI及DKI成像技术在肠梗阻的早期影像诊断中将有更广泛的应用价值。

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（收稿2016-01-10）

The progress of MRI in the diagnosis of intestinal obstruction

SUN Siqin1,CHEN Kuntao2.
1 Zunyi Medical College,Zhuhai 519100,China;2 Department of Radiology,Fifth Affiliated(Zhuhai)Hospital of Zunyi Medical College

Intestinal obstruction is a common disease,accounting for 20%of the acute abdomen diseases.It has the characteristics of acute onset,rapid progress and high mortality.Early diagnosis of intestinal obstruction is crucial for the recovery.As a simple and noninvasive method,multiple MRI techniques,such as MRH,MRCP,MRE and cine MRI etc,are more accurate than CT in the diagnosis of the location and etiological of intestinal obstruction.However,the functional magnetic resonance imaging through characteristics of each imaging parameters can reflect different microscopic lesions,and has high value for early diagnosis of intestinal obstruction.In this paper,the application of MRI technology in the diagnosis of intestinal obstruction and its new development were reviewed.

Intestinal obstruction;Magnetic resonance imaging;Diffusion weighted imaging;Intravoxel incoherent motion;Diffusion kurtosis imaging

10.19300/j.2016.Z4080

R445;R574.2

A

1遵义医学院，珠海519100；2遵义医学院第五附属(珠海)医院影像科

陈昆涛，E-mail:zy5yyx@126.com

*审校者