梯度自旋回波容积扫描与快速自旋回波容积扫描两种磁共振胰胆管成像技术对比研究

马锋 张树桐 谢元亮 黄增发 王曦 刘元志

华中科技大学同济医学院附属武汉中心医院影像科（武汉430014）

磁共振胰胆管成像（magnetic resonance cholangiopancreatography，MRCP）检查具有无创性、安全有效、无需造影剂的特点，可获得清晰、直观的胰胆管图像，诊断的敏感性和特异性均较高。采用重T2加权技术使胆汁和胰液呈明亮高信号而周围器官组织呈低信号，从而获得类似内窥镜逆行胰胆管造影（endoscopic retrograde cholangiopancreatography，ERCP）和经皮肝穿胆道造影（PTC）的胰胆管图像，获得了越来越多临床医生的认可［1-2］。目前有很多关于二维厚层多角度MRCP（2D MRCP）和三维薄层MRCP（3D MRCP）的研究报道，2D MRCP成像时间短，但是每次仅出一幅图像；3D MRCP最常使用涡轮自旋回波（Turbo Spin Echo，TSE）序列［3-4］，可获得多层连续薄层图像，但是扫描时间长，易受呼吸运动伪影影响。而关于3D 屏气的研究报道比较少，3D BH MRCP 主要采用Grase 技术和压缩感知（CS）技术［5-6］。CS 技术利用信号的稀疏性，通过高K 空间进行欠采样，从而缩短时间，该技术虽然很有前景，但对于设备性能的要求很高，还没有广泛应用。GraSE 是快速自旋回波与平面回波成像结合的快速扫描序列，一些研究已经用于头、腹部和心肌的成像［7-10］。笔者分析探讨了3D GraSE MRCP 与3D TSE MRCP 两种技术在胰胆管成像的效果。比较两种方法的图像质量及对胆胰管系统的显示情况，旨在探讨高场磁共振胰胆管成像技术的优势，为临床提供良好的影像资料。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集武汉市中心医院于2017年12月-2018年6月在Philips Ingenia 3.0T 磁共振行上腹部平扫及MRCP 成像的的100 例胰胆管疾病患者，其中男53 例，女47 例，年龄22 ～87 岁（平均57.8岁）。100例胰胆管疾病患者包括胆管癌14例，胰头癌7 例，胆总管囊肿3 例，胆囊结石43 例，肝段胆管20 例及胆总管结石13 例。所有结果均经临床资料、手术及病理证实。

1.2 检查方法所有病例均采用Philips Ingenia 3.0 T 磁共振进行检查。患者检查前禁食禁水8 h，进入机房前做好检查前准备，进入机房后患者仰卧于检查床上，以剑突下缘为中心，采用双手抱头头先进的检查模式，检查前为患者安放呼吸门控并且训练呼吸及屏气（吸气-呼气-屏气），使用腹部线圈。常规扫描冠状位TSE T2WI，横断位TSE T2WI SPAIR，横断位TSE T1WI 以及DWI，每个患者均扫描自由呼吸法3D TSE MRCP 和屏气法3D GraSE MRCP。3D TSE MRCP 为 单 激 发TSE 水 成像+抑脂技术，3D GraSE MRCP 为GraSE 水成像+抑脂技术。扫描参数见表1。

表1 MRCP 扫描参数Tab.1 MRCP scan parameters

两组所获MRCP 原始数据均行最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）和多平面重组（multi-plane recombination，MPR）三维后处理。

1.3 图像评价与分析

1.3.1 客观评价由具有5年以上工作经验的影像医师完成，根据之前的类似报道［11-12］，于3D 序列清楚显示胆总管中心层面原始图像上测量胆总管和胆总管周围组织信号强度（signal intensity，SI），选用圆形ROI，胆总管的ROI ≥5 mm2并放置于信号均匀、无伪影的胆总管中间区域，胆总管周围组织SI 测量的ROI ≥20 mm2、置于临近胆总管的信号均匀、无伪影的非病变区域。因MRCP 背景噪声太小无法计算，故影像的噪声均定义为胆总管的ROI 的SI 的标准差（standard deviation，SD），计算MRCP 中胆总管和胆总管周围组织的CNR：CNR=（SI 胆总管-SI 周围组织）/SD 胆总管。

1.3.2 主观评价对两种3D 序列原始影像进行MIP 重建，处理后的图像由具有5年以上工作经验的影像医师进行盲评，允许调节窗宽窗位。图像伪影：0=无伪影，1=微小伪影，2=有伪影但不影响诊断，3=有伪影并且影响诊断；图像质量：0=不能用于诊断，1=显示差，2=一般，3=好，4=优秀；对胰胆管树各段显示质量进行独立评价：0=几乎无法观察，1=部分可见，2=绝大部分可见，3=全部清晰可见。

1.4 统计学方法应用SPSS 17.0 统计软件，采用配对样本t 检验比较两组MRCP 所显示的胰胆管图像的伪影情况、图像质量以及清晰度，P＜0.05为差异有统计学意义。采用χ2检验比较两组MRCP 对胰胆管系统疾病的病因定性诊断结果，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像评价100 位检查者中有87 位呼吸运动佳，13 位呼吸运动欠佳，均得到胰胆管的显影。两组MRCP 所显示的胰胆管图像的采集时间及胆总管CNR，3D TSE MRCP 为22.96，3D GraSE MRCP 为20.73，差异无统计学意义（χ2=10.57，P=0.782）。

2.2 两组MRCP 累计评分伪影情况、图像质量以及清晰度累计评分见表2。TSE MRCP 与GraSE MRCP 胆总管CNR 差异无统计学意义（P＞0.05），TSE MRCP 略优于GraSE MRCP；两组MRCP 图像伪影均比较少见，但是GraSE MRCP 呼吸运动伪影明显少于TSE MRCP（P＜0.05）；两组MRCP 图像质量差异无统计学意义（P＞0.05）；GraSE MRCP 对于胆囊、胆囊管及胆总管的显示更好（P＜0.05），TSE MRCP 对于肝段胆管以及胰管显示更好（P＜0.05）。

表2 两组MRCP 累计评分Tab.2 MRCP cumulative score

2.3 两组MRCP 对胰胆管系统疾病的病因定性诊断结果对胰胆管系统疾病诊断结果见表3。两组MRCP 对胆管癌、胰头癌、胆总管囊肿、肝段胆管结石的诊断上差异无统计学意义（P＞0.05），对于胆囊及胆总管结石的诊断GraSE MRCP 比TSE MRCP 更加准确（P＜0.05）。其MRCP 影像对比如图1 所示。

2.4 诊断结果分析水成像图像表现：结石表现为圆形、类圆形或不规则形低信号影；静止的胆汁为高信号；胆囊炎表现为胆囊扩大，壁增厚，边缘模糊，周围可见渗出表现；恶性胆道梗阻常表现为软藤征；良性胆道梗阻常表现为枯树征；胰头癌常表现为双管征。

表3 两组MRCP 对胰胆管系统疾病的病因定性诊断结果Tab.3 Diagnosis of pancreaticobiliary diseases by MRCP in two groups

图1 两组患者分别使用3D TSE MRCP 与3D GraSE MRCP所得图像Fig.1 The images obtained by 3D TSE MRCP and 3D GraSE MRCP were used in two groups

3 讨论

MRCP最早由德国学者WALLNER等在1991年首次报道，目前已广泛应用于临床。成像技术是利用水的长T2 弛豫特征，采用了长回波时间重T2 加权序列，水样结构因T2 值很长仍保持较大的横向磁化矢量，其他组织横向磁化矢量几乎完全衰减，因此所采集到的图像信号主要来自于水样结构。

3.1 影像质量分析本研究中3D TSE MRCP 的图像略优于3D GraSE MRCP。3D TSE 序列采用快速自旋回波技术，每一个90°激励脉冲后面跟随一组180°回波脉冲，每个180°脉冲产生一个自旋回波，分别填充K 空间的一条相位编码线。它的优点主要是：（1）由于3D TSE 序列采用单激发快速自旋回波，减少了T2 衰减带来的模糊效应；（2）3D TSE序列采用呼吸触发技术（respiratory trigger），通过在腹部放置一个呼吸门控装置，探测病人的呼吸波形，在相对呼气末平台期完成信号采集。呼气末平台期时呼吸运动最小，从而实现呼吸冻结，较少呼吸运动伪影［13］；（3）采用SPIR 压脂技术，有效的抑制脂肪组织信号，增加图像的组织对比，同时也可以减少运动伪影、化学位移伪影或其他相关伪影。3D GraSE 序列采用快速自旋回波与平面回波成像结合技术，继90°射频脉冲后，重聚焦由多个180°射频脉冲组成，同时在每个180°射频脉冲之间，引入EPI 采集方式，通过开关读出梯度的极性，产生多个梯度回波，从而实现梯度回波或EPI技术与TSE 技术的结合。它的优点主要是：（1）比常规TSE 采集时间更短、SAR 值更低；通过使用超长回波链和DRIVE 技术，获得更优异的重T2加权图像；（2）采用屏气法采集图像，不受呼吸运动影响，减少了组织边缘模糊效应（图1a、1b）；（3）同样采用SPIR 压脂技术，提高了图像对比度。（4）Grase 序列基于自旋回波，对于B0 的不均匀性敏感性低［14］。

3.2 检查时间分析3D TSE MRCP 的扫描时间长于3D GraSE MRCP。3DTSE序列时间为3 min 27 s，而3D GraSE 序列只需要15 s。主要是因为：（1）3D TSE 序列采用呼吸触发技术，每次呼吸只能采集一次，易受病人呼吸运动影响，时间很不稳定；（2）3D GraSE 序列是一个混合序列，有180°射频脉冲重聚焦和梯度重聚焦两个成像因子（Turbo factor& EPI factor），即每个TR 间期采集回波数等于TSE factor x EPI factor，能够有效的利用T2 衰减周期来减少采集时间。

3.3 影像诊断分析“软藤征”指当胆道梗阻性病变短时间内完全阻塞相应部位胆管，导致胆管内压快速增高，梗阻端以上肝内胆管均匀性扩张，形似软藤。“软藤征”往往预示着存在恶性肿瘤。“双管征”指由于胆道梗阻，引起胆管和胰管同时扩张，常见于胰头癌。两组MRCP 对胆管癌、胰头癌、胆总管囊肿的诊断上差异无统计学意义（P＞0.05）。多数胆系结石含钙，其信号以等T1 短T2为主，故胆总管内结石多表现为低信号，与其周围含水丰富的高信号胆汁形成鲜明对比而得以显示。“枯树征”指当胆道梗阻，梗阻端以下的胆管扩张，梗阻端以上肝外胆管扩张比肝内胆管更明显，肝内胆管扩张形似枯树枝。“枯树征”常提示良性梗阻［15-16］。由于梗阻，胆囊、胆总管内胆汁浓缩，其内成分改变，与泥沙样结石成分的相似，使部分胆囊、胆总管显影欠佳或不显影，从而不能观察到胆囊、胆总管形态及其内结石。人体内的各种组织结构都有其特定的T2 值。根据TE 长短决定T2 权重的原理，选择的TE 值低于T2 值，组织结构呈高信号，TE 值接近T2 值时组织结构呈等信号，TE 值高于T2 值时组织结构呈低信号。3D GraSE MRCP的TE 值仅为85 ms，远低于的胆囊、胆总管内浓缩胆汁的T2 值，所以胆囊、胆囊管、胆总管仍可以清晰显示（图3a、3b）。对于胆囊及胆总管结石的诊断GraSE MRCP 比TSE MRCP 更加准确（P＜0.05），因此GraSE 比TSE 更适合在胆囊切除术前评估胆囊管［17］。

目前研究还有几个局限性：第一，样本量较少，需扩大样本量再进一步研究；第二，没有将Grase 序列与其他的单层屏气序列的进行比较；第三，随着设备的不断提高，还需要优化Grase 序列，以满足临床需要。

综上所述，3D GraSE MRCP 与3D TSE MRCP成像均能很好的显示胰胆管结构与病变，患者呼吸运动节律好3D TSE MRCP 能够得到良好的图像；3D GraSE MRCP 能够明显的缩短检查时间，减少呼吸运动伪影，并且在胆囊、胆总管结石的显影和诊断较3D TSE MRCP 更有优势。