高分辨率磁共振结构与功能成像在慢性出口梗阻型便秘中的应用价值

邓明 胡元楠 胡金香

慢性便秘(chronic constipation，CC)已经成为影响人们现代生活质量的主要因素之一。同时，随着社会生活水平的逐步提高，以及健康管理的理念更新，越来越多的CC病人面临诊断和治疗的困惑，尤其是难以寻求直观准确的病因诊断[1]。CC分为慢传输型便秘(slow transit constipation，STC)、出口梗阻型便秘(outlet obstructive constipation，OOC)和混合型便秘。相比之下，OOC的病因诊断和治疗更加复杂，从病因诊断标准来看，目前尚缺乏金标准与高级别的临床研究证据，外科治疗方面也面临术前评估、术式选择、术后疗效评价等方面缺乏权威参考的问题[2]。因此，有必要对OOC的病因学诊断进行系统回顾。

OOC是一种功能性便秘，指直肠内容物因盆底功能障碍无法有效排出而出现肛门下坠、大便不尽、排便困难等症状的一组临床综合征[3]。OOC的常见病因包括直肠前突、直肠黏膜脱垂、直肠内套叠、盆底肌肉痉挛及会阴下降等[4]。OOC病人常表现出排便时间延长，排便费力，排便量少，排便不尽感，多伴有肛门下坠感、肛门疼痛感，部分病人需要手指辅助排便。因此长时间的CC过程对盆底支持结构和组织产生较为明显的损伤，尤其是盆底肌肉结构的损伤更明显[5]，而这些盆底支持结构及组织的伤害又会加重便秘的症状，形成恶性循环。在CC治疗方面，多数OOC病人一般采取非手术治疗方式，且治疗周期相对较长，甚至面临内科治疗失败风险。根据指南推荐，OOC保守治疗无效后需考虑外科手术治疗，因此，手术医师对OOC治疗前的盆底结构及功能准确评估尤为重要。

目前，外科治疗主要解决直肠黏膜内脱垂、直肠前突、耻骨直肠肌痉挛等出口梗阻的问题[6]。OOC治疗前的检查通常采用多联合方案，包括肛管测压、指诊、X线排粪造影以及动态磁共振成像(magnetic resonance defecography,MRD)检查[3]。随着多参数磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)的进展，薄层和高分辨MRI对盆底结构成像更为关键，甚至在定量评估方面也能为OOC病人提供更为精准的术前预测结果[7]。目前，MRI对盆底结构的显示已经能达到1 mm等体素成像，加上快速成像技术的进步，MRI检查可以快速实现结构成像，还能对盆底的动态功能状态进行评估[8]。为了能更准确评估肌肉的功能状态，临床使用T2mapping对盆底肌肉进行定量分析，有助于评估肌肉的水肿、炎症反应、脂肪浸润、纤维化状态。选择适宜的MRI技术，对OOC治疗前的盆底结构和功能评估以及治疗方案的选择尤为关键[9-10]。

一、高分辨MRD

MRD已经逐渐发展成为动态评估盆底功能的有力工具[11]。MRD提供盆底三腔室结构可视化，对整个盆底结构进行“一站式”扫描成像，能够在短时间内快速获取盆腔脏器、盆底结构形态与功能信息的高质量图像，全面评估肛门、直肠、盆腔器官和盆底肌群形态和功能情况。针对OOC病人，MRD不仅可以动态观察排便过程中肛直肠形态、位置变化，并能测量耻骨直肠肌的厚度及其变化，以评价盆底和肛门括约肌、肛提肌在排便时的活动是否协调。目前临床推荐的MRD检查方案主要包括检查前的准备、直肠内适量对比剂的充盈、病人仰卧位排粪动作训练(如Valsalva动作)、静息态和动态MR扫描成像等，在最大腹压下或动态排粪相观察盆底形态及功能改变，以准确判断盆腔脏器脱垂程度及器官活动度。

对于直肠前突、黏膜脱垂和会阴下降的诊断，MRD不及X线排粪造影敏感，但对耻骨直肠肌痉挛或肥厚、小肠疝、盆底腹膜疝、子宫、阴道及膀胱脱垂的诊断更敏感，同时还可发现盆壁结构和盆腔器官存在的器质性病变，能为临床提供更全面的盆底解剖信息，这是X线排粪造影不可比拟的(图1)。Foti等[12]在评估出口梗阻综合征方面，发现X线排粪造影和仰卧位MRD之间没有显著差异。MRD也存在一些缺点，对于OOC的分类和病因诊断方面存在不足，包括测量径线选择标准不一、解剖标志的定位参考不同、造影剂注射量及浓度差异，这需要更加深入对比研究多参数MRI的临床价值。

1A显示病人在静息状态下膀胱和子宫均位于PCL线以上；矢状位显示直肠轻度前突；1B矢状位MRD清晰显示病人在力排相表现为盆底明显下降，子宫、膀胱脱垂，直肠前突和直肠黏膜脱垂，并同时显示盆底腹膜疝

二、高分辨静态MRI盆底肌肉结构成像

目前，针对盆底MRI结构成像主要依靠传统MRI的多平面T1WI和T2WI，但这些常规序列在评估OOC方面存在较多问题，比如难以做到三维结构成像、检查时间相对较长、MRI成像层厚较厚等，这些问题难以满足临床对细微结构评估的要求。因此，临床多学科都亟待探索一种既能薄层三维成像，又能快速高清显示肌肉形态结构特征的影像学方法。随着MRI的技术进步，一种三维的可变翻转角成像序列(3D-SPACE)可以基本满足以上要求，并且该序列已应用于临床，该序列具备视野大、三维快速成像，且对肌肉纤维结构显示清晰[13]。但是，由于3D-SPACE需要配合肌肉的重T2特征成像，所需成像时间相对较长，并且易受运动伪影干扰，因此临床实践中应用并不理想。近几年来多层激发和压缩感知技术不断进步，在不降低MRI图像信噪比和对比度的前提下，检查时间大幅度缩减，因而该方案与3D-SPACE结合应用越来越广泛[13]。

随着影像检查方案的完善，针对OOC病人的病因学检测可以从盆底静态结构成像找到依据，比如耻骨直肠肌肥厚、直肠黏膜脱垂和脂肪浸润等。同时，由于高分辨率薄层成像，可以对盆底支持结构清晰显示，包括筋膜层、耻骨直肠肌、耻骨尾骨肌、髂尾肌等；其次，薄层MRI还能对阴道前后壁脱垂、阴道H型结构变化、直肠前壁薄弱等进行多平面重建观察。另外，薄层3D-SPACE序列可以多平面重建，对PCL线、H线、M线的位置和评估距离测量也更为准确直观[14]。除此之外，MRI还能对不同肌肉的弧形走向或肌肉体积的细微变化进行对比评估。因此，相比传统的MRI结构成像，高分辨MRI三维重建能获得更全面的盆底结构信息[15]。

三、盆底肌群T2mapping功能成像

目前关于OOC的排便过程对肌肉的损伤机理认识并不全面统一。普遍认为慢性便秘病人的排便过程较长，对盆底肌肉造成撕裂和水肿等[16]。长期排便障碍对盆底肌肉的损伤是一个复杂的过程，有研究认为是机械损伤、自由基损伤、钙离子超载、急性炎症反应等。持续排便过程对肌纤维长时间损伤，在破坏肌肉收缩蛋白的同时也加重细胞膜的通透性改变，肌肉损伤后包括乏氧状态和自由基形成[17]。因此慢性便秘的盆底肌肉损伤既有物理的损伤也有细胞和代谢的损伤。目前针对这种损伤程度评估和治疗后的效果评价方法还比较局限[4]。

为了解决肌肉损伤程度的评估及损伤范围可视化问题，高分辨的磁共振结构和功能成像发挥了作用。MRI功能成像需要定量评估肌肉内部的组成成分并实现可视化。磁共振T2 mapping 功能分析，理论上可以通过重复测量组织 T2 值来定量分析组内部成分变化，包括分子水平反映出来的组织代谢和(或)生化信息的改变[13]。T2mapping的功能定量主要是通过测量不同回波时间的MR信号强度，最后通过软件计算处理得到定量结果。

根据T2mapping的成像原理，T2值主要反映肌肉的急性损伤，T2值的增高与肌肉内细胞溶解、坏死、炎症反应和肌细胞再生关系密切[18]。其次，T2mapping可以提供可视化病变范围，这对早期肌肉损伤范围确定意义重大，加上T2值具有定量分析组织内成分变化的特征，从而可以更加精准判定盆底肌肉的损伤后治疗前后的变化。另外，脂肪的T2值相对肌肉更高，当盆底肌肉脂肪化或肌肉脂肪沉积也可以通过T2mapping的定量测量并通过伪彩图显示(图2)。基于此，T2mapping定量分析可以更早对治疗前损伤评估。研究也表明，T2mapping对肌肉炎症、脂肪浸润疾病诊断和疗效的评估较常规 MRI 更为敏感[9,14]，并且该技术能在常规 MRD无异常表现的情况下进一步提示肌肉的组织功能状态[4]。

2A～2D为静息状态盆底MRI结构，2E～2H为力排状态MRI结构与功能成。2C,2D为T2mapping中T2定量图，2G,2H为R2(R2=1/T2)定量图，以上两组伪彩图可以发现双侧耻骨直肠肌纤维化明显，尤其是左侧显著；双侧髂尾肌肉不对称并脂肪浸润

相比腹部MRI成像，盆底解剖结构和组织的天然对比明显，盆底MRI受到的干扰更少，尤其是早期肌肉水肿即可从微量增加的水分子中体现出来[19-20]；对于肌肉纤维化或耻骨直肠肌术后形成的纤维瘢痕等病损，T2mapping可以及早提供可视化病损范围并提供定量数据参考[21]。虽然T2mapping可以定量肌肉T2值，但是对于OOC病人的肌肉纤维化范围和T2值变化区间均无明确数据参考，因此也需要更加深入研究[22]。

另外，OOC病人的盆底肌肉病变过程是一个相当复杂和长期的过程，肌肉内是否微量元素的变化也一直未能探究。目前，临床开展的T2mapping成像可以侧面反映肌肉中出血后肌肉铁沉积状况。随着MRI加速模式的改进，盆底肌肉的T2mapping功能成像技术也会逐渐成为诊断OOC的常规检查技术之一，值得多学科合作研究[23]。

尽管在OOC的影像学研究中，定量评估的MRI序列和诊断方案已经取得进步，但仍然存在一些问题，比如病人的年龄普遍偏高、MRI的检查依从性和配合程度不够、病人模拟排便体位的习惯改变、磁体间的陌生环境、较长的MRI检查时间等。其次，MRI定量评估也需要充分结合临床病史，包括不同年龄阶段、不同性别、不同排粪次数、不同排粪时间等情况。这些问题都为MRI获取准确信息带来一定影响。