王鑫雨 巴成慧 姜兴岳
滨州医学院附属医院放射科,滨州 256600
急性肠缺血是指由多种病因及危险因素引起肠系膜血液供应缺乏或回流受阻从而导致肠壁出现不同程度病变及损害的肠道疾病。该病根据病因可分为4类:急性血运阻塞性肠缺血(含动脉或静脉阻塞)、急性小肠梗阻、急性血管炎性肠坏死、单纯肠壁内血循环障碍引起的肠坏死,以第1类最为常见。本病总体发病率较低,但治疗不及时病死率很高,原因有以下2方面:一是由于早期症状是非特异性的;二是即使临床考虑到该病,由于病情评估及确诊该病困难,也往往造成治疗延误,因此早期准确诊断尤为重要。在临床工作中影像学检查对该病的诊断具有关键的意义。下面就急性肠缺血目前影像学诊断现状及研究进展做简要概述。
CT技术的进步使其成为急性肠缺血的首选影像检查方法。CT检查速度快,覆盖范围大,能最大限度地减少肠道运动伪影。CT图像主要通过评价患者肠系膜血管、肠壁及肠腔变化情况来判断缺血肠襻的位置和缺血程度,同时还有利于病因诊断[1]。
(1)肠系膜血管的改变:肠系膜血管血栓形成时通常表现为密度增高、管径增粗,肠系膜根部肿胀等征象。(2)肠壁厚薄的改变:肠壁增厚是最敏感的指征,正常小肠扩张时厚度为1~2 mm,瘪陷时厚度为2~3 mm,结直肠在良好扩张时厚度不超过3 mm,因此一般认为肠壁厚度>3 mm可诊断肠壁增厚,此征象在肠系膜静脉栓塞或血管炎导致的肠缺血时最明显[2],这是由于血液回流障碍导致肠壁黏膜渗出水肿以及肠壁炎性水肿所致;若是血管闭塞性原因造成的缺血则小肠、右半结肠和近端横结肠增厚较明显,若是非闭塞性原因造成的缺血则整个肠道表现为弥漫的管壁增厚。若肠壁厚度<1 mm,则为肠壁变薄,此征象在肠系膜动脉栓塞时较常见,这是由于动脉供血骤减,肠壁张力下降所致;肠壁变薄也会出现在其他原因造成的肠缺血晚期,因为缺血时间较久导致肠壁毛细血管及肠壁神经受到损伤,从而肠壁张力丧失,肠壁会变得很薄[3],这往往提示预后不良。(3)肠壁密度改变:正常肠壁CT值约为10~20 Hu,当肠缺血时肠壁黏膜水肿增厚,常表现为密度减低,此征象在肠系膜静脉栓塞时较多见;若肠壁内出血则表现为密度增高[4]。(4)管腔扩张:小肠直径>2.5 cm则可诊断为肠管管腔扩张,此征象表现在缺血损伤引起的肠梗阻或小肠蠕动中断时[5]。
增强图像上肠系膜动脉完全阻塞时可见肠系膜血管截断,不完全阻塞时肠系膜血管内充盈缺损,管腔狭窄。动脉粥样硬化性缺血时,管壁厚薄不均,可见钙化、非钙化斑块等;血管炎时管壁较均匀增厚。当肠系膜动、静脉血管管腔严重狭窄时,可导致近心端血管内压力升高,表现为近心端血管增粗,狭窄远端变细,血管管径的突然变化也是血管阻塞性病变的重要间接征象,这些征象在系膜扭转或嵌顿引起的肠缺血时尤为显著[6]。
肠壁的异常强化在急性肠缺血的诊断中也起着非常重要的作用,以肠壁强化程度降低或完全不强化为主要特征。动脉闭塞性肠缺血时由于动脉灌注减少而静脉回流正常,表现为肠壁的低强化或不强化;静脉闭塞性缺血时由于黏膜层及浆膜层血管分布丰富而肌层血管分布较少,且静脉阻塞血液回流障碍而水肿,因此表现为黏膜层及浆膜层强化而肌层不强化的“靶征”[7]。若是因血管炎引起的肠缺血,由于血管的炎症充血,也会出现肠壁强化增强的征象[8]。
CT血管造影(CTangiography,CTA)技术是一项具有无创性及多视角观察等优点的检查技术,它不仅能够观察血管管腔,还能够很好地观察管壁及相邻组织结构的情况,对钙化及非钙化斑块和血栓的显示优于常规血管造影[9]。如今CTA对急性肠缺血诊断的灵敏度及特异度已达到了93%~100%,已逐渐取代数字减影血管造影(DSA)检查成为诊断该病的金标准。CTA有助于判断患者病情,以确定患者需要血管造影治疗还是应接受急诊手术[10]。
CT及CTA成像只能观察肠道血管及肠壁形态学改变,无法评估肠道血流动力学变化。CT灌注成像是一项可以评估肠道血流灌注情况的影像检查技术。该技术是通过重复扫描感兴趣区,测量静脉注射的对比剂在组织的瞬时分布,采集形态学和功能灌注信息,获得组织器官的多个血流灌注参数,如肠道血流量、血容量、平均通过时以及表面通透性等[11]。但由于该技术受辐射剂量大及受呼吸运动、肠道蠕动和肠壁较薄难以测量等因素的影响,小肠CT灌注临床研究和应用较少,目前限于实验研究[12]。Shi等[13]制作了猪的肠系膜动脉栓塞的模型,应用128排螺旋CT对模型进行小肠CT灌注成像研究,成功地检测到小肠的一系列血流参数在损伤后显著降低。这说明CT灌注成像在研究肠缺血方面有着很好地研究前景及临床应用价值;随着技术的不断进步,相信CT灌注成像能够在小肠缺血性疾病中发挥重要作用。
由于技术的限制,早期MRI因为呼吸运动或肠道蠕动产生严重伪影,肠道MRI检查被认为价值不大。近年来随着MRI硬件、软件技术的进步和提高,MRI肠道图像质量有了很大的提升,在肠道疾病应用逐渐增多。
磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)技术是一种常规的血管成像技术,该项检查不需注射对比剂,利用流空效应成像,就可以直接显示血管的部位和形态,由于它的非侵入性和无放射性,所以MRA有更广阔的应用前景。三维增强MR血管成像(3D-CE-MRA)是一种无创的血管成像技术,其成像速度快,具有更高的时间分辨率与空间分辨率,有研究表明3D-CE-MRA可以显示细小的血管结构,这样就可以弥补传统MRA的不足[14]。传统MRA技术最早以时间飞跃法(time of flight,TOF)应用于中枢神经系统,近年来大量学者开始尝试将MRA技术应用于体部及外周血管,对双下肢动静脉、肾动静脉、门静脉及冠状动脉等血管成像均有较多研究,而对肠系膜血管成像的研究相对较少[15-18]。王丽娟等[19]对20例肝硬化门脉高压患者进行采用快速梯度回波三维冠状位成像(CE-MRA)检查及常规非增强MRA(采用流入反转恢复序列)检查,比较2种检查方法对门静脉、脾静脉及肠系膜上静脉的显示情况,结果表明2种检查在各静脉主干直径测量及图像评分间差异无统计学意义。
近年来,国内外有学者用7.0T MRI进行肠缺血动物模型的研究。Berritto等[20]制作了SD大鼠急性肠缺血的模型,发现结扎肠系膜上动脉5 min后7.0T MRI的2D-FLASH-TOF序列和MIP重建图像,可以观察到肠系膜上动脉的血流中断,以及肠系膜静脉和门静脉管径由于动脉内的血流减少而变细,说明利用高场强磁共振对肠系膜血管的观察具有更好的效果,具有良好的应用前景。
相位对比磁共振成像(phase contrast MRI,PC-MRI)也是非对比剂增强磁共振血管成像技术的一种,它通过对流体相位编码,利用血液流动产生的相位变化来测量血流速度,既能显示血管解剖结构又能提供血流方向、速度及流量等血液动力学参数的一项磁共振技术,该技术包括二维相位对比(2DPC)、三维相位对比(3D PC)、电影相位对比以及四维相位对比也称四维流MRI(4D Flow MRI)技术。其中2D PC与电影相位对比技术应用最为广泛。
2D PC序列主要用于定量流速分析,可测得血流的平均流量和平均速度值,不能评估复杂的三维血流动力学,成像时间较短;3DPC序列则主要用于评估血管形态,可以多方向编码、多个视角对血管进行投影,但其扫描时间较长,而且幅度图像不如2DPC精确,因而临床上应用较少;电影相位对比序列是以2D PC为基础,采集图像时需要心电及脉搏门控[21]。
4D Flow MRI技术是一种新型相位对比MR技术,可同时对3个相互垂直的维度进行相位编码,多方向采集血流数据,从而获得复杂的三维动力学参数,并且可用于计算与流量相关的血管壁参数[22]。随着技术的发展,4DFlow MRI技术也逐步应用于临床。Roldán-Alzate等[23]利用4DFlow MRI技术测量12例门静脉高压患者和6名健康受试者饮食前后腹部血管的血流动力学变化,所有受试者于禁食5 h后采集餐前血流动力学数据,于摄入食物20 min后采集餐后血流动力学数据,结果显示,餐后腹主动脉、门静脉及肠系膜上动-静脉血流均明显增加,且2次数据差异有统计学意义,这表明4D Flow MRI技术可以量化腹部的血管血流情况,检测门静脉高压患者的血流动力学参数。Rose等[24]对51例二叶主动脉瓣患者进行4D Flow MRI检查,并对升主动脉、主动脉弓、降主动脉的峰值速度进行分析,将所得数据与2D PCMR以及多普勒超声心动图所检测得的数据进行比较,结果发现4DFlow MRI的检查速度明显高于2DPC MR,可见4DFlow MRI技术测量二叶主动脉瓣患者峰值速度的准确率与多普勒超声心动图一致并优于2DPCMR。
因此4D Flow MRI技术有着显著的优势,4D Flow MRI技术对腹部血管血流动力学检测是可行的,随着4D flow MRI硬件的开发以及软件的进步,应用该技术来检测急性肠缺血时肠系膜血管血流动力学的变化也有着巨大的潜力。
血管壁磁共振成像(vessel wall magnetic resonance imaging,VW-MRI)技术是通过抑制血流信号,从而清晰显示血管壁结构的磁共振成像方法,可以全面评价血管管壁,是传统血管成像技术的补充和优化。该技术已广泛应用于头颈部动脉血管壁病变甚至冠状动脉血管壁的成像,因颈动脉所处位置较为表浅且尺寸与磁共振成像的分辨率较为匹配,因此针对颈动脉血管壁的评估已相对成熟,该技术目前已用于动脉粥样硬化斑块的位置及风险评估、颅内动脉血管病因的鉴别以及动脉瘤破裂的预测等血管壁疾病的检测[25-26]。
目前的VW-MRI技术有2D及3D采集技术,其中2D采集技术的优势为图像分辨率高,但其扫描范围小,现临床已很少应用;3D采集技术可以大范围全脑血管(包括Willis环)各向同性分辨率容积扫描,对管壁增厚程度(斑块尺寸)的测量更为准确,采集效率高,但其分辨率相对较低[27-28]。基于已有的研究以及磁共振硬件软件的不断发展,当怀疑是由于动脉粥样硬化或血管炎导致的肠缺血时,VW-MRI技术有望对患者肠系膜血管壁进行分析及病情诊断(肠系膜血管的MRI)。
利用7.0T高场强MRI来观察肠壁结构是近年来许多研究者着力于关注的方向。不少研究表明7.0TMRI在观察肠壁结构方面具有更大的优势。Hahnemann等[29-30]的研究证明了常规7.0T MRI的TrueFISP和HASTE序列诊断人体小肠疾病的可行性及优势,相对1.5T MRI、7.0T MRI的TrueFISP序列可以对小肠壁各层结构做到更准确的区分,HASTE序列在观察回肠时的软组织对比度要优于1.5T MRI。
综上所述,医学影像技术为急性肠缺血的早期诊断提供了条件,特别是随着近些年医学影像技术的不断发展,CT及磁共振的平扫及增强检查、CTA、MRA、磁共振新技术在急性肠缺血诊断中发挥了重要作用,提高了病变早期诊断准确率。相信随着技术的不断进步,医学影像技术将会在肠缺血疾病诊断中发挥更大作用。