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编号:10267823
临床磁共振仿真胆管镜成像的初步研究
http://www.100md.com 《中华放射医学与防护杂志》 2000年第9期
     作者:杨秀军 缪竞陶 何之彦 陶勇浩 李建奇 陈海曦

    单位:200080上海市第一人民医院放射科

    关键词:胆道疾病;磁共振成像;诊断,计算机辅助;内窥镜检查

    中华放射学杂志000908 【摘要】 目的 探讨磁共振仿真胆管镜(MRVC)技术及其临床应用价值。方法 41例胰胆管疾病患者行冠状面二维快速自旋回波重T2序列薄层无间隔扫描,在工作站用导航技术作内窥镜成像等后处理。4例胆囊严重萎缩且充满结石者无法重建胆囊内窥镜影像。12例获术中纤维胆管镜检查。结果 100%(41/41)段以上胆管、88.9%(32/36)胆囊和75.6%(31/41)主胰管成功地获得了胆管镜样图像。MRVC对胰胆管疾病患者总检出率为97.6%(40/41),对胆石症患者敏感性达96.7%(29/30),长径2~20 mm的胆管结石及其数目与状态得以清晰显示,结石和癌肿MRVC影像颇具特征。MRVC还准确显示了7例最大信号强度投影漏检的小结石病变,结合常规MRI与源影像,其对胰胆管疾病诊断的准确性达95.1%(39/41)。发现1例(2.4%)假阳性结果。结论 MRVC成像为无创性内镜样显示胆胰管解剖的有效手段,对胰胆管疾病有一定的诊断和鉴别诊断价值。
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    MR virtual cholangioscopy: preliminary clinical application

    YANG Xiujun, MIAO Jingtao, HE Zhiyan, et al.

    (Department of Radiology,Shanghai First People's Hospital,Shanghai 200080, China)

    【Abstract】 Objective To evaluate the clinical usefulness of MRVC in comparison with choledochoscope. Methods Forty-one patients with pancreatic-bile duct diseases proved by surgery and pathology underwent MRVC, which were reconstructed by navigator software on the workstation using heavily T2-weighted MR hydrography source data. MRVC of gallbladders were not created in 4 cases of atrophic cholecyst filled with stones shown on source images. Choledochoscope was done in 12 cases during the operation. Results MRVC was successfully reformed at 100% (41/41) of biliary tracts, 88.9%(32/36, 5 cases were of post-cholecytectomy) of cholecysts, and 75.6%(31/41) of pancreatic tracts. The overall detectability of cases on pancreatic-bile duct diseases was 97.6%(40/41), and the sensitivity of cholecystolithiasis was 96.7%(29/30). Stones ranging from 2 to 20 mm in diameter were all but in one sandy calculi case well depicted on MRVC images. There were some characteristic signs of calculi and carcinomas on MRVC. MRVC accurately demonstrated the nidi of small stones failed to be shown on MIP images in 7 cases. And the accuracy of MRVC on determination of pancreatic-bile duct diseases was 95.1%(39/41). There was one false positive result(2.4%). Conclusion MRVC is a reliable noninvasive method for depicting the anatomical structures and abnormal changes of pancreatic-bile ducts.
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    【Key words】 Biliary tract diseases; Magnetic resonance imaging; Diagnosis,computer-assisted; Endoscopy

    我们采用快速自旋回波重T2(heavilily T2-weighted image with fast spin echo sequence,HT2-FSE)序列对41例经手术、病理证实的胰胆管疾病患者行胆胰管磁共振水成像(MR hydrography, MRH),即通常所说的磁共振胆胰管成像或造影(MR cholangiopancreatography, MRCP扫描)[1],在工作站作内窥镜成像、最大信号强度投影(maximum intensity projection,MIP)等后处理和影像重建,旨在探讨磁共振仿真胆管镜的临床应用价值与限度。

    材料与方法
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    一、 一般资料

    本组41例患者,男22例,女19例,年龄27~84岁,平均58.4岁。最后主要诊断为胆石症25例(多发者17例,胆囊、胆管或不同阶段胆管多部位同时发生者12例;并胆囊炎11例,胆囊炎和胰腺炎3例,十二指肠乳头部憩室3例), 胰头腺癌6例(合并胆石症、胆囊炎1例,肝转移2例), 胆囊腺癌合并结石3例(伴胰头癌1例), 高位胆管腺癌3例(合并化脓性胆管炎1例), 先天性胆总管囊肿合并胆囊炎2例(伴胆囊内结石1例), 肝细胞癌胆管转移和壶腹部十二指肠腺癌各 1例。36例经外科手术、病理证实,4例经电子十二指肠镜乳头切开、拉网取石术证实,1例综合CT、MRI和腹水涂片细胞学诊断。5例胆囊本次检查前已行切除。所有病例均作了常规MRI检查,同时行内窥镜逆行胰胆管造影(ERCP)11例、CT 28例、B超26例、术中或术后T管造影29例、术中纤维胆管镜检查12例。

    二、MRH扫描及工作站后处理
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    应用GE Signa 1.5 T MR超导系统,采用体线圈或Torso线圈,以横断面定位行二维冠状面HT2-FSE序列扫描,主要扫描参数为:TR 8 000~24 000 ms,TE 160~260 ms,视野(FOV)34 cm×34 cm~40 cm×40 cm,矩阵256×192,层厚2~3 mm,间隔0 mm,回波链长度16~24,激励次数1;另附加化学位移脂肪抑制、流动补偿、可变带宽、可延长动力学范围和呼吸触发技术。据此参数,扫描时间为4~6 min。扫描完成后,将源影像数据传输至工作站(GE Advantage Windows 2.0)用导航(Navigator)技术,选择平滑式(smoothing)黑底白影(white in black)阈值方式和一定视角(aperture,范围15°~60°)、阈值(threshold value,有效范围50~600)及伪彩色作选择性胆囊、胆管、胰管的单帧或数十帧三维或动态三维内窥镜成像重建。另外,还作了MIP等后处理。部分病例同时行冠状面单层、厚层或多层、薄层单激发MRH(single shot MRH,SS-MRH)扫描,采集时间分别为1~2 s或18~30 s;前者仅获1帧投影图像,无法后处理;后者获得多帧胆胰管区连续影像,可作包括内窥镜成像的多种后处理与重建。5例胆囊切除者和4例胆囊严重萎缩且充满结石者无法重建和获得胆囊仿真内窥镜影像。
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    用诊断性实验方法得出敏感性、特异性、准确性等指标。

    结果

    1.胆胰管解剖的显示:所有段以上胆管(100.0%,41/41)、32例(88.9%,32/36, 5例胆囊切除者未列入统计)胆囊及胆囊管和31例(75.6%,31/41)主胰管成功地获得了胆管镜样影像,较好地显示了胆囊、胆管和胰管内腔的三维解剖,伴梗阻扩张者显示效果更佳。但对内径3 mm以下的胰胆管则难以进行内镜重建成像与显示,且无法真实展现纤维胆管镜显示的胆管内壁黏膜血管纹细节、颜色和胆汁性状。多层薄层SS-MRH内窥镜重建影像效果无常规HT2-FSE好。

    2.病变的显示及影像特征:除4例未获胆囊仿真内窥镜影像者的胆囊结石和1例胆囊、胆管泥沙结石漏检,其余长径2~20 mm的胆管和胆囊结石均获得三维内窥镜样清晰显示。仿真胆管镜(MR virtual cholangioscopy,MRVC)还准确显示了结石病灶的数目、状态和位置(后者需结合导航多方位影像)。所有胆胰肿瘤占位或侵犯也均得以内窥镜样准确显示。MRVC对胰胆管梗阻定位诊断的准确性达100.0%,对胆胰管病变总的检出率为97.6%(40/41),其中对胆石症患者(部分或全部病灶)的敏感性为96.7%(29/30);结合常规MRI与源影像,其对胰胆道疾病诊断的准确性达95.1%(39/41)。HT2-FSE的MRH影像及SS-MRH与断面T2WI上病灶与管壁间见线状高信号影(谓之“水线征”)者,MRVC影像上呈边缘光滑且与管壁锐角相交的结节(图1),术中取石容易;水线征部分消失(图2)或断断续续者,内窥镜影像上呈多边缘与管壁钝角相交的块影(图3)或小石堆样改变(图4),并可见结石与管壁粘连,术中发现结石嵌顿于胆囊颈管和胆总管内,或为聚集成团的胆囊多发小结石,前者取石较为困难。
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    3例CT和常规MRI误诊的胆囊多发结石并胆囊癌,MRVC均表现为局限性不规则管壁增厚或肿块,并见其上或其周结石(图4),且源影像和SS-MRH影像无水线征而得以确诊。MRVC准确显示了2例胆总管囊肿的巨大囊腔及其中1例囊内的3枚结石(图5),较好显示了3例胆管癌和1例胆管内转移性肝癌的病灶和受累胆管内腔形态,7例胰头癌(图6)均见胆总管下端偏心性狭窄与肿块(图7)和(或)胰管环状(图8)或不规则狭窄;其源影像所示病灶周围无水线征。MRVC还准确显示了7例MIP等影像掩盖、漏检的小结石病变。

    较重的胆囊、胆管炎MRVC显示其内腔不规则和内壁毛糙,但脓性胆汁和轻度胆管炎症MRVC无阳性发现。1例胆囊颈下壁局限性腔内皱褶呈结节样改变,术前误诊为结石,假阳性率为2.4%(1/41)。MRVC结合源影像或MIP(图6)等重建影像可更清晰地显示胰胆管的整体解剖。

    讨论

    1.MRVC的原理与技术:胆胰管磁共振水成像一般作MIP[1]或表面阴影显示(SSD)技术后处理与重建,内窥镜成像技术处理报道不多[2-5]。MRVC利用胆汁、胰液富含水分的特点,采用特殊序列采集胰胆管内水信息(即MRH),并在工作站应用特殊软件作胆管内表面的仿真内窥镜成像处理,使胆胰管内腔得以从任意入路和角度进行无创性胆管镜样三维(动态)显示。MRVC为胰胆管MRH有价值的重建影像之一,丰富了二维MRH影像的诊断信息,是对MIP或SSD影像的有效补充[3-5],实现了胆道系统检查手段的重大变革。
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    图1 胰头癌并胆囊结石患者,胆囊磁共振仿真内窥镜成像示病灶(结石)表面较光滑且与管壁呈锐角相交,并见胆囊壁不规则增厚

    图2,3 十二指肠乳头部憩室,胆石症胆囊切除、胆总管(CBD)探查术后。SS-MRH(图2)清晰显示CBD下端结石周围水线征(→)部分消失,结石嵌顿梗阻,以上胆管显著扩张。MRVC(图3)示结石(*)与管壁钝角相交并见部分粘连

    图4 胆囊腺癌并多发结石。胆囊MRVC示局限性不规则管壁增厚和肿块(*)及小石堆状结石(→)
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    图5 先天性胆总管囊肿患者,MRVC示CBD巨大囊腔及囊内3枚结石,其下段管腔(→)大小尚属正常

    图6~8 胰头腺癌Ⅰ~Ⅱ级。MIP影像(图6)显示CBD下端与主胰管(→)近端重度狭窄,以远胆胰管系统扩张。胆总管MRVC(图7)示CBD下端偏心性狭窄与肿块(*),胰管MRVC(图8)示胰管呈环状狭窄

    能作MRVC重建的MRH技术有多层薄层单激发和HT2-FSE两种技术,一般以后者为佳;但病人配合不当、尤其呼吸不均匀或躁动时,应该首选扫描时间控制在30 s内的多层薄层单激发MRH技术,以尽量避免运动伪影的影响(运动伪影明显时,MRVC影像则完全失真)。目前,仿真胆管镜除了MRVC外,还有CT仿真胆管镜(CTVC)技术[6];后者利用引入高密度胆管对比剂进行胆囊、胆胰管造影和螺旋或电子束CT容积扫描以获得CTVC的源影像,然后,在工作站对其源影像进行仿真内窥镜成像后处理。
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    2.MRVC的诊断价值:纤维胆管镜直视下真实展示了胆管内壁正常黏膜血管纹、颜色及其病理改变与病变表面细节,提供了可靠的胆汁性状、胆总管尤其下端内腔与十二指肠乳突部情况,能准确诊断胆道疾病,尤其判断胆道残余结石,并能在其导引下进行病变活检与治疗操作。但其有创且仅适用较大直径的胆道系统检查,不能或较难进入胆囊、胰管及细小胆管内操作,多只在外科手术中应用,有较大的局限性。本研究显示,MRVC充分利用了MRCP二维影像数据以进行三维仿真内窥镜成像重建,较好地显示了胆囊、胆管和胰管(尤其扩张的胰胆管)内腔的三维解剖及其病理改变,能逼真地单帧或数十帧三维或三维动态内镜样显示充满胆汁或胰液的3~4 mm直径以上的胆胰管内腔解剖与病变,使段以上胆管、胆囊(管)和主胰管有效获得胆道镜样图像的成功率分别达到100.0%、88.9%和75.6%,比文献报道的稍高[3];这可能与本组未包括正常胰胆管者有关,而正常胰胆管因MRH信号弱、像素少,MRVC重建较困难[3,4],降低了其技术成功率。

    MRVC对胰胆管梗阻及其部位的显示准确性达100.0%,对其患者的检出率达97.6%,对胆石症患者(部分或全部病灶) 的敏感性达96.7%,与文献报道类似,但高于常规MIP重建影像[1,4]。MRVC还准确显示了常规重建影像掩盖、漏检的较小病变,尤其有利于发现直径小于5 mm的小结石[4]。本组资料表明,其清晰显示了长径2~20 mm的胆道结石病灶与数目,及其粘连、嵌顿或游离状态,准确区分了胆囊结石和胆囊癌及胆管癌、肝癌与胰头癌对胆管的侵犯;结合常规MRI与源影像或导航多方位影像,其对胰胆管疾病诊断的准确性达95.1%,并准确显示了病变的位置。而结石数目、位置和状态的正确评估非常有利于指导外科手术或介入取石术等进一步处理计划的决策。对于嵌顿的结石,手术取石较困难,常需胆管切开或夹碎后再取石,不宜行介入取石术;游离的结石则可行经皮胆管穿刺或经内窥镜介入胆总管取石及胆道扩张或引流术,以减轻病人经济负担和痛苦。
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    本研究还发现,胆囊结石并胆囊癌、胆管内胆管癌和肝癌种植与胰头癌胰胆管侵犯的MRVC影像有一定特征,其补充了胰胆管MRH源影像与常规重建影像未能显示的内腔改变,以及癌灶所表现出来的类似内窥镜下的恶性征象(如偏心性或截断性狭窄、偏心性肿块、管壁局限性不规则增厚或肿块等),提高了胰胆管MRH常规影像的诊断准确性。为此,术前MRH和MRVC多能明确诊断,可为及时手术根治赢得时间。

    3.MRVC诊断的局限性:本组1例胆囊颈下内壁局限性腔内皱褶呈结节样改变而误诊为结石,回顾性研究还发现其呈一侧与管壁钝角相交而余侧呈游离状态的结节样改变,更像新生物,诊断仍较困难,务须重视。同时值得一提的是,轻度胆管炎症和脓性胆汁MRVC无法显示并作出诊断,仅较严重的胆囊、胆管炎MRVC可见其内腔不规则和内壁毛糙,类似文献报道[5]

    与胆管镜不同,尽管MRVC可以任意角度和方位观察胰胆管解剖与病变,但无法真实展现其内壁黏膜血管纹细节、颜色和胆汁、胰液的性状,不能进行活检和内窥镜手术。当然,增加扫描的矩阵和激励次数、缩小扫描视野,理论上可以提高源影像分辨率和MRVC图像质量,从而改善其对黏膜和病变表面细节的显示。但是,这样就增加了扫描采集时间和运动伪影;而且,FOV过小,胰胆管系统就无法完全包括在有效的源影像中。与胆管镜更不同的是,MRVC有阈值依赖和医生个人技术依赖的特性。阈值选择不当,内镜影像重建不佳甚至严重失真,可产生一些假阳性或假阴性结果。
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    同时,MRVC的成像基础是胆囊、胰胆管内有足量富含水分的胆汁或胰液,且能较好地反映在MRH源影像上(即有包含足够像素数和信号强度的胆道系统影像);胆囊由于其具有贮存、浓缩胆汁和调节胆管内压的作用,使得胆囊MRVC成功率低于胆管;而正常胰管和较细小的胆管也由于MRH影像信号弱、像素少,使得其行MRVC重建困难[3]。患者呼吸不规则或移动等所致运动伪影也直接影响MRVC技术成功率与图像质量。

    总之,磁共振仿真胆管镜成像为无创性内镜样显示胰胆管解剖及病变的有效手段,对胰胆道疾病有一定的诊断和鉴别诊断价值,是常规MRI和MRH重建影像(MIP)有益的补充手段。

    参考文献

    1,赵荣国,陆星华,冯逢,等. 胰胆管疾病的磁共振胰胆管成像与内窥镜逆行性胰胆管造影初步对照研究. 中华放射学杂志,1997,31:657-662.
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    2,杨秀军. 磁共振仿真内窥镜成像技术临床应用的初步探讨. 中华放射学杂志,1999,33:12-15.

    3,Neri E,Boraschi P,Braccini G,et al. MR virtual endoscopy of the pancreaticobiliary tract :a feasible technique?Abdom Imaging,1999,24:289-291.

    4,Neri E,Boraschi P, Braccini G,et al. MR virtual endoscopy of the pancreaticobiliary tract. Magn Reson Imaging,1999,17:59-67.

    5,Wood BJ, O′Malley ME,Hahn PF,et al. Virtual endoscopy of the gastrointestinal system outside the colon. AJR,1998,171:1367-1372.

    6,Prassopoulos P,Raptopoulos V,Chuttani R,et al. Development of virtual CT cholangiopanceatoscopy. Radiology, 1998,209:570-574.

    (收稿日期:2000-03-27), 百拇医药