基于敏感编码技术磁共振水成像在胃肠道检查中的应用
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摘要：目的 探讨基于敏感编码(SENSE)技术单次激发放射状水成像技术对正常胃肠道解剖结构的显示能力，为水成像技术诊断胃肠道疾病提供正常解剖学基础，并探讨胃肠道疾病的影像学诊断新方法。方法 健康自愿者共30例，其中男性19例，女性11例，年龄20-50岁，中位年龄35岁。检查前60min口服饮用水1000-1500mL，检查前20min再口服500mL，扫描前10min肌注6542 10mg。MR水成像(MRH)检查使用PhilipsGyroscan Intera 1.5T超导型MRI，采用SENSE技术相匹配的相控阵线圈及呼吸门控，行单次激发放射状快速自旋回波序列进行胃肠道水成像检查。结果 30例均能接受此检查，检查成功率100%。30例水成像图像经盲法评价，优良图像占93%，差图像占7%。其中胃显示率65%，胃黏膜显示清楚占80%；十二指肠显示率80%，空肠显示率59%，空肠直径2-2.5cm，回肠显示率21%， 回肠直径1.5-2.5cm，小肠黏膜清楚显示占67%；结肠显示率10%，结肠黏膜清楚显示占6%。结论 基于SENSE技术单次激发放射状水成像技术对胃、十二指肠及空肠轮廓和黏膜皱襞显示较为清楚，对回肠及结肠轮廓和黏膜皱襞显示较差。单次激发放射状水成像技术结合常规腹部MR检查可以清楚、方便地显示胃肠道的解剖特点，是胃肠道影像学检查的一种新的可供选择的方法。
关键词：胃肠道；水成像；磁共振成像；SENSE技术
Application of simpleshotradio (SSH/RAD) MR hydrography(MRH) based on SENSE in gastrointestinal tract examination
Qiang Yongtian, Guo Youmin
(Imaging Center, the First Affiliated Hospital, Medical School of Xian Jiaotong University, Xian 710061; Imaging Center, the Second Affiliated Hospital, Medical School of Xian Jiaotong University, Xian 710004, China)
ABSTRACT: Objective To evaluate the capability of SSH/RAD MRH based on SENSE to show gastrointestinal tract anatomic structure, to provide normal anatomic base for gastrointestinal tract disease diagnosis with SSH/RAD MRH and to explore the new examination method for imaging diagnosis in gastrointestinal tract disease. Methods There were 30 healthy volunteers in total including 19 male cases, 11 female cases, the age ranging from 20 to 50 with the mean age as 35 year old. All volunteers were asked to drink tap water about 1000-1500mL continuously at 60 minute before examination, to drink tap water 500mL at 20 minute before examination and receive injection of 6542 10mg in muscle at 10min before examination. MRH were performed by Philips Gyroscan Intera 1.5T superconduct MRI scanner, using SENSE technique, phasedarray coil and breath hold. SSH/RAD MRH was performed after the routine abdominal MR scan was done. Results SSH/RAD MRH was successfully performed on all volunteers at one time, and the examination achievement ratio was 100%. All images were evaluated by two senior doctors using blindness method. The ratio of the good optimal quality images was 93% and the poorquality images was 7%. Of all images, the stomach manifestation ratio was 65%, the stomach mucous clear manifestation ratio was 80%, the duodenum manifestation ratio was 80%, the jejunum manifestation ratio was 59%, the jejunum diameter was 2-2.5cm, the ileum manifestation ratio was 21%, the ileum diameter was 1.5-2.5cm and the small intestinal mucous clear manifestation ratio was 67%; the colon manifestation ratio was 10% and the colon mucous clear manifestation was 6%. Conclusion SSH/RAD MRH based on SENSE can clearly show the outline and mucous of the stomach, duodenum and jejunum, but can not clearly show the outline and mucous of ileum and colon. The imaging examination that the colon SSH/RAD MRH combined with the routine abdominal MR scan could clearly and conveniently show the anatomical characteristics of gastrointestinal tract. It is a new imaging examination method for gastrointestinal tract examination.
KEY WORDS: gastrointestinal tract ; hydrography; MRI; SENSE
传统的显示胃肠道正常解剖及病变的影像学检查方法，在诊断上存在一定的不足，因此积极探讨和寻求更多更好地用于胃肠道的影像学检查方法就显得尤为重要。随着MRI硬件和软件的不断研制和开发，出现了MRI水成像技术，并在胆道、泌尿系统、椎管内蛛网膜下腔等方面得到了广泛的应用，取得了相应的进展。其在胃肠道方面的应用国内外也有文献报道，但是由于各家所用仪器的不同和方法学的差异，结论尚难统一。
敏感编码(sensitivity encoded, SENSE)技术是目前在强梯度场下提高成像速度的行之有效的方法之一。本研究拟探讨在SENSE技术支持下单次激发放射状水成像(simpleshotradio MR hydrography, SSH/RAD MRH)对正常胃肠道解剖结构的显示能力，为水成像技术诊断胃肠道疾病提供正常的解剖学基础，同时也为胃肠道疾病的影像学诊断提供一种新的可供选择的方法。
1 材料与方法
1.1 研究对象
1.1.1 纳入标准 本研究严格按照临床科研中的正常人标准确定研究对象的来源，即：①临床无胃肠道症状和体征；②近期胃肠道钡餐造影检查或胃镜检查无异常。
1.1.2 剔除标准 胃肠道器质性病变如炎症、溃疡、肿瘤、静脉曲张、肠道粘连梗阻，以及各种胃肠道功能性改变所引起的腹泻等均排除在外。
1.1.3 一般资料 符合上述纳入标准的健康自愿者共30例，其中男性19例，女性11例，年龄20-50岁，中位年龄35岁。
1.2 方法
1.2.1 检查前准备 空腹8h。检查前60min，每间隔15min口服饮用水300-400mL，共服饮用水1000-1500mL；检查前20min，再口服500mL，使患者的胃肠道充满液体；扫描前10min肌注6542 10mg，减少胃肠蠕动伪影。训练闭气，检查时采用呼吸门控，腹部加压，以减少呼吸运动的伪影。
1.2.2 序列选择及扫描参数 MRH检查使用PhilipsGyroscan Intera 1.5T超导型MRI，采用与SENSE技术相匹配的相控阵线圈及呼吸门控。在获得胃肠道水成像图像前，常规做腹部MR检查。以脐平面为定位层面，进行胃肠道水成像检查。MRH采用单次激发放射状快速自旋回波序列，扫描时闭气，TR为8000ms，TE 800ms， FOV 350-450mm，RFOV 100%，矩阵256×256，采集次数1，层厚40mm，依据受检者体形和体重一般扫描9-12幅图像，分次闭气，每次闭气时间10s左右，总共扫描时间81-96s。
1.2.3 图像观察内容 胃：胃底、胃体、胃窦的形态轮廓、黏膜等。小肠：观察6组小肠。1组，十二指肠；2组，空肠上段；3组，空肠中段；4组，空肠下段；5组，回肠上段；6组，回肠下段。观察小肠显示的部位、轮廓、大小、黏膜等。结肠：右半结肠、左半结肠的形态及结肠皱襞等。
1.2.4 图像质量评价标准 对于30例MRI水成像图像，由两位高级职称的医师采取盲法分别对每个研究对象的图像进行评价，如果意见不一致，最后结果通过共同协商解决。参考有关文献[1]制定下列标准：优为图像清晰，胃肠轮廓显示逼真清晰，黏膜皱襞清楚，背景噪音低，无伪影；良为图像有一定的噪音，基本能辨别胃肠道轮廓、管腔大小及黏膜皱襞的形态结构，伪影少；差为图像扭曲变形，胃肠道大小及轮廓显示模糊，黏膜皱襞不清楚，图像伪影多，无法辨别胃肠道各个部分的解剖划分。
2 结果
30例正常自愿者均能接受此检查，无明显不舒服感受，检查成功率100%。
2.1 图像质量结果 30例自愿者水成像图像经两位高级职称医生依据评价标准对图像进行评价，综合两位医生的评价结果，其中优图像占50%(15/30)，良图像占43%(13/30)，差图像占7%(2/30)。
2.2 胃肠道解剖结构显示结果 30例中，胃底、胃体及胃窦轮廓显示清楚分别为26例(26/30)、18例(18/30)及15例(15/30)，胃轮廓的平均显示率为65%，胃黏膜显示清楚24例，显示率占80%(图1)。十二指肠轮廓清楚显示24例(24/30)，显示率80%，空肠各段平均显示率59%，空肠直径2-2.5cm；回肠各段平均显示率21%，回肠直径1.5-2.5cm，小肠黏膜显示清楚20例，显示率占67%(图2)。结肠平均显示率10%，结肠只有2例清楚显示黏膜皱襞，显示率6%。
图1 胃肠道水成像(略)
Fig.1 Gastrointestinal tract MRH image
The mucous membrane of gastric ,duodenum and jejunum are clearly displayed. The biliary system and urinary system are clearly shown, too; the adjacent relationship of organ structure is extremely welldefined.
图2 小肠水成像(略)
Fig.2 Intestinal tract MRH image
The mucous membrane of duodenum and jejunum are clearly shown. At the same time the portion of biliary system and right urinary system are shown clearly.
3 讨论
3.1 基于SENSE技术的单次激发放射状水成像原理 SENSE技术[2]是利用与接收线圈敏感性特征相关的空间信息，通过增加笛卡儿傅立叶成像K空间中采样线的间距来减少成像时间；利用单个线圈敏感相差异，用线性代数法分解单线圈成像中的重叠因素，从而得到整个FOV完整图像，扫描时间大大缩短，同时避免了呼吸运动和流动伪影，提高了图像的信噪比。磁共振水成像是利用重T2 WI使具有长T2弛豫时间的含液结构表现为高信号，而周围实质和脂肪组织成为低信号，二者形成鲜明的对比[3]。与早期使用的梯度回波序列和近年来使用的快速自旋回波序列相比较，此技术是单次激发，单次采集，放射状成像，通过一次闭气即可获得所有信号，直接成像，无需进行多平面重建(MIP)，并可对图像进行连续放映，多方位观察，成功率高。
本组对30例自愿者水成像图像经两位高级职称医生依据图像质量评价标准对图像进行评价，其中优图像占50%，良图像占43%，差图像占7%。图像差主要表现为空间分辨率比较差，呼吸及运动伪影较大，显示的解剖结构模糊不清，不能用于临床观察，其主要原因可能是由于检查前口服饮用水的剂量及受检者不能很好配合检查有关。有学者[4]研究发现单纯饮水对远段小肠和结肠显示差，主要原因是清水的渗透压低，排空较慢，且在排空过程中可被肠道吸收，从而使远段小肠不能很好显示。采取口服200mg/L(20%)甘露醇溶液+50mg/L(5%)糖盐水溶液+饮用水可以明显改善低位小肠和结肠的显示。
本组30例图像中，胃轮廓显示率65%，胃黏膜显示清楚占80%；十二指肠轮廓显示率80%，空肠轮廓显示率59 %，空肠直径2-2.5cm，回肠轮廓显示率21%，回肠直径1.5-2.5cm，小肠黏膜清楚显示占67%；结肠轮廓显示率10%，结肠黏膜清楚显示占6%。Minowa[5]研究过磁共振水成像序列对肠腔轮廓和黏膜的显示情况，结果发现空回肠显示率在70%左右，回盲部显示率40%左右。本文结果略低于上述文献报道，可能与本研究所口服的对比剂只是饮用水有关。
3.2 水成像技术与胃肠钡餐造影的比较 传统的钡餐检查一直在显示胃肠道的解剖结构和疾病的诊断中占主导地位，图像空间分辨率高，图像质量也高，但不能显示肠道外结构，也不能多方位观察。磁共振水成像技术显示胃肠道因其痛苦少、无放射辐射、患者容易接受、可以多方位观察胃肠道的解剖特点等优点，结合腹部常规磁共振T1WI和T2WI序列对病变的定位、定性及显示病灶与周围组织的关系优势明显。虽然其图像质量与钡餐相比有一定的差距，但作为一种新的胃肠道检查方法仍具有一定的临床应用价值。胃肠道磁共振水成像在显示胃肠道正常解剖特点的同时，在不同的扫描层面图像上，可以分别观察胰胆管系统、泌尿系统和扫描野内脊髓外蛛网膜下腔的解剖情况等，这是普通钡餐检查所不能获得的效果，可以在显示胃肠道本身正常或病变的同时显示上述结构的正常或异常，其所提供的图像信息量要比单纯胃肠钡餐造影提供更多的诊断信息。
3.3 单次激发放射状胃肠道水成像的不足和展望 诚然水成像技术显示胃肠道解剖结构快速简单，图像清晰，无呼吸运动伪影，但对肠壁本身结构的显示不满意，对胃小区及胃小沟的显示明显不如常规钡餐造影，同时对远段小肠及结肠的显示也不理想。水成像技术结合常规腹部磁共振T1WI和T2WI图像可以补充对胃肠壁结构的观察。对于结肠显示，李雪丹[6]研究证实在观察结肠病变时用水灌肠后行水成像检查，可以显示结肠病变特点。Bilecen[7]曾利用MRI水成像的RARE扫描序列观察胃壁运动功能，证实是可以用来观察和评估胃肠道蠕动功能的。目前有关胃肠水成像对胃肠道疾病诊断的报道还不多，这一领域尚需今后深入的研究。
参考文献：
[1]Lanenstein TC, Schneemann H, Vogt FM, et al. Optimization of oral contrast agent for MR imaging of the small bowel [J]. Radiology, 2003,228(1):279283.
[2]Brink J, Watanabe Y, KuhL CK, et al. Implication of sense MR in routine clinical practice [J]. EJR, 2003, 46(1):327.
[3]Jara H, Barish MA, Yucel EK, et al. MR hydrography: theory and practice of static fluid imaging [J]. AJR,1998,170(4):873882.
[4]朱恫，许建荣，周滟.小肠病变的MRI检查技术研究 [J]. 放射学实践，2005, 20(1):4043.
[5]Minowa O, Ozaki Y, Sumi Y, et al. MR imaging of small bowel with water administration [J]. Nippon Acte Radiol, 2002,62(2):7378.
[6]李雪丹，孙应实.胃肠道疾病磁共振水成像应用研究 [J]. 中国CT和MRI杂志，2003,1(1):4245.
[7]Bilecen D, Scheffler K, Seifritz E, et al. HydroMRI for the visualization of gastric wall motility using RARE magnetic resonance imaging sequences [J]. Abdominal imaging, 2000, 25(1):3034.
(编辑 卓选鹏)
(西安交通大学医学院：第一附属医院影像中心，陕西西安 710061；第二附属医院影像中心，陕西西安 710004)
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