王夢(mèng)珂，白巖，孟楠，王梅云*

作者單位：1.鄭州大學(xué)人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，鄭州450003；2.河南省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，鄭州450003

膽管結(jié)石、膽管良惡性腫塊及胰頭腫塊壓迫均易引起膽管擴(kuò)張，因此，對(duì)其診斷及病因的辨別有助于臨床的診斷與治療。磁共振成像不僅能顯示病因，更能很好地顯示腫塊對(duì)周圍組織的侵犯。磁共振胰膽管成像(magnetic resonance cholangiopanceatography，MRCP)是運(yùn)用重T2成像，在不需要使用對(duì)比劑的情況下顯示水含量以展示膽道解剖及異常，并抑制背景信號(hào)以進(jìn)行無(wú)創(chuàng)性檢查膽道系統(tǒng)和胰管的一種磁共振成像技術(shù)，可單獨(dú)或與其他成像技術(shù)共同進(jìn)行疾病診斷［1］。常規(guī)的MRCP 技術(shù)，由于采集時(shí)間較長(zhǎng)［2］，患者忍耐度小，常常導(dǎo)致出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)及呼吸偽影。而壓縮感知(compressed sensing，CS)技術(shù)在數(shù)據(jù)采集時(shí)間縮短的應(yīng)用是一大進(jìn)步，CS 采用了K 空間欠采樣技術(shù)，利用共軛梯度在每幅獨(dú)立圖像上最小化方差并進(jìn)行迭代，進(jìn)行隨機(jī)丟失的圖像重建［3］。增加了圖像后處理過(guò)程，有效減少了圖像采集時(shí)間［1，4-5］。壓縮感知通過(guò)K 空間欠采樣及圖像重建縮短采集時(shí)間［6］。有研究表明，壓縮感知三維磁共振胰膽管成像(compressed sensing three dimensional magnetic resonance cholangiopancreatography，CS-3D MRCP)運(yùn)用迭代算法對(duì)K空間欠采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，現(xiàn)已可代替標(biāo)準(zhǔn)3D-MRCP，在圖像采集時(shí)間減半的情況下，獲得相同的圖像質(zhì)量［7］。本研究以37 例膽管擴(kuò)張患者為研究對(duì)象，分別進(jìn)行常規(guī)MRCP 和CS-MRCP 成像，通過(guò)對(duì)圖像質(zhì)量及獲取時(shí)間的對(duì)比，探討壓縮感知技術(shù)在MRCP中的應(yīng)用價(jià)值。

由于后期處理復(fù)雜及技術(shù)不成熟，雖然目前對(duì)CS 的應(yīng)用并不廣泛［8-9］，但對(duì)其研究已經(jīng)從2D 不同序列變化到3D 不同序列［10］。3D 較2D 的優(yōu)勢(shì)是可以進(jìn)行后處理，可以任意角度投影，以便更好地觀察成像［11］。單層采集二維厚層快速自旋回波(two dimensional fast spin-echo，2D FSE)磁共振胰膽管成像解剖部位疊加，不能很好地分辨各器官組織，而多層掃描則增加了掃描時(shí)間［6，12］。梯度自旋回波磁共振胰膽管成像(three dimensional gradient-and spin-echo magnetic resonance cholangiopancreatography，3D-Grase-MRCP) 則 減少了掃描時(shí)間，通過(guò)將梯度自旋回波序列加入到3D MRCP，提高了其射頻脈沖［12］。

1 材料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2019 年7 月至2019 年12 月之間的本院胰膽系擴(kuò)張就診患者37 例，其中男性患者18 例，女性患者19 例，年齡20～87 歲。其中被手術(shù)或消化道內(nèi)鏡證實(shí)為因結(jié)石導(dǎo)致膽管擴(kuò)張的有22 例，因膽管癌或腫塊或胰頭腫塊或壺腹腫塊導(dǎo)致膽管擴(kuò)張的有15例?；颊邎D像數(shù)據(jù)被采用并進(jìn)行分析，且其擴(kuò)張及病因均被術(shù)中所見(jiàn)或腹腔鏡所見(jiàn)所證實(shí)。

本研究經(jīng)過(guò)本單位醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號(hào)：201971)，免除受試者知情同意。

1.2 檢查方法

本研究在西門子Magnetom Sempra 1.5 T 機(jī)器上進(jìn)行。在同一機(jī)器上做常規(guī)快速自旋回波(sampling perfection with application optimized contrasts，T2-SPACE-MRCP)及CS-SPACE-MRCP 兩種成像檢查，比較其整體圖像質(zhì)量、胰管顯示清晰程度、膽管顯示程度及擴(kuò)張清晰度。每位患者均進(jìn)行常規(guī)T2-SPACE-MRCP及CS-SPACE-MRCP 掃描。常規(guī)MRCP 掃描參數(shù)如下：重復(fù)時(shí)間(repetition time，TR) 4000 s，回波時(shí)間(echo times，TE) 721 s；體素大?。?.2×1.2×1.2；視野(field of view，F(xiàn)OV) 380 mm×380 mm；層數(shù)72 層，圖像獲取時(shí)間4 min 8 s。CS-MRCP 掃描參數(shù)如下：TR 4000 s，TE 726 s，體 素 大 小1.2×1.2×1.2，F(xiàn)OV 380 mm×380 mm；層數(shù)72 層，圖像獲取時(shí)間1 min 35 s。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)估

圖像質(zhì)量由1 名臨床經(jīng)驗(yàn)大于5 年的影像醫(yī)生和1 名臨床經(jīng)驗(yàn)2 年的影像醫(yī)生分別獨(dú)自進(jìn)行評(píng)分。使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)對(duì)2 名醫(yī)師的評(píng)分進(jìn)行一致性分析。圖像整體質(zhì)量及胰膽管評(píng)分采用5分制：1分：圖像不清晰，不能辨認(rèn)管道系統(tǒng)；2 分：圖像＜50%的解剖結(jié)構(gòu)可看清并辨認(rèn)；3 分：圖像或膽管結(jié)構(gòu)不完全但可辨認(rèn)，或胰管結(jié)構(gòu)不完全但可辨認(rèn)；4 分：圖像＞50%的解剖結(jié)構(gòu)可看清并辨認(rèn)，可診斷；5 分：圖像質(zhì)量清晰，各解剖結(jié)構(gòu)均清晰可見(jiàn)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0 軟件進(jìn)行分析，對(duì)獲得的圖像質(zhì)量、膽管擴(kuò)張清晰度及胰管擴(kuò)張清晰度進(jìn)行配對(duì)t 檢驗(yàn)分析，用±s 表示，P＜0.05 為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

本研究比較了整體圖像質(zhì)量、擴(kuò)張膽管的顯示清晰度及胰管擴(kuò)張的顯示清晰度，并同時(shí)比較了結(jié)石和腫塊病因(其診斷均被手術(shù)或消化道內(nèi)鏡等所證實(shí))所致圖像質(zhì)量的差別。2 名影像醫(yī)師的評(píng)分經(jīng)一致性分析，其相關(guān)性系數(shù)為0.883，95%置信區(qū)間為0.7834～0.9372，具有較高的一致性，使用其均值進(jìn)行圖像質(zhì)量的評(píng)比。整體圖像質(zhì)量評(píng)分在總體評(píng)分(2.95±1.10 與2.86±1.06)、結(jié)石病因所致擴(kuò)張圖像評(píng)分(3.05±1.05 與2.95±1.00)常規(guī)MRCP 均略高于CS-MRCP，但是沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P 值分別為0.324 和0.427)，在腫塊所致膽管擴(kuò)張?jiān)u分兩者相等(2.67±1.18)。而三種情況下膽管擴(kuò)張的評(píng)分在常規(guī)MRCP 均略 低 于CS-MRCP (分 別為2.97±1.14 與3.08±1.16；3.14±1.04 與3.23±1.02；2.80±1.01 與2.87±0.99)，但P 值均＞0.05，沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；胰管評(píng)分在總體評(píng)分(2.46±1.50 與2.59±1.34)及結(jié)石所致胰管擴(kuò)張的圖像質(zhì)量評(píng)分(2.41±1.50與2.68±1.43)常規(guī)MRCP 均略低于CS-MRCP，而在腫塊病因致擴(kuò)張中胰管圖像質(zhì)量評(píng)分(2.53±1.55與2.47±1.25)常規(guī)MRCP 略高于CS-MRCP，P 值均＞0.05，數(shù)據(jù)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

在整體成像圖像質(zhì)量、結(jié)石所致膽管擴(kuò)張的圖像質(zhì)量及腫塊所致膽管擴(kuò)張圖像質(zhì)量對(duì)比分析中，擴(kuò)張膽管的評(píng)分均比整體圖像質(zhì)量評(píng)分與胰管擴(kuò)張?jiān)u分高(表1；圖1，2)。

表1 常規(guī)與CS圖像比較結(jié)果(±s)Tab.2 Comparison results between conventional and CS images(±s)

表1 常規(guī)與CS圖像比較結(jié)果(±s)Tab.2 Comparison results between conventional and CS images(±s)

組別整體圖像整體擴(kuò)張整體胰管結(jié)石病因圖像結(jié)石病因擴(kuò)張結(jié)石病因胰管腫塊病因圖像腫塊病因擴(kuò)張腫塊病因胰管常規(guī)2.95±1.10 2.97±1.14 2.46±1.50 3.05±1.05 3.14±1.04 2.41±1.50 2.67±1.18 2.80±1.01 2.53±1.55壓縮感知2.86±1.06 3.08±1.16 2.59±1.34 2.95±1.00 3.23±1.02 2.68±1.43 2.67±1.18 2.87±0.99 2.47±1.25 P值0.324 0.210 0.343 0.427 0.576 0.137 1.000 0.670 0.774

3 討論

本研究結(jié)果膽管擴(kuò)張?jiān)u分CS-MRCP 較常規(guī)MRCP略高，數(shù)據(jù)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而圖像質(zhì)量整體評(píng)分及胰管評(píng)分也均沒(méi)有明顯差異，但是其在圖像質(zhì)量變化不大的情況下，CS-MRCP 掃描時(shí)間(1 min 35 s)明顯較常規(guī)MRCP 掃描時(shí)間(4 min 8 s)縮短，減小了呼吸運(yùn)動(dòng)偽影的可能性。本研究的優(yōu)勢(shì)在于，以前的研究多側(cè)重比較胰管及膽管及其微小結(jié)構(gòu)的顯示清晰程度，沒(méi)有進(jìn)行不同病因?qū)е碌囊饶懝軘U(kuò)張的分析，而本研究分析了結(jié)石和腫塊所致胰膽管擴(kuò)張的程度及其差異。

與該研究相似，F(xiàn)urlan 等［13］發(fā)現(xiàn)CS-MRCP 成像時(shí)間明顯比MRCP 縮短兩倍，而圖像質(zhì)量沒(méi)有明顯差別。也有研究發(fā)現(xiàn)CS-MRCP 較常規(guī)MRCP 銳利度較好，且胰管更清晰［14］。屏息壓縮感知磁共振成像(breath-hold compressed sensing MRCP，BH-CS-MRCP)整體圖像質(zhì)量較CS-MRCP 和常規(guī)MRCP 好，且膽總管的可視性較好。在數(shù)據(jù)采集時(shí)間較短的情況下，CS-MRCP 和BH-CS-MRCP 比常規(guī)MRCP 提供可比性的或更好的圖像質(zhì)量［15］。但是有些研究結(jié)果不盡相同。丁金立等［4］研究證實(shí)CS-3D-MRCP 對(duì)膽囊及胰管結(jié)構(gòu)顯示較清晰，而2D-MRCP對(duì)膽囊內(nèi)結(jié)石及膽管內(nèi)結(jié)石顯示效果較好。總體而言，3D-MRCP 較2D-MRCP 厚薄層圖像質(zhì)量均有所提高［16］。Kromrey等［9］發(fā)現(xiàn)在膽囊管和主膽管成像方面BH-CS-MRCP較呼吸導(dǎo)航觸發(fā)磁共振成像(navigator-triggered MRCP，NT-MRCP)具有更高的圖像質(zhì)量，而在周圍肝膽管成像方面，NT-MRCP較BH-MRCP (breath-hold MRCP)具有更高的圖像質(zhì)量［9，17］。Loh?fer等［6］通過(guò)比較整體圖像質(zhì)量、圖像模糊及運(yùn)動(dòng)偽影、背景信號(hào)抑制方面的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)呼吸觸發(fā)壓縮感知磁共振成像(respiratory triggered MRCP，RT-CS)10 和BH-CS24 比2D 單 次屏息(2D single-shot breath-hold，2D-SSBH)圖像質(zhì)量整體較高，CS 運(yùn)動(dòng)偽影較2D-SSBH 少，而B(niǎo)H-CS24 較RT-CS10 少；CS 背景信號(hào)抑制較2D-SSBH好；膽總管、胰管及胰膽管小結(jié)構(gòu)方面的顯示CS 優(yōu)于2D-SSBH。而Nam 等［18］發(fā)現(xiàn)膽總管、膽囊管、肝內(nèi)膽管第一分支在屏息梯度自旋回波序列(3D breath-hold gradient and spin echo MRCP，3D-BH-GRASE-MRCP)均有更好的表現(xiàn)。同時(shí)，在3D-BH-GRASE-MRCP 序列中因偽影而不能診斷的圖像減少。Tokoro等［19］有相反的發(fā)現(xiàn)，呼吸門控磁共振成像(respiratory-gating MRCP，RG-MRCP)和BH-MRCP相比具有更好的圖像質(zhì)量。Henninger 等［20］的研究顯示可翻轉(zhuǎn)角快速自旋回波(sampling perfection with application-optimized contrast using different flip angle evolutions，SPACE)的應(yīng)用中，BH-CS-SPACE-MRCP 比NT-SPACE-MRCP 有更好的圖像質(zhì)量。

參數(shù)優(yōu)化(FOV 縮小、降低加速因子)后壓縮感知磁共振成像的圖像質(zhì)量較未優(yōu)化的壓縮感知磁共振成像有所提高［21-22］。且部分在常規(guī)BH-CS-MRCP 上圖像質(zhì)量顯示較差不能進(jìn)行診斷的，在優(yōu)化后的BH-CS-MRCP 序列上有更高的評(píng)分，具有診斷價(jià)值。Song 等［22］通過(guò)數(shù)據(jù)采集時(shí)改變不同的加速因子、計(jì)算因子及反復(fù)計(jì)算次數(shù)，確定當(dāng)加速因子降低時(shí)(可以獲得更多的K 空間數(shù)據(jù))且迭代計(jì)算數(shù)目越少時(shí)，圖像質(zhì)量越好。研究結(jié)論各不相同，可能原因是研究機(jī)器各不相同，而且1.5 T 和3.0 T 各不相同；其次，數(shù)據(jù)采集所選用序列也各不相同，導(dǎo)致結(jié)果差異較大。

圖1 該例患者經(jīng)手術(shù)證實(shí)為胰頭腫塊。圖A 為CS-MRCP，圖B 為常規(guī)MRCP。肝內(nèi)外膽管擴(kuò)張，圖像質(zhì)量沒(méi)有明顯差異 圖2 該例患者為肝管結(jié)石。圖A為CS-MRCP，圖B為常規(guī)MRCP。肝內(nèi)外膽管擴(kuò)張，A較B胰管顯示較清晰，其他結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯差異Fig.1 The patient was confirmed to have a pancreatic head mass after surgery. Figure A is CS-MRCP, and figure B is conventional MRCP. Intrahepatic and extrahepatic bile duct dilated. There is no significant difference in image quality. Fig.2 This patient has hepatolithiasis. Figure A is CS-MRCP, and figure B is conventional MRCP.Intrahepatic and extrahepatic bile duct dilated.Pancreatic duct is imaged clearer on figure A than on figure B.No obvious difference existed in other structures.

本研究與上述研究結(jié)果不同的原因可能是：首先，病例數(shù)較少，不能很好地代表大部分成像結(jié)果；其次，該研究為回顧性研究，而上述有的為前瞻性研究；最后，患者做檢查時(shí)機(jī)器不同，其采集方式及時(shí)間也不相同，因此，在對(duì)患者圖像評(píng)分上具有一定的不同。該研究局限性有以下：第一，病例數(shù)少，年齡跨度大，對(duì)呼吸及檢查的耐受性差別較大；第二，沒(méi)有做不同采集序列的對(duì)比。有待于進(jìn)一步做更多例數(shù)及更詳細(xì)的、更全面的不同序列的對(duì)比研究以及對(duì)掃描參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以得到更有利于顯示病變及胰膽管結(jié)構(gòu)的掃描參數(shù)，更加方便臨床工作。

結(jié)論：CS-MRCP 與常規(guī)MRCP 相比，圖像質(zhì)量或沒(méi)有明顯差異，但前者能有效地縮短成像時(shí)間，減少呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，幫助臨床加快掃描，提高工作效率。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無(wú)利益沖突。