陳澤斌,葛 尚

磁共振胰膽管造影(MR cholangiopancreatography, MRCP)是臨床上評(píng)估膽道系統(tǒng)疾病最常用的無(wú)創(chuàng)性醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查方法,它利用重T2加權(quán)脈沖序列顯示具有長(zhǎng)T2弛豫時(shí)間特性組織結(jié)構(gòu),具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),已被臨床廣泛應(yīng)用[1]。目前,MRCP技術(shù)使用多基于呼吸觸發(fā)或膈肌導(dǎo)航門控技術(shù)的三維(3-dimension,3D)T2加權(quán)快速自旋回波序列進(jìn)行,但采集時(shí)間較長(zhǎng),常常受胃腸蠕動(dòng)及呼吸運(yùn)動(dòng)等因素的影響,圖像出現(xiàn)偽影較多[2]。近年來(lái),磁共振壓縮感知(compressed sensing, CS)技術(shù)逐漸得到應(yīng)用,可減少圖像采集時(shí)間,實(shí)現(xiàn)MR掃描加速方法,能夠在較短時(shí)間內(nèi)獲得清晰圖像[3-5],但其對(duì)胰膽管病變的報(bào)道較少。本研究通過(guò)對(duì)常規(guī)MRCP序列與基于CS技術(shù)的MRCP序列圖像的質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比,探討CS技術(shù)在3D-MRCP成像中的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2022年1～12月在我院接受MR胰膽管檢查的120例患者的臨床資料。其中男56例,女64例,年齡18～88歲,平均(54.52±15.62)歲。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡≥18歲,臨床資料完整、詳實(shí);(2)門診查體疑似胰膽管病變;(3)空腹完成3D-RT-MRCP與CS-3D-RT-MRCP序列掃描檢查;(4)檢查前患者及家屬簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)有MRI檢查禁忌證;(2)合并其他類型惡性疾病;(3)曾有胰膽管部手術(shù)史。

1.2 檢查方法 120例患者掃描前禁食、水4 h以上,取仰臥位、足先進(jìn),雙手上舉;均采用Ingenia CX 3.0T MR掃描儀(飛利浦,荷蘭)、8通道體部線圈進(jìn)行掃描;掃描序列包括采用呼吸觸發(fā)(respiratory trigger,RT)3D快速自旋回波容積掃描序列(3D-RT-MRCP)、采用壓縮感知技術(shù)加速的呼吸觸發(fā)3D快速自旋回波容積掃描序列(CS-3D-RT-MRCP);兩序列基本掃描參數(shù)均采用:TR 1190 ms,TE 600 ms,體素1.0×1.0×1.2 mm,FOV 260 mm×260 mm,采集層數(shù)80～90層;其中,3D-RT-MRCP并行采集加速因子采用4倍,CS-3D-RT-MRCP壓縮感知加速因子采用18倍。放置呼吸門控在劍突下水平,并訓(xùn)練呼吸使患者均勻呼吸觸發(fā)掃描。所有患者掃描均由1名5年工作經(jīng)驗(yàn)的技師完成,檢查時(shí)觀察患者呼吸頻率,判定正常呼吸頻率12～20次/min的為正常呼吸組; 平均呼吸頻率>20次/min或<12次/min的為呼吸異常組。

1.3 評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 主觀評(píng)價(jià) 由兩名具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師采用盲法分別評(píng)分。(1)評(píng)價(jià)呼吸運(yùn)動(dòng)偽影程度,評(píng)價(jià)采用3分法,圖像評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):1分,有明顯的運(yùn)動(dòng)偽影,圖像質(zhì)量差;2分,有少量的呼吸偽影,圖像質(zhì)量尚可;3分,無(wú)呼吸偽影,圖像質(zhì)量好。(2)將原始圖像進(jìn)行最大信號(hào)投影(maximal intensity projection,MIP)重建,結(jié)合原始圖像及MIP圖像針對(duì)圖像整體質(zhì)量及膽管、胰管圖像的顯示質(zhì)量情況進(jìn)行評(píng)分,評(píng)價(jià)采用4分法,圖像評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):1分,圖像質(zhì)量很差,偽影嚴(yán)重,胰膽管顯示不清,背景抑制弱;2分,圖像質(zhì)量較差,中度偽影,胰膽管顯示欠清晰,背景抑制稍弱;3分,圖像質(zhì)量良好,少量偽影,胰膽管顯示清晰,背景抑制良好;4分,圖像質(zhì)量?jī)?yōu),無(wú)偽影,胰膽管顯示清晰,背景抑制優(yōu)。取兩名醫(yī)師評(píng)分值的平均值作為最終結(jié)果。

1.3.2 客觀評(píng)價(jià) (1)記錄掃描3D-RT-MRCP與CS-3D-RT- MRCP序列的時(shí)間;(2)由一名5年工作經(jīng)驗(yàn)以上的放射科醫(yī)師評(píng)估所有患者圖像的圖像信噪比(SNR)及對(duì)比噪聲比(CNR)。在PACS上進(jìn)行圖像測(cè)量,同一患者兩組圖像均選取同一層面進(jìn)行SNR和CNR測(cè)量,選取膽總管上段較清晰、管徑較寬處測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度,及同層面右側(cè)腎上腺及腎間隙處測(cè)量背景噪聲,勾畫圓形感興趣區(qū)域(ROI)大小為10 mm2,記錄膽總管和背景噪聲平均信號(hào)強(qiáng)度(SI)及標(biāo)準(zhǔn)差(SD),計(jì)算SNR和CNR,所有數(shù)據(jù)分別測(cè)量?jī)纱魏笕∑骄?。?jì)算公式為:SNR=SI膽總管/SD膽總管,CNR=(SI膽總管-SI肌肉)/SD背景。

2 結(jié) 果

2.1 客觀評(píng)價(jià)

2.1.1 掃描時(shí)間對(duì)比 120例采用CS-3D-RT-MRCP序列掃描時(shí)間[(79.32±23.64)s]比3D-RT-MRCP序列掃描時(shí)間[(240.32±41.78)s]明顯縮短,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

2.1.2 不同呼吸頻率圖像運(yùn)動(dòng)偽影分析 120例患者按呼吸頻率分為正常呼吸組(81例)和異常呼吸組(39例)。正常呼吸組3D-RT-MRCP序列圖像偽影評(píng)分(2.49±0.40)明顯高于異常呼吸組(1.72±0.57),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);而CS-3D-RT-MRCP序列圖像正常呼吸組偽影評(píng)分(2.55±0.37)與異常呼吸組(2.48±0.49)基本相同,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)分析 兩組患者CS-3D-RT-MRCP的圖像質(zhì)量評(píng)分均高于3D-RT-MRCP圖像,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);異常呼吸組3D-RT-MRCP序列圖像評(píng)分均低于正常呼吸組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,表1),具體圖像質(zhì)量見圖1。

圖1 胰膽管檢查3D-RT-MRCP及CS-3D-RT-MRCP

表1 胰膽管檢查不同序列各組圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)比較

A.常規(guī)3D-RT-MRCP序列MIP圖像,圖像對(duì)比度顯示欠銳利,胰管遠(yuǎn)端顯示不清; B.CS-3D-RT-MRCP序列MIP圖像,圖像顯示對(duì)比度銳利,胰管遠(yuǎn)端顯示良好。

2.3 信噪比及對(duì)比噪聲比客觀評(píng)價(jià)分析 兩組患者CS-3D-RT-MRCP圖像SNR、CNR得分均高于3D-RT-MRCP圖像,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);異常呼吸組3D-RT-MRCP圖像的SNR、CNR得分低于正常呼吸組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),兩組CS-3D-RT-MRCP圖像SNR、CNR得分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。

表2 胰膽管檢查不同序列各組圖像SNR、CNR比較

3 討 論

MRCP具有無(wú)創(chuàng)、無(wú)電離輻射、無(wú)需對(duì)比劑注射等優(yōu)點(diǎn),清晰顯示胰腺膽管解剖細(xì)節(jié),在胰膽管疾病的篩查和患者復(fù)檢中得到廣泛應(yīng)用[6-8]。3D MRCP序列掃描為3D薄層圖像,可進(jìn)行任意角度的后處理重建圖像,結(jié)合MIP圖像全方位評(píng)估肝內(nèi)外膽管解剖結(jié)構(gòu),對(duì)膽道系統(tǒng)梗阻性病變的判別和診斷具有重要意義[9,10]。隨著臨床對(duì)腹部MRI檢查需求日益增多,縮短檢查時(shí)間并且確保高圖像質(zhì)量仍然是MRI的一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題[11],CS技術(shù)可以通過(guò)集成稀疏性、非相干采樣和迭代重建算法3個(gè)條件來(lái)提高M(jìn)RI采集的速度;它通過(guò)欠采樣來(lái)減少圖像采集時(shí)間,并通過(guò)使用擦除來(lái)自不相干偽影等來(lái)源的噪聲的方法克服現(xiàn)有并行采集技術(shù)的局限性,這種數(shù)據(jù)采集方法可提高空間分辨率、縮短檢查時(shí)間并補(bǔ)償腹部檢查時(shí)呼吸影響引起的圖像質(zhì)量下降,能夠在較短的檢測(cè)時(shí)間內(nèi)獲得高信噪比和圖像定性方面的清晰圖像[12]。

CS技術(shù)在縮短3D-MRCP掃描時(shí)間方面具有重要的作用。在本研究中,采用CS技術(shù)可將常規(guī)序列掃描時(shí)間(240.32±41.78)s壓縮至(79.32±23.64)s,大幅度提高了掃描速度,平均采集時(shí)間可以縮短約60%,而并不會(huì)影響整體圖像質(zhì)量和偽影程度,這與王夢(mèng)珂等[13]的研究結(jié)果一致。Matsuyama等[14]通過(guò)對(duì)32例IPMN患者不同加速技術(shù)對(duì)比顯示,CS技術(shù)對(duì)比并行采集技術(shù)可有效縮短掃描時(shí)間。因此,使用CS技術(shù)可以大幅縮短MRI掃描時(shí)間,并且有效提高檢查效率,具有很高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

常規(guī)3D-MRCP的采集時(shí)間較長(zhǎng),特別是在呼吸頻率較淺或不規(guī)則的患者中,并且容易出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偽影,導(dǎo)致圖像模糊而影響圖像診斷[15-17]。丁金立等[18]研究表明,CS-3D-MRCP序列比呼氣末屏氣采集的單次激發(fā)快速自旋回波序列在膽囊結(jié)構(gòu)及胰管顯示方面較好;馬培旗等[19]對(duì)30例志愿者研究發(fā)現(xiàn),CS-MRCP較常規(guī)MRCP銳利度較好;另外,譚云等[20]通過(guò)對(duì)三維屏氣梯度-自旋回波序列與CS-3D-MRCP序列對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),較短的成像時(shí)間可以減少呼吸運(yùn)動(dòng)偽影。因此,CS-3D-MRCP圖像的質(zhì)量可以滿足臨床需求,在評(píng)估胰膽管系統(tǒng)的解剖變異和疾病的臨床實(shí)踐中具有良好的應(yīng)用前景。

本研究對(duì)比分析了不同呼吸頻率120例患者掃描序列圖像的呼吸運(yùn)動(dòng)偽影及圖像質(zhì)量評(píng)價(jià),結(jié)果顯示:在呼吸運(yùn)動(dòng)偽影主觀評(píng)價(jià)方面,異常呼吸組常規(guī)序列圖像明顯較正常呼吸組多,而采用CS技術(shù)掃描圖像比常規(guī)序列圖像質(zhì)量明顯提高,并不會(huì)隨著呼吸頻率不均勻而產(chǎn)生明顯偽影;在圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)方面,采用CS技術(shù)的圖像質(zhì)量高于常規(guī)序列,呼吸不均勻的患者圖像質(zhì)量同樣未見明顯下降。在本研究客觀評(píng)價(jià)中,采用CS技術(shù)掃描圖像的SNR、CNR得分高于3D-RT-MRCP圖像,兩組的SNR、CNR得分差異較小;但異常呼吸組的常規(guī)序列圖像的SNR、CNR得分低于正常呼吸組。說(shuō)明,呼吸異常時(shí)會(huì)增加常規(guī)序列圖像的呼吸運(yùn)動(dòng)偽影,導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降,使用 CS技術(shù)可顯著減少呼吸不規(guī)則患者圖像的呼吸運(yùn)動(dòng)偽影,而且圖像質(zhì)量較好。

綜上所述,應(yīng)用CS技術(shù)的3D-MRCP檢查可以明顯縮短掃描時(shí)間,減少患者呼吸頻率不均勻帶來(lái)的偽影,圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良,可提高檢查效率,值得推廣應(yīng)用。