戴盈,汪建華,王玉濤,左長(zhǎng)京,孫高峰,張建,王思齊,任志豪
新診斷的糖尿病患者約8%為胰腺外分泌病變所引起的繼發(fā)性糖尿病,Hardt等[1]將這種由胰腺外分泌疾病導(dǎo)致的糖尿病歸為3C型,而慢性胰腺炎(CP)是其主要原因。中重度CP的病理改變?yōu)椴豢赡鎇2],輕度CP的病理改變輕微,經(jīng)過(guò)有效治療可痊愈,因此早期診斷CP對(duì)患者血糖控制及改善預(yù)后具有重要意義[3]。超聲內(nèi)鏡(EUS)及CT等對(duì)早期CP診斷困難,也難以評(píng)估其外分泌功能情況[4]。磁共振胰膽管成像(MRCP)作為一種非侵入性的影像學(xué)檢查方法,在CP的早期診斷應(yīng)用受到關(guān)注,并可以對(duì)早期CP可能出現(xiàn)的外分泌功能損害進(jìn)行評(píng)估[5]。本研究擬通過(guò)不全結(jié)扎主胰管法建立 CP模型,行MRCP檢查觀察不同程度CP主胰管改變,并與病理嚴(yán)重程度進(jìn)行對(duì)照研究。報(bào)道如下。
1.1 動(dòng)物準(zhǔn)備 健康巴馬小型豬36頭,均為雌性(雄性豬術(shù)后小便時(shí)易污染傷口),月齡6~10個(gè)月;體質(zhì)量12.5~20kg,平均(14.9±3.6)kg;均由海軍軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,使用許可證 SYXK(滬)2007-0003,生產(chǎn)許可證SCXK(滬)2005-0002。遵循海軍軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用規(guī)定,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后開(kāi)始實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)前禁食24 h,術(shù)前禁水4 h。按隨機(jī)數(shù)字表法將36頭豬分成兩組,實(shí)驗(yàn)組24頭,對(duì)照組12頭。
1.2 動(dòng)物麻醉 先肌注鹽酸氯胺酮注射液(規(guī)格0.1 g/2 ml),劑量0.1 ml/kg,麻醉后將套管針置于耳緣靜脈,妥善固定并接三通開(kāi)關(guān)。將枸櫞酸芬太尼注射液(劑量0.1 ml/kg)及鹽酸氯胺酮注射液(劑量0.1 ml/kg)加入500ml 0.9%氯化鈉注射液靜脈滴注。當(dāng)豬心率在120~180次/min,呼吸在15~20次/min,無(wú)睫毛反射時(shí),提示豬已進(jìn)入麻醉穩(wěn)定狀態(tài),此時(shí)將幼豬固定于手術(shù)臺(tái)上,每隔20 min靜推2 ml 3%戊巴比妥溶液維持麻醉。
1.3 CP模型建立 實(shí)驗(yàn)組麻醉后常規(guī)備皮、消毒及鋪巾后在無(wú)菌條件下進(jìn)行手術(shù)。沿劍突下正中開(kāi)腹,推開(kāi)表面腸管尋找胃及幽門(mén),將胃向上翻起,并向下順序暴露十二指腸,在十二指腸左緣找到粉紅色外觀的胰腺頭頸部,游離出主胰管,用3.0絲線把主胰管與雙股3.0聚丙烯線一起結(jié)扎,聚丙烯線溶解后即為超過(guò)75%的主胰管部分被結(jié)扎。在主胰管不全結(jié)扎處同時(shí)結(jié)扎胰腺組織,以防止副胰管或側(cè)枝胰管引流胰液。對(duì)照組麻醉后開(kāi)腹僅翻動(dòng)胰腺及腸道,然后關(guān)腹,未結(jié)扎胰管。切口無(wú)菌包扎后用腹帶固定,術(shù)后按小型豬需求給水和食物。在CP造模后4、8及12周隨機(jī)選取1/3實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(實(shí)驗(yàn)組8頭,對(duì)照組4頭)行影像檢查,同時(shí)采取血、尿和胰腺透析液標(biāo)本備用。此后處死動(dòng)物后獲取胰腺組織塊,大體觀察胰腺大小、形態(tài),取材送病理鏡檢。
1.4 MRI檢查 MRI檢查前1 d流質(zhì)飲食,檢查當(dāng)天禁食。檢查前20 min,每只小型豬肌注約2 ml鹽酸氯胺酮注射液,待初步麻醉后建立靜脈通道,靜脈推注1 ml地塞米松注射液(規(guī)格1 ml∶5 mg)預(yù)防藥物過(guò)敏,靜脈推注2 ml硫酸阿托品注射液(規(guī)格0.25 mg∶2 ml)抑制氣道分泌物及腸蠕動(dòng)。將動(dòng)物固定在自制“V”形木架上,兩側(cè)沙袋固定以減少運(yùn)動(dòng)偽影。檢查過(guò)程中,根據(jù)小型豬麻醉情況,緩慢靜推氯胺酮1~2 ml。
MRI掃描采用Siemens1.5TAVANTOMR掃描儀,8通道腹部相控陣表面線圈,將胰腺部位置于線圈中央位置。掃描順序?yàn)闄M斷面TlWI、T2WI序列及MRCP。
1.4.1 橫斷面TlWI和T2WI 均采用TSE序列及呼吸觸發(fā)技術(shù),層厚均為4mm,F(xiàn)OV(200~225)×(280~300)mm,掃描范圍一般覆蓋胰腺上下,層數(shù)為l6~20層。TlWI掃描參數(shù):TR 1 500~1 600 ms,TE 30 ~ 35ms,矩陣 256×256,激勵(lì)次數(shù) 2。T2WI參數(shù):TR2000ms,TE105ms,矩陣 384×288,激勵(lì)次數(shù) 2,SNR 1.0,TA1.57 min。
1.4.2 MRCP掃描 觀察和測(cè)量主胰管直徑,行厚層MRCP掃描,再行薄層冠狀位MRCP,序列均為半傅里葉采集單次激發(fā)快速自旋回波(HASTE)序列。厚層MRCP沿膽管走行的斜冠狀位單一厚層采集,TR:4500ms,TE:700~800ms,F(xiàn)OV 350×350mm,層厚60~80mm,采集時(shí)間4.5s,距陣384×384。薄層MRCP以胰腺為中心冠狀位掃描,層厚3.5 mm,層數(shù)16~20層,范圍包括胰腺、胃腸道。TR:1000~ 1 500 ms,TE:110 ~ 120 ms,距陣 320×192,F(xiàn)OV 300~330 mm,采集時(shí)間29~32 s。
1.5 影像分析 MRI圖像分析由2位有經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師按觀察項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)共同閱片,達(dá)成一致意見(jiàn),并做詳細(xì)記錄,定量數(shù)據(jù)取平均值。觀察項(xiàng)目包括:(1)胰腺大小、形態(tài)及信號(hào)(與同層肝臟信號(hào)強(qiáng)度比較,將胰腺信號(hào)分為高信號(hào)、等信號(hào)和低信號(hào));(2)MRCP測(cè)量主胰管直徑變化,主胰管直徑為頭、體及尾3個(gè)部位的平均值。
1.6 病理學(xué)觀察分析 解剖分離的新鮮胰腺標(biāo)本先進(jìn)行大體觀察(包括形態(tài)、色澤、質(zhì)地等)。取材后常規(guī)制成石蠟切片,進(jìn)行病理學(xué)觀察。按照胰腺腺泡萎縮、炎細(xì)胞浸潤(rùn)和纖維化程度(主要根據(jù)胰腺纖維化的程度),將CP分為3期:Ⅰ期,輕微纖維化;Ⅱ期,中度纖維化;Ⅲ期,重度纖維化和極重度纖維化。采用Van Gieson(VG)染色,進(jìn)一步觀察胰腺組織纖維化程度。Ⅰ期視為輕度CP,Ⅱ期和Ⅲ期視為中重度CP。
根據(jù)組織病理學(xué)檢查結(jié)果,將小型豬分為正常組、輕度CP組和中重度CP組。在MRI圖像上,分析不同程度CP的胰腺形態(tài)、信號(hào)強(qiáng)度及主胰管直徑的變化特征。
1.7 統(tǒng)計(jì)方法 數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0軟件分析,計(jì)量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,多重比較采用檢驗(yàn);采用曲線評(píng)價(jià)不同參數(shù)診斷效能。<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義
2.1 CP模型建立結(jié)果 共33頭小型豬存活,對(duì)照組均存活,其中11頭獲得較清晰的MRI圖像,1頭圖像質(zhì)量差,不能進(jìn)行分析。對(duì)照組胰腺大體病理檢查及鏡下未見(jiàn)明顯異常,胰管纖細(xì)(封二彩圖1A)。
實(shí)驗(yàn)組21頭存活,建模過(guò)程中意外死亡3頭,死亡發(fā)生在術(shù)后1~2周內(nèi),解剖發(fā)現(xiàn)2頭胰管損傷致明顯胰液外漏,1頭有明顯的腹腔、肺部感染及少量心包積液。存活的小型豬中,2頭病理表現(xiàn)正常,未見(jiàn)慢性胰腺炎病理改變(在圖像分析時(shí)排除);HE染色及VG染色病理證實(shí)19頭成功建立不同程度CP模型,其中Ⅰ期8頭,Ⅱ期4頭,Ⅲ期7頭,見(jiàn)封二彩圖2AB,3AB。實(shí)驗(yàn)組小型豬均行MRI檢查,圖像質(zhì)量滿意。
根據(jù)上述病理結(jié)果及MRI檢查情況,本研究正常組11頭,輕度CP組8頭,中重度CP組11頭。
2.2 不同程度CP胰腺形態(tài)及MRI信號(hào)表現(xiàn) 對(duì)照組胰腺色澤紅潤(rùn),形態(tài)未見(jiàn)腫大或萎縮。T1WI、T2WI信號(hào)與肝臟接近,為等信號(hào)(封二彩圖1B)。輕度CP組均顯示胰腺色澤變暗,其中5頭胰腺形態(tài)未見(jiàn)明顯改變,3頭胰腺輕度腫大,邊緣光整,胰管輕度增寬;T1WI上7頭胰腺實(shí)質(zhì)信號(hào)與肝實(shí)質(zhì)基本相近,T2WI上5頭信號(hào)略下降,略低于肝臟信號(hào)(封二彩圖2C),3頭略高于肝實(shí)質(zhì)信號(hào)。中重度CP組胰腺中重度萎縮,邊緣毛糙、欠光整,呈細(xì)鋸齒狀(封二彩圖3C)。T1WI上胰腺信號(hào)均較肝實(shí)質(zhì)減低,T2WI上除1頭胰腺實(shí)質(zhì)信號(hào)輕度增高,余胰腺信號(hào)稍低于肝實(shí)質(zhì),胰管擴(kuò)張。
2.3 MRCP表現(xiàn) 對(duì)照組和輕度CP組MRCP顯示胰管纖細(xì)(封二彩圖1C、封二彩圖2D);中重度CP組主胰管及分支胰管均明顯擴(kuò)張(封二彩圖3D)。主胰管直徑比較:正常組、輕度CP組和中重度CP組主胰管基礎(chǔ)直徑分別為(1.56±0.46)mm、(2.95±1.17)mm及(7.41±1.91)mm,正常組與輕度CP組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(=0.034),輕度和中重度CP組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(< 0.01)。
主胰管直徑與病理嚴(yán)重程度間呈正相關(guān)性(=0.89<0.05)。鑒別正常和輕度CP曲線下面積為 0.915,敏感性和特異性分別為 88%及82%;鑒別輕度和中重度 CP ROC曲線下面積為0.966,敏感性和特異性分別為91%及100%。
CP是臨床常見(jiàn)病,大多數(shù)患者在CP早期缺乏特異的臨床癥狀,且病理改變輕微,早期診斷仍較困難。病理學(xué)是CP診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”,但目前因單純因CP進(jìn)行手術(shù)治療的病例非常少,故病理標(biāo)本很難獲得[6]。影像學(xué)檢查是目前診斷CP的重要手段,常用的方法有CT、MRI(包括MRCP)、逆行胰膽管造影(ERCP)及EUS等。CT是發(fā)現(xiàn)胰腺鈣化(CP特征征象)的最佳手段,但CT難以發(fā)現(xiàn)胰腺實(shí)質(zhì)和小胰管的早期改變[7];ERCP可清晰顯示胰管改變,是僅次于組織學(xué)檢查的最佳標(biāo)準(zhǔn),但具有侵入性、常有并發(fā)癥,不宜常規(guī)用于可疑CP的篩查;EUS診斷CP的敏感性較高,對(duì)胰管和胰腺實(shí)質(zhì)中晚期病變有較好的敏感性,是診斷中重度CP的重要手段,其不足之處是有一定的侵入性,且對(duì)早期CP患者診斷的敏感性也有限[8-9];MRI的常規(guī)序列的診斷價(jià)值與CT相近,對(duì)鈣化的顯示遜于CT。MRCP可在體無(wú)創(chuàng)的顯示CP的胰管形態(tài)改變情況,對(duì)中重度CP的診斷價(jià)值明確[10]。然而,它對(duì)細(xì)小分支胰管等細(xì)節(jié)的顯示能力不足,不能敏感反映早期CP的胰管改變[11]??傊壳俺S糜跋窦夹g(shù)主要從形態(tài)學(xué)角度診斷CP,對(duì)具有胰腺萎縮、鈣化、胰管擴(kuò)張、結(jié)石等明顯形態(tài)學(xué)改變的中重度CP,能作出準(zhǔn)確的診斷,但對(duì)形態(tài)學(xué)改變輕微的早期CP則難以做出明確診斷,也難以在體評(píng)估各期CP外分泌功能[4]。同時(shí),目前尚無(wú)不同程度CP的MRI與其病理對(duì)照的相關(guān)研究。
本研究通過(guò)對(duì)小型豬的MRI研究,獲得不同程度CP病理改變與相對(duì)應(yīng)的MRI表現(xiàn)。本研究中Ⅰ期CP的MRIT1W1和T2WI圖像上,胰腺形態(tài)、信號(hào)與正常組無(wú)明顯差異,這與該期病理改變輕微,免疫組化顯示細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)增加,但間質(zhì)纖維化尚不明顯有關(guān)。少數(shù)Ⅰ期CP胰腺輕度腫大且T2WI信號(hào)略增高,原因可能與梗阻型CP模型早期,胰管壓力增加,引起胰腺水腫和早期的炎癥反應(yīng)有關(guān)。
Ⅱ期CP的MRI圖像上,胰腺多表現(xiàn)為萎縮,邊緣毛糙、欠光整。MRCP顯示主胰管不同程度擴(kuò)張,少數(shù)可見(jiàn)分支胰管擴(kuò)張。病理基礎(chǔ)是胰腺小葉狀結(jié)構(gòu)中度破壞,腺泡萎縮、纖維組織中等程度增生,牽拉胰腺包膜及胰管致胰腺邊緣毛糙,胰管輕中度擴(kuò)張。胰腺實(shí)質(zhì)密度不均勻,內(nèi)可見(jiàn)散在細(xì)點(diǎn)狀、小斑片狀低密度影,這些低密度影病理證實(shí)大部分為脂肪浸潤(rùn),少數(shù)為擴(kuò)張的分支導(dǎo)管和腺泡。
Ⅲ期CP的MRI圖像上,胰腺萎縮明顯,邊緣呈細(xì)鋸齒狀。MRCP顯示主胰管及分支胰管見(jiàn)不同程度擴(kuò)張。病理基礎(chǔ)是胰腺小葉狀結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞,胰腺腺泡明顯萎縮、結(jié)締組織增生及纖維化,牽拉胰腺包膜及胰管致胰腺邊緣不整,胰管不規(guī)則擴(kuò)張改變。胰腺實(shí)質(zhì)及包膜下出現(xiàn)羽毛狀低密度影,病理證實(shí)為脂肪組織不均勻沉積所致。
本研究結(jié)果顯示,輕度CP組和中重度CP組間主胰管直徑差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(<0.01),正常組小于輕度CP組,輕度CP組小于中重度CP組,提示纖維化進(jìn)展可能使胰管受到的牽拉變形更明顯。
綜上所述,巴馬小型豬主胰管不全結(jié)扎法建立CP模型成功率高,且模型的MRCP表現(xiàn)有一定的特征性,與CP病理分級(jí)具有較強(qiáng)相關(guān)性,可以用于在體無(wú)創(chuàng)評(píng)估CP嚴(yán)重程度,通過(guò)評(píng)估主胰管直徑判斷CP病理分級(jí),有助于區(qū)分輕度和中重度CP。
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