梅豪，翁丁虎，徐國斌

武漢大學(xué)中南醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像科，湖北 武漢 430071

引言

磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）由于無電離輻射、軟組織分辨率高、能檢出腸壁病變和腔外并發(fā)癥等優(yōu)點(diǎn)，越來越多地被用于克羅恩病年輕患者的診斷和隨訪[1-3]。擴(kuò)散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI）是一種功能磁共振成像技術(shù)，已被證實(shí)可用于評估克羅恩病患者結(jié)腸和回腸的炎癥病變狀態(tài)[4]。由于掃描時(shí)間較長、可能引起患者不適、腸道蠕動偽影降低圖像質(zhì)量等不足，如何縮短DWI掃描時(shí)間成為臨床關(guān)注的課題。同步多層采集（Simultaneous Multi-Slice，SMS）技術(shù)是一種加快DWI采集速度的新方法，該技術(shù)在無額外梯度要求的情況下，基于加速系數(shù)同時(shí)激發(fā)和采集更多成像層面來縮短掃描時(shí)間[5]。目前SMS技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于腦、心肌、肝臟、胰腺、腎臟、直腸和前列腺的DWI中[6-12]，尚未見應(yīng)用于結(jié)腸DWI的報(bào)道。本研究旨在探討SMS技術(shù)在克羅恩病結(jié)腸病變患者行結(jié)腸DWI的可行性，比較SMSDWI與常規(guī)DWI對于結(jié)腸病變的檢測能力。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2020年11月至2021年6月我院臨床確診為克羅恩病的患者15例，均具備完整的內(nèi)鏡、活檢病理、MR腸道造影影像資料，合計(jì)24個(gè)病變結(jié)腸段。其中男4例，女11例，年齡15～67歲，平均30.3歲。

1.2 設(shè)備與方法

采用德國Siemens 3.0 T Prisma MR掃描儀，2個(gè)24單元相控陣體線圈和32單元脊柱線圈?；颊邟呙枨?2 h禁食，檢查前一晚服用聚乙二醇電解質(zhì)清腸液；檢查前60 min分次口服2.5%等滲甘露醇溶液，總量1500～2000 mL，使小腸結(jié)腸處于低張充盈狀態(tài)；掃描前10 min肌注鹽酸山莨菪堿10 mg抑制腸道蠕動。檢查前訓(xùn)練患者屏氣，采取仰臥位，掃描范圍從膈頂至恥骨聯(lián)合下緣。掃描序列包括：冠狀面和橫斷面T2W單次激發(fā)半傅里葉采集序列（Haste），小腸結(jié)腸水成像，橫斷面DWI序列，冠狀面和橫斷面T1W多期增強(qiáng)序列（3D梯度回波序列）。

增強(qiáng)前行橫斷面SMS-DWI和常規(guī)DWI掃描。SMSDWI的SMS因子為2，TR 2700 ms，時(shí)間86 s；常規(guī)DWI序列TR 5400 ms，時(shí)間162 s。兩個(gè)序列的其余掃描參數(shù)相同，參數(shù)如下：b值 50、500、1000 s/mm2，TE 53 ms，F(xiàn)OV 330 mm×299 mm，矩陣128×128，層間距1.5 mm，層厚6 mm，帶寬BW 2442HZ/Px，并行采集因子2。

1.3 圖像分析

1.3.1 定量分析

由2位分別有5年和8年腸道MR閱片經(jīng)驗(yàn)放射科醫(yī)生對采集b值500、1000 s/mm2的DWI圖像、ADC圖像共同閱片，達(dá)成共識。分別測量b值500和、1000 s/mm2時(shí)，SMS-DWI和常規(guī)DWI序列結(jié)腸病變和豎脊肌的信號強(qiáng)度（Signal Intensity，SI）、結(jié)腸病灶的病變表觀擴(kuò)散系數(shù)（Apparent Diffusion Coefficient，ADC）值。感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）的放置原則：① 盡可能將ROI放置在病變范圍內(nèi)；② 若病變在某個(gè)序列檢測不明顯，參考增強(qiáng)序列將ROI放置于相應(yīng)的區(qū)域。計(jì)算SMS-DWI和常規(guī)DWI序列病變與豎脊肌的相對對比噪聲比（Relative Contrast to Noise Ratio，rCNR）：rCNR 病灶 =（SI病灶 -SI豎脊?。?（SI病灶＋SI豎脊?。?/p>

1.3.2 定性分析

由2位分別有5年和8年腸道MR閱片經(jīng)驗(yàn)對采集b值500、1000 s/mm2的DWI圖像共同閱片，達(dá)成共識，分析SMS-DWI和常規(guī)DWI序列的總體質(zhì)量和結(jié)腸病灶的顯著度。病變顯著度按4個(gè)分級量表分類：① 1級：相對于周圍正常腸管組織呈等信號或病變不可見；② 2級：相對于周圍正常腸管組織呈稍高信號；③ 3級：相對于周圍正常腸管組織呈中高信號；④ 4級：相對于周圍正常腸管組織呈高信號。DWI整體圖像質(zhì)量按4個(gè)級別分類：① 1級：圖像偽影和失真嚴(yán)重；② 2級：圖像偽影和失真一般；③ 3級：圖像偽影和失真輕；④ 4級：幾乎沒有圖像偽影和失真。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 26.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。先行正態(tài)分布性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）描述。采用配對樣本t檢驗(yàn)比較SMS-DWI和常規(guī)DWI序列的病變與豎脊肌的rCNR、病變的ADC值；采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)比較SMS-DWI和常規(guī)DWI序列的總體質(zhì)量和結(jié)腸病灶的顯著度。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 定量分析

不同b值SMS-DWI及常規(guī)DWI序列結(jié)腸病變與豎脊肌的rCNR情況如表1所示。rCNR病灶：常規(guī)DWI＞SMS-DWI，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。b=500 s/mm2時(shí)，24個(gè)病變腸段中有18個(gè)病變腸段（75%）在SMS-DWI序列的rCNR低于常規(guī)DWI序列；b=1000 s/mm2時(shí)，24個(gè)病變腸段中有21個(gè)病變腸段（87.5%）在SMS-DWI序列的rCNR低于常規(guī)DWI序列。

表1 SMS-DWI和常規(guī)DWI序列結(jié)腸病灶與豎脊肌的rCNR（±s）

表1 SMS-DWI和常規(guī)DWI序列結(jié)腸病灶與豎脊肌的rCNR（±s）

序列 b值/（s/mm2）500 1000 SMS-DWI 0.44±0.22 0.48±0.20常規(guī)DWI 0.53±0.14 0.60±0.13 t值 3.186 5.151 P值 0.04 <0.001

SMS-DWI及常規(guī)DWI序列結(jié)腸病變的ADC值分別為1.03±0.18、1.06±0.16。結(jié)腸病變的ADC值在SMS-DWI和常規(guī)DWI中無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（t=1.368，P=0.185）。某兩例病例影像學(xué)圖像如圖1～2所示。

2.2 定性分析

不同b值SMS-DWI及常規(guī)DWI序列的總體圖像質(zhì)量情況如表2所示。b值為500、1000 s/mm2時(shí)，SMS-DWI和常規(guī)DWI圖像的總體質(zhì)量無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。

表2 SMS-DWI和常規(guī)DWI序列的總體質(zhì)量[n(%)]

不同b值SMS-DWI及常規(guī)DWI序列結(jié)腸病變的顯著度如表3所示。b值為500、1000 s/mm2時(shí)，SMS-DWI和常規(guī)DWI的結(jié)腸病變顯著度無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。某兩例病例影像學(xué)圖像如圖1～2所示。

表3 SMS-DWI和常規(guī)DWI序列結(jié)腸病灶的顯著度[n(%)]

圖1 某例結(jié)腸克羅恩病患者SMS-DWI及常規(guī)DWI序列圖像

圖2 某例結(jié)腸克羅恩病患者SMS-DWI及常規(guī)DWI序列圖像

3 討論

克羅恩病是一種以腹痛、低熱、腹瀉等為主要臨床表現(xiàn)的慢性炎癥性疾病，需要終身反復(fù)檢查評估疾病活動狀態(tài)和并發(fā)癥。目前結(jié)腸鏡是評估疾病活動的金標(biāo)準(zhǔn)，但因其侵入性以及整個(gè)病程需要多次檢查的缺點(diǎn)，臨床一直在尋找可替代的非侵入性檢查方法。研究表明MRI可以根據(jù)腸壁厚度和強(qiáng)化的程度來確定疾病的范圍和活動度，對各種腸道病變的診斷具有較高的敏感性和特異性[1-2]。DWI是一種功能磁共振成像技術(shù)，可以描述和量化體內(nèi)水分子的布朗運(yùn)動，可用于克羅恩病患者結(jié)腸病變狀態(tài)的評估，其結(jié)果與增強(qiáng)MR的結(jié)果相當(dāng)，尤其適用于不能進(jìn)行MR增強(qiáng)掃描的患者；針對克羅恩病并發(fā)癥及腸外改變（如膿腫、內(nèi)瘺、系膜脂肪炎、系膜淋巴結(jié)腫大）的顯示效果與MRI平掃相似[4]。DWI逐漸成為腸道MRI檢查的標(biāo)配序列。然而，常規(guī)DWI單次掃描時(shí)間長，易引起患者不適，且腸道蠕動和呼吸運(yùn)動都會引起圖像偽影，降低圖像質(zhì)量。雖然腸道檢查過程中常規(guī)應(yīng)用解痙劑有助于減少腸道蠕動影響，但部分患者存在使用禁忌癥，因此減少DWI掃描時(shí)間成為臨床關(guān)注的課題。

SMS技術(shù)是一種加快DWI采集速度的新方法，該研究中采用的SMS-DWI序列采集時(shí)間比常規(guī)DWI減少了約47%，在消化空腔臟器應(yīng)用報(bào)道較少。本研究針對中南醫(yī)院炎癥性腸病患者行常規(guī)小腸結(jié)腸MRI平掃及增強(qiáng)基礎(chǔ)上，同時(shí)應(yīng)用常規(guī)DWI及SMS-DWI技術(shù)，以內(nèi)鏡及增強(qiáng)MR顯示結(jié)直腸病變?yōu)閰⒖紭?biāo)準(zhǔn)，評估SMS-DWI應(yīng)用可行性。初步結(jié)果顯示常規(guī)DWI序列結(jié)腸病變與豎脊肌的rCNR高于SMS-DWI序列，但在肉眼觀察的范圍內(nèi)，其差別對整體圖像質(zhì)量和病變的顯著度幾乎沒有影響，SMSDWI和常規(guī)DWI對結(jié)腸病變定量ADC值亦無顯著差異。

多數(shù)腸道研究認(rèn)為，b值800 s/mm2可以獲得較高的CNR[13-14]。然而，不同研究之間存在差異，因此，用于腸道DWI的最佳b值尚未清楚界定[13]。在臨床實(shí)踐中，本研究采用3個(gè)b值（50、500、1000 s/mm2）的DWI序列，既可以計(jì)算ADC值，同時(shí)圖像的信噪比可以滿足臨床要求。有研究指出，與常規(guī)DWI相比，SMS-DWI在肝臟和胰腺中ADC值降低，推測原因可能是SMS-DWI中噪聲升高導(dǎo)致ADC值普遍較低[8-9]。然而，隨后幾項(xiàng)研究指出，SMSDWI和常規(guī)DWI在腎臟、直腸和前列腺等臟器中的ADC值沒有顯著差異[10-12]，這與本研究的結(jié)果是相似的。鑒于結(jié)腸病變DWI的ADC值可以反映病變擴(kuò)散受限程度，在一定程度上區(qū)分纖維化和非纖維化腸壁，指導(dǎo)臨床治療方案選擇[15]，本研究中SMS-DWI和常規(guī)DWI序列ADC值的一致性是SMS-DWI能否可靠應(yīng)用于臨床的前提。

本研究存在局限性：① 由于是回顧性分析，可能存在固有的選擇偏差，只納入臨床確診為克羅恩病的患者，因此SMS-DWI對克羅恩病以外的疾病評估或?qū)肆_恩病治療反應(yīng)的評估尚需探索；② SMS-DWI和常規(guī)DWI對比僅選擇在結(jié)腸段進(jìn)行比較，而克羅恩病病變可累及全消化道，因此SMS-DWI對結(jié)腸外其他腸段的適用性還需要進(jìn)一步研究；③ 相對較小的樣本量限制了亞組的分析，特別是腸道充盈狀態(tài)對圖像的影響需作進(jìn)一步研究；④ 本研究僅應(yīng)用了西門子3 T掃描儀，沒有對不同場強(qiáng)和不同機(jī)型的MR設(shè)備進(jìn)行比較，無法評估磁場強(qiáng)度對同時(shí)多層采集技術(shù)獲得的SMS-DWI圖像的影響。

初步研究表明，使用層間加速因子2的SMS-DWI顯示克羅恩病患者結(jié)腸病變是可行的。與常規(guī)DWI相比，在保持了診斷圖像質(zhì)量和病變顯著度的情況下，顯著縮短了采集時(shí)間。此外，SMS-DWI和常規(guī)DWI的ADC值相似，使SMS-DWI計(jì)算得到的ADC值可用于對病變進(jìn)行診斷評估。