袁 悅,何楚橋,舒棕濤,史超穎,李曉坤,楊德吉*,姚大偉*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院獸醫(yī)影像診斷中心,南京 210095;2.新瑞鵬寵物醫(yī)療集團艾貝爾寵物醫(yī)院, 南京 210036;3.新瑞鵬寵物醫(yī)療集團維特動物醫(yī)院,深圳 518000)

犬急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是犬常見的胰腺疾病,臨床表現(xiàn)以突發(fā)性前腹部疼痛、嘔吐、休克等為主要特征。根據(jù)組織病理學特征可將AP分為犬急性水腫型胰腺炎(acute edematous pancreatitis,AEP)和犬急性出血壞死型胰腺炎(acute necrotising pancreatitis,ANP)兩種[1],AEP預(yù)后良好,如未得到積極治療將轉(zhuǎn)變成ANP,所以犬AEP早期進行精確的診斷和治療顯得尤為重要。目前人胰腺磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)的序列方法主要包括T1WI和T2WI、脂肪抑制序列和增強掃描這幾種序列[2-4],如需評估胰膽管需加掃MRCP(MR cholangiopancreatography,MRCP)序列。T1WI和T2WI橫斷面掃描可以顯示胰腺基本解剖形態(tài)。胰腺增強掃描成像可以顯示胰腺血供情況,以及胰腺病變內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征,為鑒別診斷提供依據(jù)[5]。醫(yī)學研究表明,MRI對AEP、胰腺周圍水腫以及并發(fā)癥顯示均優(yōu)于CT[6-7],MRI在人AEP診斷中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,但其在犬AEP臨床診斷中的研究和應(yīng)用尚未充分驗證。本試驗建立犬AEP病理模型,采用1.5 T超導(dǎo)磁共振設(shè)備進行多種序列掃描,選擇最佳掃描方案,總結(jié)分析犬AEP影像表現(xiàn),為獸醫(yī)臨床上犬AEP的MRI影像診斷提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗動物

成年本地雜種犬10只,體重10～20 kg,雌雄各半。

1.2 主要儀器與設(shè)備

MyLabTMX5獸醫(yī)超聲波檢查儀(意大利百勝/Esaote);聯(lián)影uMR 560型1.5 T磁共振掃系統(tǒng)、四號大柔性線圈,八通道體部相控陣列線圈(上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司);開源軟件Horos V3.3.1(Horos project);VSA-200 MRI動物專用吸入麻醉機(美國,VETLAND);磁共振專用心電監(jiān)護儀S6W2G(美國,Invivo)。

1.3 犬急性水腫型胰腺炎病理模型建立

應(yīng)用副胰管逆行注射法進行急性水腫型胰腺炎犬病理模型的建立[8],術(shù)前禁食24 h、禁水4 h后,肌肉注射速眠新(0.1 mg·kg-1)進行誘導(dǎo)麻醉,之后使用異氟烷維持麻醉。劍狀軟骨后方至臍前腹中線切口,在距離幽門附近3～7 cm的十二指腸降段的游離緣、腸系膜對側(cè)做3～4 cm的縱向切口。在腸腔內(nèi)側(cè)壁找到十二指腸大乳頭,十二指腸小乳頭,通過向小乳頭內(nèi)插入直徑1.8 mm的聚乙烯軟管進入副胰管,用圓針4/0絲線于胰腺和十二指腸交界處結(jié)扎副胰管,固定聚乙烯軟管。將軟管連接10 mL注射器并置于微量恒壓注射泵上,以12 mL·h-1的速度注入5%?；悄懰徕c(0.5 mL·kg-1)和胰蛋白酶(3 000 U·kg-1)的混合溶液,于20～40 min完成注射。等到溶液完全注入后,軟管仍需固定5 min,胰腺出現(xiàn)明顯水腫并且顯示出血點后,然后拔除軟管并拆除縫線。觀察無異常反應(yīng)后對切口進行閉合。結(jié)節(jié)縫合十二指腸,沖洗十二指腸,最后關(guān)閉腹腔。術(shù)后8 h禁食禁水,之后再慢慢恢復(fù)飲食。

1.4 實驗室檢查

于術(shù)前、術(shù)后各采血1 mL放入EDTA抗凝管混勻后進行血常規(guī)檢測、采血2 mL放入肝素抗凝管離心后取其上清液,進行血液生化及犬特異性胰脂肪酶(cPLI)檢查。

1.5 MRI全序列掃描

1.5.1 動物麻醉保定與屏氣方法 麻醉前嚴格要求禁食禁水10～12 h,麻醉前30 min皮下注射阿托品(0.05 mg·kg-1),肌內(nèi)注射速眠新(0.1 mg·kg-1)誘導(dǎo)麻醉,異氟烷進行吸入麻醉。動物采用仰臥位,雙后肢先進掃描,將沙袋放置胸部、腹部兩側(cè)保證身體長直,雙前肢向前拉伸,使動物脊椎和檢查床長軸平行,將體線圈、呼吸門控平放于動物腹部,使線圈中心位于劍狀軟骨突水平。屏氣方法:手捏氣囊的方式進行人工正壓通氣,通過觀察呼吸通路壓力表,將正壓通氣峰值壓力控制在15 cm H2O,正壓通氣壓力維持時間不低于1 s,通氣頻率維持在每分鐘15次,直至試驗犬呼吸末二氧化碳(EtCO2)低于25 mmHg;將麻醉機減壓閥調(diào)節(jié)至5 cm H2O,并以此維持呼吸通路壓力;試驗動物于此時開始進入屏氣模式,此時對試驗動物進行MRI掃查,前后掃描范圍從膈肌至第五腰椎,左右掃描范圍從十二指腸外側(cè)至脾門。

1.5.2 掃描序列與采集方法 10只犬AEP模型制備前后,分別在術(shù)前、術(shù)后1、3、5、7 d進行胰腺MRI多序列掃描,掃描序列和采集方式如下:梯度回波T1加權(quán)成像(GRE-T1WI)屏氣采集,同相位T1加權(quán)成像(GRE-Dual-Echo1)屏氣采集,反相位T1加權(quán)成像(GRE-Dual-Echo2)屏氣采集,快速擾相梯度回波T1加權(quán)成像(T1WI-GRE-FSP)屏氣采集;單次激發(fā)快速自旋回波T2加權(quán)成像(SSFSE-T2WI)屏氣采集,快速自旋回波T2加權(quán)成像(FSE-T2WI)屏氣采集,快速自旋回波T2加權(quán)成像(FSE-T2WI-TRIG)門控采集,運動抑制快速自旋回波T2加權(quán)成像(T2WI-ARMS-TRIG)門控采集,梯度回波脂肪抑制T1加權(quán)成像(GRE-T1WI-FS)屏氣采集,脂肪抑制快速自旋回波T2加權(quán)成像(FSE-T2WI-FS-TRIG)門控采集,脂肪抑制快速自旋回波T2加權(quán)成像(FSE-T2WI-FS)屏氣采集,脂肪運動抑制快速自旋回波T2加權(quán)成像(T2WI-ARMS-FS)門控采集,擾相梯度回波脂肪抑制T1加權(quán)成像(T1WI-Quick3D-FS)屏氣采集;平衡式自由穩(wěn)態(tài)進動(BSSFP)屏氣采集,脂肪抑制平衡式自由穩(wěn)態(tài)進動(BSSFP-FS)屏氣采集。掃描參數(shù)采用聯(lián)影uMR 560型1.5 T磁共振掃描系統(tǒng)自定義設(shè)置的參數(shù)。

1.5.3 增強掃描 以2.0 mL·s-1的速度靜脈注射釓噴酸葡胺(469.01 mg·mL-1),劑量為0.2 mL·kg-1。造影劑注射完后,隨即用20 mL生理鹽水沖洗,注射速度3.5 mL·s-1。注射造影劑后屏氣采集擾相梯度回波脂肪抑制T1加權(quán)成像(GRE-T1WI-Quick3D-FS)序列。

1.6 胰腺組織病理學檢查

將試驗犬靜脈注射丙泊酚10 mL(10 mL∶100 mg),然后靜脈注射10%氯化鉀(0.5 mL·kg-1)進行安樂死。剖檢觀察胰腺及周圍組織結(jié)構(gòu),采集胰腺,以10%中性甲醛溶液固定、脫水、透明、石蠟包埋,隨后切片進行H.E染色,在光鏡下觀察組織學病理變化。

1.7 圖像分析

1.7.1 圖像質(zhì)量主觀評價方法 觀察胰腺位置、分布及毗鄰脂肪組織;胰腺形態(tài)及輪廓;胰腺信號強度。將從以下幾個方面進行圖像質(zhì)量評判,如圖像清晰度、對比度、偽影、空間分辨率等(表1)。評分3～5分認為是合格圖像;≤2分視為不符合臨床診斷需求。

表1 主觀評價指標Table 1 Subjective evaluation indicators

1.7.2 圖像信號強度測量方法 在FSE-T2WI-TRIG序列圖像中測量感興趣區(qū)域(region of interest,ROI),如圖1所示,軟件測量并記錄胰腺信號強度(SI胰腺),同層肌肉信號強度(SI肌肉);計算信號強度比(signal intensity ratio,SIR)計算公式:SIR=(SI胰腺/SI肌肉)[9]。

2 結(jié) 果

2.1 犬AEP模型構(gòu)建

正常胰腺呈淡粉紅色,表面覆蓋透明結(jié)締組織被膜,被膜伸入胰腺實質(zhì)將胰腺分成許多小葉(圖2A)。向胰管中注射?；悄懰徕c和胰蛋白酶混合液后,隨著時間藥物注射劑量的增加,肉眼可見胰腺小葉間隙淡粉色液體逐漸增多,胰腺逐漸腫脹、充血(圖2B)。

A.造模前;B.造模后;a. 正常十二指腸;b. 正常胰腺右葉;c. 正常胰腺左葉;d. 胰腺體部;e. 造模后水腫的胰腺A.Before molding; B.After molding; a. Normal duodenum (DUO); b. Right lobe of pancreas (RLP); c. Left lobe of pancreas (LLP); d. Middle lobe of pancreas (MLP); e. Edematous pancreas after surgery圖2 胰腺造模前后解剖圖Fig.2 Anatomic view of pancreas before and after surgery

2.2 實驗室檢查

所有試驗犬術(shù)后顯示白細胞數(shù)量持續(xù)升高(27.03×109·L-1),中性粒細胞數(shù)增加明顯,考慮繼發(fā)腸道細菌性感染。所有試驗犬血清淀粉酶含量明顯升高,在24 h達到峰值,平均峰值為5 900.16 IU·L-1,提示胰腺或腸道相關(guān)疾病;丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、乳酸脫氫酶、三酰甘油升高等肝功能指標都有不同程度的升高,考慮肝膽管疾病。此外還可見血糖升高、以及血鈣降低,考慮疼痛或消耗性疾病導(dǎo)致的結(jié)果。所有試驗犬造模后cPLI檢測均呈現(xiàn)強陽性(1 900.16 ng·mL-1),考慮存在明顯的胰腺損傷。

2.3 MRI多序列掃描圖像質(zhì)量評價

10只健康犬經(jīng)15種MRI序列掃描,結(jié)果如表2所示,門控采集序列圖像偽影少,其中門控采集序列FSE-T2WI-FS-TRIG和FSE-T2WI-TRIG圖像主觀評分(分別為4.4和4.6)以及SIR值(分別為3.4和2.7)較其他序列高,這兩種序列可作為胰腺MRI診斷首選序列。

表2 MRI多序列圖像質(zhì)量主觀與客觀分析結(jié)果Table 2 Results of subjective and objective analysis of multiple MRI sequences

2.4 犬AEP MRI影像表現(xiàn)

根據(jù)上述MRI圖像質(zhì)量評價結(jié)果,對AEP犬進行FSE-T2WI-FS-TRIG和FSE-T2WI-TRIG序列掃描。FSE-T2WI-TRIG掃描顯示犬正常胰腺邊界清晰,T2WI呈等信號,信號強度與肝信號相近(圖3A)。FSE-T2WI-FS-TRIG掃描顯示犬正常胰腺信號強度與肝接近,胰周脂肪與腹部脂肪組織呈稍低信號,胰腺邊界較為清晰(圖3B)。AEP犬FSE-T2WI-TRIG掃描顯示,術(shù)后1 d胰腺體積呈彌散性增大,外形不規(guī)則,胰腺實質(zhì)T2WI信號呈不均勻增高,強度高于同層肝組織信號。胰腺信號強度低于胰周脂肪的信號強度,與周圍脂肪界限不清晰(圖3C),胰腺周圍伴有滲出,呈條片狀T2WI高信號。FSE-T2WI-FS-TRIG掃描顯示,AEP犬術(shù)后1 d 胰腺體積呈彌散性增大,T2WI信號增高,與周圍脂肪界限模糊,胰腺實質(zhì)可見條狀或片狀異常液體信號,提示小葉間水腫、小葉間隔增寬,胰腺周圍伴有滲出呈高信號(圖3D)。

增強掃描采用屏氣采集T1WI-quick3D-FS序列,造影劑注射前,AEP犬胰腺T1WI呈信號,信號強度稍低于肝。造影劑注射后,胰腺信號逐漸增強,胰腺實質(zhì)信號呈不均勻性強化,胰腺邊緣表現(xiàn)為線性高信號(圖4)。AEP犬于術(shù)后第3天進行增強掃描,健康犬在造影劑注射后30～60 s的SI值最高,AEP犬在造影劑注射后60～90 s的SI值最高(P<0.01)(圖5),強化時間明顯延遲。

2.5 AEP組織病理學變化

組織病理學檢查可見正常胰腺腺泡、胰島、胰導(dǎo)管等組織結(jié)構(gòu)清晰,胰腺小葉未見出血、壞死以及炎性細胞浸潤(圖6a)。AEP模型犬的胰腺可見腺泡正常組織結(jié)構(gòu)消失,間質(zhì)內(nèi)大量淋巴細胞和中性粒細胞浸潤,結(jié)締組織增生(圖6b)。

3 討 論

犬胰腺MRI掃描過程中胰腺隨呼吸的運動以及胃腸道蠕動產(chǎn)生較為明顯的運動偽影,使圖像質(zhì)量降低,為減少呼吸運動偽影,本研究所有序列掃描除門控采集序列外,均采用屏氣方法掃描技術(shù)。體位以橫斷面為主,必要時加掃冠狀面或矢狀面。掃描過程使用胰腺區(qū)域體部表面線圈,相比傳統(tǒng)掃描技術(shù)極大改善信噪比和胰腺圖像的質(zhì)量[9-10]。

A. 術(shù)前,門控采集快速自旋回波T2加權(quán)橫斷面成像;B. 術(shù)前,門控采集脂肪抑制快速自旋回波T2加權(quán)橫斷面成像;C. 術(shù)后,門控采集快速自旋回波T2加權(quán)橫斷面成像;D. 術(shù)后,門控采集脂肪抑制快速自旋回波T2加權(quán)橫斷面成像。白色箭號指示為胰腺,黑色箭頭指示為胰腺小葉間液體信號A. Preoperative,FSE-T2WI-TRA-TRIG; B. Preoperative,FSE-T2WI-FS-TRA-TRIG; C. Postoperative, FSE-T2WI-TRA-TRIG; D. Postoperative, FSE-T2WI-FS-TRA-TRIG. White arrow indicates pancreas,black arrow pointed to the fluid signal between the pancreatic lobules圖3 AEP犬MRI掃描結(jié)果Fig.3 MRI sequence scan results of AEP canine

胰腺核磁共振(MRI)檢查在醫(yī)學傾向于應(yīng)用梯度回波T1加權(quán)成像(GRE-T1WI)。胰腺腺泡的相對短T1值、與胰腺病變的長T1值構(gòu)成較好對比,正常胰腺組織富含蛋白和糖原,在T1加權(quán)成像上呈高信號,而犬急性水腫型胰腺炎(AEP)由于胰腺和胰腺周圍脂肪的炎性水腫造成的局部腫脹,導(dǎo)致胰腺在T1加權(quán)成像上呈局灶性信號降低[11-12]。梯度回波T1加權(quán)成像 GRE-T1WI是犬AEP掃描最重要的序列,梯度回波脂肪抑制T1加權(quán)成像(GRE-T1WI-FS)可使胰周脂肪信號降低,在胰腺邊界及胰腺實質(zhì)診斷上有重要意義。同/反相位T1加權(quán)成像(GRE-Dual-Echo1/Echo2)中,同相位T1加權(quán)成像(GRE-Dual-Echo1)的同相位的邊緣效應(yīng)不明顯,GRE-Dual-Echo2可以更好將胰腺的邊緣勾勒出來,在AEP診斷中用于局灶性或彌漫性胰腺腫大的評估[13-14]。T1WI-GRE-FSP軟組織對比較好,可用于正常胰腺或AEP胰腺測量。AEP犬胰腺進行T1WI掃描,通過SIR值分析,T1WI中胰腺與周圍組織的對比分辨力與T2WI比相對較差,考慮與動物體型、病灶大小有關(guān),體型較大的動物、肥胖的動物可考慮T1WI掃描,且T1WI成像均需要屏氣采集,短暫屏氣掃描更適用于體況較好的動物,是否產(chǎn)生運動偽影與操作者有很大的關(guān)系。因此,本研究通過主觀與客觀分析,涉及T1WI序列不作為AEP犬的首選序列。

犬正常胰腺門控采集快速自旋回波T2加權(quán)成像(FSE-T2WI-TRIG)優(yōu)于門控采集脂肪抑制快速自旋回波T2加權(quán)成像(FSE-T2WI-FS-TRIG)序列,這是由于脂肪的高信號背景下可以更好地顯示胰腺[15]。而針對AEP犬,門控采集脂肪抑制快速自旋回波T2加權(quán)成像(FSE-T2WI-FS-TRIG)序列顯示胰腺實質(zhì)炎癥滲出液與胰周滲出液的信號最靈敏,此序列上脂肪為低信號的背景,胰腺為稍低信號,積液為高信號,而FSE-T2WI-TRIG序列脂肪的高信號可以較為清晰地顯示胰腺輪廓的改變以及與周圍脂肪之間的關(guān)系,二者在AEP犬MRI掃描均有各自的優(yōu)勢[16]。犬AEP診斷中,T2WI為液性成分的重要序列,FSE-T2WI與FSE-T2WI-FS能準確地描述急性胰腺炎胰腺小葉內(nèi)間隔炎癥和水腫、胰腺實質(zhì)水腫和增厚以及胰腺周圍積液,但FSE-T2WI與FSE-T2WI-FS序列需要屏氣掃描、優(yōu)點是掃描時間短,缺點是圖像層次感差,信噪比低,對AEP病灶診斷效果差,與FSE-T2WI-TRIG以及FSE-T2WI-FS-TRIG序列比較存在呼吸運動偽影。門控采集運動抑制快速自旋回波T2加權(quán)成像(FSE-ARMS)與脂肪運動抑制快速自旋回波T2加權(quán)成像(T2WI-ARMS-FS)序列是一種運動抑制的FSE序列,將所有回波鏈以放射冠的方式填充于K空間,最終使K空間中心區(qū)域有較多的信號重疊,通過特殊的數(shù)據(jù)處理可以有效減少運動偽影[11]。T2WI-ARMS-TRIG與T2WI-ARMS-FS-TRIG可以有效減少運動偽影,圖像分辨率與信噪比較高。FSE-ARMS序列的TE和TR的參數(shù)與FSE序列區(qū)別在于,回波鏈長度的不同以及覆蓋因子,優(yōu)點是增加平均次數(shù)可以增加k空間中心區(qū)域的重疊,缺點是掃描時間會有所延長。平衡式自由穩(wěn)態(tài)進動成像序列(BSSFP)與脂肪抑制平衡式自由穩(wěn)態(tài)進動(BSSFP-FS)信噪比高,可以很好地顯示,液體區(qū)域或者囊性區(qū)域呈高信號,但是軟組織對比差,可用于AEP早期診斷[17-18]。

a. 造影劑注射后0～30 s;b. 造影劑注射后30～60 s;c. 造影劑注射后60～90 s;d. 造影劑注射后90～120 s;e. 造影劑注射后120 s以上 a. 0-30 s after contrast injection; b. 30-60 s after contrast injection; c. 60-90 s after contrast injection; d. 90-120 s after contrast injection; e. 120 s after contrast injection圖4 AEP犬胰腺增強掃描Fig.4 Enhancement of AEP canine pancreas

注射造影劑后與注射前相比,**表示差異極顯著(P<0.01),*表示差異顯著(P<0.05) Comparison between postinjection and preinjection of contrast media, * indicates significant difference, ** indicates extremely significant difference圖5 健康犬與AEP犬胰腺的時間-信號曲線Fig.5 Time signal curve of healthy canine pancreas and AEP canine pancreas

因此,應(yīng)用MRI診斷犬急性水腫型胰腺炎,T2WI建議選用門控采集FSE-T2WI-TRIG、FSE-T2WI-FS-TRIG;如需減少麻醉與掃描時間可選用T2WI-ARMS-TRIG與T2WI-ARMS-TRIG-FS序列、FSE-T2WI與FSE-T2WI-FS序列;考慮有腹腔液滲出時選用BSSFP、BSSFP-FS;如需鑒別診斷,采用T1WI -Quick3D-FS序列可做增強掃描,完成MRI掃描過程[19-20]。經(jīng)多序列掃描,AEP犬胰腺隨著疾病的發(fā)展影像表現(xiàn)也不同,術(shù)后24 h胰腺在T1WI與FS序列表現(xiàn)體積呈彌散性增大,與術(shù)后其他時間比較,體積增大最明顯。胰腺實質(zhì)信號降低,信號不均勻,T2WI序列表現(xiàn)為胰腺體積彌散性增大,外形不規(guī)則,胰腺實質(zhì)呈不均勻高信號,邊緣相對清晰,T2WI-FS序列可見胰腺小葉間條索狀、片狀高信號,提示小葉間隔增寬,邊緣較模糊;T2WI與T2WI-FS序列均顯示胰腺信號強度高于同層肝組織信號。術(shù)后3 d的T1WI與FS胰腺體積增大程度稍有減輕,胰腺實質(zhì)仍為低信號,T2WI與FS表現(xiàn)為胰腺體積增大、胰腺實質(zhì)呈不均勻高信號、胰腺小葉間信號可見線性高信號,小葉間稍有增寬,邊緣不規(guī)則,胰周可見高信號,胰腺實質(zhì)高于同層肝信號;術(shù)后5～7 d的T1WI與FS序列胰腺體積減小,仍大于正常犬胰腺體積,實質(zhì)信號相對均勻,T2WI與FS序列的胰腺輪廓相對清晰,胰腺實質(zhì)回聲降低,胰腺小葉間個別區(qū)域可見線性高信號,實質(zhì)信號強度稍高于肝。增強掃描表現(xiàn)為胰腺信號逐漸增強,胰腺實質(zhì)不均勻強化,胰腺邊緣呈線性高信號。

4 結(jié) 論

通過副胰管逆行注射法構(gòu)建犬急性水腫型胰腺炎模型,模型成功率為100%,證明該方法制備犬AEP模型穩(wěn)定。經(jīng)1.5T MR多種序列掃描,胰腺首選掃描序列為門控采集快速自旋回波T2加權(quán)成像(FSE-T2WI-TRIG)與門控采集脂肪抑制快速自旋回波T2加權(quán)成像(FSE-T2WI-FS-TRIG)。增強掃描建議健康犬的掃描時間為造影劑注射后30～60 s,AEP犬增強掃描時間建議為造影劑注射后60～90 s。AEP犬MRI主要表現(xiàn)為胰腺體積增大,T2WI信號呈高信號,胰腺實質(zhì)信號輕度不均勻,造影后不均勻強化,胰周伴有T2WI高信號滲出影。