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MR小肠成像在克罗恩病诊断中的进展

作者:蓝星,王朋,黄伟,南京军区南京总医院

 

克罗恩病(Crhon’s Disease,CD)是年轻人多发的原因不明的肠道慢性炎症性疾病。CD可累及从口腔到肛门整个消化道的任何部分,但临床上以末段回肠为主。虽然近年来双气囊小肠镜和胶囊内镜应用明显增多,但临床应用仍有限制。由于小肠冗长或病变肠管可伴有狭窄及痉挛,所以小肠镜检查往往也不容易探查全部小肠。而胶囊内镜因其价格昂贵、病变检出率偏低、不能取得病理标本等原因致使其应用受限。

 

CT和MRI小肠成像(CTE和MRE)目前已经成为小肠影像学检查的主要方法。CT、MR均能清晰观察全部小肠病变及肠外并发症,例如溃疡、穿孔、狭窄、肠瘘等,大大提高病变诊断的正确性。两者在评估CD病变范围和活动性方面准确性相当。但CT检查带来的电离辐射越来越受人们的重视,年轻患者选择CT检查时更应该考虑辐射剂量累积的危险。有文献报道超过10%CD患者承受超过有损伤的辐射剂量,即大于50mSv(相当于5个腹部CT平扫)。尽管目前医院使用最多的仍是CT小肠成像,但MR有其独特的优势。首先,MR有良好软组织的分辨力及进行多方位成像的功能,能更好观察肠道的炎症和纤维化改变;其次,MR不仅可以观察黏膜,同时能够分析肠管周围的改变;最后因其为无电离辐射的成像技术,使得MR在临床中应用越来越广泛。本文就MR小肠成像在CD诊断中的进展进行综述。

 

1.MR小肠成像检查前准备

 

为了获得良好的MR图像,患者检查前需常规禁食、肠道清洁、口服对比剂充分扩张肠道、注射肠道解痉药和静脉注射对比剂。检查前对比剂充分扩张肠道对MR小肠造影检查至关重要。对比剂的使用方法包括口服法或插管注射法。对比剂容量一般达到1.5‐2L即可充分扩张肠管。对比剂种类根据T1WI、T2WI显示信号强度不同可分为三种:阴性对比剂、阳性对比剂及中性对比剂。阳性对比剂主要有钆剂、铁剂,其充盈肠管后在T1WI表现为高信号;阴性对比剂有顺磁性氧化铁(SPIOs或USPIOs),其在肠道表现为T2WI低信号。

 

目前最广泛应用是中性对比剂,主要有羧甲基纤维素溶液、甘露醇、水等,其在MR图像上表现为T1WI低信号、T2WI高信号。患者口服2.5%等渗甘露醇效果较好且简单、易行,并且口服等渗甘露醇40到60分钟后采集图像即可达到最佳的肠道扩张。此外,为了更好观察肠道炎症,静脉注射顺磁性对比剂也至关重要。临床通常用高压器注射10‐15ml钆类造影剂,随后注射20ml生理盐水冲洗。为了减少肠道蠕动,改善图像质量,临床使用的肠道解痉药有胰高血糖素、山莨菪碱。最常用的是肌肉注射山莨菪碱,另外也有快速静脉注射盐水配置的胰高血糖素溶液。需要注意的是山莨菪碱有使用禁忌症,窦性心动过缓、前列腺肥大、青光眼等患者不宜使用,需要改用胰高血糖素。MR小肠成像检查时体位上大多采取仰卧位,这样更有利于提高病变检出率。

 

2.MR小肠成像的成像技术及序列

 

MR是利用磁场中人体氢质子共振所产生的信号经重建成像,并且不同的脉冲序列可产生不同参数成像。MR技术能够很好地分辨软组织,进行多方位成像,后处理软件较丰富,而且现代MR扫描技术克服了呼吸运动伪影及肠蠕动伪影的干扰,较其他影像学检查有更多的优越性。MRI软硬件所具备的优点使胃肠道高分辨力的图像得以快速采集。随着MRI技术发展,如快速扫描、水成像技术和对比剂的完善,MR小肠成像在诊断小肠疾病的应用已日趋广泛。3.0TMR小肠成像检查时,患者可采用32通道体线圈及呼吸门控全腹部扫描,常规采用仰卧位。MR小肠成像常规平扫及增强扫描采用多轴面成像,部分序列需要带脂肪抑制。

 

①单次激发快速自旋回波(SSFSE)冠状位T2加权序列(TR1839.3ms,TE68ms),同时扫描加脂肪抑制序列,病人分次屏气共50S左右完成扫描。这个对于观察肠壁增厚效果较好,特别是增加脂肪抑制后,对肠壁或肠系膜水肿显示更优;加上脂肪抑制序列后可以前后对比观察,更有利于发现肠壁周边渗出。

 

②横断面T2WI压脂序列(TR6667ms,TE67ms),分上下腹两次扫描,完成扫描共需12min左右。该序列可以有利于肠道炎性病灶、肠壁周边改变及邻近组织、器官的病变,同时便于观察淋巴结。

 

③横断面弥散加权成像序列(DWI),扫描时间约1min。其可用于判断疾病活动性及提供定性和定量指标(ADC值)进一步分析。④静脉注射钆喷酸匍胺(Gd‐DTPA)冠状位三维容积超快速多期动态增强扫描(LAVA)三维序列多期扫描,采集9次,扫描时间约2min30s。其可清晰显示肠道炎性病灶及邻近细节解剖结构,定性、定量分析疾病活动性。

 

3.MR小肠成像在CD诊断应用及进展

 

3.1MR小肠成像在诊断中的价值

 

CD常规MR小肠成像常见的征象:①肠壁节段性增厚,肠腔狭窄和肠壁T2WI信号增高(与肠壁水肿相关);②肠壁强化方式及其提示的肠壁性质:包括分层强化(提示水肿或壁内脂肪沉积)、均匀性强化(提示纤维化);③肠黏膜皱襞增厚和溃疡;④肠系膜改变:炎性渗出、脂肪堆积、淋巴结肿大、“梳齿征”;⑤并发症:腹腔脓肿、瘘道、肠狭窄后梗阻和肠系膜静脉血栓。Makanyanga研究总结了肠壁厚度、肠壁T2信号强度、T1强化方式这几个MR征象与活动性相关性最高。另外一些肠壁外征象(如梳齿征、淋巴结增大、脂肪堆积等)虽然跟活动性没有很好的一致性,但对评估活动性也有一定作用。MR特殊征象的评分系统可能是评估CD活动性最佳的方法。

 

国外有学者通过量化MR扫描观察到的CD特异性征象,提出了基于MR肠道成像的评分系统。磁共振活动指数(MaRIA)是一个将肠壁厚度、水肿、溃疡、相对强化四个因素考虑进来的计算公式。这个指数与内窥镜严重指数(CDEIS)有显著相关性(r=0.82,p=0.001),ROC曲线下面积0.891,敏感性81%、特异性为89%。在结肠和回肠末端溃疡的探测准确率更高,ROC曲线下面积高达0.978,敏感性95%、特异性91%。另一个具有潜在价值的评分系统是基于MR小肠成像的评估消化道损伤程度工具的Lemann评分。该评分系统是通过量化由CD引起的不同肠段损害,并累积计算各肠段损伤分数,最后得到肠道损伤严重程度。Steward MJ提出另外一个MRI活动评分系统(CDMI)。

 

该评分系统定量分析四个特异性征象,包括肠壁厚度、肠壁T2信号强度、肠系膜根部T2信号强度、强化程度。最终通过与手术切除的病理标本比对,这些特征被证实与病理活动性分级显著相关。MR小肠成像除了评估CD活动性,还能准确、无创性检测抗炎治疗的反应。如果我们能准确探测到CD治疗之后肠壁及粘膜恢复情况,也许更有利于临床评估患者治疗后病情,从而可以降低狭窄和手术等风险。Ordas等利用MaRIA评分去监控27名病人12周后的治疗反应,以CDEIS为参考标准,MaRIA评分低于40可以预测内镜缓解,敏感性和特异性分别为0.82、0.85。

 

3.2扩散加权成像(DWI)

 

DWI本质是利用细胞膜受损、炎症或肿瘤等引起水分子随意运动/布朗运动受到限制。DWI可在自由呼吸模式下无需注射对比剂即可扫描,它反映了活体细胞外水分子的扩散情况。DWI成像可以从大体形态学表现来判断肠管是否处于活动期,其提供的定性和定量指标(ADC值)可应用到临床进一步分析。应用DWI序列的MR检查初步便能分辨慢性炎性病变肠节段与健康的肠节段,而后期通过ADC值计算可进一步评估疾病的严重程度。很多研究表明活动期病变肠段的ADC值降低,而且国内学者通过测量ADC值得到定量参数,有助于DWI对CD继发肠道狭窄性质的鉴别诊断。

 

Feng Q等研究了多个b值对诊断活动期克罗恩肠道病灶的敏感性和特异性,发现b值为1500s/mm2时发现病灶的敏感度和特异度最高。Oussalah等人应用MR常规图像结合DWI图像分析结肠IBD患者病变肠段并进行评分,其结果与IBD活动度临床评分有很好的相关性。Schmid‐Tannwald发现使用DWI序列能更好发现肠瘘管和窦道。Seo等研究表明:除了穿透性病变,DWI‐MR在肠道充分充盈的条件下评估CD肠道炎性病灶的能力并不比其传统造影剂增强(CE‐MRI)差。Neubauer等人通过对比DWI成像与传统对比剂增强成像对慢性炎性肠病诊断准确度,发现DWI在不用注射对比剂的情况下也能快速、准确、全面地发现CD病灶。扩散加权技术应用到CD诊断中可以提高发现病变的准确性及监控治疗效果。由于其无需对比剂成像的优势,故可放心应用到肾衰患者、需要多次复查的儿童患者。

 

3.3动态增强成像(DCE‐MRI)

 

DCE‐MRI已经很成熟应用到评估肿瘤的血流灌注情况,但DCE‐MRI也可应用到评估慢性炎性病变肠管血流灌注情况及疗效评估。DCE‐MR的灌注参数,包括对比剂从血管渗透到组织间的渗透率(Ktrans)、细胞外容积间隙(Ve)等参数,提供了定量化的数据,从而区分CD活动期小肠节段和正常节段。Aytekin Oto等人证明定量化分析DCE‐MRI的数据可以用于评估CD肠道炎症病变。联合使用DCE‐MRI和DW‐MRI能够敏锐地辨别炎性肠道节段与正常肠段,而且能够反映病变肠壁微循环和微结构改变。值得注意的是,尽管联合DCE‐MRI灌注参数和ADC值可能会提高诊断病灶的能力,但DWI在发现病灶能力上更优于DCE‐MR。

 

Tielbeek也发现定量化分析DCE‐MRI和DWI参数可以为诊断CD提供更多更有用的信息。Sabina Giusti等学者利用动态增强MRI检查,定性和定量分析时间‐信号强度曲线区分CD活动性和非活动性。DCE‐MRI可用于评估急性炎症、肿瘤病灶及药物治疗效果。然而在个别情况下,DWI相对DCE在诊断CD中更有优势,未来也许需要更多研究来证明其应用价值。

 

3.4MRI肠运动成像

 

当消化食物时,肠道往一个方向顺行蠕动,使得食糜从口腔往直肠不停运动,其推进由肠道肌肉收缩进行。CD病人肠道炎性反应影响了肠壁深层肌肉运动,往往表现为肠蠕动减少或停止。CD患者肠道运动性可分为正常蠕动、蠕动减慢或不蠕动。T2加权实时电影序列(Cinesteady‐state free precession/SSFP)可生成重复图像,从而记录了肠道蠕动的视频。通过比较肠道能动情况可提示局部肠管有无病变,因为正常小肠蠕动表现为规律、均匀的收缩。现今的软件可通过测量肠管直径随时间变化的情况,进而判断肠道蠕动减弱或是不蠕动,理论上可以利用MR电影对病变小肠异常运动进一步定量研究。

 

Hahnemann等通过与健康受试者对比研究,显示CD患者肠道蠕动减弱或不蠕动的肠节段出现急性炎性的改变。很多报道都表明了分析CD病人MR图像时额外分析肠道蠕动情况能明显提高炎性病变检出率。Menys等通过一项回顾性研究,提出了肠能动性分析可以区分正常肠管与狭窄近段肠管。Bickelhaupt等人的研究表明肠道能动性减弱与炎性血清学指标(C反应蛋白和肌钙蛋白)高度相关。肠道运动成像可用于研究小肠的生理机能和病理诊断,其通过采集视频可以对肠道运动进行定性和定量分析,从而发现肠道运动性与炎症具有相关性,并且运动性改变往往与粪便的炎性生物标记物高度相关。肠道运动成像可成为CD活动性的指标。

 

3.5融合成像:

 

PET/MR正电子发射断层扫描PET是一种功能性成像,主要采用药物18‐F‐FDG来显像。这种成像技术利用了人体病变组织对葡萄糖代谢的差异,人体内炎症或肿瘤的部位葡萄糖消耗增加,储存18‐F‐FDG速度也更快。虽然已经有研究证明PET/CT探查慢性炎性疾病敏感度和特异度会更高,但是MR因有良好的软组织对比度、能很好结合PET代谢信息,因此PET/MR能产生更好、更多的图像信息。此外,PET/MR较PET/CT辐射剂量更低。Catalano等使用PET/MR来区别CD患者炎性狭窄和纤维狭窄,研究发现三个定量参数:SUVmax、信号强度SixSUVmax、ADCxSUVmax有助于区别炎性狭窄组织。研究认为其可以作为一种非侵袭性影像工具来诊断具有梗阻性症状和临床高度怀疑梗阻的CD。

 

Lenze等人一项研究表明了PET/MRI比PET/CT在CD引起的纤维化病灶检出率更好。PET/MRI能在短时间的肠道循环中提供高精度的病理检测,另外,放射性示踪剂也可用于MR功能成像。PET/MR技术是目前影像领域尖端的成像技术,PET/MR可以提供MR造影带来的所有临床信息(累及肠管长度、蠕动度和穿孔并发症等),而且可采用定量生物指标来辨别纤维狭窄组织还是炎性狭窄。因而PET/MR在CD患者诊断与疗效评估中未来应用前景广阔。

 

4.总结与展望

 

MRI优质图像能清晰反映肠壁和肠腔外的病灶,其结合一些新技术、新方法能更好全面反映炎性肠病的部位、范围和性质。有或无脂肪抑制的T2序列、T1加权的增强前和增强后是MR小肠造影最基本的诊断方法。新的技术方法,扩散加权或动态增强序列能提供额外的诊断信息,如慢性肠道疾病和肠道肿瘤等,因此应添加到常规检查序列协议中。此外,肠道能动性新成像技术或混合成像技术PET/MR很可能成为慢性肠道疾病诊断的有效工具。这些创新的成像模式可以为潜在疾病提供更深刻的了解,往往可反映细胞及亚细胞水平生物过程,对疾病监测和治疗带来便利。

 

来源:中国中西医结合影像学杂志2017年第15卷第2期

 

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