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三、肝胆特异性MRI对比剂检查的扫描方案及优化
扫描序列的选择、顺序及优化
1.Gd-EOB-DTPA对T 2WI序列的影响
Gd-EOB-DTPA是具有顺磁性高度水溶性的肝特异性MRI对比剂,和普通的钆类对比剂相比,Gd-EOB-DTPA具有很高的肝摄取和高T 1弛豫效应,在注射对比剂后20分钟及更长的时间内肝实质都能显示明显的增强效果。和普通的钆类对比剂一样,Gd-EOB-DTPA既能缩短T 1弛豫时间,又能缩短T 2弛豫时间。T 1弛豫时间缩短使得增强后T 1WI图像的信号强度升高,T 2弛豫时间缩短意味着增强后T 2WI图像的信号强度降低。理论上,对比剂浓度较低时,T 1缩短效应远较T 2缩短效应明显,T 2WI图像在增强后信号强度略有降低;随着对比剂浓度的增高,T 2缩短效应超过T 1缩短效应,使T 2WI图像的信号强度下降。实际应用中使用的Gd-EOB-DTPA浓度较低,T 1缩短效应远大于T 2缩短效应。
普通钆类对比剂的T 2WI扫描一般在增强扫描前进行。Gd-EOB-DTPA的扫描程序与普通钆类对比剂相似,不同点主要在于前者增加了注射对比剂后20分钟的肝胆特异性期。这样,动态增强扫描与肝胆特异性期扫描间就留下了约十几分钟的“空闲”时间。此期间如果进行TSE、HASTE序列等T 2WI扫描,就缩短了整个肝脏平扫及增强扫描的检查时间。
根据文献报道和笔者所在医院的定量分析显示,注射对比剂后4分钟使用TSE序列进行T 2WI成像,肝实质及血管的信号强度稍高于增强扫描前用相同序列成像的相应结构的信号强度。可能的原因为Gd-EOB-DTPA缩短T 1弛豫时间,在含有多个快速重聚焦脉冲的TSE序列中磁化传递饱和中快速恢复,TSE序列多回波引起的磁化传递效应使整个肝脏的信号降低,而含有钆类对比剂多的组织从磁化转移中恢复会更快,从而减少磁化传递(magnetization transfer,MT)效应引起的信号强度的丢失来增加信号强度。因此,笔者推测在注射对比剂之后,存在于血管和细胞外间隙的对比剂引起的T 1弛豫时间缩短效应使肝实质及血管更快的从磁化转移效应中恢复,最终表现为信号强度增高。另一个增加信号强度的原因可能是肝实质及血管内对比剂直接缩短T 1弛豫时间。TR时间小于5 000ms的多层T 2加权图像通常含有部分T 1权重,这可能解释了T 2加权图像在注射对比剂后观察到的信号强化的原因。
另一方面,注射对比剂后20分钟时,肝细胞摄取的对比剂越来越多,T 2缩短效应超过T 1缩短效应。此时再使用TSE序列进行T 2WI成像,肝实质的信号强度则明显低于增强扫描前用相同序列成像的肝实质信号强度。
大部分肝脏病变不含有或仅含有极少量的正常肝细胞,肝胆特异性期病灶摄取Gd-EOB-DTPA的量也极少,所以肝脏病变在T 2WI图像中的信号强度相对比较稳定,增强前后的信号强度改变不大,不会影响放射科医师对病灶的诊断(图3-1-25~图3-1-28)。
综上所述,笔者认为Gd-EOB-DTPA增强磁共振检查中的T 2WI可在动态增强扫描后进行,既合理地利用了时间,又不影响对病变的诊断。
2.Gd-EOB-DTPA对T 2WI MRCP的影响
前面提到,使用Gd-EOB-DTPA磁共振检查时,T 2WI序列的可以在动态增强扫描和肝胆特异性期扫描之间进行。那么,T 2WI的MRCP序列是否也可以在注射对比剂之后进行?笔者所在医院在注射Gd-EOB-DTPA之前,注射后5分钟、10分钟、15分钟、20分钟时分别进行T 2WI MRCP检查,并测量各个时期胆管、胆囊、胆囊管和胰管的信号强度。结果显示注射对比剂后随着时间的延长,胆道系统各结构的信号强度不同程度地降低,甚至表现为无信号,以肝内胆管最为明显。由于对比剂不能进入胰管,胰管在各个时期的信号强度都相差不大。可能的原因为Gd-EOB-DTPA排泄入胆道,由于缩短胆汁的T 2弛豫时间,使胆道系统各结构的T 2WI MRCP的信号强度降低;随着时间的增加,胆道内Gd-EOB-DTPA的浓度升高,胆道系统各结构的T 2WI MRCP的信号强度随之减低(图3-1-29~图3-1-32)。
图3-1-25 横断面T 2WI,Gd-EOB-DTPA注射前扫描
图3-1-26 横断面T 2WI,Gd-EOB-DTPA注射后10分钟扫描
扫描参数相同,两者信噪比相仿
图3-1-27 冠状面T 2WI,Gd-EOB-DTPA注射前扫描
图3-1-28 冠状面T 2WI,Gd-EOB-DTPA注射后
12分钟扫描,扫描参数相同,两者信噪比相仿
图3-1-29 Gd-EOB-DTPA注射前MRCP
肝内外胆管显示清楚
图3-1-30 Gd-EOB-DTPA注射后3分钟MRCP
肝内外胆管信噪比逊于Gd-EOB-DTPA注射前MRCP
图3-1-31 Gd-EOB-DTPA注射后5分钟MRCP
肝内胆管开始显示欠清,MRCP图像质量进一步下降
图3-1-32 Gd-EOB-DTPA注射后10分钟MRCP
肝内外胆管显示欠清,MRCP图像质量进一步下降
增强后的T 2WI MRCP也有一定的临床应用价值,那就是对胰管的显示及其相关病变的诊断。增强扫描前的T 2WI MRCP由于胆管的影响,对胰管的评估尤其是胰头的显示较困难。注射Gd-EOB-DTPA一定时间后,越来越多的对比剂进入胆管系统,直至T 2WI MRCP的胆管表现为低信号甚至无信号,胰管因无对比剂进入在MRCP上始终表现为高信号,且不再受胆管重叠遮挡,显示良好(图3-1-33)。
综上所述,我们认为T 2WI MRCP扫描必须在Gd-EOB-DTPA增强扫描前实行,以便更好地显示胆管系统的全貌。
3.呼气末扫描或吸气末扫描对肝胆特异性期的影响
呼气末屏气扫描的优点:呼气末时,肝脏受双肺的压缩较少,肝脏体积较吸气末大,病变的轮廓更加清晰。受检查者在尽力呼气末时,横膈肌的位置每次都能基本保持一致,所以能获得很好的图像逐层性,病灶的位置也相对较固定(图3-1-34)。呼气末扫描的缺点:由于肝脏体积变大,扫描范围及扫描时间会有所增加,部分呼吸运动控制不好的受检查者更难配合检查。呼气末时肝脏最接近心脏,容易受心脏运动的影响出现运动伪影(伪影通常位于肝左叶)。有时肝脏上缘受到心脏的挤压而稍变形,此处如有小病灶则不易观察。呼气末屏气扫描的控制指令相对繁杂,受检查者常常因紧张而听不清楚指令或作出错误的配合。
图3-1-33 Gd-EOB-DTPA注射后20分钟MRCP
肝内外胆管观察不清,MRCP图像质量差,但胰管显示仍然清楚
吸气末屏气扫描的优点:患者吸气末屏气的持续时间较呼气末持久,更易配合。肝脏体积因双肺压缩而变小,扫描层数相应减少,扫描时间有所缩短。吸气末肝脏距离心脏较远,受心脏运动的影响较小,肝脏上缘受心脏挤压的程度也较小(图3-1-35)。吸气末屏气扫描的缺点:受检查者在呼吸配合过程中由于吸气幅度不能保持一致,常导致肝脏层面的位置改变,腹壁的位置也时高时低。由于肝脏体积变小,部分位于肝右叶的小病灶不易显示。
图3-1-34 Gd-EOB-DTPA注射后20分钟3D T 1WI
冠状重组(吸气末)
图3-1-35 Gd-EOB-DTPA注射后20分钟3D T 1WI
冠状重组(呼气末)
除了前面提到的T 2WI可以在注射Gd-EOB-DTPA后进行,国外研究亦指出DWI可在注药后进行。因此,完整的Gd-EOB-DTPA上腹部增强扫描序列、顺序及所需时间可参见图3-1-36,扫描仪器为西门子3.0T MRI。
扫描序列包括:T 2WI冠状位定位图、T 1WI FS、同反相位(Dixon)、VIBE动态增强扫描(6期)、静脉期、延迟期,T 2WI横断位、T 2WI FS、弥散加权(DWI)、肝胆特异性期3D扫描。
图3-1-36 Gd-EOB-DTPA肝脏强扫描序列、顺序及所需时间
4.Gd-EOB-DTPA增强胆管成像
如果需要观察胆道系统的解剖结构及功能状态,笔者建议在注射Gd-EOB-DTPA后40~50分钟行增强胆管成像。Gd-EOB-DTPA经注射后约50%的药物经胆道排泄,降低胆汁T 1弛豫时间,从而使胆道在T 1WI图像上呈现高信号。此时如果用VIBE等T 1WI序列薄层扫描,再将得到的薄层图像利用MIP等后处理方法进行三维重建,就能清楚显示胆道系统的结构。胆道成像时间选择在注药后40~50分钟(图3-1-37),比20分钟肝胆特异性期扫描时会获得更好的胆管成像质量(图3-1-38),一方面是因为文献报道胆道内对比剂信号强度在此时达到峰值,另一方面是肝胆特异性期和胆管期之间有20~30分钟的时间间隔,期间可以安排扫描时间在20分钟左右的另一受检查者进行检查,更合理地利用了时间。
图3-1-37 Gd-EOB-DTPA注射后50分钟,3D VIBE扫描MIP胆管重建
增强胆管成像肝内外胆管显示清楚,信噪比高
图3-1-38 Gd-EOB-DTPA注射后20分钟,3D VIBE扫描MIP胆管重建
增强胆管成像肝内外胆管显示不清楚,信噪比低
Gd-EOB-DTPA增强胆管成像与常规T 2WI MRCP相比较,对一级胆管的显示,前者占优势;对于二级胆管的显示,两者能力相当;对三级或三级以上胆管的显示,后者占优势(图3-1-39、图3-1-40)。常规T 2WI MRCP只能显示胆管系统的解剖结构,Gd-EOB-DTPA增强胆管成像不仅能显示胆管形态,还能反映其功能,可以有效地区别胆道内和胆道外的病变,对胆囊炎、胆道梗阻、胆管损伤(如胆瘘)都能诊断,还能评估胆肠吻合术后胆管的功能,鉴别胆脂瘤和其他的病变,评估Oddi括约肌的功能等。
图3-1-39 常规T 2WI MRCP
图3-1-40 Gd-EOB-DTPA增强胆管成像
Gd-EOB-DTPA增强胆管成像也有一些不足之处。对比剂排泄到胆道系统中,不但能缩短T 1弛豫时间,同时也能缩短T 2弛豫时间。随着胆管内对比剂浓度的增加,其作用也增强,T 1WI图像中的胆管信号强度越高,T 2WI图像中的胆管信号强度越低,所以传统的T 2WI MRCP在注药后的信号会越来越低甚至信号缺失。其次,Gd-EOB-DTPA增强胆管成像不能显示胰管,对于胰头或胰管附近的囊性病变的鉴别诊断作用有限。再次,如果扫描时间较短而胆道系统对比剂充盈不够时,会出现类似充盈缺损的假象(假阳性);对比剂过度充盈时又有可能遮盖原本的病变,而不表现为充盈缺损(假阴性);肝功能严重不全或胆道系统完全梗阻时,对比剂摄取或排泄受阻,胆道成像受限。
尽管如此,Gd-EOB-DTPA增强胆管成像是一种无电离辐射非创伤性的检查,既能显示胆道系统的形态结构又能反映肝胆系统的分泌功能,和传统的T 2WI MRCP相结合,更能提高肝胆系统疾病的诊断和鉴别诊断。目前Gd-EOB-DTPA增强胆管成像的应用还处于探讨阶段,相信随着Gd-EOB-DTPA的广泛应用及重建方法的优化,Gd-EOB-DTPA增强胆管成像的研究会更深入更全面,应用也更广泛。
综上所述,笔者所在医院建议在上腹部平扫及增强扫描基础上进行Gd-EOB-DTPA增强胆管成像及T 2WI MRCP检查的总流程见图3-1-41。
图3-1-41 Gd-EOB-DTPA增强胆管成像及T 2WI MRCP检查的总流程
5.翻转角对肝胆期成像的影响
笔者所在医院通过实验和临床实践发现,在Gd-EOB-DTPA增强扫描的肝胆特异性期使用较高的翻转角(35°左右)比系统默认的标准翻转角(10°左右)得出的图像对比度更高,病灶的边界显示更佳(图3-1-42~图3-1-45)。此外,在胆管期,使用较高翻转角的序列增加了胆道系统显示的清晰度(图3-1-46~图3-1-51),信噪比(signal to noise ratio,SNR)和对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)都有很大的提高。但是,通过提高翻转角获得更大CNR的同时也增加了受检查者的能量沉积,表现为特异性吸收率(specific absorption ratio,SAR)的升高。当翻转角从10°升高到30°,SAR值增加了9倍(尽管可以通过增加射频脉冲的持续性而有所减缓)。SAR值的增加可以通过以下几种方法来抵消:增加重复时间TR,减少相位编码方向的矩阵,减少采集的层数,或者是采用分次采集。
图3-1-42 Gd-EOB-DTPA增强扫描的肝胆特异性期使用较高的翻转角(35°左右)横断位图像
图3-1-43 Gd-EOB-DTPA增强扫描的肝胆特异性期使用常规翻转角(10°左右)横断位图像
图3-1-44 Gd-EOB-DTPA增强扫描的肝胆特异性期使用较高的翻转角(35°左右)冠状位图像
图3-1-45 Gd-EOB-DTPA增强扫描的肝胆特异性期使用常规的翻转角(10°左右)冠状位图像
图3-1-46 Gd-EOB-DTPA增强扫描的肝胆特异性期使用较高的翻转角(35°左右)冠状位图像
图3-1-47 Gd-EOB-DTPA增强扫描的肝胆特异性期使用常规的翻转角(10°左右)冠状位图像
图3-1-48 Gd-EOB-DTPA增强扫描的肝胆特异性期使用较高的翻转角(35°左右)横断位图像
图3-1-49 Gd-EOB-DTPA增强扫描的肝胆特异性期使用常规翻转角(10°左右)横断位图像
图3-1-50 Gd-EOB-DTPA增强扫描的肝胆特异性期使用常规的翻转角(10°左右)冠状位MIP图像
图3-1-51 Gd-EOB-DTPA增强扫描的肝胆特异性期使用较高的翻转角(35°左右)冠状位MIP图像