磁共振多参数成像在轻度急性胰腺炎早期诊断中的临床应用

完成单位: 达州市中西医结合医院
参与研发人员: 赵大聪、鲁广华、肖 毅、郭 江、李自强、马翌杰、程 艾、杨青梅
评价机构: 达州市科兴技术转移中心
专家组成员: 张连山、赵春刚、蒋代彬、杨 清、杜 明
评价完成时间: 2021年10月22日
成果类别: 应用技术
所属区县: 达州市通川区
成果简介:

一、任务来源及项目简介(计划项目应写明计划名称及编号,计划外的应说明是横向委托或自选项目,简要说明项目立项背景(研究背景)、总体思路、主要研究内容、关键技术及技术路线)
(1)任务来源:本课题2018.10月获达州市卫计委批准立项(达州市
卫计委科研项目:(2018-037)。
(2)研究背景:
轻度急性胰腺炎( Mild acute pancreatitis,MAP),通常症状较轻且能自愈,但大约20-30%的患者随着病情发展可能进展为重症胰腺炎( Severe acute pancreatitis,SAP)。对于MAP,文献报道CT扫描甚至MRI平扫均可能出现假阴性结果。此前多项研究证实了DWI在胰腺炎诊断中的优越性,但不同文献选择的观察指标差异较大,MAP患者胰腺各亚区域的病变差异亦鲜有报道,因此本研究内容之一为回顾性纳入一组非弥漫型MAP的患者,探讨MAP患者胰腺各亚区域病变差异及胰腺DWI的SIR对MAP患者的诊断价值。
胰腺癌(Pancreatic cancer,PC)恶性程度高,治疗难度大,5年生存率低,1期(T1N0M0)患者治疗方案不同且具有良好的预后,早期影像学诊断尤为重要。而轻度急性胰腺炎( mild acute pancreatitis,MAP)往往症状和影像学表现不典型或改变轻微,特别是局限型MAP,可能与1期PC的MRI表现存在混淆,本研究内容之二为收集一组1期PC和局限型MAP的常规MRI和DWI图像及临床资料,进行比较归纳,探索DWI在两者鉴别中的价值。
腹腔镜胆囊切除术(Laparoscopic cholecystectomy,LC)具有手术创伤小、出血少、康复快、腹腔粘连少等优点,目前已成为结石性胆囊炎的首选手术治疗方式。在LC术前检查中,超声无疑是最为常用的检查手段,但有一些患者可能存在超声阴性的胆总管结石,并且可能存在胆道变异,这些异常可能导致术后的并发症增多,文献报道LC引起胆道损伤的概率约为开腹手术的2倍。本研究内容之三就MRCP在胆总管超声阴性的结石性胆囊炎LC术前应用的价值进行探讨。
   DWI扫描参数(SE-EPI):并行采集技术(PAT)因子2;矩阵,192×192;层数,36;TR, 4738 ms, TE, 80ms;层厚=5毫米;平均水平,5;层间距30%;FOV,40厘米;采集时间,大约4分钟:PAT模式部分并行采集的通用自动校准,b因子为0,800s /mm2。
(3)技术路线图

二、应用领域和技术原理
应用领域和技术原理
(1)应用领域:磁共振多参数成像在轻度急性胰腺炎早期诊断与鉴别
诊断中的临床应用。
(2)技术原理:DWI利用人体内器官内水分子的弥散运动特性成像,
反映人体组织的微观几何结构以及细胞内外水分子的转运等变化,进而间接反映疾病状况,推测疾病的病理特征。MAP时胰腺间质、腺泡细胞水肿,炎性细胞浸润等病理改变会导致水分子扩散受限,因此DWI成为评估急性胰腺炎的手段之一。磁共振胆管成像(magnetic resonance cholangiopancreatography,MRCP)是一种重T2WI成像序列,能突出显示含水的胆道结构,是一种简便、无创的检查方式,可多方位清晰显示胰胆管影像,并可进行胆道系统的三维重建,且可清晰反映附近肝脏和胰腺结构,近年来已广泛开展于高度可疑胆囊结石的诊断。

三、性能指标(检测报告中数据为准)
1、健康受试者胰腺各亚区域DWI信号强度基线特征;
2、非弥漫性MAP患者影像学特征,DWI诊断价值定量分析;
3、非弥漫性MAP和1期PC的鉴别诊断定量分析;
4、MRCP在LC术前应用的价值

四、与国内外同类技术比较
既往研究表明MAP胰腺ADC值存在亚区域差异,甚至差异在健康对照组亦存在,因此探讨正常胰腺各亚区域DWI信号特点对于判断MAP是必要的。潘树春等研究结果显示正常成人ADC值与年龄、性别无明显相关性,但没有探讨胰腺各部位是否存在差异。本组健康对照组统计分析显示胰腺头部、体部、尾部DWI信号强度存在统计学差异,胰腺尾部最高,胰头和胰体信号无显著差异,但变化为渐进性,与Elif Hocaoglu等的研究结论相似,推测可能与胰腺尾部往往体积较大且走向较为平直,较少受到部分容积效应的影响有关,同时本组受试者扫描b值较高可能使信号差别增大,因此单纯观察到胰腺尾部DWI信号增高不足以诊断MAP。
在MAP的DWI研究中,不同的研究采用了不同的观察指标,陈伯柱等采用胰腺与健康肝脏DWI信号强度比值,Soyer等人建议使用“标准化ADC”,即局灶性胰腺病变ADC值和正常临近胰腺组织ADC值的比值,也有研究者选择急性胰腺炎患者和健康对照组的ADC值的比值作为观察指标。由于既往研究4表明急性胰腺炎区域T2透射效应会增加病变与正常区域的对比,相比ADC值诊断价值更大,同时任小军等认为ADC对AP 严重性的分级诊断无明显价值,另外多数学者采用胰腺各亚区域测值求平均的方式来计算胰腺观察指标,可能会人为使病变与正常组织差异缩小,所以本实验采用亚区域胰腺DWI SIR作为观察指标,同时在选择病例时排除了弥漫型的MAP,力争提高诊断效能。ROC曲线分析显示胰腺SIR比胰肝SIR诊断准确性更高,推测本实验没有排除受试者肝脏疾病,部分患者肝脏可能存在脂肪变性(特别是急性胰腺炎时)、肝炎、肝硬化等弥漫性疾病导致肝脏DWI信号强度改变,灌注改变、呼吸运动、心脏搏动等对DWI或ADC值测量准确性亦有潜在影响,采用胰腺SIR值基本排除了参照物病理生理状态及成像因素等对DWI信号强度影响。正常情况下胰管、胆道、十二指肠之间存在着从高到低的压力梯度,以避免返流的发生,胰管内压力增加是急性胰腺炎发生的重要因素,本实验结果胰腺尾部发生MAP的比例最高,推测胰腺尾部压力更高,更易受到胰管压力增加的影响有关。另外本组病例有女性多于男性的趋势,尚不能排除样本量不足所致。
DWI序列可通过反映病变微观几何结构以及细胞内外水分子的转运等变化,进而间接反映疾病状况和病理特征。既往有很多应用DWI对MAP和PC的诊断和鉴别的研究,观察指标差异较大,如采用ADC值、与临近正常胰腺组织或健康对照组ADC值的比值、与健康肝脏DWI信号强度比值、标准ADC值等作为观察指标。由于T2透射效应会增加病变与正常区域的对比,同时笔者认为高信号区域比低信号区域更易识别,所以本实验采用DWI 图像上病变与邻近正常胰腺DWI信号强度的比值(rDWI)作为观察指标。统计分析显示两组病例rDWI存在统计学差异,ROC曲线线下面积为0.9,以rDWI≧1.42为阈值,鉴别诊断的敏感性为100%,特异性为75%。统计分析显示DWI在两者鉴别中有较大价值,PC具有更高的DWI信号强度,可能与PC细胞结构致密及纤维间质增多对水分子扩散限制更大有关。
结石性胆囊炎患者中有10%-18%合并胆总管结石(Common bile duct stone,CBDS),如果CBDS临床症状不明显,或者术前相关检查没有准确检出,导致LC术后残留CBDS,可能引起梗阻性黄疸、急性胆管炎、急性胰腺炎、胆瘘等严重并发症。
腹部超声是一种最为常用的术前检查手段,如果胆总管不扩张,或者存在肠道气体的干扰,会导致胆总管结石显示率显著降低,文献报道对胆总管下端结石检出率不足60%。本研究中两组患者共7例经ERCP证实存在超声阴性的CBDS,约占7.3%,不同研究胆总管下段结石检出率差异可能与检查前肠道准备、检查设备和操作者技术等有关。ERCP和术中胆管造影具有高度敏感和特异性的,但均属于侵入性检查,并且需要使用对比剂,有过敏反应的风险,操作具有一定难度,易增加患者的发病率和死亡率。MRCP利用重T2加权脉冲序列来显示具有非常长T2弛豫时间组织结构,可清晰显示胆管系统的三维形态结构,无需造影剂就能多角度观察评价胆道系统的解剖和病理生理变化,是安全、可靠且无创的检查方法。
本研究中,A组患者术前 MRCP在8.2%的病例检出了超声阴性的CBDS。一项独立研究报道MRCP发现静默结石比例分别为 4%和 6%,稍低于于本组结石检出率,而Jendersen等研究发现无症状的胆总管结石少于1%,不同研究中胆总管静默结石MRCP检出率存在差异,可能与研究对象的异质性、MRCP扫描设备及参数,以及观察者经验有关。在术后并发症的观察中,A组术后残余结石发生率为0,而B组术后1例即因胆总管残余结石引起早期胆汁瘘,随访后经ERCP证实分别有1例患者因胆总管结石发生急性胰腺炎和梗阻性黄疸。A组患者术前MRCP检出副胆囊管1例和胆囊管异位汇入各1例,手术医师在认识这些异常后,术中谨慎操作,避免了胆管损伤,术后未出现因为肝外胆管异常导致的并发症。有学者将具有临床意义的肝外胆道解剖变异分为胆囊变异、胆囊管变异和肝管变异3类,文献报道高达50%的胆囊结石或胆总管结石等良性疾病病人合并有不同类型的解剖变异,忽视这些变异将有可能导致灾难性的医源性胆道损伤。本研究中两组病例总的并发症发生率存在统计学差异,反映出术前MRCP在减少LC术后并发症具有重要价值。

五、成果的创造性、先进性
科技查新报告(报告编号:20215100902233)
课题组委托四川省科学技术信息研究所(国家一级科技查新咨询单位)对本课题进行成果查新,查新结论如下:除本项目委托单位发表的相关文献外,国内未见其他开展以下研究的公开文献报道,即:正常胰腺各亚区域的DWI信号强度存在基线差异,以邻近正常胰腺为参照物,计算DWI图像病变信号强度比(SIR),有助于对非弥漫型急性轻度胰腺炎进行早期诊断及对1期胰腺癌进行鉴别诊断。

六、作用意义(直接经济效益和社会意义)
1、经济效益:本研究共纳入的MAP和1期PC患者以及LC术前患者,DWI均为免费扫描,MRCP按物价标准收费480元,后期逐步推广应用能创造更大经济利益。
    2、社会意义:
    2.1.DWI序列尚未在我市应用于非弥漫性MAP的早期诊断与鉴别诊断中,该技术的推广应用填补了我市一项技术空白。
    2.2.DWI能显著提高非弥漫性MAP的早期诊断准确性,为临床早期个性化治疗提供依据,避免进展为重症胰腺炎。
2.3.DWI有助于MAP和1期PC的鉴别诊断,1期PC手术治疗预后良好,早期精准诊断1期PC,将使患者获益。
2.4.在超声胆总管阴性的患者扫描MRCP能发现一些阴性结石,将为临床制定LC手术方式提供重要依据,有助于减少术后并发症,提高患者预后。

七、推广应用的范围、条件和前景
1、推广应用的范围:
1.1急性胰腺炎早期诊断:DWI有助于发现部分CT甚至常规MRI不能发现或容易忽略的MAP,常规应用能显著提高诊断阳性率和准确性。
1.2 1期PC早期诊断,1期PC早期诊断手术切除预后良好,DWI有助于其与非弥漫性MAP及其它疾病鉴别。
1.3 在超声胆总管阴性的患者扫描MRCP能发现一些阴性结石,为临床LC术提供影像学证据,减少术后并发症。
2、条件和前景:
1.5T及以上场强的磁共振扫描仪均可进行扫描。DWI在腹部疾病应用范围广,对临床医生帮助大。随着影像科及临床医生对其特点及优势认识不断加深,其临床应用会逐步增多。

八、存在的问题和改进意见
1、DWI序列由于其成像原理所限,目前1.5T及部分3.0T磁共振上DWI图像信噪比欠佳,部分厂家推出高清弥散序列(如GE公司的MUSE序列),将有助于显著提高图像信噪比,减少伪影。
2、基层医生对DWI在急性胰腺炎的应用和MRCP在胆总管超声阴性的LC术前患者的应用认识欠缺,我们将以医院交流、举办讲座的方式进行推广。