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综述
磁共振成像在急性胰腺炎诊疗路径中的应用进展
肖然 薛华丹

Cite this article as: Xiao R, Xue HD. The advances of MRI in the clinical pathway of acute pancreatitis[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2022, 13(1): 164-166.本文引用格式:肖然, 薛华丹. 磁共振成像在急性胰腺炎诊疗路径中的应用进展[J]. 磁共振成像, 2022, 13(1): 164-166. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.01.039.


[摘要] 急性胰腺炎是消化科常见急症,可伴局部及全身并发症,根据其临床表现和预后严重程度可分为轻症、中度重症及重症。近年我国急性胰腺炎发病率逐渐上升,且重症病死率较高。临床上常用于急性胰腺炎的影像学技术包括计算机断层扫描、超声及MRI。基于多重成像参数的特点,MRI拥有优越的软组织对比分辨率及胰胆管系统的良好评估能力。除形态学方面的研究外,MRI的更多序列(如弥散加权成像)以及分析技术(如组学)能够帮助发现急性胰腺炎中更多潜在的变化,并为其分类和预后提供影像学生物标记物。同时大量研究利用MRI技术对急性胰腺炎严重程度及预后相关的各种因素进行了探究。本文的目的是对MRI近年在急性胰腺炎中的应用进展进行综述。
[Abstract] Acute pancreatitis is a common clinical acute abdomen with local and systematic complications. According to clinical manifestations and prognosis, the revised Atlanta classification defines three degrees of severity: mild acute pancreatitis, moderately severe acute pancreatitis, and severe acute pancreatitis. In recent years, incidence rate of acute pancreatitis increases gradually and mortality is relatively high in severe acute pancreatitis. Computed tomography, ultrasound and magnetic resonance imaging (MRI) are common radiological technologies in acute pancreatitis clinically. Owing to multiple imaging parameters, MRI has excellent soft tissue contrast resolution and good evaluation capability of biliary and pancreatic duct. Despite the application in morphology, advanced MR techniques such as diffusion-weighted imaging and radiomics, help uncover underlying changes of pancreas and imaging biomarkers for classification and prognosis. Numerous studies use MRI to explore various factors related to the severity and prognosis of acute pancreatitis. The purpose of this article is to review the application advances of MRI in acute pancreatitis in recent years.
[关键词] 急性胰腺炎;磁共振成像;诊断;局部并发症;严重程度;预后
[Keywords] acute pancreatitis;magnetic resonance imaging;diagnosis;local complications;severity;prognosis

肖然    薛华丹 *  

北京协和医院,中国医学科学院北京协和医学院放射科,疑难重症及罕见病国家重点实验室(北京协和医院),北京 100730

薛华丹,E-mail:bjdanna95@163.com

全体作者均声明无利益冲突。


基金项目: 国家自然科学基金项目 81871512
收稿日期:2021-09-06
接受日期:2021-12-31
中图分类号:R445.2  R576 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2022.01.039
本文引用格式:肖然, 薛华丹. 磁共振成像在急性胰腺炎诊疗路径中的应用进展[J]. 磁共振成像, 2022, 13(1): 164-166. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.01.039

       急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是消化科常见的急症,根据中华医学会消化病学分会胰腺疾病学组等在《临床肝胆病杂志》2019年发表的《中国急性胰腺炎诊治指南(2019,沈阳)》,AP的总体病死率约5%;根据中华医学会急诊分会等在《临床肝胆病杂志》2021年发表的《急性胰腺炎急诊诊断及治疗专家共识》,20年间AP在中国的发病率由0.19%升至0.71%,大多数患者为轻症AP (mild AP,MAP),但是中度重症AP (mild severe AP,MSAP)及重症AP (severe AP,SAP)患者的病死率可达13%~35%。临床上常用于AP的影像技术包括计算机断层扫描(computed tomography,CT)、超声和磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI),在较为紧急的情况下,CT和超声由于更高的可及性、更低的花费以及更快的速度,会成为首选的影像学方式。而MRI相比于超声及CT,在AP的临床应用中有很多独特的优势:没有电离辐射的伤害,可在特殊人群如孕妇中使用;拥有极好的软组织分辨率;多参数成像;除可显示形态变化外,还能进行功能成像和生化代谢分析;在胰胆管显影中具有优势。本文将对近年MRI在AP临床路径中的应用进展进行综述。

1 诊断

       符合以下3条特点的其中2项即可诊断为AP:(1)突然发作的、持续的、严重的上腹痛,常放射至背部;(2)血清脂肪酶/淀粉酶超过正常值上限的三倍;(3)在增强CT、MRI或经腹超声中发现AP的特征表现,包括胰腺水肿/坏死或胰腺周围渗出积液[1]。梯度回波T1加权像(T1 weighted image,T1WI)脂肪抑制序列在胰腺边界及胰腺本身的识别上有重要价值[2]。快速自旋回波或半傅里叶单次激励快速自旋回波T2加权(T2 weighted image,T2WI)脂肪抑制图像能准确地描述胰腺小叶内间隔异常(炎症和水肿)、胰腺本身异常(水肿增厚)以及胰腺内和胰腺周围积液[3]。基于MRI自身内在多重成像参数的特点及更高的软组织对比度,其在胰腺出血和坏死的显示上优于CT,出血在MRI上可以表现为复杂的信号,一般认为T1WI信号强度略高提示出血[4];MRI可以敏感并且准确地评估胰腺是否存在坏死,坏死的范围,以及胰外物质的积聚[5]。研究表明非增强MRI比非增强CT具有更高的对比分辨率,在T1WI和T2WI上均能可靠地检测坏死区域,即使和增强CT相比,非增强MRI在胰腺坏死的检测和量化上也仍有很好的评估效能[6, 7]

       AP的主要病因是胆道疾病、饮酒、高甘油三酯血症等,其中胆道疾病的比例(42%)为饮酒的两倍[8]。磁共振胰胆管成像(magnetic resonance cholangiopancreatogrphy,MRCP)可以无创地评价胆管,尤其是超声难以显示的远端胆管,以及胰管系统的变化,考虑到肝功能检查和超声都不能准确地评估胆总管结石,因此急性胆源性胰腺炎患者应尽量接受MRCP检查,以排除胆总管结石[9]

       在诊断方面,基于MRI自身多重参数的特点和更高的软组织分辨率,可通过不同序列准确提示AP的影像特征,还有助于病因的鉴别,但目前在急诊的AP患者却仍然首选超声和CT检查,其中原因为MRI相对而言价格更高,耗时更长且需要AP患者更多的配合,近年来,MRI的硬件及序列参数都在不断进展,可能将使MRI在AP的诊断上充分发挥其优势。

2 局部并发症

       AP的并发症包括器官衰竭、局部并发症及系统性并发症(既存合并症的加重),其中局部并发症有急性胰周液体积聚(acute peripancreatic fluid collection,APFC)、急性坏死物积聚(acute necrotic collection,ANC)、胰腺假性囊肿(pancreatic pseudocyst,PPC)、包裹性坏死(walled-off necrosis,WON)和胰管离断综合征等[1,4]。许多研究都曾报道AP中坏死的发生与更差的预后相关,对于早期胰外物质积聚,有可能利用MRI特征区分早期的ANC和APFC,这些MRI特征包括胰外积聚物的数量和范围、胰腺外炎症MRI (extrapancreatic inflammation on MRI,EPIM)评分和MR严重指数(MR severity index,MRSI)评分,其中胰外积聚物范围(AUC=0.871)和EPIM评分预测胰腺外坏死的准确度相当,均高于其他两个特征,所有指标的组合有最高的预测准确度(AUC=0.949)[10]。增强CT是最常见的用于诊断和定位WON的成像方式,可准确测量WON的大小,但可能会因为不能区分WON中的固体和液体成分,导致WON在CT上的表现类似PPC;与之相比,MRI可以更好地区分固体和液体坏死碎片,有更好的诊断WON的能力[11]。急性积液和胰腺坏死的感染会导致AP的预后恶化,胰腺炎后感染没有特异性影像学征象,气泡提示可能感染,但既往研究显示40%的受感染积聚物中没有气泡;有研究表明AP中受感染的APFC和ANC在弥散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)中表现为外周弥散受限,表观弥散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)的测量可以帮助检测AP中积聚物的感染,但ADC测量金标准的缺乏使研究受限[12]。MRI在异常胰管的检测方面也有很大的优势。当胰管出现断裂,若胰液一直从破裂的胰管中进入PPC,则会导致囊肿体积增大、病程延长,T2WI、MRCP和多平面重建有助于显示破裂的胰管及其与PPC的连接,并指导后续的治疗方向[4]。将促胰液素增强的MRCP应用于复发性AP (recurrent AP,RAP),相比于非促胰液素增强的图像,对异常导管的检出更有优势[13],尽管如此,促胰液素增强的MRCP在大多数AP病例中的益处是有限的,除非将其应用于一些特定问题中,如经内镜逆行胰胆管造影之前评估胰管瘘或者胰腺分裂等[14]。有研究评估了AP患者的全胰腺ADC直方图,发现ADC峰度有助于预测新的并发症(积液、胰腺坏死、静脉血栓或假性动脉瘤) (AUC=0.784),而传统的ADC平均值与新并发症无关[15]

       MRI能够更好地区别积聚物中的不同成分,从而更准确地诊断AP的坏死,在异常胰管的检出上也有明显的优势,利用功能成像还可有助于检测坏死物中感染的发生,因此可见MRI在AP局部并发症上有很强的临床应用性,并可协助指导后续的治疗策略。

3 严重程度

       在2012年修订的亚特兰大分型中,按照临床表现和预后将AP分为三类:MAP、MSAP和SAP;MSAP存在一过性的器官衰竭,或局部/全身性的并发症,SAP以持续性器官衰竭为特征[1]

       目前已开发出大量预测AP严重程度的模型。有研究将Ranson评分、CT严重指数(CT severity index,CTSI)评分和MRSI评分进行了对比,以Ranson评分为金标准,重度AP被定义为Ranson评分>3,MRI检测到重度AP的敏感度和特异度分别为83.3%和90.5%,CT检测到重度AP的敏感度和特异度分别为77.8%和85.7%;认为MRI对AP的评估能力与CT可比,可以准确地判断AP的严重程度并预测临床结局[16]。而EPIM评分和胰腺外炎症CT评分相比,更有助于严重程度的评估;EPIM预测SAP和器官衰竭的准确度与急性生理与慢性健康评分(acute physiology and chronic health examination,APACHE) Ⅱ和AP严重程度床边指数(bedside index for severity in AP,BISAP)一致,且高于MRSI[17]

       MRI的各种序列都在研究中被应用于AP严重程度的评估和预测。将弥散张量成像应用于AP患者,ADC和各向异性分数都可以区分AP患者及正常对照,且它们都与AP严重程度呈负相关[18]。在磁共振弹性成像中,胰腺弹性值是进行AP早期诊断和严重程度评估有效的无创性手段,相比于增强CT表现出了更高的敏感度、准确度及诊断性能,胰腺弹性值>2.47 kPa对SAP预测的准确度和CTSI、APACHE Ⅱ及BISAP可比,可在传统影像学手段监测到形态学变化之前,评估由早期炎症引发的潜在变化;但目前磁共振弹性成像分辨率仍低于MRI及CT[19]。有研究从AP患者起病3 d内的增强MRI中提取11个组学特征建立模型,与APACHE Ⅱ、BISAP和MRSI相比,能很好地预测AP的严重程度[20]。在应用动态对比增强MRI评价正常胰腺和AP胰腺灌注特征的研究中,AP中的灌注参数,包括容量转移常数(volume transfer coefficient,Ktrans)、血浆容量及AUC均显著低于正常胰腺,分别基于MRSI和2012年修订的亚特兰大分类定义MAP、MSAP和SAP,在这两种分类中,MAP的Ktrans均显著低于MSAP和SAP,同时,Ktrans在水肿性和坏死性AP之间也有显著差异[21]。AP中出血的情况并不少见,LAVA-Flex序列已被证明与其他研究中使用过的MRI序列相比,对出血的检测更为出色[22],而出血的存在与更高的器官功能障碍发生率和更长的住院时间相关,同时发现更高的出血严重指数与更高的MRSI和APAPHE Ⅱ (r分别为0.356、0.214)有较弱的相关性[23]

       MRI还被应用于与探究AP严重程度相关的临床表现。既往研究表明AP的皮肤表现、胃肠道受累与不良预后相关[24, 25],MRI显示腹壁水肿、胃肠道受累和早期血管异常(AP早期脾静脉炎、脾动脉炎)在AP中常见,它们均与AP严重程度评分(MRSI和APACHE Ⅱ或APACHE Ⅲ)有较弱的相关性,可能成为AP严重程度的补充指标[26, 27, 28]。AP中常见肾脏受累,有研究利用MRI发现AP中肾周间隙受累远多于肾实质受累,且AP肾周间隙受累的患病率与AP的严重程度呈正相关[29]

       有大量的研究通过不同的方式利用MRI来进行AP严重程度的评估和预测,如构建评分系统、使用MRI功能序列或者利用MRI上的影像特征,在很多方向上都有了初步的探索结果,但以上提到的研究中多在准确性和相关性上有所欠缺,如果想要实现临床转化,需通过进一步研究达到更加准确的评估和预测,并实现可重复性和可推广性。但是更重要的一点是,MRI在AP严重程度上的研究深度远超临床可利用的范围,目前在这一方面MRI并未在临床上有很大的作用。

4 预后

       首次发作的AP患者中22%出现RAP,而36%的RAP患者随后发展为慢性胰腺炎[30]。从健康对照组到首次发作的AP,再到RAP,最后到CP,腰大肌体积显著下降,而瘦素与腰大肌体积显著相关,考虑瘦素的分泌可能是该发现背后的因素之一[31]。有研究对比了健康对照和有AP病史(分为1次,2次和≥3次发作)的患者之间胰腺的大小,发现与健康对照相比≥3次AP发作的患者,总胰腺体积和尾部直径显著减少,这表明≥3次AP发作的患者是转变为慢性胰腺炎的高危人群[32]。尽管AP为急症,且大多数患者病情较轻,但是在后续的病程中可能会出现AP的反复发作,甚至进展为慢性胰腺炎,因此需要进一步探索该过程中的生物及影像标志物来预测病情的进展并指导干预措施,让患者不仅能从该次AP发作的治疗中受益,并可实现对疾病复发和进展的预防。

       MRI多重成像参数的特点以及在软组织显像方面的优势,使其可以更敏感地检测到轻微的实质变化和早期炎症的发生,并在非增强的情况下提示胰腺坏死,以及实现对AP严重程度的评估和预测。MRI在AP临床路径的各个方面都有自己的优势,近些年也发展了不同深度的各种研究,但目前为止MRI只在局部并发症的评估上具有明显的临床应用价值,其他方面的应用依然受限,技术和参数层面上的进展对MRI扫描速度的提升,有助于MRI在临床上发挥其诊断方面的优势。此外,MRI在AP的研究存在明显的研究深度超过临床需求的情况,需要更多地从临床应用和临床转化的角度考虑研究设计。

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