MR結腸成像的研究現狀

余瓊，王福榮，張惠茅

吉林大學中日聯誼醫院放射線科，長春 130033

結直腸癌是最常見的消化道腫瘤之一，多數由腺瘤狀息肉發展形成[1]。人們日益重視結直腸息肉及腫物的篩查，因此仿真結腸鏡技術近些年有較大發展，它包括CT結腸成像及MR結腸成像。MR結腸成像較CT結腸成像的最主要優勢沒有電離輻射[2]，并且在對患者結直腸癌以及腹部病變篩查方面效果更好。筆者從MR結腸成像的掃描技術、病變征象、臨床應用、發展方向等方面進行如下綜述。

1 MR結腸成像技術

1.1 禁忌證

在MR結腸成像之前，患者必須排除MR成像禁忌證，例如幽閉恐懼癥、金屬植入物或是心臟起搏器。無論對于MR結腸成像還是CT結腸成像，植入假體患者都不是理想的病例，因其假體引起的偽影，可導致直腸、乙狀結腸圖像模糊。

1.2 腸道準備

MR結腸成像的腸道準備基本與CT結腸成像相同。傳統結腸鏡和仿真結腸鏡檢查均需要嚴格的腸道準備，這也成為人們接受結直腸癌篩查的一個障礙[3]。已有學者開始研究不需要腸道準備的掃描技術，雖取得一定成果，但仍需進一步研究以使技術更加優化。如同CT結腸成像的糞便標記，MR結腸成像可使用口服對比劑來改變腸液的信號，使其與糞便的信號相區別[4-7]。

1.3 擴張腸道

同CT結腸成像一樣，MR結腸成像不需要特意無痛處理，但是需要充足的擴張腸道。當患者躺在MR檢查床上時，將柔軟的導管插入患者的低位直腸。盡管一些學者建議患者MR結腸成像時僅可行仰臥位或是俯臥位[8]，但是多數還是建議如同CT結腸成像一樣采用兩個位置(仰臥位及俯臥位)[9-10]。使用止痙攣藥，例如丁基東莨菪堿(20 mg)或是胰高血糖素(1 mg)可以減少腸道蠕動引起的成像偽影[11]。

1.4 掃描技術

常規使用一個或是兩個表面線圈聯合體部線圈覆蓋全部結腸來接收信號。多數研究認為，最好使用一個表面線圈，當檢查橫結腸時表面線圈放置于仰臥位患者的上腹部；當患者檢查直腸時線圈放于下腹部。

MR結腸成像有2種方法：亮腔和黑腔技術。

亮腔MR結腸成像：亮腔MR結腸成像使用能夠完全覆蓋全結腸的線圈，以確保全結腸都有足夠的信噪比。給患者行1.5～2.0 L的釓劑溶液(1:100)灌腸后[12]，仰臥位、俯臥位(同CT結腸成像一樣)采集3D T1WI梯度回波圖像[13]，補充序列是非區段選擇的梯度回波序列，每個圖像需要3～5 s[14]。為了最大范圍覆蓋結腸，冠狀面間隔1.5～4.0 mm采集圖像。為了在一次屏氣時獲得圖像，通常使用短重復時間(1.6～4.0 ms)和回波時間(0.6～1.6 ms)[15]。

亮腔MR結腸成像可在20 min之內掃描完成，而且對息肉和腫塊有較好的診斷率[16]。然而，即使雙位置(仰臥位、俯臥位)掃描，氣泡或殘余糞便引起的充盈缺損可能仍不能改變位置，而被誤診為息肉，因而成為了這種技術的一個明顯缺點。另外，因亮腔MR結腸成像需要使用釓劑溶液灌腸，無法靜脈給予釓劑增強檢查，從而無法進一步鑒別診斷糞便、息肉和癌癥腫塊。因為此原因，亮腔MR結腸成像已較之前使用要少。

黑腔MR結腸成像：黑腔MR結腸成像是一種更廣泛被使用的技術，使用1.5～2.0 L水，空氣或是二氧化碳等作為對比劑來擴張結腸[17]。近期有研究提出使用脂肪灌腸劑(由色拉油、樹膠、薄荷醇、蒸餾水混合物組成)作為對比劑進行灌腸[18]。

經證實空氣在結腸擴張方面要優于水。Ajaj等[19]在50例患者中比較了空氣和水在結腸擴張、偽影干擾、診斷效果、圖像質量和信噪比等方面的效果。盡管兩種技術中都沒有發現假陽性，但在空氣擴張的MR結腸成像中4例患者的所有病變(1個大的和3個中等大小的息肉)均被發現，而在水擴張的MR結腸成像，漏診了1個結腸鏡發現的直徑4 mm的息肉。Ajaj等[19]發現空氣作為對比劑的MR結腸成像不引起明顯的偽影干擾，而且證實較水作為對比劑的MR結腸成像有更高的信噪比、更好的結腸擴張。

最近有研究提議在黑腔MR結腸成像的脂肪抑制序列使用脂肪灌腸劑[18]。這種方法較空氣或是二氧化碳擴張腸管的優勢是，此序列(3D T1WI擾相反轉恢復梯度回波)所需的時間較使用空氣時短時間單次激發快速自旋回波序列要短。因而，結腸圖像可在一次屏氣時間獲得，而不是半傅里葉采集單次激發快速自旋回波序列(HASTE)[13]所需的2次或更多次屏氣，從而使所獲得的圖像分辨率更高。

黑腔MR結腸成像使用的主要序列是脂肪抑制的3D增強前、后對比T1WI擾相反轉恢復梯度回波序列。冠狀面及軸面單次激發T2WI抑脂序列對診斷腸壁或是鄰近組織相關的其他病變以及區分慢性炎癥有用。同CT結腸成像一樣[20]，在MR結腸成像中靜脈使用對比劑后結腸息肉和腫物表現為強化，這可以幫助鑒別息肉和附著的糞便[16]。3D擾相反轉恢復梯度回波序列靜脈使用對比劑可以強化結腸壁，從而減少空氣和未移位的糞便引起的診斷誤差，因而減少了假陽性的數目。

靜脈使用釓對比劑有兩個主要的缺點：額外的費用，以及潛在增高腎功能不全患者腎臟系統纖維化發生率的風險[21]。

1.5 圖像后處理和分析

完成數據采集后，MR結腸成像數據傳輸到可以多維重建及全景腔內飛馳成像的工作站上。MR結腸成像圖像后處理的時間(通常最少需20 min)較CT結腸成像時間要長。為了診斷結直腸病變，需要嚴格比較增強前及增強后T1WI。如果在增強后T1WI看到團塊或是息肉突入腸腔，同一部位的結腸需要再一次在增強前圖像上測量。在強化前、后圖像上測量病變的信號強度，以此確定強化的程度。真正的結直腸病變明顯強化，但是殘余的糞便不強化。息肉可表現為無蒂或是有蒂；而腫瘤呈息肉狀或是隆起。扁平息肉是結腸壁上最小隆起的無蒂病變，因而很難診斷。T2WI有利于評估炎癥，結腸周圍的炎癥改變可見于大腸炎和憩室炎。

2 MR結腸成像在腸道的應用

MR結腸成像的適應證包括結腸鏡失敗者、炎性腸病、憩室炎、結腸吻合處的評估以及結直腸癌的篩查。

2.1 結腸鏡檢查失敗者

因癌癥阻塞、腸扭轉、嚴重的腸道痙攣或是廣泛的憩室病變導致結腸鏡檢查失敗是使用仿真結腸鏡的普遍原因。當腫瘤堵塞腸腔時，結腸鏡無法繼續前進接近近端結腸，而MR和CT結腸成像僅需要空氣或是液體通過狹窄處使近端結腸充分擴張即可診斷[22]。37例未能成功行結腸鏡檢查患者，隨后為完善檢查行MR結腸成像，MR結腸成像顯示了內窺鏡未能觀察腸段的96%，而且在常規結腸成像中狹窄部分及狹窄遠端的病變被診斷[22]。

2.2 炎性腸病

MR結腸成像對于有臨床癥狀的炎性腸病患者的連續影像學觀察具有優勢，因為這些患者中的一大部分比較年輕，并且需要經常復查，而MR檢查沒有電離輻射。Ajaj等[23]評估了MR結腸成像在診斷炎性腸病方面的效果及敏感結腸的炎性腸病嚴重程度。73個組織病理學診斷為炎性腸病的腸段中有68個腸段在MR結腸成像上被準確診斷[23]。MR結腸成像對炎性腸病結腸改變診斷的敏感度及特異度分別為87%和100%[23]。Ajaj等[23]認為MR結腸成像有希望替代內窺鏡組織活檢成為監測炎性腸病活度或是評估療效的方法，而內窺鏡組織活檢僅作為最初確診使用。然而，Schreyer等[24]對炎性腸病患者的研究結果沒有那么良好，MR結腸成像按結腸每個分段分析中，對Crohn病診斷的敏感度只有32%，而對潰瘍性結腸炎的敏感度為59%。

2.3 憩室炎

Ajaj等[25]近期提出用MR結腸成像評估憩室炎及其并發癥。當乙狀結腸出現腸壁增厚、病變邊界強化、結腸周圍炎性改變時被診斷為憩室炎。盡管40例行MR結腸成像患者中的17例被認為是健康的，并沒有乙狀結腸憩室炎的臨床表現，其中4例在MR結腸成像檢查中發現有中度憩室炎。MR結腸成像幫助準確診斷其余23例患者腸壁增厚和乙狀結腸在增強序列的強化。然而令人失望的是，MR結腸成像診斷的3例乙狀結腸憩室炎，但是結腸鏡病變活檢證實為結腸癌。

2.4 結腸吻合口的評估

Ajaj等[26]對39例行結腸切除術后端端吻合的患者行MR結腸成像，評估該項技術在評價結腸吻合口的能力。MR結腸成像有3個假陰性結果(2個是Crohn病，1個是憩室炎)，未能發現傳統結腸鏡檢查發現的中度炎癥。MR結腸成像和傳統結腸鏡檢查發現20例患者吻合口正常，余下的16例患者吻合口異常，包括無炎癥的中度狹窄(5例)，復發癌(2例)，復發炎性腸病(9例)，其中沒有假陽性結果。報道稱MR結腸成像對結腸吻合口病變診斷的敏感度和特異度分別為84%和100%[26]。

對診斷手術吻合口的局部復發，2-18氟-2-脫氧-D-葡萄糖(FDG)PET/CT也是一種有效的非侵襲性影像檢查方法，但筆者未檢索到關于FDG-PET/CT與MR結腸成像的對比研究報道。近期的研究報道稱1.5 T和3.0 T的全身MR圖像同FDG-PET/CT結果相似，兩者在局部復發癌的診斷率相一致[27]。然而，PET/CT(敏感度為93%，27/29個)較全身MR成像(敏感度為62%，18/29個)診斷更多的淋巴結轉移[27]。然而，需要注意的是，這個研究僅回顧性分析24例患者。今后仍需進一步詳細比較FDG-PET/CT和MR結腸成像的診斷效果，由此來決定哪個是最佳的替代傳統結腸鏡檢查的非侵襲性影像學檢查方法。

2.5 結直腸癌的篩查

結直腸腺瘤的篩查降低了結直腸癌的死亡率。據報道多排CT結腸成像和MR結腸成像有相似的敏感度和特異度，而且患者對兩者都有很好的耐受性[28]。然而，MR結腸成像的額外優勢是不引起電離輻射，使其可能成為更加安全的篩查方法。初步研究證明MR結腸成像作為結直腸病變篩查方法是較優異的[29]。盡管無論MR結腸成像或是CT結腸成像現有的技術對<5 mm的小息肉不敏感，但是這些病變不屬于篩查的目標[30]。Kuehle等[7]篩查了300例年齡>50歲具有結直腸癌低度風險的患者，比較了糞便標記黑腔MR結腸成像和傳統結腸鏡發現的病變，MR結腸成像對診斷直徑≥5 mm腺瘤樣息肉的敏感度和特異度分別為83%和90%[7]。

3 MR結腸成像技術比較

3.1 亮腔MR結腸成像

Luboldt等[14]對127例已行傳統結腸鏡檢查的患者進行MR結腸成像。結果表明MR結腸成像對大息肉或腫物的診斷率為90% (26/29)，對中等大小息肉的診斷率為61% (19/31)，而對小息肉(≤5 mm)的診斷率僅為7% (7/129)。總體來說，MR結腸成像對于息肉診斷的敏感度為93%，特異度為99%[14]。Pappalardo等[31]也對70例患者的MR結腸成像和傳統結腸鏡檢查結果進行比較，研究表明MR結腸成像的總敏感度和特異度分別為96%和93%，且MR結腸成像對91個直徑≥10 mm病變的診斷率為100%，對直徑6～9 mm息肉診斷率為97% (29/30)，而對直徑≤5 mm息肉的診斷率僅為33% (2/6)[31]。

3.2 黑腔MR結腸成像

Ajaj等[32]評估了122例患者的3D T1WI擾相反轉恢復梯度回波黑腔MR結腸成像及之后進行的傳統結腸鏡檢查，結果表明對結直腸癌和直徑≥10 mm息肉的診斷率為100% (9/9)，對中等大小息肉的診斷率為89% (16/18)，而直徑<5 mm的息肉未診斷出來。Zhang等[18]評估3D T1WI脂肪抑制擾相反轉梯度回波序列中脂肪灌腸劑(由色拉油、樹膠、薄荷醇、蒸餾水混合物組成)的作用，報道稱對中等大小和大息肉的敏感度分別為56%和96%，該研究中1個孤立的直徑20 mm的扁平息肉在MR結腸成像中漏診。

3.3 黑腔MR結腸成像和亮腔MR結腸成像比較

2005年，Lauenstein等[33]比較了37例患者在黑腔MR結腸成像和亮腔MR結腸成像中的息肉診斷率。黑腔MR結腸成像使用水灌腸，使用3D 增強前、后T1WI擾相反轉恢復梯度回波序列；而亮腔MR結腸成像使用真穩態進動快速采集序列。黑腔MR結腸成像診斷了全部中等大小和大的息肉，但是4個直徑<5 mm的息肉被漏診，總體敏感度為79%。盡管如此，黑腔MR結腸成像結果要優于亮腔MR結腸成像，亮腔MR結腸成像較黑腔MR結腸成像額外還有2個小的息肉被漏診，總體敏感度為68%。Ajaj等[34]報道的結果近似相同，在他們的研究中，MR結腸診斷25個中等大小和大的(直徑6～15 mm)息肉中的22個(88%)，65個小息肉均未被診斷。

4 MR結腸成像進展

4.1 3.0 T MR結腸成像

盡管隨著3.0 T MR應用到臨床中，然而目前有關3.0 T MR在結腸成像中的作用仍沒有統一的意見，一些研究者利用結腸模型評估是否加倍的信噪比可提高息肉診斷率以及MR結腸成像的圖像質量。R?ttgen等[35]評估了40例在1.5 T或是3.0 T MR機上行MR結腸成像患者的圖像。他們發現1.5 T和3.0 T MR上T1WI抑脂擾相梯度回波序列和T2WI單次激發快速自旋回波序列的圖像質量沒有統計學差異，出人意料的是1.5 T上穩態采集快速成像(FIESTA)有更好的圖像質量(P=0.001)。

4.2 糞便標記

為了提高患者對MR結腸成像的耐受度，一些研究評估不使用瀉藥時最低結腸準備程度。近期，Rodriguez-Gomez等評估鋇標記糞便的黑腔MR結腸成像效果[8]。糞便標記的方法是行MR結腸成像前1 d在患者的飯里摻入增強物質，從而改變糞便的信號強度。研究者從圖像質量、息肉診斷敏感度和特異度、患者耐受性等方面對空氣、水作為對比劑的MR結腸成像與常規結腸鏡檢查進行比較，研究中的83例患者均為結直腸惡性病變的高危人群。MR結腸成像的腸道擴張中，其中29例患者使用空氣，54例使用水[6]，糞便標記的腸道擴張情況和圖像質量要優于使用水的。

使用鋇劑作為MR結腸成像的標記物的一個缺點是有便秘的風險[6]。相比之下，使用釓劑進行糞便標記時，便秘并未被報道為主要爭論點[36]。使用這種方法糞便標記時，不同觀察者對大息肉診斷的敏感度為58%～75% ，對中等大小息肉診斷的敏感度為46%～65%[37]。

糞便分解是另一種較新的想法，通過口服和直腸給予糞便軟化劑使糞便水化，從而降低T1WI上糞便的信號強度。因此，強化的息肉和結腸腫物會更明顯，而假陽性率會降低。2005年, Ajaj等[38]對10名志愿者進行以下四種糞便分解方式：僅用水灌腸、口服乳果糖(MR結腸成像前每天3次)同時水灌腸、僅用0.5%多庫酯鈉灌腸、口服乳果糖同時0.5%多庫酯鈉灌腸。研究者發現使用口服乳果糖同時0.5%多庫酯鈉灌腸結果明顯降低了糞便的信號強度[38]。

在今后的臨床實踐中，MR結腸成像因其對診斷炎性腸病、憩室炎及結直腸癌的篩查均有較好的敏感度及特異度，且無電離輻射的風險，作為一種有效的非侵襲性影像學檢查方法有望在一定程度上替代傳統結腸鏡檢查。

[References]

[1]Morson BC.The evolution of colorectal carcinoma.Clin Radio, 1984,35(6): 425-431.

[2]Luboldt W, Bauerfeind P, Steiner P, et al.Preliminary assessment of three-dimensional magnetic resonance imaging for various colonic disorders.Lancet, 1997, 349(9061): 1288-1291.

[3]Elwood JM, Ali G, Schlup MM, et al.Flexible sigmoidoscopy or colonoscopy for colorectal screening:a randomized trial of performance and acceptability.Cancer Detect Prev, 1995, 19(4): 337-347.

[4]Lauenstein TC, Goehde SC, Ruehm SG, et al.MR colonography with barium-based fecal tagging: initial clinical experience.Radiology,2002, 223(1): 248-254.

[5]Goehde SC, Descher E, Boekstegers A, et al.Dark-lumen MR colonography based on fecal tagging for detection of colorectal masses: accuracy and patient acceptance.Abdom Imaging, 2005,30(5): 576-583.

[6]Rodríguez-Gomez S, Pagés Llinas M, Castells Garangou A, et al.Dark-lumen MR colonography with fecal tagging: a comparison of water enema and air methods of colonic distension for detecting colonic neoplasms.Eur Radiol, 2008, 18(7): 1396-1405.

[7]Kuehle CA, Langhorst J, Ladd SC, et al.Magnetic resonance colonography without bowel cleansing: a prospective cross sectional study in a screening population.Gut, 2007, 56(8): 1079-1085.

[8]Kinner S, Lauenstein TC.MR colonography.Radiol Clin North Am,2007, 45(2): 377-387.

[9]Geenen RW, Hussain SM, Cademartiri F, et al.CT and MR colonography: scanning techniques, postprocessing, and emphasis on polyp detection.RadioGraphics, 2004, 24 (1): e18.

[10]Morrin MM, Farrell RJ, Keogan MT, et al.CT colonography: colonic distention improved by dual positioning but not intravenous glucagon.Eur Radiol, 2002, 12(3): 525-530.

[11]Rogalla P, Lembcke A, Rückert JC, et al.Spasmol-ysis at CT colonography: butyl scopolamine versus glucagon.Radiology, 2005,236(1): 184-188.

[12]Lomas DJ, Sood RR, Graves MJ, et al.Colon carcinoma: MR imaging with CO2 enema: pilot study.Radiology, 2001, 219(2): 558-562.

[13]Luboldt W, Fletcher JG, Vogl TJ.Colonography: current status,research directions and challengesupdate 2002.Eur Radiol, 2002,12(3): 502-524.

[14]Luboldt W, Bauerfeind P, Wildermuth S, et al.Colonic masses:detection with MR colonography.Radiology, 2000, 216(2): 383-388.

[15]Lauenstein TC, Debatin JF.Magnetic resonance colonography for colorectal cancer screening.Semin Ultrasound CT MR, 2001, 22(5):443-453.

[16]Debatin JF, Lauenstein TC.Virtual magnetic resonance colonography.Gut, 2003, 52(suppl 4): S7-S22.

[17]Morrin MM, Hochman MG, Farrell RJ, et al.MR colonography using colonic distention with air as the contrast material: work in progress.AJR Am J Roentgenol, 2001, 176(1): 144-146.

[18]Zhang S, Peng JW, Shi QY, et al.Colorectal neoplasm: magnetic resonance colonography with fat enema: initial clinical experience.World J Gastroenterol, 2007, 13(40): 5371-5375.

[19]Ajaj W, Lauenstein TC, Pelster G, et al.MR colonography: how does air compare to water for colonic distention.J Magn Reson Imaging,2004, 19(2): 216-221.

[20]Morrin MM, Farrell RJ, Kruskal JB, et al.Utility of intravenously administered contrast material at CT colonography.Radiology, 2000,217(3): 765-771.

[21]Abujudeh HH, Kaewlai R, Kagan A, et al.Nephrogenic systemic fi brosis after gadopentetate dimeglumine exposure: case series of 36 patients.Radiology, 2009, 253(1): 81-89.

[22]Ajaj W, Lauenstein TC, Pelster G, et al.MR colonography in patients with incomplete conventional colonoscopy.Radiology, 2005, 234(2):452-459.

[23]Ajaj W, Lauenstein TC, Pelster G, et al.Magnetic resonance colonography for the detection of inf l ammatory diseases of the large bowel: quantifying the inflammatory activity.Gut, 2005, 54(2):257-263.

[24]Schreyer AG, Rath HC, Kikinis R, et al.Compari-son of magnetic resonance imaging colonography with conventional colonoscopy for the assessment of intestinal inf l ammation in patients with inf l am-matory bowel disease: a feasibility study.Gut, 2005, 54(2): 250-256.

[25]Ajaj W, Ruehm SG, Lauenstein T, et al.Dark-lumen magnetic resonance colonography in patients with suspected sigmoid diverticulitis: a feasibility study.Eur Radiol, 2005, 15(11): 2316-2322.

[26]Ajaj W, Goyen M, Langhorst J, et al.MR colonography for the assessment of colonic anastomoses.J Magn Reson Imaging, 2006,24(1): 101-107.

[27]Schmidt GP, Baur-Melnyk A, Haug A, et al.Whole body MRI at 1.5 T and 3 T compared with FDG-PET-CT for the detection of tumour recurrence in patients with colorectal cancer.Eur Radiol, 2009, 19 (6):1366-1378.

[28]Haykir R, Karakose S, Karabacakoglu A, et al.Three-dimensional MR and axial CT colonography versus conventional colonoscopy for detection of colon pathologies.World J Gastroenterol, 2006, 12(15):2345-2350.

[29]Saar B, R?sch T, Rummeny EJ.Colorectal cancer screening: a challenge for magnetic resonance colonography.Top Magn Reson Imaging, 2002, 13(6): 427-434.

[30]Zalis ME, Barish MA, Choi JR, et al.CT colonography reporting and data system: a consensus proposal.Radiology, 2005, 236(1): 3-9.

[31]Pappalardo G, Polettini E, Frattaroli FM, et al.Magnetic resonance colonography versus conven-tional colonoscopy for the detection of colonic en-doluminal lesions.Gastroenterology, 2000, 119(2):300-304.

[32]Ajaj W, Pelster G, Treichel U, et al.Dark lumen magnetic resonance colonography: comparison with conventional colonoscopy for the detection of colorectal pathology.Gut, 2003, 52(12): 1738-1743.

[33]Lauenstein TC, Ajaj W, Kuehle CA, et al.Magnetic resonance colonography: comparison of contrast-enhanced three-dimensional vibe with two-dimensional FISP sequences: preliminary experience.Invest Radiol, 2005, 40(2): 89-96.

[34]Ajaj W, Ruehm SG, Gerken G, et al.Strengths and weaknesses of dark-lumen MR colonography: clinical relevance of polyps smaller than 5 mm in diameter at the moment of their detection.J Magn Reson Imaging, 2006, 24(5): 1088-1094.

[35]R?ttgen R, Herzog H, Bogen P, et al.MR colonoscopy at 3.0 T:comparison with 1.5 T in vivo and a colon model.Clin Imaging, 2006,30(4): 248-253.

[36]Florie J, Birnie E, van Gelder RE, et al.MR colonography with limited bowel preparation: patient acceptance compared with that of fullpreparation colonoscopy.Radiology, 2007, 245(1): 150-159.

[37]Florie J, Jensch S, Nievelstein RA, et al.MR colonography with limited bowel preparation compared with optical colonoscopy in patients at increased risk for colorectal cancer.Radiology, 2007,243(1): 122-131.

[38]Ajaj W, Lauenstein TC, Schneemann H, et al.Magnetic resonance colonography without bowel cleansing using oral and rectal stool softeners (fecal cracking): a feasibility study.Eur Radiol, 2005, 15(10):2079-2087.