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综述
磁共振弹性成像在胰腺病变中的研究进展
沈照武 江杰

Cite this article as: SHEN Z W, JIANG J. Research progress of magnetic resonance elastography in pancreatic diseases[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2025, 16(6): 201-206, 234.本文引用格式:沈照武, 江杰. 磁共振弹性成像在胰腺病变中的研究进展[J]. 磁共振成像, 2025, 16(6): 201-206, 234. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2025.06.031.


[摘要] 近年胰腺疾病在全球的发病率呈逐年上升趋势,因炎症、肿瘤或生活习惯等因素影响,可引起胰腺组织的机械特性发生变化,通过定量评估胰腺组织的机械特性可为胰腺病变的早期精准诊疗提供新视角。磁共振弹性成像(magnetic resonance elastography, MRE)是一种将低频机械振动和磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)相结合的新型非侵入性成像技术,可无创地定量评估正常组织和病变组织的机械特性,突破了传统影像技术依赖形态学改变不能评估组织机械特性的局限。已有相关综述说明了MRE可区分健康胰腺组织和病变组织及鉴别良恶性肿瘤,但未对MRE在胰腺炎症、肿瘤病理分型、疗效评估及并发症预测、器官移植等方面进行总结。笔者通过对MRE在胰腺疾病中的临床应用及研究进展进行全面的综述,发现MRE在胰腺纤维化、胰腺炎、肿瘤早期诊断、预测疗效和并发症、器官移植等方面展现出独特优势。但因胰腺的生理位置较深、胰腺病种复杂、MRE成像分辨率较低、图像后处理技术难度大等因素的影响,MRE在胰腺的应用缺乏统一的标准,未来可尝试技术优化、高场强MRI设备、多模态成像及人工智能(artificial intelligence, AI)等方法来解决上述问题。本综述旨在提高读者对MRE在胰腺疾病应用的认识,为MRE在胰腺疾病中相关研究提供新的思路和方向。
[Abstract] In recent years, the global incidence of pancreatic diseases has shown a yearly increasing trend. Influenced by factors such as inflammation, tumors, or lifestyle habits, the mechanical properties of pancreatic tissue may undergo alterations. Quantitative assessment of pancreatic tissue mechanics offers novel perspectives for the early and precise diagnosis and treatment of pancreatic pathologies. Magnetic resonance elastography (MRE), an emerging non-invasive imaging technique combining low-frequency mechanical vibrations with magnetic resonance imaging (MRI), enables non-invasive quantitative evaluation of mechanical characteristics in both normal and pathological tissues. This technology overcomes the limitations of conventional imaging modalities, which rely solely on morphological changes and cannot assess tissue mechanical properties. Existing review articles have demonstrated MRE's capability in differentiating healthy pancreatic tissue from pathological lesions and distinguishing benign versus malignant tumors. However, they have not yet systematically addressed its applications in pancreatic inflammatory conditions, histopathological tumor subtyping, therapeutic efficacy evaluation, complication prediction, or organ transplantation. Through a comprehensive review of clinical applications and research advancements of MRE in pancreatic diseases, the authors identified its unique advantages in evaluating pancreatic fibrosis, pancreatitis, diagnosing early-stage neoplasms, predicting treatment outcomes and complications, as well as assessing graft viability in transplantation settings. However, due to factors including the deep anatomical location of the pancreas, complexity of pancreatic pathologies, limited spatial resolution of MRE imaging, and technical challenges in image post processing, there remains a lack of standardized protocols for pancreatic MRE applications. Future advancements may involve technical optimization strategies, high-field-strength MRI equipment, multimodal imaging approaches, and artificial intelligence (AI)-assisted methodologies to address these limitations. This review aims to enhance clinicians' understanding of MRE's diagnostic potential while providing novel perspectives and research directions for future investigations in pancreatic pathology.
[关键词] 胰腺;胰腺炎;胰腺癌;磁共振成像;磁共振弹性成像
[Keywords] pancreatic;pancreatitis;pancreatic carcinoma;magnetic resonance imaging;magnetic resonance elastography

沈照武    江杰 *  

昆明医科大学第一附属医院医学影像科,昆明 650032

通信作者:江杰,E-mail:15812119545@163.com

作者贡献声明::江杰设计本综述的方向和框架,对稿件的重要内容进行了修改,获得了云南省科技厅-昆明医科大学应用基础研究联合专项、云南省教育厅科学研究基金项目资助;沈照武设计本综述的方向和框架,起草和撰写稿件,获取、分析或解释本研究的文献;全体作者都同意最后的修改稿发表,都同意对本研究的所有方面负责,确保本研究的准确性和诚信。


基金项目: 云南省科技厅-昆明医科大学应用基础研究联合专项 202301AY070001-149 云南省教育厅科学研究基金项目 2023Y0632
收稿日期:2025-03-10
接受日期:2025-05-20
中图分类号:R445.2  R576  R735.9 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2025.06.031
本文引用格式:沈照武, 江杰. 磁共振弹性成像在胰腺病变中的研究进展[J]. 磁共振成像, 2025, 16(6): 201-206, 234. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2025.06.031.

0 引言

       磁共振弹性成像(magnetic resonance elastography, MRE)是一种无创获取组织硬度和黏度等机械特性并可定量测量的新型MRI技术。MUTHUPILLAI等[1]在1995年首次应用相位对比MRI技术定量映射材料的剪切模量等机械特性。此后在诸多研究者的共同努力之下,MRE在肝脏、肾脏、子宫、前列腺等疾病诊断和预测方面发挥着越来越重要的作用[2, 3, 4]

       目前,随着胰腺疾病相关高风险因素的发生率提高,胰腺疾病在全球的发病率呈逐年上升趋势,慢性胰腺炎(chronic pancreatitis, CP)的发病率约12/10万[5];急性胰腺炎(acute pancreatitis, AP)的发病率为4.9~73.4/10万[6];胰腺癌的全球发病率从1990年5.0/10万至2017年5.7/10万[7],因此临床对胰腺疾病的诊断和治疗策略越发重视,传统的诊断方法在部分胰腺疾病的早期诊断存在局限[8]。相关研究[9, 10]显示MRE在早期诊断胰腺疾病、鉴别胰腺炎及胰腺肿瘤亚型、评价胰腺疾病病程、评估治疗疗效及预后等方面具有重要价值。有研究人员对MRE在胰腺的应用进行了阐述和说明[11],但对其综合分析和全面评估比较有限,因此本文将就MRE的原理及其在胰腺疾病方面的临床应用及研究现状作此综述,帮助读者了解MRE在胰腺疾病方面的研究现状并提供相关的研究思路,推动其临床研究及应用。

1 MRE基本原理及技术发展

       组织的硬度变化和疾病病程、病理改变存在密切联系,研究发现由组织病变引起的硬度变化早于临床表现[3, 12]。MRE能无创地完成非均质结构的区分和组织成分分析[13],在现实中达到“深度触诊”的效果。MRE定量参数主要包括硬度(Stiffness)、波速(Wave Speed)、流动性(Fluidity)及剪切模量(Shear Modulus)[3, 14]。胰腺方面多使用剪切波速和硬度来描述其机械特性。

       MRE的激励装置是其成像质量的重要条件,其激励装置分为远距离激励设备(如Dittmann的气动装置)和直接激励设备(如Uffman的压电装置)[15]。MRE在临床中的激励频率一般为20~100 Hz[3],随着激励频率越高能量衰减越快,病变检出能力越低[16],因此一般推荐使用较低的频率来扫描胰腺,研究表明40 Hz对胰腺疾病的诊断具有较高的特异度和准确率[17]

       在临床中将回波平面成像(echo planar imaging, EPI)技术与梯度回波(gradient recalled echo, GRE)序列或自旋回波(spin echo, SE)序列相结合,大大提高了扫描速度,其中SE-EPI序列已被广泛用于大脑、肝脏和心脏的MRE采集。有研究指出GRE MRE序列同SE EPI序列相比,能快速获取多频、多层面、多方向及高噪声比的MRE数据[18],也有研究者结合扰相梯度回波序列与EPI技术快速获取高空间分辨率的MRE数据[19]。3D MRE可获得X、Y、Z三个正交方向的完整位移信息及进行体积采集,因此能更加准确地评估形状复杂、性质不均的器官硬度,也能一次性获取整个器官的数据,避免2D MRE逐层扫描后再重建,节约了时间。研究报道3D MRE和动态力学分析在广泛的频率和硬度范围内具有极佳的一致性[20]及3D MRE在评估胰腺的硬度时具有良好的性能和可重复性[2, 9]。但3D MRE由于后处理技术难度大、成像时间长等限制了在临床上的使用。基于3D MRE技术的高分辨率后处理成像技术可定量映射软组织中的固体-流体组织属性,其已被证实可区分肝脏和胰腺良恶性肿瘤[4]。此外有研究者利用前瞻性欠采样和压缩感知重建技术开发了一种单次屏气3D MRE技术来测量胰腺硬度,在保持了图像质量的同时也减少屏气次数,提高了患者的舒适度[21]。随着研究的不断深入,3D MRE技术在胰腺方面的应用将大放异彩。

2 MRE在胰腺疾病中的应用

2.1 胰腺健康组织鉴别

       胰腺的内分泌和外分泌功能对维持身体的代谢平衡和消化过程至关重要,了解胰腺的解剖结构和生理功能,能够帮助医师更好地理解和处理与胰腺相关的疾病。胰腺疾病的类型多样,流行病学特征复杂,直接关系着人们的健康。MRE可帮助临床医生区分病变组织及健康组织[4]

       XU等[22]招募了361名志愿者(男199名,女162名),使用3.0 T MRI以40 Hz的频率进行胰腺MRE检查,将无吸烟、酗酒和糖尿病病史的志愿者分为健康对照组,其余为阳性对照组,研究测得所有志愿者的平均胰腺硬度为(1.20±0.16)kPa,健康志愿者的胰腺硬度低于阳性对照组[(1.14±0.13)kPa vs.(1.29±0.17)kPa,P<0.001],吸烟、酗酒、糖尿病和胰腺体积较大与胰腺硬度值更高具有相关性(相关系数分别为0.202、0.183、0.149和0.160),而女性和身体质量指数(body mass index, BMI)较大则与胰腺硬度值较小具有相关性(相关系数分别为-0.155和-0.192),胰头、胰体和胰尾的平均硬度分别为(1.20±0.14)kPa、(1.19±0.13)kPa和(1.22±0.16)kPa,差异无统计学意义(P>0.05)。SERAI等[9]将49名健康儿童对照者和14名急性复发性胰腺炎(acute recurrent pancreatitis, ARP)或CP儿童患者纳入研究,结果显示ARP和CP患者的平均胰腺硬度[(0.9±0.2)~(1.1±0.3)kPa]低于健康对照组[(1.7±0.3)kPa]。XU等[22]研究的样本量大,制定的成人正常胰腺组织硬度的参考范围在胰腺MRE的临床应用具有一定的参考意义,其次也表明了胰腺不同部位的硬度值差异较小,具有相同的性质。但其队列研究中年龄分布欠均匀且未将可能影响胰腺硬度的饮食习惯、运动程度、胰腺脂肪含量等因素纳入研究范围内。SERAI等[9]的研究表明了MRE可区分儿童胰腺正常与病变组织,但由于样本量较小,其所测量的儿童的胰腺硬度的参考值的临床参考意义有待商榷。

2.2 胰腺炎性疾病诊断

2.2.1 CP

       CP是一种持续的胰腺炎性疾病,常引起胰腺不可逆的形态变化、疼痛和/或永久性功能丧失,但其病因复杂,机制尚不清。国际上将其定义为一种病理性的胰腺纤维化炎症综合征[23]。胰腺纤维化是CP的一个典型特征,促进了肿瘤相关成纤维细胞的招募和激活[24]。早期诊断CP并进行抗纤维化治疗对于患者的预后起着重要作用。影像学检查首先推荐使用CT或MRI,但CT和MRI对其早期诊断存在局限性,在CT或MRI不确定时可借助超声内镜进行诊断[25];有研究证实MRI作为评估CP和胰腺纤维化的非侵入性技术的可能性[26]。超声弹性成像或MRE对CP的早期诊断有帮助[27]

       STEINKOHL等[28]的一项回顾性研究根据剑桥胰腺炎分级标准(Cambridge分级)对患者进行分组,最终纳入了19名轻度CP患者(Cambridge分级2级以下或ARP)、30名中度/重度CP患者(Cambridge分级3级或4级),以及35名健康志愿者。研究表明胰腺体积、T1弛豫时间、MRE测量的硬度和质子密度脂肪分数在轻度CP患者、中度/重度CP患者和健康对照组之间差异有统计学意义(P均<0.05)。T1弛豫时间和MRE在鉴别轻度CP组和健康对照组具有非常高的诊断性能(T1弛豫时间AUC=0.94;MRE AUC=0.93)。T1弛豫时间和MRE在诊断不同分度的CP方面也有良好表现(T1弛豫时间AUC=0.98;MRE AUC=0.97)。T1弛豫时间和MRE可作为检测和评估CP的潜在生物标志物并反映早期的纤维化,其在诊断轻度CP方面表现更加出色,这有助于早期诊断和治疗决策。WANG等[29]的研究也表明T1弛豫时间和胰腺硬度在正常对照组、轻度CP组和中度/重度CP组之间差异有统计学意义。其中MRE在诊断中/重度CP的敏感度高达100%,胰腺硬度(>1.34 kPa)在检测轻度CP方面的AUC显著高于T1弛豫时间(>908.4 ms)(AUC:0.928 vs. 0.751,P=0.011),胰腺硬度值(>1.61 kPa)在诊断中度/重度CP方面也显示出比T1弛豫时间(>1 131.6 ms)更高的AUC(0.981 vs. 0.910,P=0.033),多因素回归分析显示T1弛豫时间和硬度是轻度CP的独立影响因素(P值分别为0.025和<0.001)。

       上述两项研究都证实与健康对照组相比,CP患者的硬度值更高,但样本量均较少,结果的普遍性和可靠性还需进一步证实,评估过程中可能存在主观性,其次将胰腺体积作为早期CP的诊断指标具有一定的争议,因为胰腺的体积可能受到年龄、性别、体质量等多种生理因素的影响而表现不同。未来研究可开展多中心、大规模的临床研究进行研究验证。

2.2.2 自身免疫性胰腺炎

       自身免疫性胰腺炎(autoimmune pancreatitis, AIP)是一种针对正常胰腺组织的异常免疫反应引起的疾病,常导致炎症和纤维化。AIP主要分为三型:(1)AIP-1,与免疫球蛋白G4水平升高有关,复发率更高,主要影响老年男性;(2)AIP-2,较为少见,与炎症性肠病有关;(3)AIP-3,主要是由免疫治疗引发的AIP,但这在医学中还未获得广泛认可[30, 31, 32]

       SHI等[33]的一项前瞻性研究招募了14名AIP患者、26名胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma, PDAC)患者和14名健康志愿者进行胰腺MRE(频率:40 Hz;3.0 T MR)检查,数据表明AIP的硬度值[中位数:2.67 kPa,四分位距:(2.24,3.56)kPa,范围:1.54~4.98 kPa]低于PDAC [中位数:3.78 kPa,四分位距:(3.22,5.11)kPa,范围:2.29~9.33 kPa],但高于正常胰腺[中位数:1.24 kPa,四分位距:(1.18,1.24)kPa,范围1.12~1.37 kPa;P均<0.001],同时也使用了新的逻辑回归模型计算的Rad评分(Rad评分=1.86×硬度值+4.36×结节型+20.29×弥漫型+19.22×非孤立型-26.21)结合胰腺硬度和高硬度区域的分布和形状对AIP和PDAC进行区分,最终Rad分数在鉴别AIP和PDAC优于单独的成像参数(AUC:0.948 vs. 0.607~0.782,P<0.05;特异度=84.6%;敏感度=92.9%)。

       MRE在AIP的相关研究中显示出重要的临床应用潜力,对于AIP及PDCA的鉴别诊断具有重要作用。但样本量较少,少数AIP患者未经临床病理证实,其结果的普遍性和真实性存疑,其次虽然使用了新的逻辑回归模型来提高AIP和PDAC的区分效果,但临床推广应用需要进一步的相关研究证明其可靠性。未来将MRE与其他影像技术(如影像组学、机器学习等)相结合来探索更多能够区分AIP和PDAC的影像学特征,提高临床诊断准确性。

2.2.3 AP

       AP是急性腹部疼痛的常见原因之一,约15%~20%的患者会发展为急性重型胰腺炎(severe acute pancreatitis, SAP),具有高发病率和死亡率[34],因此早期识别AP和预测SAP对于患者的分类和针对性治疗至关重要。

       SHI等[35]另外一项研究纳入了76名疑似AP患者并进行了增强计算机断层扫描(conctrast-enhanced computed tomography, CECT)和3.0 T MRE检查,其中56名确诊AP,MRE对AP的预测(k=0.78095% CI:0.635~0.924)与CT严重指数(k=0.897,95% CI:0.843~0.851)具有良好的一致性,AP患者的胰腺硬度值[中位数:1.99 kPa,四分位间距:(1.68,2.89)kPa]高于非AP患者的胰腺硬度值[中位数:1.24 kPa,四分位间距:(1.18,1.36)kPa]和健康志愿者的胰腺硬度值[中位数:1.17 kPa,四分位间距:(1.08,1.31)kPa],MRE对AP的诊断效能明显优于早期CECT(AUC:0.993 vs. 0.818,P<0.001),具有更高的敏感度(96.4% vs. 78.6%,P=0.006)和准确率(96.1% vs. 81.6%,P=0.007)。

       上述研究表明了MRE可作为早期AP的一种评估方法,在不受电离辐射和使用对比剂的情况下进行,并能定量评估CECT无法评估的早期胰腺内部机械特性变化,但样本量较少,结果的普遍性和可靠性有待商榷,尚需进一步大规模研究。其次AP仅依靠实验室检查中淀粉酶的含量和CT的影像学特征作为确诊标准,这可能错过MRE和CT对AP患者的检查扫描的最佳时机,因为淀粉酶的含量在部分患者早期可能表现正常,从而降低其敏感性影响最终结果。寻找或验证可更早诊断AP的生物标志物、开发MRE与临床病理结果等临床指标相结合的预测模型及探讨MRE在AP治疗过程中是否具有监测疗效的作用等方面具有较大的临床应用潜力。

2.3 胰腺肿瘤诊断

2.3.1 PDAC

       PDAC是一种胰腺常见的高度侵袭性和致命性恶性肿瘤,5年总生存率低于12%[36],此病预后不良的主要原因是大多数患者出现症状时,癌症往往已经发展到无法手术切除或已经发生了转移的程度。肿瘤微环境为肿瘤细胞的生长提供支持,肿瘤细胞与基质之间的相互作用,使得肿瘤具备更强的侵袭性和转移能力。此外PDAC通常伴随有密集的间质成分(如纤维组织增生),MRE可通过量化这些特征为临床诊疗决策提供依据[37]

       LIU等[16]一项回顾性研究分析了30名诊断为胰腺炎性肿块(inflammatory mass, IM)患者和56例PDAC患者,均接受了CECT或动态对比增强MRI(dynamic contrast-enhanced MRI, DCE-MRI以及40 Hz和60 Hz的双频MRE检查,研究表明40 Hz MRE与CECT/DCE-MRI的组合在区分PDAC和IM方面显示出较高的诊断性能(敏感度=90.9%,特异度=96.9%,准确率=92.9%)。40 Hz MRE与CECT/DCEMRI的组合提高了特异度(96.9% vs. 62.1%,P=0.002),但敏感度没有降低(90.9% vs. 94.6%,P=0.727),60 Hz MRE与CECT/DCEMRI的组合与单独使用CECT/DCEMRI相比,诊断效能并没有显著改变。此研究首次应用双频MRE技术来鉴别PDAC和IM并比较各自的诊断效能,此外将MRE与CECT或DCEMRI结合使用,进一步提高对PDAC的诊断的准确性。

       LIU等[38]一项研究对75名患者进行了MRE检查,其最终诊断结果经病理证实,研究表明PDAC的肿瘤硬度、硬度比和血清糖类抗原19-9(carbohydrate antigen 19-9, CA19-9)的水平高于其他胰腺肿块。肿块硬度(AUC=0.789 5)、硬度比(AUC=0.839 2)和血清CA19-9(AUC=0.913 6)显示出良好的诊断性能;结合肿块硬度、硬度比和血清CA19-9的综合性能更佳(AUC=0.975 8),该项研究证明了MRE在区分PDAC和其他胰腺实质性肿块方面具有出色的临床潜力。但此项研究中将血清CA19-9水平纳入PDAC与其他胰腺肿块的鉴别诊断的敏感性及特异性尚存在争议。

       MARTICORENA等[39]一项前瞻性研究应用多频MRE与高分辨率后处理成像技术相结合生成的剪切波速度(shear wave speed, SWS)图可展示组织僵硬的高分辨率解剖细节。胰腺SWS具有高度可重复性(重复性系数:0.12),并且不随区域或患者年龄、性别或体质量指数而变化(均P>0.08)。PDAC患者的SWS高于健康志愿者[(2.08±0.38)m/s vs.(1.25±0.09)m/s,P<0.001)]和非PDAC患者[(2.08±0.38)m/s vs.(1.28±0.14)m/s,P<0.001)]。区分PDAC患者与健康志愿者之间的SWS阈值为1.47 m/s(AUC=1.0,敏感度=100%,特异度=100%),而诊断PDAC肿瘤与非PDAC肿瘤之间的SWS阈值为1.49 m/s(AUC=0.99,敏感度=90%,特异度=100%)。高分辨率后处理技术成像衍生的肿瘤体积与CT体积(r=0.91,P<0.001)和离体肿瘤体积(r=0.66,P<0.001)相关。此项研究描绘了与CT边界一致的PDAC边界,并在没有对比剂或电离辐射的情况下将PDAC与未受影响的正常胰腺组织分开,为临床准确手术切除病灶提供参考意义,避免损伤患者的正常胰腺,最大程度保证患者的残余胰腺功能和生活质量。

       上述前两项研究其样本量相对较小并且IM的样本量小于PDAC的样本量,从而IM的诊断效能可能偏高,此外肿瘤大小及评估人员的主观性等可能影响早期疾病的检出率,导致硬度值的测量出现偏倚。MARTICORENA等[39]的研究未将SWS图描绘的肿瘤边界与增强MRI的肿瘤边界进行对比来帮助判断。总之,目前MRE的空间分辨率对于微小病变的检出率不足,未来可通过新的MRE成像方法或将MRE与其他影像技术构成新的多模态成像方法,为临床医生提供包括肿瘤生物学特性在内的更加全面的信息,从而为制订临床决策提供更大的支持。

2.3.2 胰腺神经内分泌瘤

       胰腺神经内分泌肿瘤(pancreatic neuroendocrine tumor, PNET)是一种罕见但潜在致命的肿瘤,其预后较差,诊断主要基于临床表现、实验室指标和影像学发现。GÜLTEKIN等[40]一项前瞻性研究纳入13名经病理、正电子发射断层扫描(positron emission tomography, PET)-计算机断层扫描或PET-MRI确诊的PNET患者和13名健康志愿者并使用多频MRE结合高分辨率后处理技术获得SWS的高分辨率图。研究表明PNET的SWS [(2.02±0.61)m/s]高于非肿瘤胰腺组织[(1.31±0.18)m/s]和健康对照组[(1.26±0.09)m/s],显示出较高的诊断性能(AUC=0.96),PNET肿瘤的SWS与PET技术衍生的非球形度呈正相关(r=0.81),说明高分辨率后处理技术可以成为检测PNET和预测肿瘤侵袭性的定量成像标记。此项研究的样本量较少和未确认其在接受MRE检查前是否接受化疗、放疗等治疗,此外高分辨率后处理技术在检测PNET方面的性能与其他影像学技术对PNET的诊断效能,需要进一步研究。

       多频MRE结合高分辨率后处理技术为PNET的无创诊断和侵袭性评估提供了一种新的影像学方法,这可能有助于临床医生做充分的治疗前风险-效益评估,为患者减轻负担,提高其生活质量。MRE将来可与PET或CT进行综合诊断,提高疾病的诊断的准确性和全面性。

2.3.3 良性肿瘤性病变

       目前,胰腺良性肿瘤(如神经鞘瘤、浆液性囊腺瘤等)的诊断主要依赖传统影像学(CT/MRI)和病理活检[41],但这些方法在早期鉴别、组织特性量化及动态监测中存在局限性。MRE通过检测组织的弹性参数(如剪切模量),理论上能够反映肿瘤内部纤维化程度、囊性或实性成分的分布及周围胰腺实质的机械特性变化。前面列举的几项研究证实MRE提示胰腺癌硬度显著高于正常组织,但针对胰腺良性肿瘤分型及鉴别诊断的研究仍近乎空白。这一领域的突破可填补胰腺肿瘤生物力学研究的空白,并为个性化随访策略提供新依据。

2.4 疗效监测及并发症预测

       肿瘤微环境变化以硬度和组织间压力升高为特征组织间隙液压(interstitial fluid pressure,IFP),是组织细胞间隙中液体的压力,直接影响细胞健康和生长状态,研究表明MRE可以定量无创地测量IFP,其与真实值之间具有良好的一致性[42]。IFP可能影响药物的疗效,MRE的定量数据(SWS及刚度等)又可帮助了解肿瘤微环境,因此有助于临床医生更好地理解肿瘤微环境并预测疗效。

       SHI等[33]对7名进行类固醇治疗的AIP患者治疗前后均行MRE,结果显示AIP在治疗期间的胰腺硬度显著降低,其硬度值[中位数:1.55 kPa,四分位距:(1.43,1.67)kPa)]明显低于这些患者的初始硬度值[中位数:2.66 kPa,四分位距:(2.29,3.05)kPa)]。尽管研究表明MRE具有评估AIP患者对类固醇治疗反应方面的潜力,但其在临床治疗指导中的作用仍需使用MRE进行长期跟踪研究。PDAC患者在手术后或化疗后,可能会出现一些并发症,如胰瘘,借助MRE能够评估胰腺的结构变化和刚度这一特性可帮助医生预测其发生,降低并发症的发生率。ZHU等[43]的一项研究结果表明MRE衍生的胰腺组织弹性和细胞外体积分数(extracellular volume fraction, ECV)与组织学胰腺纤维化呈显著正相关,并且与胰腺手术后临床相关性胰瘘(clinically relevant postoperative pancreatic fistula, CR-POPF)的风险独立相关,胰腺组织弹性在预测CR-POPF方面的诊断准确率达到78.8%,而ECV的准确率为63.8%。此项利用MRE衍生出的影像学生物标志物纳入到临床预测模型来研究胰瘘的预测和治疗策略,可为患者提供更加个性化的治疗策略,但其未将胰腺是否水肿和脂肪变性等混杂因素排除。上述研究表明利用MRE来长期监测胰腺疾病治疗后正常组织的机械特性可降低并发症的发生率具有很大的潜力。随着影像技术的不断发展和临床应用的深入及多种技术的融合使用,MRE有望成为胰腺疾病管理中的一项重要的胰腺诊断工具。

2.5 器官移植

       组织工程作为一个新兴领域,其可通过脱细胞化和再细胞化技术来替代生物组织和器官,以解决移植器官短缺的问题。MRE在肝脏、肾脏等器官移植方面以无创的方式评估其健康程度和减少并发症等[44, 45, 46]。SNELLINGS等[13]使用多频MRE技术来量化脱细胞猪胰腺组织中的固体分数、单组分分数和黏弹性来评估两种脱细胞协议的效率和质量,数据表明MRE测量的黏弹性参数与脱细胞基质的固体分数呈幂律关系,因此可作为软组织机械完整性的一种高度敏感标志物。此项研究表明MRE可为脱细胞化过程的标准化监测、细胞外基质的机械特性评估以及脱细胞组织基质中固体元素完整性的量化提供一种方法,对未来人类胰腺移植和优化再细胞化过程和新器官工程有重大意义。但目前MRE评估人体胰腺移植尚未开展研究或缺乏统一的检测标准,需要未来开展大规模研究建立标准的检查协议,以提高临床应用的有效性和标准化,其次,与其他成像技术结合可能进一步提高评估胰腺移植的准确性和全面性。MRE为未来胰腺移植的临床应用提供了一种新的检查方法,其通过非侵入性、实时监测胰腺硬度变化,可成为临床上评估移植胰腺健康的一种重要工具。随着技术的不断进步和临床研究的深入,MRE在胰腺等器官移植领域的应用将更加广泛。

3 小结与展望

       MRE作为一种新兴无创的定量成像技术,在胰腺纤维化检出、胰腺炎、肿瘤早期诊断、预测疗效及并发症方面具有广阔的应用前景。但目前研究尚存在一些问题:(1)大多数研究的样本量相对较少,可能无法充分代表健康人群的胰腺硬度和黏性分布,研究结果的普遍性和可靠性尚需进一步研究;(2)MRE图像分辨率相对较低,对早期微小病灶的检出率不足;(3)部分研究的研究对象纳入和排除标准中未采用组织病理诊断作为金标准和未讨论相关生理因素对胰腺硬度的影响;(4)MRE在胰腺疾病的扫描参数、序列及参考范围尚无统一的国际标准。因此需要进行多中心和大规模临床人群研究,开发或改进新的图像处理算法和使用更高场强的机器,来提高MRE的分辨率,从而促进MRE对在临床实际工作中的广泛应用。

       随着技术的发展,AI已被用于胰腺癌的早期诊断、治疗方案筛选、预后预测、手术及围术期管理,但现在暂时未有研究将AI与MRE共同用于胰腺方面,未来结合MRE的影像组学、深度学习及人工智能在胰腺疾病的早期辅助诊断、疗效评估、预后预测等的临床应用前景广阔。此外,探索MRE多模态成像(如联合DWI或DCE-MRI等)提高对胰腺微小病灶的检出率,从而对疾病进行早期预防和个性化治疗,减少误诊,提高患者的生存率和生活质量具有重要意义。

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