作者:刘敏,赵卫,马帅,刘芳志,董成洲,王滔,昆明医科大学第一附属医院医学影像科
门静脉高压是肝硬化终末期的并发症,主要临床表现为腹水、脾大、消化道出血等,严重者可危及患者生命。经颈静脉肝内门体静脉分流术(transjugular intrahepatic portosystemic shunt,TIPS)是利用介入治疗方式,经颈静脉入路,在肝静脉和门静脉之间建立分流通道,引流门静脉血流至体循环,降低门静脉压力,可有效治疗肝硬化门静脉高压。
研究发现,TIPS治疗效果与支架通畅性及分流情况相关,若分流过多可能增加肝性脑病的发生风险,分流过低可能不足以降低门静脉压力,导致门静脉高压症状复发,并且术后易发生支架狭窄与闭塞等功能障碍。因此,TIPS术后需要严格地定期随访,评估肝脏血流、监测支架通畅性和支架分流情况。
四维血流磁共振成像(four dimensional flow MRI,4DFlow MRI)作为一种新型的磁共振血管成像技术,可利用矢量图和粒子追踪电影成像可视化支架内的血流,实现无创监测TIPS术后支架功能以及评估肝脏血流动力学改变。本文主要综述4D Flow MRI评估TIPS通路的应用现状,以期为临床监测病情进展及疗效评估提供更全面的影像学依据。
1. DSA、CT、超声检查、MRI 评估TIPS 通路的局限性
目前评估肝脏血流及TIPS术后支架情况的方法有多种,包括DSA、CT、超声、MRI等检查。DSA是评价TIPS术后支架功能的“金标准”,不仅可以直接进行门静脉造影及测量门静脉压力,如果观察到支架异常还可以直接对其进行处理,但DSA属于有创检查,且价格昂贵,故不作为常规检测支架通畅性的首选方法。超声检查无创、简便,是目前评价肝脏血流的首选影像学检查方法,可显示门静脉系统及支架位置,但超声检查视野有限,高度依赖于操作者,肥胖、腹水以及呼吸模式等因素也可能会影响超声检查结果。
常规CT检查在TIPS术后进行扫描时,由于金属支架的存在容易产生金属硬化伪影,影响对管腔的观察。能谱CT能够通过单能量成像以及结合去金属伪影算法减轻金属支架的硬化伪影,但部分能谱CT需要较高的辐射剂量才能实现能谱分析。IQon双层探测器光谱CT能同时获取能量高低不同的两组数据,通过数据的计算识别不同物质,因此,一些研究也将其应用于TIPS术后支架功能的评估中。但无论何种CT检查都存在辐射以及对比剂过敏的风险,并且CT检查可能无法对相关的血流动力学和参数进行准确评估,因此基于CT的TIPS 术后检查在临床上的应用仍然受到限制。
MRI在评估肝脏血流动力学中应用广泛,例如动态对比剂增强磁共振成像具有无辐射、无创以及软组织分辨率高等特点,能够清晰显示肝硬化组织结构、检测肝硬化血流动力学,有助于对肝硬化程度进行评估;二维相位对比磁共振技术是一种有效的无创评估门静脉高压的技术但是该技术只能可视化大血管,不足以全面评估肝脏血流。此外,因常规磁共振序列易受金属伪影的影响,图像质量不佳,目前不用作TIPS术后支架功能监测。以上几种影像学检查技术都存在不同方面、不同程度的局限性。
2. 4D Flow MRI 的原理及可行性
4D Flow MRI是在磁共振相位对比法成像的基础上外加时间编码的新型磁共振血管成像技术,该技术在整个心动周期内对三个空间方向(X、Y、Z)进行速度编码采集图像,故又称为三维速度编码的时间分辨相位对比磁共振成像。4D Flow MRI不仅能提供血管的形态学信息,还能提供血流流向、流速、流量、壁剪切应力等多种血流动力学参数,通过使用流线、速度矢量和路径图等可视化工具实现对血流的可视化及量化分析。
最初,4D Flow MRI主要应用于心脏和大血管,后来逐渐应用于头颈部和外周血管。ALLEN等使用4D Flow MRI对B型主动脉夹层瓣膜撕裂进行检测和血流动力学评估,认为4D Flow MRI可以检测B型主动脉夹层患者的微小瓣膜撕裂,同时相对于传统MRI和CTA,4D Flow MRI可以提供整个心动周期内全面的血流信息。另有研究表明4D Flow MRI具有评估脑动静脉畸形的供血动脉、对侧动脉和引流静脉的血流流动特征的能力。4D Flow MRI还可用于腹部血管,主要用于观察下腔静脉、肝动静脉和门静脉系统,尤其是因肝硬化进展导致的肝动静脉、门静脉以及侧支循环等复杂血流动力学改变。
3. 4D Flow MRI 评估TIPS 通路的临床应用
4D Flow MRI能够监测肝脏血流动力学的变化,并提供肝脏、血管的形态学信息。有研究观察了肝硬化患者的4D Flow MRI血流改变,发现与健康对照者比较,肝硬化患者的血流呈现出高动力表现,脾静脉面积增大、流量增加。MOTOSUGI等采用4D Flow MRI对肝硬化患者曲张静脉出血的风险进行分层,测量门静脉主干、肠系膜上静脉、脾静脉和奇静脉的血流量,进行数据分析后得出奇静脉血流量大于0. 1 L/min、门静脉流量小于肠系膜上静脉与脾静脉之和是肝硬化患者曲张静脉出血风险分层的有效指标。
HIGAKI 等利用4D Flow MRI 评估纤维化肝脏形态学与门静脉血流动力学变化之间的关系,发现门静脉右支易受到血管阻力的影响,随着肝纤维化的进展,门静脉右支血流量降低,导致肝右叶出现萎缩,继而出现门静脉左支血流代偿性增加的情况,导致肝左叶、尾状叶增大,提示门静脉分支血流量的改变与肝脏形态改变密切相关。
最新的一项研究纳入38例食管胃底静脉曲张患者,通过4DFlow MRI计算、测量门静脉系统多个截面的血流流速和流量,结果表明4D Flow MRI基于一定的血流动力学参数,可识别食管胃底静脉曲张的高危患者,并判断静脉曲张的位置和分级。上述研究均表明4D Flow MRI在肝脏疾病中的应用具有可行性,不仅能够提供肝脏、血管的形态学信息,还能够非侵入性、全面可视化和量化肝脏血流的变化。
另外,由于4D Flow MRI具有广泛的解剖覆盖能力以及对腹部血管全面可视化的特点,只需一次采集便能够获得肝脏血管系统即肠系膜上静脉、脾静脉、门静脉、侧支循环以及分流道的血流动力学及形态学信息。TIPS术前行4D Flow MRI可全面显示门静脉及相关侧支循环的情况,综合评估由门静脉高压引起的肝脏病理学改变,指导介入治疗;术后行4D Flow MRI可对肝脏血流和TIPS分流通道进行可视化及量化分析,无创性监测TIPS 支架功能。
STANKOVIC等应用4D Flow MRI评估11例顽固性腹水患者或曲张静脉出血患者行TIPS术前和术后4周的腹部血流情况,结果显示TIPS术后门静脉血流速度和流量分别增加38%和284%,肝动脉、肠系膜上动脉血流流量也有显著增加;其中2例出现TIPS支架功能障碍,4D Flow MRI定量分析显示为支架内峰值速度异常(<50 cm/s),该研究为评估TIPS支架功能提供了重要参考。
BANNAS等采用4D Flow MRI对7例门静脉高压伴腹水患者,纵向监测TIPS前后门静脉区域血流动力学变化,分析术前、术后2周、术后12周肝血管流量及流速变化,发现支架放置后2周和12周时脾静脉、肠系膜上静脉和门静脉的血流量及流速与术前比较均有明显增加,其中还发现1例患者存在肝动脉-门静脉分流,这或许可解释支架放置后仍出现顽固性腹水的原因。
OWEN 等研究认为4D Flow MRI可作为临床监测TIPS支架功能的一种非侵入性手段,分流率、峰值流速(比)和血流模式是4D Flow MRI中综合评价TIPS术后支架通畅度的有效指标。上述研究均表明4D Flow MRI应用于术后TIPS通路的评估具有可行性。
4. 4D Flow MRI 评估TIPS 通路的局限性
4D Flow MRI用于评估术后TIPS通路存在一定的局限性。一方面,目前大多数研究仅使用一个VENC进行流速编码,若VENC值设置过低可能会因混叠而无法捕获高速血流,设置过高则可能会因信号过低而无法捕获慢速血流,并且只设置一个VENC对于准确测量肝动静脉、门静脉以及支架内的血流速度存在一定难度。另一方面,在4D Flow MRI评估TIPS通路功能的研究中,缺乏对其可靠性方面的验证,目前多与超声检查结果相比较,结果可能不准确。
同时,目前4D Flow MRI对TIPS通路功能的评估还处于学术研究阶段,与其扫描时间和后处理时间较长以及缺少相应的评估标准体系等相关。因此,今后相关的研究可从以下方面进行优化改善:一是通过使用双速度编码或多速度编码进行扫描,获取更全面、更准确的测量数据,方便后续统计分析的同时提高准确率;二是以门静脉造影作为参考,对4D Flow MRI评估TIPS通路功能的研究结果进行验证,同时可探索相应的评估标准,建立评估体系;三是扫描技术的研究重点应放在缩短扫描时间、降低噪声和优化后处理等方面,使4D Flow MRI扫描技术能够在更多的机构推广。
综上所述,4D Flow MRI作为一种新兴的技术,一次采集可以无创性获得整个扫描视野中的血流数据和解剖信息,结合后处理软件可对成像体积内的血流进行定量和定性分析,可用于评估病情和指导临床治疗。相信随着医学技术的发展,经过不断的扫描序列优化和数据处理自动化,有望将其应用于临床。
来源:刘敏,赵卫,马帅,等.4D Flow MRI评估经颈静脉肝内门体静脉分流术通路的应用进展[J].医学影像学杂志,2025,35(05):157-159+172.DOI:10.20258/j.cnki.1006-9011.2025.05.036.
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