中国中西医结合影像学杂志   2018, Vol. 16 Issue (4): 363-367
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MRI导引下子宫插管及输卵管造影的实验研究[PDF全文]
牛金亮1a, 张俊杰2,3, 李文晋1b, 李晓君1a, 郑洁1a, 宋志珍1a
1a. 山西医科大学第二医院影像科,山西 太原 030001;
1b. 山西医科大学第二医院口腔科,山西 太原 030001;
2. 山西医科大学,山西 太原 030001;
3. 山西省肿瘤医院核磁CT室,山西 太原 030013
摘要目的: 探讨MRI导引下单弯式导管插管在子宫输卵管造影中的可行性,并与X线子宫输卵管造影(X-HSG)对照,分析对比增强磁共振血管成像(CE-MRA)序列子宫输卵管造影(MR-HSG)的应用价值。方法: 采用5F单弯介入导管经雌兔阴道插管,T2WI扫描确认导管到达宫口位置。CE-MRA序列扫描时采用12种不同浓度Gd-DTPA稀释液,选取最大信号强度所对应的浓度值为最佳成像浓度。经导管向插管成功的雌兔宫腔内注入选定的Gd-DTPA稀释液20~30 mL,同时行CE-MRA;随后实验动物行X-HSG检查。并由2位高年资医师对MR-HSG图像质量进行等级评分,记录动物双侧输卵管通畅或阻塞情况。采用Kappa检验分析MR-HSG与X-HSG检查结果的一致性。结果: 单弯式介入导管行雌兔子宫插管成功率为100.0%。CE-MRA序列Gd-DTPA最佳稀释液浓度为25 mmol/L。CE-MRA序列MR-HSG可清晰观察输卵管的形态、走行及细节结构。2位医师对MR-HSG图像质量评分≥3分者分别占94.4%、100.0%,评分结果一致性好(K=0.800,P < 0.01),图像质量可满足诊断需要。CE-MRA序列MR-HSG与X-HSG对输卵管通畅性的判断具有良好的一致性(K=0.773,P < 0.01)。结论: MRI导引单弯式导管子宫插管技术是雌兔子宫输卵管造影的新方法,无创且成功率高;CE-MRA序列MR-HSG图像分辨力高、安全无创,有望成为诊断输卵管性不孕症的新方法。
关键词磁共振成像    子宫输卵管造影术    动物实验    
Experimental study of MRI guided uterine intubation and hysterosalpingography
NIU Jinliang, ZHANG Junjie, LI Wenjin, LI Xiaojun, ZHENG Jie, SONG Zhizhen
Department of Imaging, the Second Hospital of Shanxi Medical University, Taiyuan, 030001, China
Abstract: Objective: To explore the feasibility of single bend catheter insertion in the MRI hysterosalpingography(HSG), and evaluate the application value of CE-MRA sequence for MR-HSG by comparing X-HSG. Methods: Using a 5F single bend catheter through the vagina for uterine cannulation of rabbit. T2WI scanning was using to confirm the catheter reaching the uterine orifice. Twelve different concentrations of Gd-DTPA dilution were injected, underwenting CE-MRA sequence and selecting the density value corresponding to the maximum signal intensity. The Gd-DTPA dilution of 20~30 mL was injected into the uterine cavity with successful catheterization, underwenting CE-MRA sequence and then X-HSG. Two experienced radiologists separately blinded evaluated and gave the scores of image quality, recording bilateral tubal patency or obstruction of all rabbits, using the Kappa test to analysis the consistency of the results of MR-HSG and X-HSG. Results: The success rate of uterine cannulation of rabbits with the single bend catheter reached 100.0%. The signal intensity was highest by using a 25 mmol/L Gd-DTPA solution on CE-MRA sequence, underwenting CE-MRA sequence for MR-HSG could clearly observe the morphology, course and details of fallopian tube. MR-HSG image quality score greater than or equal to 3 points were reached 94.4%, 100%, respectively, the two physicians agreed that MR-HSG met the diagnostic needs (K=0.800, P < 0.01). CE-MRA sequence for MR-HSG showed high consistency with X-HSG in tubal patency judgment (K=0.773, P < 0.01). Conclusions: Uterine cannulation of rabbits with the single bend catheter is a new, efficient and non-invasive method for MR-HSG. CE-MRA sequence for MR-HSG has high image resolution, non-invasive security, is expected to become a new method for the diagnosis of tubal infertility.
Key words: Magnetic resonance imaging    Hysterosalpingography    Animal expermentation    

输卵管性不孕是女性不孕的主要原因之一,占女性不孕的30%~40%[1]。X线子宫输卵管造影(X- hysterosalpingography,X-HSG)是目前评估输卵管通畅性最常用的方法[2]。磁共振子宫输卵管造影(MR hysterosalpingography,MR-HSG)无电离辐射,适用于碘过敏患者,可同时显示女性生殖系统的解剖及病变[3-4],是近年来输卵管造影研究的热点[5-6]。对比增强磁共振血管成像(CE-MRA)是血管成像最佳技术,具有较高的时间分辨力及空间分辨力,在MR-HSG中的应用尚处于早期研究阶段,对比剂浓度不统一,图像质量亦不稳定[5-7]。国内外相关动物实验中雌兔生殖道插管多为开腹完成,属有创检查且手术过程复杂,术后易发生盆腔粘连[8]。本研究探讨MRI导引下单弯式导管雌兔宫腔插管技术的可行性,并与X-HSG检查结果对照,分析CE-MRA序列MR-HSG诊断输卵管通畅的应用价值。

1 资料与方法 1.1 实验动物

10只雌性未孕新西兰大白兔,体质量2.0~2.5 kg,月龄4~5个月,健康状态良好,由山西医科大学第二医院动物实验中心提供。

1.2 仪器与方法 1.2.1 插管前准备

肌内注射0.2 mL/kg体质量速眠新麻醉实验动物,肌内注射2 mg/kg体质量盐酸消旋山莨菪碱(规格1 mL:10 mg)降低输卵管痉挛,同时抑制肠道蠕动伪影。取仰卧位固定动物,用碘伏消毒外阴。

1.2.2 MRI引导下子宫插管

采用GE Signa 1.5 T超导型MRI扫描仪,8通道头部相控阵线圈。扫描序列及参数:矢状位FSE T2WI序列,TR 5 100 ms,TE 91 ms,层厚2.0 mm,无间隔,FOV 240 mm×200 mm,矩阵320×256,NEX 2。通过MRI观察盆腔结构,采用单弯式介入导管(规格5F,Cordis美国)行雌兔生殖道插管,MRI进一步观察导管位置,导管头端的轻度金属伪影可作为导管头部标记,头端转向雌兔背侧插入尿生殖前庭,深入约4 cm时向背侧施压,使导管头端紧贴阴道后壁,继续伸入导管约8 cm即到达宫颈口。MRI若显示位于膀胱后上方,可确认插管成功。

1.2.3 MR-HSG检查

使用生理盐水将浓度500 mmol/L的Gd-DTPA配制成12种不同浓度(原液、1:5、1:10、1:20、1:25、1:50、1:100、1:200、1:250、1:500、1:1 000、生理盐水)的稀释液各10 mL,置于12个100 mL规格的玻璃试管内,按浓度高低依次摆放于试管架上。CE-MRA扫描参数:层厚1.0 mm,无间隔,TR 4.5 ms,TE 1.6 ms,FOV 240 mm×240 mm,翻转角25°,矩阵320×224,NEX 1。测量不同浓度的Gd-DTPA稀释液信号强度,ROI选择各试管横断面中心部位,选出最大信号强度所对应的浓度值。

检查方法:①采用8通道头部相控阵线圈、冠状位CE-MRA序列。②插管成功的导管外接注射器,手推注入20~30 mL Gd-DTPA最佳浓度稀释液,流率1 mL/s,紧固阴门防止对比剂溢出。③采用透视触发法,选取显示阴道子宫结合部的冠状位图像作为透视窗,当对比剂充满阴道开始往子宫填充时,立即行CE-MRA,连续扫描2期,每期约16 s;2 min后扫描第3期,观察盆腔内对比剂弥散分布。④扫描完成后在AW4.4工作站行MIP,获得显示子宫及输卵管全貌的3D图像,多方位、多角度观察子宫输卵管。

1.2.4 X-HSG检查

MR-HSG检查完成后,将动物移至岛津SAFIRE17数字化造影机上,采用76%的泛影葡胺作为X线对比剂行X-HSG检查。保存图像并记录输卵管通畅或阻塞情况,分析MR-HSG与X-HSG检查结果是否一致。

1.3 图像分析

由2位高年资医师对MR-HSG输卵管图像质量进行等级评分,评分标准参照Danias等[9]提出的5分计分法:1分,图像质量差,无法诊断;2分,结构能够辨认,但明显模糊或有明显伪影,诊断不可靠;3分,结构可辨认,中等程度模糊或伪影,能够诊断;4分,图像质量好,轻度模糊或伪影,能够明确诊断;5分,图像优良,边缘锐利,能够明确诊断;以≥3分为达到诊断要求,并对2位医师的评分结果进行一致性检验。MR-HSG与X-HSG检查输卵管通畅或阻塞的判断标准[8]:①输卵管通畅,输卵管显影,同侧输卵管末端及结肠旁沟内可见对比剂溢出;②输卵管阻塞,输卵管部分显影或未显影,同侧输卵管末端及结肠旁沟内无对比剂溢出。

1.4 统计学方法

使用SPSS 17.0统计学软件进行数据分析。诊断一致性分析采用Kappa检验,K≥0.75表明一致性好;0.4<K<0.75为一致性较好;K≤0.4为一致性差。

2 结果 2.1 插管结果

10只雌兔均顺利完成插管,成功率达100.0%。

2.2 Gd-DTPA用于CE-MRA序列MR-HSG的最佳浓度

在0~25 mmol/L区间内CE-MRA信号强度随Gd-DTPA浓度升高而逐渐增强,在25 mmol/L时达最大信号强度,之后随浓度增加,信号强度反而迅速下降(表 1图 1)。因此,Gd-DTPA的最佳成像浓度为25 mmol/L。

表 1 不同浓度Gd-DTPA在CE-MRA上的信号强度比较

图 1 CE-MRA序列扫描时采用12种不同浓度的Gd-DTPA稀释液:原液、1:5、1:10、1:20、1:25、1:50、1:100、1:200、1:250、1:500、1:1 000、生理盐水;1:20稀释液(浓度25 mmol/L)信号强度最大(箭头)

2.3 CE-MRA序列MR-HSG检查结果(表 2
表 2 2位医师对18条通畅输卵管MRI造影图像评分结果

2位医师评分结果一致性好(K=0.800,P<0.01)。图像质量评分≥3分者分别占94.4%、100.0%;均认为MR-HSG图像质量好,可满足临床诊断需要。10只雌兔经导管向宫腔内注射25 mmol/L的Gd-DTPA稀释液,CE-MRA序列输卵管通畅18条,阻塞2条。其中8只双侧输卵管显影;1只右侧输卵管通畅,左侧输卵管阻塞;另外1只左侧输卵管通畅,右侧输卵管阻塞(图 2~5)。

图 2~5 分别为4只兔子双侧子宫及输卵管磁共振造影(MR-HSG)图像,2位医师的评分完全一致,8条输卵管评分从左至右依次为:3、3、3、4、5、3、3、4分

2.4 MRI-HSG与X-HSG诊断结果比较(表 3
表 3 2种子宫输卵管造影方法诊断结果比较

在X-HSG检查中输卵管18条通畅,其中1条输卵管虽然显影,但输卵管末端未见对比剂溢出,诊断为阻塞。MR-HSG与X-HSG 2种检查方法的诊断一致性较好(K=0.773,P<0.01)。

3 讨论 3.1 MRI导引下雌兔子宫输卵管插管

兔的子宫属于双子宫型,左右子宫完全分离,无子宫体和子宫角之分,输卵管与子宫也无明显分界,左右子宫分别以单独的外口开口于阴道的起始端。阴道长约8 cm,阴瓣与阴门之间为尿生殖前庭,尿道外口开口于其腹侧壁,尿生殖前庭兼有阴道和尿道的功能,长约4 cm,以阴门开口于体外[10]。兔尿生殖前庭较长,从体外无法直视到阴道口,普通双腔球囊导尿管质软,到达尿道口附近时,向阴道方向有阴瓣的阻隔,因而更易滑入尿道而进入膀胱,导致插管失败[8]

本研究选用单弯介入导管,其软硬度适中,容易操作,头端有一定弧度,更易掌握方向。由于尿道向后开口于尿生殖前庭腹侧壁,单弯导管进入约4 cm时,其头端转向背侧并轻度施压紧贴尿生殖前庭后壁插入,可防止导管进入尿道,提高插管成功率。该导管头部含有少量金属成分,可引起少量金属伪影,有助于MRI扫描中对导管的定位。由于解剖关系,紧固阴门后,少量对比剂有可能反流到膀胱内,在实验过程中可观察到部分兔子的膀胱显影,但由于兔子宫、输卵管位置较高,且经MIP重建后图像可360°旋转,因此并不影响对子宫输卵管的观察。

3.2 Gd-DTPA用于MR-HSG的最佳浓度及安全性

CE-MRA技术的基本原理是通过静脉内注射Gd-DTPA,利用其在血管内较短暂的高浓度状态明显缩短血液中T1弛豫时间,产生血管内外组织间信号明显对比差异的血管成像方法[11]。在非血管腔道造影时通常采用生理盐水稀释钆剂达到与血管造影相同的效果[12]。在以往的MR-HSG研究中,各研究中心所选用对比剂种类不尽一致,Gd-DTPA浓度的选择差距较大[3-4, 7]。另外,Gd-DTPA的浓度与信号强度呈非线性关系,不同序列扫描Gd-DTPA的浓度与信号强度变化情况并不一致且相差较大[13]。本研究结果表明,在12种不同浓度对比剂配比中,25 mmol/L时采用CE-MRA技术扫描,HSG信号强度最高,可获得很好的图像质量。钆剂被子宫、输卵管黏膜及腹膜吸收后通过尿路排泄,肾功能正常者可安全使用,钆剂过敏反应率低于碘剂,适用于碘过敏患者[14];钆剂经过20倍的稀释,其浓度、黏度及渗透性均远低于目前X-HSG碘剂浓度,检查过程中对黏膜的刺激性较小,患者不适感少[4],造影检查后造成盆腔粘连的概率小。

3.3 CE-MRA序列MR-HSG的研究

本研究中CE-MRA技术,采用三维快速扰相GRE T1WI序列(GE公司称之为3D fast spoiled gradient recalled echo T1WI,3D-FSPGR T1WI),其时间分辨力高,可动态显示对比剂通过过程。本研究特别采用高分辨力薄层扫描,并应用了多种新技术以提高其空间分辨力,如椭圆K空间中心填充技术及零点填充技术等[15-16]。本实验中单弯介入导管雌兔体外插管后行MR-HSG研究,对18条输卵管图像质量进行等级评分,2位医师一致认为MR-HSG输卵管成像质量较好,可满足临床诊断需要。

本研究中MR-HSG检查输卵管通畅18条,阻塞2条。经Kappa检验分析,MR-HSG对输卵管通畅性的诊断与X-HSG具有良好的一致性(图 6)。X-HSG检查有1条输卵管虽然显影,但其末端未见对比剂溢出,诊断为阻塞,而MR-HSG清晰显示同侧盆腔内弥散的对比剂,诊断为通畅(图 7)。Sadowski等[7]的研究亦有类似结果,分析原因可能是在X-HSG检查中对比剂注入后疏通了部分堵塞的输卵管,因而在随后的MRI检查中表现为通畅;另一个原因是MRI比普通的放射检查具有更高的对比分辨力,对溢出的少量对比剂也能很敏感的发现[5]。笔者分析MRI对比剂稀释度大,浓度、黏稠度较常规HSG对比剂泛影葡胺低,在MR-HSG检查时更易通过狭窄的部位而弥散入腹腔可能也是一个重要原因。总之,MR-HSG与X-HSG对于输卵管通畅性的判断具有良好的一致性,其临床价值有待于与输卵管通畅性的“金标准”宫腹腔镜检查对照研究后得出。

图 6 6a,6b 分别为同一只兔子的MR-HSG及X线子宫输卵管造影(X-HSG)图像,2种检查结果一致,左侧输卵管未见显示,右侧输卵管显示清晰

图 7 7a,7b 分别为同一只兔子的MR-HSG及X-HSG图像,右侧输卵管未见显示,左侧输卵管显示,MR-HSG检查中盆腔左侧可见对比剂弥散,X-HSG检查未见显示

本研究的不足之处:①研究主要内容是MR-HSG的可行性,样本量较小,关于其诊断效能的评估需进一步扩大样本量,并人工建立输卵管狭窄、阻塞模型进一步验证。②尚需进一步探讨MR-HSG技术对女性输卵管不孕的临床应用价值。

综上所述,单弯式介入导管雌兔子宫插管技术是HSG的新方法,无创且成功率高。Gd-DTPA造影浓度为25 mmol/L时,MR-HSG图像分辨力高,有望成为诊断输卵管性不孕症的新方法。

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