Современные вызовы и перспективы магнитно-резонансной холангиопанкреатографии: проблемы применения в клинической практике и теоретические подходы к их решению: обзор

ВВЕДЕНИЕ: Магнитно-резонансная холангиопанкреатография (МРХПГ) — это неинвазивный метод диагностики заболеваний желчевыводящих путей и поджелудочной железы, обеспечивающий высококачественные изображения, которые помогают врачам диагностировать патологии без использования ионизирующего излучения. Несмотря на широкое применение, существуют проблемы, связанные с качеством изображений, артефактами дыхания, отсутствием стандартов и длительностью сканирования.

ЦЕЛЬ: Анализ проблем, возникающих в применении МРХПГ в клинической практике, оценка теоретических подходов для их решения.

МАТЕРИАЛЫ И  МЕТОДЫ: Для проведения обзора использовались статьи из  баз данных PubMed, Web of Science и Scopus. Внимание уделялось исследованиям последних пяти лет, посвященным новым методам визуализации и теоретическим подходам к решению текущих проблем МРХПГ. Всего было отобрано 36 публикаций, проведен их анализ.

РЕЗУЛЬТАТЫ: Основные проблемы клинического применения МРХПГ включают дыхательные артефакты, отсутствие стандартизированных протоколов мониторинга при первичном склерозирующем холангите (ПСХ), длительность сканирования и необходимость разработки укороченных протоколов для экстренной диагностики. Для коррекции артефактов дыхания предложены методы сжатого зондирования (Сompress Sensing, CS) и параллельной визуализации (Parallel Imaging, PI), которые улучшают качество изображений и сокращают время сканирования.

ОБСУЖДЕНИЕ: В обзоре обсуждается применение методов CS и PI для улучшения качества изображений и сокращения времени сканирования, разработаны ускоренные протоколы МРХПГ для экстренной диагностики, что особенно важно для пациентов с острыми состояниями. Необходимы стандартизированные протоколы мониторинга пациентов с ПСХ для ранней диагностики злокачественных новообразований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: МРХПГ — важный инструмент в современной диагностике, но её применение сталкивается с рядом проблем, которые можно решить за  счет использования современных технологий, таких как CS и  PI. Разработка новых протоколов и стандартизация подходов к мониторингу позволят повысить эффективность диагностики и улучшить клинические исходы.

1. Breakey S., Harris A.C. Cholangiopancreatography (MRCP) in the Setting of Acute Pancreaticobiliary Disease: Can Certain Clinical Factors Guide Appropriate Utilization? // Canadian Association of Radiologists’ Journal. 2022. Vol. 73, No. 1. Р. 27–29. doi: 10.1177/08465371211025527.

2. Beyer G., Kasprowicz F., Hannemann A. et al. Definition of age-dependent reference values for the diameter of the common bile duct and pancreatic duct on MRCP: a population-based, cross-sectional cohort study // Gut. 2023. Vol. 72, No. 9. Р. 1738–1744. doi: 10.1136/gutjnl-2021-326106.

3. Palwa A.R., Nisar U., Shafique M. et al. The Accuracy of Transabdominal Ultrasound (TAUS) in Detection of Choledocholithiasis Keeping Magnetic Resonance Cholangiopancreatography (MRCP) as Gold Standard // Pak Armed Forces Med. J. 2022. Vol. 72, No. 2. Р. 485–488. doi: 10.1016/j.clinimag.2021.08.007.

4. Chawla S., Sharma M., Makkar A. et al. Comparative assessment to establish the accuracy of MRCP over USG & CT in diagnosing the case of obstructive jaundice // European Journal of Molecular & Clinical Medicine. 2023. Vol. 9, No. 1.

5. Nair A.V., Macdonald D.B., Kelly E.M. et al. Utility of MRCP in surveillance of primary sclerosing cholangitis associated hepatobiliary malignancy: 15-year experience at a single institution in Ontario, Canada // Clinical Imaging. 2021. Vol. 81. Р. 108–114. doi: 10.1016/j.clinimag.2021.08.007.

6. Tokoro H., Yamada A., Suzuki T. et al. Usefulness of breath-hold compressed sensing accelerated three-dimensional magnetic resonance cholangiopancreatography (MRCP) added to respiratory-gating conventional MRCP // European Journal of Radiology. 2020. Vol. 122. Р. 108765. doi: 10.1016/j.ejrad.2019.108765.

7. Kromrey M.-L., Funayama S., Tamada D. et al. Clinical evaluation of respiratory-triggered 3D MRCP with navigator echoes compared to breath-hold acquisition using compressed sensing and/or parallel imaging // Magnetic Resonance in Medical Sciences. 2020. Vol. 19, No. 4. Р. 318–323. doi: 10.2463/mrms.mp-2019-0122.

8. Jena P., Misra A.P., Jena D. To establish the accuracy of MRCP over USG & CT in diagnosing the case of obstructive jaundice with radiological study // International Journal of Radiology and Diagnostic Imaging. 2021. Vol. 4, No. 3. Р. 133–136. doi: 10.33545/26644436.2021.v4.i3b.230.

9. Tso D.K., Almeida R.R., Prabhakar A.M. et al. Accuracy and timeliness of an abbreviated emergency department MRCP protocol for choledocholithiasis // Emergency Radiology. 2019. Vol. 26, No. 5. Р. 513–518. doi: 10.1007/s10140-019-01689-w.

10. Lohöfer F.K., Kaissis G.A., Rasper M. et al. Magnetic resonance cholangiopancreatography at 3 Tesla: Image quality comparison between 3D compressed sensing and 2D single-shot acquisitions // European Journal of Radiology. 2019. Vol. 115. Р. 53–58. doi: 10.1016/j.ejrad.2019.04.002.

11. Wang K., Li X., Liu J. et al. Predicting the image quality of respiratory-gated and breath-hold 3D MRCP from the breathing curve: A prospective study // Abdominal Radiology. 2023. Vol. 33, No. 12. Р. 4333–4343. doi: 10.1007/s00330-022-09293-2.

12. Zhu L., Xue H., Sun Z. et al. Modified breath-hold compressed-sensing 3D MR cholangiopancreatography with a small field-of-view and high resolution acquisition: Clinical feasibility in biliary and pancreatic disorders // Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2018. Vol. 48, No. 4. Р. 1389–1399. doi: 10.1002/jmri.26049.

13. Zho S.Y., Park J., Choi J.Y., Kim D.H. Respiratory motion compensated MR cholangiopancreatography at 3.0 Tesla // J. Magn. Reson. Imaging. 2010. Vol. 32, No. 3. Р. 726–732. doi: 10.1002/jmri.22307.

14. Sodickson A., Mortele K.J., Barish M.A. et al. Three-dimensional fast-recovery fast spin-echo MRCP: comparison with two-dimensional single-shot fast spin-echo techniques // Radiology. 2006. Vol. 238, No. 2. Р. 549–559. doi: 10.1148/radiol.2382032065.

15. Yoon J.H., Lee S.M., Kang H.-J. et al. Clinical Feasibility of 3-Dimensional Magnetic Resonance Cholangiopancreatography Using Compressed Sensing: Comparison of Image Quality and Diagnostic Performance // Investigative Radiology. 2017. Vol. 52, No. 10. Р. 612–619. doi: 10.1097/RLI.0000000000000380.

16. Vasanawala S.S., Alley M.T., Hargreaves B.A., Barth R.A., Pauly J.M., Lustig M. Improved pediatric MR imaging with compressed sensing // Radiology. 2010. Vol. 256, No. 2. Р. 607–616. doi: 10.1148/radiol.10091218.

17. Zhang T., Chowdhury S., Lustig M., Vasanawala S.S., Ye J.C. Clinical performance of contrast enhanced abdominal pediatric MRI with fast combined parallel imaging compressed sensing reconstruction // Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2014. Vol. 40, No. 1. Р. 13–25. doi: 10.1002/jmri.24333.

18. Feng L., Benkert T., Block K.T., Sodickson D.K., Otazo R., Chandarana H. Compressed sensing for body MRI // Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2017. Vol. 45, No. 4. Р. 966–987. doi: 10.1002/jmri.25547.

19. Candès E.J., Romberg J., Tao T. Robust uncertainty principles: Exact signal reconstruction from highly incomplete frequency information // IEEE Transactions on Information Theory. 2006. Vol. 52, No. 2. Р. 489–509. doi: 10.1109/TIT.2005.862083.

20. Candès E.J., Romberg J.K., Tao T. Stable signal recovery from incomplete and inaccurate measurements // Communications on Pure and Applied Mathematics. 2006. Vol. 59, No. 8. Р. 1207–1223. doi: 10.1002/cpa.20124.

21. Seo N., Park M.S., Han K. et al. Feasibility of 3D navigator-triggered magnetic resonance cholangiopancreatography with combined parallel imaging and compressed sensing reconstruction at 3T // Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2017. Vol. 46, No. 4. Р. 1289–1297. doi: 10.1002/jmri.25672.

22. Schramm C., Eaton J., Ringe K.-I., Venkatesh S., Yamamura J. Recommendations on the use of magnetic resonance imaging in PSC: A position statement from the International PSC Study Group // Hepatology. 2017. Vol. 66, No. 5. Р. 1675–1688.

23. Rabiee A., Silveira M.G. Primary sclerosing cholangitis // Transl. Gastroenterol. Hepatol. 2021. Vol. 6, Р. 29. doi: 10.21037/tgh-20-266.

24. Boonstra K., Beuers U., Ponsioen C.Y. Epidemiology of primary sclerosing cholangitis and primary biliary cirrhosis: a systematic review // J. Hepatol. 2012. Vol. 56, No. 5. Р. 1181–1188. doi: 10.1016/j.jhep.2011.10.025.

25. Weismuller T.J., Trivedi P.J., Bergquist A. et al. Patient age, sex, and inflammatory bowel disease phenotype associate with course of primary sclerosing cholangitis // Gastroenterology. 2017. Vol. 152, No. 8, Р. 1975–1984.e8. doi: 10.1053/j.gastro.2017.02.038.

26. Lunder A.K., Hov J.R., Borthne A. et al. Prevalence of sclerosing cholangitis detected by magnetic resonance cholangiography in patients with long-term inflammatory bowel disease // Gastroenterology. 2016. Vol. 151, No. 4. Р. 660–669.e4. doi: 10.1053/j.gastro.2016.06.021.

27. Grigoriadis A., Morsbach F., Voulgarakis N. et al. Inter-reader agreement of interpretation of radiological course of bile duct changes between serial follow-up magnetic resonance imaging/3D magnetic resonance cholangiopancreatography of patients with primary sclerosing cholangitis // Scand. J. Gastroenterol. 2020. Vol. 55, No. 3. Р. 311–317. doi:10.1080/00365521.2020.1720281.

28. Lee J.Y., Kim K.W., Park S.W. et al. Diagnostic accuracy of magnetic resonance cholangiopancreatography in patients with suspected biliary obstruction // World J. Gastroenterol. 2014. Vol. 20, No. 31. Р. 10928–10936. doi: 10.3748/wjg.v20.i31.10928.

29. Saini S. Imaging of the hepatobiliary tract // N. Engl. J. Med. 1997. Vol. 336, No. 26. Р. 1889–1894. doi:10.1056/NEJM199706263362607.

30. Baron R.L., Stanley R.J. Multidetector CT of the liver // Radiol. Clin. North Am. 2006. Vol. 44, No. 1. Р. 117–132. doi: 10.1016/j.rcl.2005.09.004.

31. Adamek H.E., Albert J.G., Breer H. et al. S3 guideline on cholangiopancreatography (CPG) // Z. Gastroenterol. 2019. Vol. 57, No. 10. Р. 1317–1357. doi: 10.1055/a-0962-2508.

32. Ward J., Naik K.S., Guthrie J.A. Magnetic resonance cholangiopancreatography (MRCP): a review // Clin. Radiol. 2000. Vol. 55, No. 3. Р. 177–186. doi:10.1053/crad.1999.0439.

33. Levy C., Dumont E., Liguory C. et al. Role of endoscopic ultrasound-guided fine needle aspiration in differentiating benign from malignant biliary strictures: a prospective series // Endoscopy. 2006. Vol. 38, No. 10. Р. 1003–1008. doi: 10.1055/s-2006-944832.

34. Xiao J., Zhang Y., Wang Y. et al. Artificial intelligence in magnetic resonance cholangiopancreatography: a review // J. Dig. Dis. 2022. Vol. 23, No. 11. Р. 1065–1073. doi: 10.1111/1751-2980.13201.

35. Tonolini M., Ravelli A., Villa C. et al. Urgent MRI with MR cholangiopancreatography (MRCP) of acute cholecystitis and related complications: diagnostic role and spectrum of imaging findings // Emerg. Radiol. 2012. Vol. 19, No. 5. Р. 341–348. doi:10.1007/s10140-012-1038-z.

36. Vidal B.P.C., Lahan-Martins D., Penachim T.J. et al. MR Cholangiopancreatography: What Every Radiology Resident Must Know // RadioGraphics. 2020. Vol. 40, No. 5. Р. 1263–1264. doi: 10.1148/rg.2020200030.