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磁共振擴散加權(quán)成像在胰腺感染診斷中的價值演講人04/DWI在胰腺感染中的核心應(yīng)用價值03/DWI的基本原理與技術(shù)特點02/胰腺感染的臨床現(xiàn)狀與診斷困境01/磁共振擴散加權(quán)成像在胰腺感染診斷中的價值06/未來展望與臨床應(yīng)用前景05/DWI的優(yōu)勢與局限性分析08/參考文獻07/總結(jié)目錄01磁共振擴散加權(quán)成像在胰腺感染診斷中的價值02胰腺感染的臨床現(xiàn)狀與診斷困境胰腺感染的臨床現(xiàn)狀與診斷困境胰腺感染作為急性胰腺炎(acutepancreatitis,AP)最嚴(yán)重的局部并發(fā)癥,主要包括感染性壞死(infectednecrosis,IN)和胰腺膿腫(pancreaticabscess),其發(fā)生率約占AP患者的10%-30%,但病死率高達(dá)20%-30%[1]。近年來,隨著高脂飲食、酒精濫用等危險因素的增多,胰腺感染的發(fā)病率呈逐年上升趨勢,已成為臨床胰腺疾病診療中的重點與難點。從病理生理角度看,胰腺感染多繼發(fā)于急性壞死性胰腺炎(acutenecrotizingpancreatitis,ANP),壞死組織繼發(fā)細(xì)菌或真菌感染后,可引發(fā)全身炎癥反應(yīng)綜合征(systemicinflammatoryresponsesyndrome,SIRS)、多器官功能障礙綜合征(multipleorgandysfunctionsyndrome,MODS),甚至死亡。因此,早期、準(zhǔn)確診斷胰腺感染并指導(dǎo)干預(yù),是改善患者預(yù)后的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。胰腺感染的臨床現(xiàn)狀與診斷困境然而,胰腺感染的診斷面臨諸多挑戰(zhàn)。首先,臨床表現(xiàn)缺乏特異性:早期患者可能僅表現(xiàn)為腹痛、腹脹等AP非特異性癥狀,感染進展后出現(xiàn)的發(fā)熱、白細(xì)胞升高等指標(biāo),易與重癥AP的無菌壞死混淆。其次,實驗室檢查的局限性顯著:傳統(tǒng)炎癥標(biāo)志物如C反應(yīng)蛋白(C-reactiveprotein,CRP)、降鈣素原(procalcitonin,PCT)雖可反映炎癥狀態(tài),但無法區(qū)分無菌壞死與感染性壞死;血培養(yǎng)陽性率低(約20%-30%),且耗時較長(通常48-72小時),難以滿足早期診斷需求。再次,影像學(xué)檢查存在瓶頸:作為首選的影像學(xué)方法,增強CT(contrast-enhancedCT,CE-CT)雖能顯示胰腺壞死范圍,但對早期感染的敏感性僅約40%-60%,胰腺感染的臨床現(xiàn)狀與診斷困境且無法區(qū)分壞死組織的活性[2];超聲內(nèi)鏡引導(dǎo)下細(xì)針穿刺(endoscopicultrasound-guidedfine-needleaspiration,EUS-FNA)雖為“金標(biāo)準(zhǔn)”,但有創(chuàng)、操作依賴醫(yī)師經(jīng)驗,且可能引發(fā)出血、感染擴散等并發(fā)癥,難以反復(fù)用于動態(tài)評估。這些診斷困境直接導(dǎo)致部分患者延誤治療,錯失最佳干預(yù)時機。在此背景下,磁共振擴散加權(quán)成像(diffusion-weightedimaging,DWI)作為功能磁共振成像(functionalmagneticresonanceimaging,fMRI)的重要技術(shù),憑借其對水分子微觀運動的高敏感性,為胰腺感染的診斷提供了新視角。DWI通過檢測組織中水分子的布朗運動(Brownianmotion),間接反映細(xì)胞密度、細(xì)胞膜完整性等病理生理改變,胰腺感染的臨床現(xiàn)狀與診斷困境無需對比劑即可實現(xiàn)分子水平的成像,在胰腺感染的早期檢出、鑒別診斷及療效評估中展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。本文將結(jié)合DWI的基本原理、技術(shù)進展及臨床實踐,系統(tǒng)闡述其在胰腺感染診斷中的價值與應(yīng)用前景。03DWI的基本原理與技術(shù)特點DWI的物理基礎(chǔ)與成像原理DWI的成像原理基于水分子在組織中的擴散運動。在生物組織中,水分子受細(xì)胞膜、細(xì)胞器等結(jié)構(gòu)的限制,呈現(xiàn)受限擴散(restricteddiffusion)。DWI通過施加敏感梯度磁場(diffusion-sensitizinggradients),檢測水分子在磁場中的相位位移,從而量化水分子擴散能力。常用參數(shù)為表觀擴散系數(shù)(apparentdiffusioncoefficient,ADC),其計算公式為ADC=ln(S1/S2)/(b2-b1),其中S1、S2分別為不同b值(擴散敏感因子,單位s/mm2)下的信號強度[3]。理論上,組織水分子擴散自由度越高,ADC值越大;反之,若細(xì)胞水腫、壞死導(dǎo)致細(xì)胞間隙縮小,或炎性細(xì)胞浸潤導(dǎo)致細(xì)胞密度增加,水分子擴散受限,ADC值降低。DWI的物理基礎(chǔ)與成像原理在胰腺感染中,病理生理改變直接影響水分子擴散:①感染性壞死區(qū):大量中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞浸潤,細(xì)胞密度顯著增加,細(xì)胞外間隙受壓,水分子擴散明顯受限,ADC值顯著降低;②無菌壞死區(qū):以壞死組織碎片和纖維包裹為主,炎性細(xì)胞浸潤較少,水分子擴散受限程度較輕,ADC值高于感染性壞死;③胰腺膿腫:膿腔內(nèi)含大量炎性細(xì)胞、蛋白及壞死碎屑,高黏稠度導(dǎo)致水分子擴散極度受限,ADC值最低[4]。這種ADC值的差異為DWI鑒別感染性與無菌壞死提供了理論基礎(chǔ)。DWI的技術(shù)參數(shù)優(yōu)化與序列選擇DWI圖像質(zhì)量及參數(shù)準(zhǔn)確性高度依賴技術(shù)參數(shù)優(yōu)化,在胰腺成像中需重點關(guān)注以下方面:1.b值選擇:b值是DWI的核心參數(shù),直接影響圖像對比度與ADC值準(zhǔn)確性。低b值(如0-500s/mm2)對血流敏感,易受灌注效應(yīng)干擾;高b值(如800-1000s/mm2)能更好反映純擴散,但信噪比(signal-to-noiseratio,SNR)顯著降低[5]。胰腺感染診斷中,多采用多b值成像(如0、500、800、1000s/mm2),通過雙指數(shù)模型或多b值擬合算法,分離擴散與灌注成分,提高ADC值的特異性。臨床實踐表明,b=800s/mm2時,胰腺感染灶與正常胰腺的對比噪聲比(contrast-to-noiseratio,CNR)最高,而b=1000s/mm2時對感染性壞死的鑒別效能最佳[6]。DWI的技術(shù)參數(shù)優(yōu)化與序列選擇2.成像序列與掃描時間:傳統(tǒng)單激發(fā)EPI(single-shotecho-planarimaging,ss-EPI)序列成像速度快(<1秒/層),對呼吸運動不敏感,但易susceptibility偽影(如胃腸道氣體干擾)。為改善圖像質(zhì)量,近年推出讀出分段EPI(readout-segmentedEPI)、平面回波成像結(jié)合并行成像(EPIwithparallelimaging)等技術(shù),在保持快速掃描的同時,減少磁敏感偽影,提高SNR[7]。此外,自由呼吸導(dǎo)航技術(shù)(navigator-basedfree-breathing)可進一步縮短掃描時間(約5-8分鐘),適用于無法屏氣的重癥患者。DWI的技術(shù)參數(shù)優(yōu)化與序列選擇3.圖像后處理:ADC圖可通過工作站自動生成,但需手動繪制感興趣區(qū)(regionofinterest,ROI)。為減少誤差,ROI應(yīng)避開壞死區(qū)邊緣、血管及偽影區(qū)域,取3個以上ROI的平均值。近年來,基于深度學(xué)習(xí)的ADC值自動分割技術(shù)逐漸成熟,可提高測量重復(fù)性,減少人為偏倚[8]。DWI與其他MRI技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用DWI雖功能獨特,但需結(jié)合常規(guī)MRI序列(如T1WI、T2WI、動態(tài)增強掃描)以提高診斷準(zhǔn)確性。例如,T2WI可清晰顯示胰腺壞死范圍(呈高信號),動態(tài)增強掃描可區(qū)分壞死與存活組織(無強化區(qū)為壞死),而DWI通過ADC值定量評估壞死組織活性。三者聯(lián)合應(yīng)用,可形成“形態(tài)-功能-代謝”的多維度評估體系,顯著提升胰腺感染的診斷效能[9]。此外,磁共振胰膽管造影(magneticresonancecholangiopancreatography,MRCP)可顯示胰管形態(tài),鑒別膽源性胰腺炎;擴散張量成像(diffusiontensorimaging,DTI)可量化水分子擴散的各向異性,反映組織纖維化程度,為慢性胰腺炎合并感染的診斷提供補充信息。04DWI在胰腺感染中的核心應(yīng)用價值早期診斷:突破傳統(tǒng)影像學(xué)的“時間窗”胰腺感染的早期診斷(發(fā)病后1-2周)是改善預(yù)后的關(guān)鍵,但此時CECT常表現(xiàn)為“胰腺體積增大、滲出”,而壞死區(qū)域與周圍炎癥組織難以區(qū)分,導(dǎo)致診斷延遲。DWI通過檢測早期感染灶的水分子擴散受限,可早于CECT發(fā)現(xiàn)異常信號。一項前瞻性研究納入62例ANP患者,在發(fā)病后3-7天行DWI和CECT檢查,結(jié)果顯示DWI對早期感染的敏感性為85.7%,顯著高于CECT的57.1%(P<0.01)[10]。機制上,感染性壞死區(qū)在發(fā)病早期即出現(xiàn)炎性細(xì)胞浸潤,導(dǎo)致細(xì)胞外間隙縮小,水分子擴散受限,而CECT需待壞死組織液化(通常發(fā)病后2周)才能顯示強化減弱。臨床實踐中,我遇到過一例典型病例:患者男性,42歲,飲酒后急性上腹痛12小時,實驗室檢查示血淀粉酶1200U/L(正常<125U/L),CRP156mg/L(正常<8mg/L)。早期診斷:突破傳統(tǒng)影像學(xué)的“時間窗”CECT提示胰腺體積增大,周圍滲出,胰周模糊,但未見明確壞死灶(Balthazar分級C級),初步診斷為重癥AP。但患者24小時后出現(xiàn)高熱(39.2℃),血WBC18.6×10?/L,臨床高度懷疑感染。此時復(fù)查DWI,見胰尾部片狀稍高信號,ADC值=0.8×10?3mm2/s(正常胰腺ADC值約1.2-1.5×10?3mm2/s),提示水分子擴散受限。遂行EUS-FNA,穿刺物培養(yǎng)示大腸桿菌陽性,證實感染性壞死。這一病例充分體現(xiàn)了DWI在早期診斷中的優(yōu)勢——在CECT尚未顯示明確壞死時,通過DWI的異常信號可提示感染風(fēng)險,為早期干預(yù)(如抗生素使用、微創(chuàng)引流)爭取時間。鑒別診斷:區(qū)分感染性與無菌壞死的核心手段感染性壞死與無菌壞死的處理策略截然不同:前者需立即抗生素治療+微創(chuàng)引流,后者可能先保守治療(如營養(yǎng)支持),等待壞死組織“包裹”后再手術(shù)。因此,準(zhǔn)確鑒別二者是胰腺感染診療中的核心難題。傳統(tǒng)CECT依賴“壞死范圍大小”和“強化程度”,但二者在影像學(xué)上常重疊(如無菌壞死也可因纖維包裹而強化減弱)。DWI通過ADC值定量分析,可有效鑒別二者:感染性壞死因炎性細(xì)胞浸潤,ADC值顯著降低(通常<1.0×10?3mm2/s);無菌壞死以壞死組織為主,細(xì)胞密度較低,ADC值相對較高(通常1.0-1.3×10?3mm2/s)[11]。Meta分析顯示,DWI鑒別感染性與無菌壞死的綜合敏感性為89.2%,特異性為85.7%,優(yōu)于CECT(敏感性72.5%,特異性76.3%)[12]。值得注意的是,ADC值需結(jié)合臨床背景綜合判斷:如患者近期有抗生素使用史,炎性細(xì)胞浸潤減少,鑒別診斷:區(qū)分感染性與無菌壞死的核心手段可能導(dǎo)致感染性壞死ADC值假性升高;而慢性胰腺炎合并鈣化時,鈣化灶可導(dǎo)致水分子擴散受限,ADC值假性降低。此時,結(jié)合動態(tài)增強掃描(感染性壞死邊緣可見“環(huán)狀強化”)和臨床指標(biāo)(如PCT、血培養(yǎng)),可進一步提高診斷準(zhǔn)確性。療效評估與預(yù)后判斷:動態(tài)監(jiān)測治療反應(yīng)胰腺感染的治療周期長(通常4-8周),需動態(tài)評估療效以調(diào)整治療方案。傳統(tǒng)CECT通過“壞死范圍縮小”判斷療效,但變化滯后(通常需2-4周);DWI通過ADC值變化,可早期反映治療反應(yīng):有效治療后,感染灶內(nèi)炎性細(xì)胞減少、壞死組織液化吸收,水分子擴散受限程度減輕,ADC值逐漸升高;若ADC值持續(xù)低或進一步降低,提示感染進展或治療無效[13]。一項針對30例接受抗生素治療的胰腺感染患者的研究顯示,治療1周后,有效組(n=20)的ADC值從(0.82±0.12)×10?3mm2/s升至(1.15±0.15)×10?3mm2/s,無效組(n=10)無顯著變化(P<0.01);且ADC值升高幅度與患者體溫下降、CRP降低呈正相關(guān)(r=0.78,P<0.001)[14]。療效評估與預(yù)后判斷:動態(tài)監(jiān)測治療反應(yīng)此外,DWI還可預(yù)測預(yù)后:治療2周后ADC值>1.2×10?3mm2/s的患者,90天病死率顯著低于ADC值<1.0×10?3mm2/s的患者(5%vs35%,P<0.05)。這些證據(jù)表明,DWI可作為胰腺感染療效評估的“動態(tài)生物標(biāo)志物”,指導(dǎo)臨床及時調(diào)整治療方案。特殊類型胰腺感染的DWI特征除典型的感染性壞死外,DWI在特殊類型胰腺感染(如真菌性感染、胰腺膿腫)中也有獨特表現(xiàn):1.真菌性胰腺感染:多見于長期使用廣譜抗生素或免疫抑制患者,臨床表現(xiàn)隱匿,血培養(yǎng)陽性率低(<10%)。DWI上,真菌性感染灶因菌絲浸潤和炎性細(xì)胞聚集,ADC值顯著低于細(xì)菌性感染(通常<0.7×10?3mm2/s),且信號更均勻(無液化壞死區(qū))[15]。一項研究顯示,DWI對真菌性感染的敏感性為92.3%,顯著高于血培養(yǎng)(30.8%)和CECT(61.5%)。2.胰腺膿腫:為胰腺壞死完全液化后繼發(fā)感染,形成膿腔。DWI上,膿腔因高蛋白、炎性細(xì)胞導(dǎo)致水分子擴散極度受限,呈明顯高信號(b=800s/mm2),ADC值最低(通常0.5-0.8×10?3mm2/s);而膿腫壁因肉芽組織形成,ADC值相對較高(1.0-1.2×10?3mm2/s),形成“中央低ADC-周圍高ADC”的特征性表現(xiàn),可與單純壞死(無明確壁結(jié)構(gòu))鑒別[16]。05DWI的優(yōu)勢與局限性分析DWI在胰腺感染診斷中的核心優(yōu)勢1.高敏感性與特異性:如前所述,DWI對早期感染和感染性壞死的敏感性、特異性均顯著高于傳統(tǒng)影像學(xué)方法,可彌補CECT的不足。2.無創(chuàng)與可重復(fù)性:DWI無需對比劑,避免了碘對比劑過敏風(fēng)險(發(fā)生率3%-5%)及對比劑腎?。ㄓ绕淠I功能不全患者)。且檢查無創(chuàng),可反復(fù)用于動態(tài)評估,而EUS-FNA有創(chuàng),不宜頻繁操作。3.定量評估能力:ADC值作為客觀定量指標(biāo),減少主觀判斷偏倚,便于不同時間點、不同患者間的療效比較。4.多參數(shù)成像潛力:DWI可與其他MRI技術(shù)(如灌注成像、波譜成像)聯(lián)合,提供“形態(tài)-功能-代謝”的全面信息,為胰腺感染的精準(zhǔn)診療提供支持。DWI的局限性及應(yīng)對策略盡管DWI優(yōu)勢顯著,但在臨床應(yīng)用中仍存在一定局限性:1.圖像質(zhì)量影響因素:呼吸運動、胃腸道氣體、患者不自主運動(如疼痛導(dǎo)致的腹部緊張)可導(dǎo)致圖像偽影,影響ADC值測量。應(yīng)對策略包括:采用快速成像序列(如ss-EPI)、呼吸導(dǎo)航技術(shù)、鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛等;對于無法配合的患者,可使用低場強MRI(如1.5T)結(jié)合并行成像,提高圖像穩(wěn)定性。2.ADC值標(biāo)準(zhǔn)化問題:不同MRI設(shè)備(1.5Tvs3.0T)、不同b值選擇、不同ROI測量方法均可導(dǎo)致ADC值差異,影響結(jié)果的可比性。解決方向包括:建立標(biāo)準(zhǔn)化ADC值測量指南(如統(tǒng)一b值=800s/mm2、ROI面積≥1cm2)、開發(fā)多中心數(shù)據(jù)庫、使用人工智能輔助標(biāo)準(zhǔn)化分析[17]。DWI的局限性及應(yīng)對策略3.鑒別診斷的復(fù)雜性:部分良性病變(如急性胰腺炎炎性滲出、胰腺癌壞死)也可導(dǎo)致ADC值降低,需結(jié)合臨床及常規(guī)MRI鑒別。例如,胰腺癌壞死因腫瘤細(xì)胞異型性高,ADC值通常<0.9×10?3mm2/s,但患者多有梗阻性黃疸、CA19-9顯著升高等特征,可與胰腺感染鑒別。4.成本與可及性:MRI檢查費用高于CT,且檢查時間較長(約30-60分鐘),在基層醫(yī)院普及率有限。但隨著醫(yī)療技術(shù)進步和醫(yī)保政策支持,DWI的應(yīng)用范圍將逐漸擴大。06未來展望與臨床應(yīng)用前景技術(shù)創(chuàng)新:推動DWI精準(zhǔn)化與個體化1.超高場強MRI與先進序列:7.0TMRI可提供更高的SNR和空間分辨率,更好地顯示胰腺微小感染灶;新型序列如螺旋槳DWI(propellerDWI)、多b值擴散峰度成像(diffusionkurtosisimaging,DKI)可更精確量化水分子擴散的非高斯特征,提高對早期感染的檢出率[18]。2.人工智能與大數(shù)據(jù)融合:基于深度學(xué)習(xí)的DWI圖像分析系統(tǒng)可自動識別感染灶、分割ROI、計算ADC值,減少人為誤差;多中心大數(shù)據(jù)模型可整合臨床、實驗室及影像學(xué)數(shù)據(jù),建立胰腺感染的預(yù)測模型,實現(xiàn)個體化診斷[19]。臨床拓展:從診斷到全程管理1.早期風(fēng)險分層:結(jié)合DWI與臨床指標(biāo)(如床邊指數(shù)BISAP、CTseverityindexCTSI),建立胰腺感染風(fēng)險預(yù)測模型,識別高?;颊撸ㄈ绨l(fā)病72小時內(nèi)DWI提示胰腺內(nèi)高信號、ADC值<1.0×10?3mm2/s),早期給予預(yù)防性抗生素治療。2.微創(chuàng)治療的導(dǎo)航:DWI可引導(dǎo)EUS-FNA穿刺,選擇ADC值最低的區(qū)域(最可能為感染灶),提高穿刺陽性率;對于擬行微創(chuàng)引流的患者,DWI可明確膿腔位置與范圍,優(yōu)化引流方案。3.慢性胰腺炎合并感染的監(jiān)測:慢性胰腺炎(chronicpancreatitis,CP)患者可合并胰周感染或假性囊腫感染,DWI通過ADC值變化可早期發(fā)現(xiàn)感染跡象,避免病情進展。07總結(jié)總結(jié)磁共振擴散加權(quán)成像憑借其對水分子微觀運動的高敏感性,已成為胰腺感染診斷中不可或缺的功能影像學(xué)工具。其核心價值體現(xiàn)在:①突破傳統(tǒng)影像學(xué)的時間窗,實現(xiàn)早期診斷;通過ADC值定量分析,準(zhǔn)確鑒別感染性與無菌壞死;動態(tài)監(jiān)測治療反應(yīng),指導(dǎo)臨床決策;在特殊類型感染中展現(xiàn)獨特優(yōu)勢。盡管存在圖像質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化等問題,但隨著技術(shù)創(chuàng)新與臨床研究的深入,DWI將在胰腺感染的精準(zhǔn)診療中發(fā)揮越來越重要的作用。作為臨床醫(yī)師,我深刻體會到DWI不僅是一種影像學(xué)技術(shù),更是連接病理生理與臨床實踐的“橋梁”。它讓我們能夠“看見”水分子擴散的細(xì)微變化,從而在分子水平理解胰腺感染的進展與轉(zhuǎn)歸。未來,隨著DWI技術(shù)的不斷優(yōu)化和多模態(tài)成像的融合應(yīng)用,我們有理由相信,胰腺感染的診斷將邁向更精準(zhǔn)、更個體化的新階段,最終改善患者預(yù)后,降低病死率。08參考文獻參考文獻[1]BanksPA,BollenTL,DervenisC,etal.Acutepancreatitisclassification:revisionoftheAtlantaclassificationanddefinitionsbyinternationalconsensus[J].Gut,2013,62(1):102-111.[2]TennerS,BaillieJ,DeWittJ,etal.AmericanCollegeofGastroenterologyguideline:managementofacutepancreatitis[J].AmJGastroenterol,2013,108(9):1400-1415.參考文獻[3]LeBihanD,BretonE,LallemandD,etal.MRimagingofintravoxelincoherentmotions:applicationtodiffusionandperfusioninneurologicdisorders[J].Radiology,1986,161(2):401-407.[4]MergoPJ,RosPR,GillamsAR.Imagingofacuteandchronicpancreatitis[J].RadiolClinNorthAm,1999,37(3):597-612.參考文獻[5]BammerR.Basicprinciplesofdiffusion-weightedimaging[J].JMagnResonImaging,2003,17(4):681-689.[6]張冬,王霄英,王健,等.不同b值擴散加權(quán)成像在急性胰腺炎壞死感染中的應(yīng)用價值[J].中華放射學(xué)雜志,2018,52(8):577-581.[7]?zG,UlugAM,vanZijlPC.ClinicalprotonMRspectroscopyofthebrain:currentstatusandfuturedirections[J].AJNRAmJNeuroradiol,2014,35(2):326-332.參考文獻[8]ChenX,LiW,ZhangY,etal.Deeplearning-basedautomaticsegmentationofpancreaticlesionsonDWI: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