BioMatrix呼吸门控技术在自由呼吸三维磁共振胰胆管成像中的优势：一项前瞻性对比研究

本研究针对自由呼吸3D-MRCP（磁共振胰胆管成像）中呼吸运动伪影的难题，对比了BioMatrix门控（BM-MRCP）、呼吸带门控（RG-MRCP）和导航触发（NT-MRCP）三种技术的性能。结果显示BM-MRCP显著缩短总检查时间（中位数218秒），提升关键解剖结构可视化评分（4分制中位得分3-4分），且SNR（信噪比）和CNR（对比噪声比）分别达18.76和25.54，优于传统方法。该技术为呼吸功能受限患者提供了更高效的影像解决方案，发表于《Insights into Imaging》2025年6月刊。

　　

在医学影像领域，清晰呈现胰胆管系统犹如在湍急河流中捕捉稳定画面——呼吸运动带来的伪影始终是技术难点。传统磁共振胰胆管成像（MRCP）面临两难选择：要求患者屏气会排除呼吸功能受限群体，而自由呼吸技术又受制于运动伪影和冗长扫描时间。现有呼吸带门控（RG）和导航触发（NT）技术各自存在设备依赖性强、操作复杂等局限，这促使研究人员探索更优解决方案。

兰州大学第一医院联合安徽医科大学安庆医学中心的研究团队开展了一项前瞻性研究，首次系统评估了西门子BioMatrix（BM）呼吸传感技术在3D-MRCP中的应用价值。这项发表在《Insights into Imaging》的研究纳入了47例疑似胰胆管疾病患者，通过头对头比较BM-MRCP、RG-MRCP和NT-MRCP三种技术，揭示了创新性呼吸门控技术的临床优势。

研究采用三大关键技术：1）3.0T MAGNETOM Vida扫描仪搭载BioMatrix系统，通过集成RF线圈阻抗变化实时监测呼吸运动；2）标准化T2加权3D-SPACE序列（参数：TR 1900ms/TE 400ms，空间分辨率0.4×0.4×1.2mm³）；3）多维度评估体系，包括时间效率（自动记录DICOM标签0051,100A）、三位放射科医师盲法评分（ICC>0.85）以及定量指标（SNR/CNR计算公式）。

【扫描效率】数据显示BM-MRCP总检查时间中位数218秒，较RG-MRCP（228秒）和NT-MRCP（259秒）分别缩短6.3%和13.8%。尤为关键的是，BM技术省去了呼吸带安装或导航条定位等步骤，将技师操作环节简化至最低。

【图像质量】在胆道系统关键结构可视化方面，BM-MRCP在左右肝管（评分3.67/3.33）、胆总管（4分）等部位显著优于RG-MRCP（p<0.001）。典型病例显示，BM-MRCP能清晰显示胆囊颈结石边缘（虚线箭头）和右肝管（实线箭头），而RG-MRCP出现边缘模糊，NT-MRCP则存在双边伪影。

【技术稳定性】RG和NT技术各出现1例（2.1%）因呼吸模式异常导致的采集失败，而BM-MRCP全部成功。定量分析证实BM-MRCP的SNR（18.76）和CNR（25.54）显著高于对照组（p<0.001），且图像颗粒度更均匀。

这项研究确立了BioMatrix技术在自由呼吸MRCP中的多重突破：其一，通过线圈集成传感实现"非接触式"呼吸监测，避免传统方法的设备依赖问题；其二，动态运动校正算法使胆总管狭窄等细微病变显示更连续（图5双头箭头所示）；其三，工作流程优化使单例检查节省约7分钟，对儿童和呼吸功能受损患者尤为珍贵。

研究同时指出技术推广的两点局限：目前仅适用于特定厂商设备；对于IPMN（导管内乳头状黏液性肿瘤）等罕见病变的专项诊断效能仍需更大样本验证。值得关注的是，BioMatrix的扩展应用——如同时捕捉心呼吸运动的5D MRI技术，已在其他研究中展现潜力，这为未来多模态腹部成像开辟了新思路。

该成果的临床意义超越单纯技术改良：首先，BM-MRCP使约20%无法配合屏气的患者获得诊断机会；其次，标准化操作降低了对技师经验的依赖，有利于基层医院推广；最后，缩短的检查时间可提升设备周转率，这在医疗资源紧张地区具有重要经济价值。随着精准医疗发展，这种兼顾效率与质量的技术路线，或将成为胰胆管疾病影像诊断的新标准。