對比劑對MRI非對稱回波三點法水脂分離測量肝臟脂肪和鐵的影響

洪居陸， 賀小紅， 陳婉雯， 高明勇， 盧瑞梁

非對稱回波三點法水脂分離-定量測定(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation and image quantification，IDEAL-IQ)是由GE公司研發的MRI定量新技術，可以無創評估肝臟鐵含量和質子脂肪含量(proton density fat fraction，PDFF)，臨床應用研究報道較少[1-3]，主要用于肝臟[4]，亦有用于脊柱[5]。R2*值與鐵含量顯著相關[6]，可以通過測定R2*來反映鐵含量。一般情況下，IDEAL-IQ測定R2*及PDFF是在未注射MRI對比劑的平掃情況下進行，但注射對比劑后再行IDEAL-IQ掃描，對R2*及PDFF的測定是否有影響，相關研究報道罕見[7]。本文擬于注射MRI對比劑前、后分別行肝臟IDEAL-IQ掃描，探討對比劑對R2*及PDFF測定的影響。

圖1 女，55歲，注射Gd-EOB-DTPA前后IDEAL-IQ掃描。a) 注射前，PDFF 11.11% ； b) 注射后5 min，PDFF 11.70%； c) 注射后20 min，13.30%； d) 注射前，R2* 53.66 Hz； e) 注射后5 min，R2* 71.50 Hz； f) 注射后20 min，R2* 73.72 Hz。

材料與方法

1.研究對象

2017年8月-2018年3月本科室所有行上腹部IDEAL-IQ掃描的96例病例列為研究對象。本研究經本院醫學倫理委員會批準。納入標準：同時行MRI增強掃描和IDEAL-IQ掃描。剔除標準：①未行MRI對比增強掃描；②僅注射MRI對比劑前或后行IDEAL-IQ掃描；③IDEAL-IQ圖像資料部分丟失；④IDEAL-IQ掃描時屏氣不佳，圖像出現呼吸移動偽影。根據上述標準，剔除無MRI對比增強掃描病例18例、僅注射MRI對比劑前行IDEAL-IQ掃描的病例17例、圖像資料部分丟失1例、圖像出現移動偽影5例，剩余55例納入本研究。男33例，女22例，年齡(51.38±11.63)歲。

2.檢查設備和方法

采用GE Discovery MR750W 3.0T靜音超導MR掃描儀，標準腹部線圈，呼吸門控技術。掃描體位：仰臥位，足先進。掃描范圍：根據三維容積定位塊，橫軸面掃描覆蓋全肝，線圈中心定位于劍突中心，呼吸門控軟管放置于肚臍區域。掃描前呼吸訓練，屏氣時間超過20 s，強調屏氣對檢查的重要性，并講述屏氣技巧，以取得配合。檢查前，每位患者均簽署《MRI檢查知情同意書》。

平掃橫軸面：層厚6 mm，層間距1 mm，T1WI(LAVA/Flex：TR 4.0 ms，TE 1.8 ms，激勵次數0.69，翻轉角12°)，T2WI脂肪抑制序列(FS/FSE/XL/ASSET：TR 8000 ms，TE 78.0 ms，TI 2375 ms，ETL 18，激勵次數2.00，帶寬83.33 kHz)，DWI(EPI：b=0，800 s/mm2，TR 10000 ms，TE 63.3 ms，激勵次數8.00)；冠狀面：T2WI脂肪抑制序列(FS/FSE/XL/ASSET：TR 8000 ms，TE 82.1 ms，TI 2375 ms，ETL 18，激勵次數2.00，帶寬83.33 kHz)。

增強掃描橫軸面(LAVA/Flex：TR 4.0 ms，TE 1.8 ms，激勵次數0.70，翻轉角 12°)，層厚4.8 mm，層間距-2.3 mm；冠狀面(LAVA/Flex：TR 3.0 ms，TE 1.8 ms，激勵次數0.71，翻轉角12°)，層厚4.0 mm，層間距-1.9 mm。

3D IDEAL-IQ序列：梯度回波容積掃描，層厚7 mm，分2次采集，每次采集3個回波，6個TE(最小TE 1 ms，最大TE 5 ms)，TR 7.3 ms，翻轉角 4°，ETL

表1 A、B兩組各時間點IDEAL-IQ掃描情況

3，帶寬111.11 kHz，激勵次數0.50，時間19 s。IDEAL-IQ掃描：注射對比劑前，注射對比劑后5 min、10 min、15 min、20 min各掃描1次(分別為時間點1、2、3、4、5)。

MRI對比劑：22例采用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)注射液(15 mL：7.04 g)，劑量0.2 mL/kg，為A組； 33例采用釓塞酸二納(Gd-EOB-DTPA)注射液(10 mL：181.43 mg/mL)，劑量0.1 mL/kg，為B組。

3.圖像處理及分析

采用GE ADW 4.6工作站分析，利用Functool軟件Viewer功能，分別測量FatFrac圖和R2*圖，ROI為100～200 mm2，并距肝包膜≥10 mm)，測量3次，取平均值；IDEAL-IQ掃描每個時間點FatFrac圖(圖a～c)和R2*圖(圖d～f)ROI，必須分別在同一位置，以便配對分析。本研究PDFF測量，ROI放置于肝右葉后上段；而R2*測量，ROI放置于膽囊窩外側旁。A組、B組IDEAL-IQ掃描各時間點分別和組內時間點1進行配對分析。

4.統計學分析

結 果

A、B兩組各個時間點IDEAL-IQ掃描情況、各組PDFF及R2*值見表1。A、B兩組各時間點與時間點1測定的PDFF與R2*，分別組內配對t檢驗(表2)。A1-A2配對分析，PDFF及R2*的差異無統計學意義；B1-B2、B1-B5配對分析，PDFF及R2*的差異均有統計學意義；B1-B3配對分析，PDFF的差異無統計學意義，而R2*的差異有統計學意義。

表2 A、B兩組各時間點與時間點1測定的PDFF與R2*配對t檢驗

注：*P<0.05，差異有統計學意義。

討 論

MRI對比劑是通過內外界弛豫效應和磁化率效應間接地改變組織的信號強度，按生物學分布，主要分為：細胞外液非特異性對比劑，肝細胞內或細胞膜結合對比劑，血池分布對比劑等。Gd-DTPA是目前最常用的MRI對比劑，屬于離子型細胞外液非特異性對比劑，無組織特異性。Gd-EOB-DTPA屬于肝細胞特異性對比劑，是Gd-DTPA水溶性乙氧基芐基衍生物，除具備肝細胞攝取的特征外，還具備Gd-DTPA特征，即注射對比劑后早期，肝臟動態增強效果類似于Gd-DTPA，于5 min內肝臟T1信號強度與Gd-DTPA相似呈快速上升趨勢；隨著30%劑量被肝細胞攝取，肝臟T1信號仍持續上升，約20 min即肝膽期達到高峰[8]，隨后膽汁排泄開始，T1信號開始緩慢下降[9-10]。

MRI掃描中，部分序列可能受到對比劑的干擾，可能影響圖像SNR，有文獻報道SNR明顯降低[9,11-12]，但亦有研究者未發現這種現象[13-15]。體外實驗顯示：Gd-DTPA在低濃度水平下，對DWI圖像信號及ADC值無明顯影響；但應用高濃度或強T2縮短效應的對比劑可能會影響DWI圖像質量和ADC值[16]。對注射Gd-EOB-DTPA前后ADC值的對比研究，人體臨床實驗[9]與動物實驗[13]結果不一致，仍需進一步深入研究。

IDEAL-IQ技術通過多個梯度回波并行采集技術，校正了T2*衰減的影響，而小角度激發，降低了Water圖、Fat圖和FatFrac圖中的T1效應，使FatFrac圖及R2*圖上測得的脂肪及鐵含量更加準確[4]。然而，自IDEAL-IQ應用以來，無論是動物實驗，還是人體臨床研究，絕大多數是應用于注射對比劑之前[1-3,5]，主要用于器官和組織的脂肪及鐵定量，也可用于肝臟、腎上腺及腎臟腫瘤的成份分析[17]，亦有研究者將其用于腦血栓的檢測[18]。然而，有些情況下，例如IDEAL-IQ注射對比劑前掃描失敗或漏掃描，注射對比劑后是否可以重新掃描，什么時間掃描最合適還有待研究。國外已經有針對超順磁性氧化鐵對比劑注射前后掃描IDEAL-IQ的研究[7]，該對比劑屬于肝細胞受體性對比劑，對IDEAL-IQ 脂肪定量無顯著影響，但對鐵定量有顯著影響。

Gd-DTPA、Gd-EOB-DTPA均能縮短T1、T2*弛豫時間[9,16]，而注射這兩種對比劑后，是否對IDEAL-IQ的脂肪及鐵定量產生影響，尚未見相關研究報道。本研究對注射Gd-DTPA前、5 min時掃描IDEAL-IQ，發現PDFF及R2*均略有降低，但差異無顯著統計學意義，可能與藥物代謝動力學有關。靜脈注射Gd-DTPA后，對比劑迅速分布于細胞外液中，1 min左右在血液及組織液中達到高峰，之后迅速經腎臟排泄[9]；5 min時掃描IDEAL-IQ，Gd-DTPA大部分已經腎臟排泄，對肝臟T1、T2*弛豫時間影響有限，此時測得的PDFF及R2*值，與注射前對比，已無顯著差異。對注射Gd-EOB-DTPA前、5 min時及20 min時掃描IDEAL-IQ，發現PDFF及R2*均有所升高，分別與注射前對比，差異有統計學意義，亦可能與藥物代謝動力學有關。Gd-EOB-DTPA 50%經腎臟排泄、50%被肝細胞攝取后經膽道排泄[19]；5 min時，雖然部分藥物已經腎臟排泄，血液及組織液中的藥物濃度降低，但肝細胞已經開始攝取了部分藥物，于20 min時肝細胞內藥物濃度最高，此時，肝臟T1、T2*弛豫時間明顯受到影響，導致PDFF及R2*值均有所升高；因此，注射Gd-EOB-DTPA后5～20 min內，不適合IDEAL-IQ掃描。注射Gd-EOB-DTPA后10 min、15 min掃描IDEAL-IQ，由于樣本量較少，可能存在偏倚，故暫不做進一步分析。

不足及展望：MRI對比劑種類較多[20]，本研究僅納入Gd-DTPA和Gd-EOB-DTPA，需日后增加對比劑種類并深入研究；對Gd-DTPA研究，僅列入5 min時間點，未能體現藥物隨時間變化對IDEAL-IQ定量影響；對Gd-EOB-DTPA研究，雖然體現了藥物隨時間變化對IDEAL-IQ定量影響，但10 min、15 min時間點樣本量較少，需日后增加樣本量進一步研究。

綜上所述，注射Gd-DTPA后5 min時掃描IDEAL-IQ，Gd-DTPA對肝臟脂肪及鐵定量無顯著影響；注射Gd-EOB-DTPA后5 min及20 min時掃描IDEAL-IQ，Gd-EOB-DTPA對肝臟脂肪及鐵定量有顯著影響。