磁共振增強T1 mapping和IVIM-DWI技術評估乙型肝炎肝硬化患者肝臟儲備功能價值研究*

穆玉娟,吳斐斐,陳 瑩

乙型肝炎肝硬化是由乙型肝炎病毒(HBV)持續感染引起的肝臟持續性炎癥性疾病。由于肝細胞長期損傷,導致肝纖維化和肝硬化[1]。肝硬化可分為代償期肝硬化和失代償期肝硬化,后者是在肝硬化的基礎上出現了并發癥,如門靜脈高壓癥引起的腹水、肝性腦病和上消化道出血等[2]。如果慢性乙型肝炎(CHB)引起的肝硬化未得到有效的治療,其患失代償期肝硬化和肝癌的風險就會大大增加[3]。由于肝癌不容易在早期發現,大多數肝癌在被發現時已經是晚期,這時臨床治療效果有限。手術切除和肝移植是治療肝癌的最有效方法,但術后一系列并發癥很容易危害患者的生命安全。因此,術前評估肝臟儲備功能是預防肝葉切除術后肝衰竭發生的一個重要的步驟[4]。有研究顯示,釓塞酸二鈉(gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriamine pentaacetic acid,Gd-EOB-DTPA)的代謝方式與吲哚菁綠相似,也被用于臨床評估肝儲備功能[5]。使用T1 mapping技術繪制T1圖像可以更可靠地測量T1弛豫時間,反映肝細胞Gd-EOB-DTPA濃度,從而有效評估肝細胞攝取Gd-EOB-DTPA的能力[6]。然而,這兩種技術都需要向體內注射藥物,臨床上需要一種更方便、更經濟的技術方法評估肝臟儲備功能。目前,體素內不相干運動(intravoxel incoherent motion,IVIM)擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)是唯一可以在不注射造影劑的情況下評估活體肝臟組織灌注狀態的功能性磁共振成像(MRI)檢查方法[7]。本研究旨在分析應用IVIM-DWI和磁共振增強T1 mapping技術評估了乙型肝炎肝硬化患者肝臟儲備功能的價值,現報道如下。

1 資料與方法

1.1 病例來源 2020年3月～2022年3月我院收治的乙型肝炎肝硬化患者60例,男性40例,女性20例;年齡為40～56歲,平均年齡為(48.6±2.1)歲。乙型肝炎肝硬化診斷符合《肝硬化診治指南》[8]的標準。納入標準：①有慢性乙型肝炎病史;②超聲檢查有疑似肝內局部病灶;③在磁共振檢查前1周內進行過吲哚菁綠潴留試驗。排除標準：①合并甲型肝炎或戊型肝炎;②肝內結節性病灶直徑在10 cm以上。本研究經我院醫學倫理委員會審核、通過,患者簽署知情同意書。

1.2 吲哚菁綠滯留試驗 禁食6～8 h,排空尿液和糞便。使用肝臟功能儲備分析儀,輸入患者身高、體質量和血紅蛋白,將探頭連接到患者的手指上,配制濃度為0.5 mg.kg-1的吲哚菁綠溶液,經尺靜脈建立輸液通道,以均勻的速度注射。患者取仰臥位,休息15 min,設備自動計算并記錄15 min吲哚菁綠滯留率。吲哚菁綠15 min滯留率<30%被定義為肝臟儲備功能良好,吲哚菁綠15 min滯留率≥30%被定義為肝功能受損。

1.3 MRI檢查 使用荷蘭Philips 3.0 T超導多源MR機和16通道腹部線圈。患者禁食6 h,并進行呼吸練習。在增強前和增強后20 min,使用改良的Look-Locker反轉恢復掃描序列獲取T1圖像。掃描參數：重復時間 370 ms,回波時間 1.0 ms,TI 275.0 ms,視野340.0 mm×290.0 mm,矩陣124×192,層厚8 mm,激發次數1,翻轉角度35°。多值軸向擴散加權序列在增強后20 min前使用荷蘭Philips 3.0 T進行掃描。掃描參數：重復時間 5400 ms,回波時間 68 ms,視野256 mm×296 mm,矩陣256×256,層厚5 mm,層間間距1 mm,激發次數2。b值取0、50、100、150、200、300、500、800、1000、1200 s/mm2。計算每張圖像平均T1弛豫時間,以測量Gd-EOB-DTPA增強前20 min和20 min后的T1弛豫時間,計算肝細胞增強分數。將獲得的T1WI圖像和具有多個b值的原始彌散加權圖像傳輸至第三方后處理軟件Mltalytics 1.0.1(Fitpu Healthcare),所有數據由2名高級影像學醫師分別測量。再由該軟件根據單指數模型和雙指數模型自動測算IVIM-DWI參數,包括表觀擴散系數(apparent diffusion coefficient,ADC)和真性水分子擴散系數(true water molecule diffusion coefficient,D)。

2 結果

2.1 肝功能情況 根據吲哚菁綠15 min滯留率,在60例肝硬化患者中,A組30例吲哚菁綠15 min滯留率<10%,B組16例吲哚菁綠15 min滯留率≥10%但<30%,C組14例吲哚菁綠15 min滯留率≥30%。

2.2 肝硬化患者腹部MRI表現 見圖1。

2.3不同吲哚菁綠組T1 mapping參數比較 C組增強前20 min T1弛豫時間和增強后20 min T1弛豫時間顯著長于A組或B組,差異具有統計學意義(P<0.05);C組肝細胞增強分數顯著低于A組或B組,差異具有統計學意義(P<0.05);在IVIM-DWI后處理參數方面,C組ADC和D均顯著低于A組或B組,差異具有統計學意義(P<0.05,表1)。

圖1 乙型肝炎肝硬化患者腹部MRI表現 男性46歲A：T2WI顯示肝實質信號略增高;B：DWI可見肝組織不均勻信號

2.4 各參數評估硬化患者肝臟儲備功能的效能情況 經ROC曲線分析顯示,增強前20 min T1弛豫時間、增強后20 min T1弛豫時間、ADC、D和肝細胞增強分數評估乙型肝炎肝硬化患者肝臟儲備功能均具有較高的價值(表2、圖2)。

表1 不同吲哚菁綠組T1 mapping參數比較

表2 各參數評估硬化患者肝臟儲備功能的效能情況

3 討論

研究結果顯示,正常肝臟切除的極限是保留肝臟體積不小于標準肝臟體積的25%～30%。對于無門脈高壓征象的Child-Pugh A級患者,吲哚菁綠15 min滯留率<10%,保留肝臟體積不小于標準肝臟體積的40%～50%;吲哚菁綠15 min滯留率在10%～20%,保留肝臟體積不小于標準肝臟體積的60%～70%;吲哚菁綠15 min滯留率在21%～30%,預留肝臟體積不小于標準肝臟體積的70%～80%。Child-Pugh A級和B級患者有門脈高壓征象或吲哚菁綠15 min滯留率>30%者,只能進行限量肝葉切除術,而Child-Pugh C級患者禁忌任何肝葉切除術[9]。

Gd-EOB-DTPA增強的磁共振成像目前是肝臟腫瘤術前成像的標準化技術,Gd-EOB-DTPA的代謝方式與吲哚菁綠相似,其掃描參數能夠反映肝臟儲備功能[10-12]。IVIM-DWI在不注射造影劑的情況下能夠提供肝臟微循環灌注信息,其真實的擴散系數值反映了體素中的擴散以及每個體素的毛細血管流動的血液對信號的貢獻,而在乙型肝炎肝硬化患者,由于肝臟灌注量減少,肝細胞功能受到日益嚴重的纖維化的影響,應用肝臟IVIM-DWI參數評估肝臟儲備功能也會隨之受到影響[13]。以吲哚菁綠15 min滯留率作為參考,比較這兩種技術的診斷效果,將有助于驗證IVIM-DWI參數評估肝臟儲備功能方面的價值。

本研究結果顯示,在T1 mapping后處理所得參數中,A組增強前20 min T1弛豫時間和增強后20 min T1弛豫時間顯著短于B組和C組,肝細胞增強分數顯著高于B組和C組。在IVIM-DWI后處理所得參數中,A組ADC和D顯著高于B組和C組。在早期肝纖維化的組織重塑過程中,由于炎癥和組織水腫導致肝臟含水量增加,使T1弛豫時間延長不明顯。然而,在肝纖維化后期,由于炎癥和組織水腫導致的T1松弛時間的延長被縮短的T1松弛時間的順磁性大分子的沉積所抵消。由于肝細胞數量減少和肝細胞膜表面有機陰離子轉運體多肽1表達減少,都會降低肝臟對Gd-EOB-DTPA的攝取,導致肝臟在肝膽期的T1松弛時間延長[14]。肝纖維化引起的細胞外基質(尤其是膠原纖維)的過度合成,減少了細胞外空間,限制了水分子的擴散,導致肝臟內ADC值降低。與健康人比,肝臟各葉的真實擴散系數明顯降低,并與Child-Pugh分級呈負相關,應用肝臟右葉的真實擴散系數對肝硬化的診斷最為準確[15]。

本研究經ROC曲線分析顯示,增強前后20 min T1弛豫時間、ADC、D和肝細胞增強分數評估乙型肝炎肝硬化患者肝臟儲備功能均具有較高的應用價值。Gd-EOB-DTPA的吸收是由肝細胞膜表面的有機陰離子轉運肽介導的[16]。注射后20 min,其吸收達到峰值,約50%被吸收到肝細胞內,然后通過多藥耐藥性相關蛋白-2排泄到膽道系統吸。收和排泄過程未發生代謝變化[17]。肝硬化可能導致釓酸二鈉鹽的攝取減少[18]。通過增強前和增強后T1圖譜序列測量的T1 mapping弛豫時間減少程度是診斷早期肝硬化的有效工具,并顯示增強前20 min T1弛豫時間會隨著肝硬化嚴重程度的加重而縮短[19,20]。