蔣宇 邱維加 周智鵬*
肝特異性對(duì)比劑釓塞酸二鈉(gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriamine pentaacetic acid,Gd-EOB-DTPA)可以縮短組織的T1值,并且能被肝細(xì)胞特異性攝取,在注射后20~40 min的肝膽期,肝實(shí)質(zhì)的T1值將進(jìn)一步縮短,因此了解Gd-EOB-DTPA注射前、后肝實(shí)質(zhì)的信號(hào)強(qiáng)度(signal intensity,SI)或T1值的變化可以定量評(píng)估肝實(shí)質(zhì)對(duì)Gd-EOB-DTPA攝取[1-3],定性診斷及鑒別局灶性病變,早期診斷慢性肝損傷并分期,評(píng)估肝臟的儲(chǔ)備功能,監(jiān)測(cè)慢性肝病的療效以及為外科手術(shù)方案的制定提供參考。隨著Gd-EOB-DTPA在臨床應(yīng)用的普及,其對(duì)肝臟相關(guān)病變的MRI研究也日益增多。目前最常用的方法是以SI變化為研究指標(biāo)[2-3],然而SI不是絕對(duì)值,它取決于射頻放大器的增益,而且其與釓對(duì)比劑濃度之間并非線性關(guān)系[4-5],因此增強(qiáng)前后SI的定量比較可能不是直接相關(guān)的。為了尋找一個(gè)更加準(zhǔn)確的衡量指標(biāo),近期大量研究采用T1mapping技術(shù)。T1mapping技術(shù)是一種無創(chuàng)化、定量分析組織T1值的方法,它通過T1恢復(fù)過程中不同時(shí)間點(diǎn)采集的一系列圖像擬合而成,在T1mapping上測(cè)量的T1值反映了受試對(duì)象弛豫時(shí)間的變化,它不受各參數(shù)影響,且與組織中釓對(duì)比劑濃度成正比,能更準(zhǔn)確、客觀地反映肝臟攝取Gd-EOB-DTPA能力的變化。本文就 Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)T1mapping在肝臟疾病的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景予以綜述。
T1mapping技術(shù)最早應(yīng)用于心臟,通過反轉(zhuǎn)恢復(fù)或飽和恢復(fù)序列實(shí)現(xiàn)。目前臨床常用的序列大多由反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR)序列發(fā)展而來,主要包括Look-Locker(LL)序列和改良的 Look-Locker反轉(zhuǎn)恢復(fù)(modified Look-Locker IR,MOLLI)序列。 LL 序列是在施加脈沖后,在T1弛豫曲線的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行連續(xù)采樣,其缺陷是受心臟搏動(dòng)的影響較大,空間分辨率不高[6],且一次只能采集一層影像。2004年,Messroghli等[7]提出了MOLLI序列,該序列采集圖像的過程依賴于心率,使用小角度激勵(lì)能減少病人心率不同帶來的影響,它的可重復(fù)性與信噪比高,但缺點(diǎn)在于采集時(shí)間較長。相比于心臟,肝臟活動(dòng)幅度小,掃描時(shí)可以通過屏息使其處于靜止?fàn)顟B(tài),因此肝臟對(duì)T1mapping技術(shù)的要求較心臟低,對(duì)掃描技術(shù)的選擇也更多。目前,大多數(shù)肝臟的T1mapping掃描主要采用簡(jiǎn)單易行、操作性強(qiáng)的可變多翻轉(zhuǎn)角成像技術(shù)[8-10],它需要至少2個(gè)翻轉(zhuǎn)角,具有快速、可全肝掃描的優(yōu)點(diǎn),能在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較高分辨率的T1mapping圖,是進(jìn)行肝功能研究的一項(xiàng)比較可取的技術(shù)。也有研究者[11]在多翻轉(zhuǎn)角序列后外加一個(gè)B1場(chǎng)來均勻磁場(chǎng),使獲得的T1值更加準(zhǔn)確。
2.1 早期肝損傷 各種原因引起的肝損傷,如病毒性、膽汁淤積性、酒精性及免疫性肝損傷等都有可能發(fā)展至肝纖維化、肝硬化,甚至肝癌。早期診斷肝損傷,可以及時(shí)干預(yù)疾病的進(jìn)展。
2.1.1 非酒精性脂肪肝疾?。╪on-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)分期 NAFLD包括單純性脂肪變性、具有或不具有纖維化的非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH) 以及相關(guān)肝硬化和肝細(xì)胞肝癌。相較于脂肪變性,NASH發(fā)展成為肝硬化及肝癌的風(fēng)險(xiǎn)更高[12]。目前,肝活檢仍是評(píng)價(jià)NASH的金標(biāo)準(zhǔn),然而,由于肝活檢為有創(chuàng)性檢查,其在臨床實(shí)踐中廣泛應(yīng)用并不現(xiàn)實(shí)。最近有系統(tǒng)評(píng)價(jià)[13]表明,可以將放射學(xué)和實(shí)驗(yàn)室技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行NAFLD的分期,大大降低了對(duì)肝活檢的需求。Ding等[14]嘗試將T1值用于NAFLD動(dòng)物模型的診斷與分期:對(duì)照組和NAFLD組均測(cè)量注射對(duì)比劑前T1值(T1pre)、注射后 20 min 的肝膽期的 T1值(T1post或 HBP T1),并計(jì)算 T1減少率 ΔT1%[(T1pre-T1post)/T1pre×100%],以 SAF評(píng)分[脂肪變性(S)、炎性活動(dòng)程度(A)和纖維化(F)]為參考標(biāo)準(zhǔn),顯示對(duì)照組、不伴NASH的NAFLD組及NASH組的HBPT1逐漸延長,ΔT1%逐漸減低,對(duì)照組與NAFLD組、NASH與不伴NASH的 NAFLD(P=0.000~0.049)間,以及與纖維化組間(P=0.000~0.019) 的HBP與Δ%T1值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。認(rèn)為根據(jù) SAF評(píng)分,Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI的HBPT1及ΔT1%可用于評(píng)估NAFLD。
2.1.2 膽源性肝損傷 由于膽道梗阻引起的肝損傷,常規(guī)影像檢查手段如B超、CT、MRI等通常只能明確梗阻的原因和程度,并不能評(píng)價(jià)肝損傷的程度。Ding等[15]及Hinrichs等[16]嘗試?yán)肨1值對(duì)膽道梗阻所致的肝損傷進(jìn)行評(píng)價(jià),獲得了較好的診斷效能,但兩者方法有所差異。Ding等[15]以膽管結(jié)扎后的動(dòng)物模型為研究對(duì)象,將其分為對(duì)照組、膽道結(jié)扎術(shù)后5 d組(BDL-5組)、膽道結(jié)扎術(shù)后14 d組(BDL-14組),以雙重方法進(jìn)行評(píng)估。一是通過T1mapping測(cè)量HBPT1值進(jìn)行肝功能評(píng)估,二是通過計(jì)算首次動(dòng)態(tài)時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度曲線上的灌注參數(shù)用于評(píng)估肝臟血流動(dòng)力學(xué)變化,上述2項(xiàng)參數(shù)相結(jié)合用于評(píng)估膽管梗阻引起的膽汁淤積型肝損傷具有較高的診斷效能[受試者操作特征(ROC)曲線下面積(AUC):0.92~0.98]。 研究同時(shí)指出,該實(shí)驗(yàn)不能區(qū)分膽道結(jié)扎術(shù)后的不同時(shí)期(即BDL-5和BDL-14)。該實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性在于膽管阻塞可同時(shí)導(dǎo)致肝功能損傷和血流動(dòng)力學(xué)變化,將T1值的變化與灌注參數(shù)相結(jié)合,用作評(píng)估肝功能和血流動(dòng)力學(xué)變化的綜合工具,可以診斷膽管阻塞的存在及嚴(yán)重程度,確定膽管阻塞的原因。Hinrichs等[16]則通過將T1值與評(píng)價(jià)慢性肝病的肝功能測(cè)試、終末期肝病模型(en d stage liver disease,MEL D)評(píng)分、評(píng)估病人生存情況的Mayo風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分及阿姆斯特丹評(píng)分進(jìn)行比較,評(píng)估了原發(fā)性硬化性膽管炎的全肝及各肝段的肝功能,以獲得肝功能的異質(zhì)性來評(píng)估疾病的活動(dòng)性和程度。
2.2 肝纖維化 肝纖維化是各種慢性肝病的共同特征,目前認(rèn)為只有處于特定階段的肝纖維化經(jīng)過治療才可以逆轉(zhuǎn)。早期診斷肝纖維化并對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確分期,有利于抓住抗纖維化最佳時(shí)機(jī)及時(shí)治療,促進(jìn)逆轉(zhuǎn)。肝穿刺活檢仍是現(xiàn)階段肝纖維化診斷及分期的“金標(biāo)準(zhǔn)”,其他替代技術(shù)包括實(shí)驗(yàn)室血生化指標(biāo)、超聲彈性成像、CT、MRI等均不能夠真正代替肝穿刺活檢,然而其具有取樣局限、有創(chuàng)、并發(fā)癥多等缺點(diǎn),限制了其廣泛應(yīng)用,不利于長期隨訪、觀察疾病進(jìn)展和監(jiān)測(cè)療效。因此,臨床迫切需要一種更為安全、簡(jiǎn)便、可重復(fù)性強(qiáng)且準(zhǔn)確的檢查手段來全面評(píng)價(jià)肝纖維化程度。Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRIT1mapping成像為肝纖維化的無創(chuàng)性診斷提供了新的思路。
Haimerl等[9]發(fā)現(xiàn)ΔT1%與肝纖維化程度呈負(fù)相關(guān),隨著肝纖維化程度的進(jìn)展(F0-F4期)ΔT1%不斷下降,利用基于ΔT1%的ROC曲線可以區(qū)分肝纖維化的不同階段。Ding等[17]指出基于Gd-EOB-DTPA的T1值是肝纖維化分期的潛在生物學(xué)標(biāo)志物,并且比擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)的表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)更準(zhǔn)確。為了獲得一個(gè)更加綜合的評(píng)價(jià)模型,有研究[18]進(jìn)一步將天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶-血小板指數(shù)及基于4因子的肝纖維化指數(shù)結(jié)合并與基于Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI的T1值比較,發(fā)現(xiàn)在預(yù)測(cè)肝纖維化分期時(shí),T1值優(yōu)于天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶-血小板指數(shù)及基于4因子的肝纖維化指數(shù),而將上述3項(xiàng)指標(biāo)結(jié)合可以更可靠地用于肝纖維化分期及長期監(jiān)測(cè)抗纖維化治療的效果。多項(xiàng)研究證明,肝纖維化可改變有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽1a1與多藥耐藥相關(guān)蛋白2的狀態(tài),Sheng等[19]利用動(dòng)物模型探討了 Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRIT1mapping在肝纖維化分期中的診斷價(jià)值及其與肝分子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的關(guān)系,有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽1a1 的表達(dá)與 mRNA(r=-0.741/0.697)和蛋白質(zhì)(r=-0.577/0.602)水平的HBP和ΔT1%均顯著相關(guān),而多藥耐藥相關(guān)蛋白2與它們的相關(guān)性較弱。同時(shí),這2種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白都隨著纖維化程度進(jìn)展而降低,從而認(rèn)為 Gd-EOB-DTPA增強(qiáng) MRI T1mapping不僅可作為肝纖維化分期的可靠診斷工具,也可作為一種評(píng)價(jià)肝細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能的有效影像學(xué)生物標(biāo)志物。
2.3 肝硬化 隨著病情進(jìn)展,慢性肝病逐漸發(fā)展成肝硬化,此時(shí)對(duì)肝儲(chǔ)備功能的準(zhǔn)確評(píng)估至關(guān)重要,有利于外科手術(shù)方案的制定、監(jiān)測(cè)肝硬化的進(jìn)程及療效、提高手術(shù)的成功率及延長病人生存期。近年來,越來越多的證據(jù)表明Gd-EOB-DTPA MRIT1mapping可以潛在地用于對(duì)全肝和局部肝功能的評(píng)價(jià),普遍認(rèn)為T1pre對(duì)肝功能受損嚴(yán)重程度的評(píng)估沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,而T1post以及ΔT1%均能有效評(píng)估肝硬化程度,并且T1post隨著肝硬化程度的進(jìn)展而延長,ΔT1%隨著肝硬化程度的進(jìn)展而減低。
Haimerl等[10]指出基于T1值的指標(biāo)比SI相關(guān)指標(biāo)能夠更準(zhǔn)確地定量評(píng)估肝功能。Pan等[20]發(fā)現(xiàn)基于T1mapping的肝細(xì)胞分?jǐn)?shù)是一種行之有效的評(píng)價(jià)肝纖維化程度的方法,并將其與基于SI的相對(duì)增強(qiáng)率[(注藥前SI-肝膽期SI)/注藥前SI]比較,指出前者擁有更強(qiáng)的檢驗(yàn)效能。Yoneyama等[21]將肝臟體積納入研究范圍,將基于SI及T1值的所有指標(biāo)與肝臟體積-肝標(biāo)準(zhǔn)化體積率 (liver volume/standard liver volume,LV/SLV)結(jié)合進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,與沒有結(jié)合LV/SLV的SI、T1值相關(guān)指標(biāo)比較,所有基于 LV/SLV的指標(biāo)與哚吲菁綠15 min滯留率的相關(guān)性更強(qiáng),其中與ΔT1%×(LV/SLV)的相關(guān)性最強(qiáng)。近期的研究[8]瞄準(zhǔn)了T1值對(duì)局部肝功能的評(píng)估,慢性肝病導(dǎo)致的肝功能損傷具有異質(zhì)性,各肝段肝功能的損傷程度并不一致,對(duì)局部肝段肝功能進(jìn)行評(píng)價(jià),有利于臨床更加精確、個(gè)性化地制定治療方案及監(jiān)測(cè)療效。上述對(duì)肝硬化病人肝功能的評(píng)估均沒有對(duì)肝硬化的病因加以分類,有研究[22]專門以乙肝相關(guān)性肝癌的病人為研究對(duì)象,以消除不同因素如酒精性或非酒精性脂肪肝、鐵沉積等對(duì)T1值的影響。絕大部分研究均基于“標(biāo)準(zhǔn)”HBP,即注射 Gd-EOB-DTPA后20 min的時(shí)相,最近有研究[23]表明在10 min時(shí)獲得的T1mapping影像也能有效評(píng)價(jià)臨床肝功能,可以替代20 min的T1mapping成像成為評(píng)估肝功能的新的時(shí)間點(diǎn),從而縮短MRI檢查時(shí)間。
Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MR在肝臟局灶性病變的診斷與鑒別方面已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗(yàn),但對(duì)于一些不典型病灶的鑒別,仍存在一定的困難。有研究[24]通過定量評(píng)估肝細(xì)胞肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)、局灶性結(jié)節(jié)狀增生(hepatic focal nodular hyperplasia,FNH)和肝海綿狀血管瘤 (cavernous hemangioma of liver,CHL)對(duì) Gd-EOB-DTPA 的攝取程度來鑒別三者,認(rèn)為ΔT1%是鑒別這3種病變的最佳指標(biāo),并指出HCC的ΔT1%閾值最低(<50%),F(xiàn)NH的 ΔT1%閾值最高(>70%),而 ΔT1%閾值在 50%~70%之間很可能是CHL。也有研究[25]利用Gd-EOBDTPA T1mapping 增強(qiáng)率(CER=T1post/T1pre)來定量區(qū)分血管瘤及轉(zhuǎn)移瘤。實(shí)驗(yàn)得出血管瘤的平均CER明顯高于轉(zhuǎn)移性腫瘤,對(duì)比劑注射后20 min時(shí),平均CER的臨界值設(shè)定為1.6,對(duì)肝血管瘤診斷的敏感度為100%,特異度為95%。但T1mapping進(jìn)行定性評(píng)估未見明顯差異。
Edmondson-Steiner分級(jí)系統(tǒng)下HCC的不同分化程度已被證明是HCC的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo),Peng等[26]及Chen等[27]均嘗試用影像檢查于手術(shù)前預(yù)測(cè)HCC的分化程度。研究發(fā)現(xiàn)[26]基于T1mapping的定量分析可以區(qū)分不同分化等級(jí)的HCC,肝細(xì)胞癌分化程度越高,T1D (T1pre-T1post) 與 ΔT1%越低;ΔT1%高于50%表明HCC可能是Edmondson-SteinerⅠ級(jí)。而Chen等[27]則認(rèn)為Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)MRI中的T1pre和HBPT1、非光滑的腫瘤邊緣,均可用于預(yù)測(cè)HCC的病理分級(jí)。
2011年,Katsube等[28]首次提出可采用Gd-EOBDTPA增強(qiáng)T1mapping測(cè)量T1值來評(píng)估肝功能,近年來關(guān)于T1mapping在肝功能評(píng)價(jià)及肝損傷的早期診斷、分期等方面的研究日益增多,并且取得了較大的進(jìn)展,較以往的一些評(píng)價(jià)方法更加全面、綜合,可操作性及重復(fù)性較強(qiáng)。但是,目前的研究均是以不同的評(píng)分模型為標(biāo)準(zhǔn),如MELD評(píng)分[29]、哚吲菁綠15 min 滯留率[21]、Child-Pugh 評(píng)分[8]等,尚未整合成可以綜合上述指標(biāo)的統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);同時(shí)大部分臨床研究并未選取同質(zhì)的病人群體,而是病毒性、免疫性、酒精性肝硬化等各種病因的病人混合,這可能會(huì)影響T1值的大??;另外,慢性肝病中的鐵、脂肪沉積、炎癥等均會(huì)影響T1值。盡管如此,Gd-EOBDTPA增強(qiáng)MRIT1mapping在肝臟彌漫性及局灶性病變的應(yīng)用仍具有巨大潛能,建立一個(gè)統(tǒng)一的模型來評(píng)價(jià)慢性肝病及鑒別肝臟局灶性病變是今后的研究重點(diǎn)。