畢新軍，張學(xué)琴，陸健，姜吉鋒，陳偉波

慢性肝炎肝硬化最終導(dǎo)致肝功能失代償或肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)，嚴(yán)重影響患者的生存和預(yù)后。肝硬化或HCC患者治療方案的選擇與肝功能密切相關(guān)。釓塞酸二鈉(gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriamine pentaacetic acid，Gd-EOB-DTPA)同時兼具非特異性細(xì)胞外間隙對比劑的特性和肝細(xì)胞特異性對比劑的特性，能在評估肝臟病變的同時反映肝細(xì)胞的攝取能力，因而可用于肝功能、肝臟纖維化程度的評估等[1-3]。大部分采用Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)掃描的研究中主要通過測量肝實(shí)質(zhì)的信號強(qiáng)度、T1弛豫時間以及肝臟體積等來定量評價肝功能[1-5]。T1弛豫時間是組織的固有特性，已有研究證實(shí)其在肝功能的評估方面優(yōu)于肝臟信號強(qiáng)度[5]，但是傳統(tǒng)的T1-mapping成像獲得的T1弛豫時間在應(yīng)用于肝功能的評估時會受Gd-EOB-DTPA作為細(xì)胞外間隙對比劑效應(yīng)的影響[6]。本研究旨在探討Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)T1-mapping成像對肝功能的定量評估價值。

材料與方法

本研究為前瞻性臨床研究，經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)(編號：2015005)，所有患者在MRI檢查前簽署了書面知情同意書。

1.臨床資料

將2017年8月-2019年1月了在我院影像科行MRI檢查且符合以下標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)患者納入研究：①乙型肝炎性肝硬化，臨床懷疑肝臟占位性病變擬行MRI檢查者；②行肝臟Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)及T1-mapping掃描，圖像質(zhì)量好。排除標(biāo)準(zhǔn)：①肝臟彌漫性或巨塊型病變；②有肝臟、脾臟手術(shù)或治療史；③有膽道梗阻或門脈栓塞。最終將69例患者納入本研究，男55例，女14例，年齡37～75歲，平均(53±9)歲。其中，肝功能為Child-Pugh A級者46例(A組)，Child-Pugh B級者21例(B組)，Child-Pugh C級者2例(C組)。

將同期在本院就診的無肝病病史、MRI檢查證實(shí)無肝內(nèi)占位性病變(良性病變?nèi)缧⊙芰龌蚰夷[等除外)的22例肝功能正常(normal liver function，NLF)的健康體檢者納入對照組。其中，男11例，女11例，年齡20～70歲，平均年齡(47±13)歲。

2.MRI掃描方法

使用Philips Achieva 3.0T磁共振掃描儀和16通道相控陣體線圈(Sense-XL-Torso)。首先行常規(guī)上腹部MRI平掃及增強(qiáng)掃描。MRI平掃序列包括橫軸面頻譜選擇性衰減反轉(zhuǎn)恢復(fù)-T2WI、正反相位T1WI和DWI(b值=800 mm2/s)。增強(qiáng)掃描：經(jīng)外周靜脈注射Gd-EOB-DTPA(德國拜耳醫(yī)藥保健有限公司)，劑量0.025 mmol/kg，注射完畢后用20 mL生理鹽水沖管，注射流率均為1.0 mL/s，注射后采用T1高分辨率各向同性容積激發(fā)(T1-high resolution isotropic volume excitation，THRIVE)序列掃描全肝，分別于注射對比劑后20、60和180 s行動脈期、門靜脈期和移行期掃描，并于9和19 min時采集肝膽期圖像。

T1-mapping掃描：于注射對比劑前及注射對比劑后20 min時采用Look-Locker 序列于近肝門層面采集T1-mapping圖像，掃描參數(shù)：TR 5.0 ms，TE1.7 ms，翻轉(zhuǎn)角7°，TI 47 ms，層厚8.0 mm，激勵次數(shù)1，視野380 mm×380 mm，矩陣98×288，共掃描56期，掃描時間20 s。

表1 不同肝功能組兩位觀察者測量的肝臟HeF和KHep值及組間比較

表2 兩位觀察者測量的肝臟HeF值和KHep值對NLF組與LCA組的鑒別效能指標(biāo)值

3.圖像處理及分析

將注射對比劑前及注射對比劑后20 min采集的T1-mapping圖像導(dǎo)入Hepatocyte Fraction軟件進(jìn)行后處理，獲得反映肝細(xì)胞攝取能力的定量參數(shù)，包括肝細(xì)胞分?jǐn)?shù)(Hepatocyte uptake fraction,HeF)和攝取系數(shù)(K of hepatocyte uptake,KHep)。數(shù)據(jù)的測量由2位分別具有10年和13年MRI診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師采用單盲法完成。測量步驟：①在脾臟內(nèi)手工勾畫ROI，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)用以軟件自動計算肝臟的相關(guān)定量參數(shù)，ROI盡可能多的包括脾臟組織，但邊緣不超過脾臟邊緣，注意避開脾門血管；②分別在肝臟左葉及右葉各繪制一個ROI，ROI盡量多的包含肝組織，但需避開病灶、大血管、膽管和偽影區(qū)。測量2個ROI的HeF和KHep值，計算兩者的平均值作為該患者的肝臟平均HeF和 KHep值。

本研究中對肝臟定量參數(shù)值的測量和計算方法基于Dahlqvist Leinhard O等[7]提出的藥物代謝動力學(xué)模型和肝臟T1弛豫率增加值(increase of T1relaxation rate,ΔR1)的概念，HeF值和KHep值的計算公式如下：

R1(t)=1/T1(t)

(1)

ΔR1=[R1(t)-R1(0)]

(2)

(3)

(4)

其中，t為注射對比后的時間，單位為分鐘(min)。

4.統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 22.0及MedCalc軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料先行正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。兩位觀察者間的一致性評價采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intraclass correlation coefficient,ICC)和Bland-Altman法。本研究中測量的HeF值和KHep值均符合正態(tài)分布且方差齊，故組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用Bonferroni檢驗(yàn)。采用受試者工作特征曲線(ROC)分析HeF和KHep值鑒別NLF與A組、A組與B+C組的效能，并采用Z檢驗(yàn)比較ROC曲線下面積。肝臟HeF值和KHep值與Child-Pugh評分的相關(guān)性采用Spearman相關(guān)分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.不同肝功能組HeF值和KHep值的比較

兩位觀察者測量的肝臟HeF和KHep值及組間比較結(jié)果見表1。肝臟HeF值及KHep值均隨著肝功能受損程度加重而減低(圖1～3)。不同肝功能組之間HeF和KHep值的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)。進(jìn)一步組間兩兩比較結(jié)果顯示：NLF組和A組與B+C組之間HeF值的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；NLF組和A組與B+C組之間KHep值的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

2.肝臟HeF和KHep值的診斷效能

兩位觀察者測量的定量參數(shù)鑒別NLF組與A組的診斷效能指標(biāo)值見表2。兩位觀察者測量的HeF值鑒別NLF組與A組的ROC下面積(AUC)分別為0.598和0.624，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Z=0.859，P=0.390)；兩位觀察者測量的KHep值鑒別NLF組與A組的AUC分別為0.789和0.802，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Z=0.564，P=0.573)。兩位觀察者測量的KHep值鑒別NLF組與A組的AUC均高于HeF值(圖4)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=2.355，P=0.019；Z=2.321，P=0.020)。

圖1 NLF組患者，男，64歲。a) HeF偽彩圖，顯示正常肝臟對Gd-EOB-DTPA的攝取能力較高(呈玫紅色)，兩位觀察者測量的HeF值分別為85.72%和85.89%； b) KHep偽彩圖，兩位觀察者測量的KHep值分別為16.75×10-2和17.00×10-2。 圖2 A組患者，女，68歲。a) HeF偽彩圖，顯示肝臟對Gd-EOB-DTPA的攝取能力較NLF組患者略有下降(呈紅色)，兩位觀察者測量的HeF值分別為81.33%和80.09%； b) KHep偽彩圖，兩位觀察者測量的KHep值分別為8.85×10-2和8.32×10-2。 圖3 B組患者，男，64歲。a) HeF偽彩圖，顯示肝臟對Gd-EOB-DTPA的攝取能力較NLF組明顯下降(呈紅色和黃綠色)，兩位觀察者測量的HeF值分別為67.51%和68.93%； b) KHep偽彩圖，兩位觀察者測量的KHep值分別為1.03×10-2和1.12×10-2，較NLF組患者明顯減小。

表3 兩位觀察者測量的肝臟HeF和KHep值對A組與B+C組的鑒別效能指標(biāo)值

兩位觀察者測量的定量參數(shù)鑒別A組與B+C組的診斷效能指標(biāo)值見表3。兩位觀察者測量的HeF值鑒別A組與B+C組的AUC分別為0.979和0.975，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Z=0.442，P=0.658)；兩位觀察者測量的KHep值鑒別A組與B+C組的AUC分別為0.926和0.915，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Z=0.594，P=0.552)。兩位觀察者測量的HeF值鑒別A組與B+C組的AUC均高于KHep值(圖5)，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(Z=1.829，P=0.067；Z=1.629，P=0.103)。

3.肝臟HeF和KHep值與Child-Pugh評分的相關(guān)性

肝硬化患者肝臟HeF和KHep值與Child-Pugh評分的相關(guān)性分析結(jié)果見表4。兩位觀察者測量的HeF和KHep值與Child-Pugh評分均呈負(fù)相關(guān)(P<0.001)。

表4 HeF和KHep值與Child-Pugh評分的相關(guān)性

4.兩位觀察者間的一致性評價

兩位觀察者測量HeF和KHep值的ICC分別為0.988(95%CI：0.982～0.992)和0.986(95%CI：0.979～0.991)，一致性均較好。Bland-Altman圖(圖6)顯示：兩位觀察者測量的HeF和KHep值均只有6.59%(6/91)位于一致性界限之外，兩位觀察者測量的HeF值的差值平均值為0.31%，KHep值的差值平均值為0.1×10-2。

圖4 兩位觀察者測量的肝臟HeF值和KHep值鑒別NLF與LCA組的ROC曲線。 圖5 兩位觀察者測量的肝臟HeF值和KHep值鑒別LCA與LCB+LCC組的ROC曲線。 圖6 兩位觀察者測量的定量參數(shù)的Bland-Altman圖。a)肝臟HeF值；b)肝臟KHep值。

討 論

肝細(xì)胞分?jǐn)?shù)反映了肝細(xì)胞對Gd-EOB-DTPA的攝取能力，能夠通過T1-mapping成像和Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)的雙室模型獲取[8]。肝細(xì)胞分?jǐn)?shù)是基于Gd-EOB-DTPA的藥物代謝動力學(xué)及T1-mapping成像定量分析肝功能的新方法[7]。Gd-EOB-DTPA是一種雙功能對比劑，兼有細(xì)胞外間隙對比劑及肝細(xì)胞特異性對比劑特性，同時Gd-EOB-DTPA是一種順磁性對比劑，可縮短組織的T1弛豫時間，經(jīng)靜脈注射Gd-EOB-DTPA后肝臟T1弛豫時間的改變存在于細(xì)胞內(nèi)及細(xì)胞外間隙，而脾臟T1弛豫時間改變只存在于細(xì)胞外間隙，因此可通過增強(qiáng)前后肝細(xì)胞、脾臟、血液、細(xì)胞外血管外間隙T1弛豫時間的變化得出T1弛豫率增加值ΔR1，最終計算出肝臟HeF值，再引入注射Gd-EOB-DTPA后掃描的時間參數(shù)得出KHep值[7]。相對于傳統(tǒng)的T1-mapping成像所獲得的肝臟T1弛豫時間，肝細(xì)胞分?jǐn)?shù)去除了細(xì)胞外間隙的T1弛豫時間的影響，對肝細(xì)胞的攝取能力的量化更加準(zhǔn)確。

本研究中，ICC及Bland-Altman圖分析結(jié)果顯示，兩位觀察者測量的肝臟HeF值和KHep值的一致性均較好。肝臟HeF值及KHep值均隨著肝功能受損程度的加重而減低，與Yoon等[8]報道一致。Gd-EOB-DTPA在肝細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)主要依賴細(xì)胞膜上的蛋白載體即有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽(organic anion transporting polypeptides，OATPs)，肝炎肝纖維化或肝硬化導(dǎo)致OATPs的表達(dá)減少，阻礙了Gd-EOB-DTPA的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而導(dǎo)致肝細(xì)胞對Gd-EOB-DTPA的攝取減少[9-11]。

本研究中探討了HeF和KHep值對不同肝硬化程度的鑒別診斷效能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，KHep值鑒別NLF與Child-Pugh A級組的AUC顯著高于HeF值，HeF值鑒別Child-Pugh A級與Child-Pugh B+C級組的AUC稍高于KHep值，且所有AUC均>0.900。Yoon等[8]采用肝細(xì)胞攝取率鑒別15 min血液中吲哚氰綠(indocyaninegreen，ICG)儲留率(ICG R15)>20%組和ICG R15≤20%組的AUC為0.96，顯著高于增強(qiáng)后肝臟T1弛豫時間、肝臟體積和膽總管強(qiáng)化程度的AUC(依次為0.89、0.70和0.66)。Pan等[12]報道HeF值鑒別不同級別肝纖維化的AUC均在0.800以上。

本研究結(jié)果顯示，肝硬化患者肝臟HeF和KHep值與Child-Pugh評分均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.540～-0.840)，KHep值的相關(guān)系數(shù)略高于HeF值。也說明隨著肝硬化程度的加重，正常肝細(xì)胞的數(shù)目及肝細(xì)胞對Gd-EOB-DTPA的攝取均減少[13-14]，本研究結(jié)果與文獻(xiàn)報道基本一致[8,12]。

此外，本研究結(jié)果還顯示，肝功能正常組與肝功能損傷較輕的A組之間僅KHep值的差異有統(tǒng)計學(xué)意義，兩位觀察者測量的KHep值鑒別NLF組與A組的ROC下面積均顯著高于HeF值；此外，肝硬化患者肝臟HeF值和KHep值與Child-Pugh評分的相關(guān)系數(shù)也是KHep值略高于HeF值，說明KHep值對于早期檢出肝功能損害相對更敏感，這也是既往相關(guān)研究中尚未報道過的。

本研究的局限性：①肝硬化Child-Pugh C級組患者較少，未能單獨(dú)進(jìn)行分析；②對肝硬化肝功能的分組僅采用了Child-Pugh分級。

綜上所述，采用Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)T1-mpping成像可獲取反映肝細(xì)胞攝取能力的定量參數(shù)值(HeF和KHep)，且消除了Gd-EOB-DTPA作為細(xì)胞外間隙對比劑的影響，能較準(zhǔn)確地反映肝細(xì)胞對Gd-EOB-DTPA的攝取能力，且定量參數(shù)值與肝硬化Child-Pugh評分負(fù)相關(guān)，有助于定量評估肝臟的功能；相對于HeF值，KHep值對早期肝功能損害更敏感。