钆塞酸二钠增强MRI对肝功能评估价值的血清学对照研究

朱望舒，石思雅，杨绮华，宋超，李勇

肝癌的手术治疗中，术后肝衰竭是围手术期死亡的重要原因，这使得术前患者肝脏功能的评估尤为重要[1]。目前临床的肝功能分级、各项实验室检查较多，但往往只能反映肝脏功能的某一部分，且受血液因素的影响较大，故临床需要一种能够较为全面的评价肝脏功能的方式来评估肝脏的短期功能及对于手术的耐受情况。本研究的目的是通过寻找钆塞酸二钠(Gd-EOB-DTPA) MRI增强扫描的强化程度与临床分级及血清学指标的相关性半定量评估肝脏功能，为临床的进一步评估提供可能性。

1 材料与方法

1.1 临床资料

搜集2012年8月至2017年3月期间来我院行钆塞酸二钠(Gd-EOB-DTPA，Primovist®；德国拜耳公司) MRI检查的相关资料。纳入标准：(1) EOBMRI增强扫描前、后2周内行临床肝血生化检查，指标包括血清总胆红素(total bilirubin，TBIL)、谷草转氨酶(alanine aminotransferase，ALT)、谷丙转氨酶(aspartate transaminase，AST)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)、血小板计数(platelet，PLT)、凝血酶原时间(prothrombin time，PT)、凝血酶原活度(prothrombin time activity，PTA)、白蛋白(albumin，ALB)、血清前白蛋白(preaprealbumin，PA)及胆碱酯酶(cholinesterase，ChE) 10项血清学指标，另外记录患者腹水及有无肝性脑病等情况；(2)具有相同的MRI扫描参数，肘静脉注射后得到动脉期、门脉期、静脉期、平衡期、肝细胞期及肝胆管期图像。排除标准：(1)图像伪影严重影响观察者；(2)肝内病灶大于5 cm或其他原因导致肝实质体积较小而无法测量。根据纳入标准和排除标准，最终纳入试验98例，20例女性，78例男性，年龄22～75岁，平均(51.9±13)岁。经手术病理证实或临床及影像资料典型、随访表现符合证实一共88例肿瘤患者：7例良性(血管瘤1例，炎症肉芽肿1例，肝脏局灶性结节增生2例，肝硬化结节3例)，81例恶性(转移瘤3例，胆管细胞癌5例，肝腺癌1例，混合型肝癌1例，肝细胞癌71例)。另10例没有任何肝病及其他疾病基础，MRI扫描肝内没有病灶，设置为正常组。本研究已获得中山大学孙逸仙纪念医院伦理委员会的批准，所有受检者在接受检查前均签署了知情同意书。

根据Child-Pugh分级标准对88名患者(患者组)及10名正常组病例的MR图像进行肝脏储备功能分级[2]。将肝脏储备功能分为A、B、C三级，预示着三种不同严重程度的肝脏损害(分数越高，肝脏储备功能越差)。

1.2 检查方法

MR扫描技术：患者检查前空腹，进行呼吸和屏气训练。设备采用荷兰Philips 3.0 T磁共振(Achieva 3.0 T TX)，8通道体部敏感相控阵线圈。患者仰卧位，扫描顺序参考肝胆特异性MR对比剂钆塞酸二钠临床应用专家共识[3]：首先进行冠状位T1WI平扫及轴位m-DIXON平扫。采用高压注射器自肘静脉注入Gd-EOB-DTPA对比剂，注射剂量约10 ml (0.025 mmol/kg)，注射速率为2 ml/s，随后立即注射20 ml生理盐水，注射速率为2 ml/s；于注射对比剂后20 s、30 s、40 s、60 s、180 s分别进行动态增强扫描包括动脉早期、动脉晚期、门脉期、静脉期和平衡期扫描(轴位和冠状位)。紧接着进行T2WI (TR 1650 ms，TE 80 ms；层厚3.5 mm，层间距1.0 mm：矩阵528×288)、扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)，随后行肝细胞期(20 min) T1WI。注射对比剂后90 min行肝胆管期T1WI扫描。平扫及增强T1WI扫描采用三维梯度回波扰相呼吸抑制并行采集快速扫描技术，具体扫描参数为：TR 3.0 ms，TE 1.4 ms，层厚3.0 mm，层间距1.0 mm。反转角10°，矩阵268×208。

1.3 图像处理

将98例患者的T1WI平扫及肝细胞期轴位图像以DICOM格式导入MR工作站(Extend MR Workspace 2.6.3.1)，并用Image J软件对图像选取感兴趣区(region of interest，ROI)并测量信号强度(signal intensity，SI)。分别在肝脏左外叶、左内叶、右前叶、右后叶画取ROI，ROI大小约100～200 mm2，选取时注意避开血管及胆管，每个ROI测量三次，每次测量大小及位置尽量相同，随后取平均值得到SIliver。随后分别于双侧腰大肌最大层面画取一个ROI取平均值得到SImuscle，通过与腰大肌比值经过校正得到rSIliver/muscle。计算20 min的rSI与平扫做比值得到相对增强率(relative enhancement ratio，rER)。

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0软件，计量资料用表示。置信区间设为95%，双侧P＜0.05为差异具有统计学意义。采用单因素方差分析正常组及不同Child-Pugh分级之间的rER值的差异性分析，并用LSD进行两两比较；采用Pearson相关性分析rER值与不同血清学指标结果之间的相关性。

2 结果

正常组及患者组之间rER值进行差异性分析，具有统计学意义(P＜0.05) (表1)；对于正常组及患者组之间rER值的两两比较，正常组和Child-Pugh B组、正常组和Child-Pugh C组、Child-Pugh A组与Child-Pugh B组之间具有统计学意义(P＜0.05)(表2)。图1为Child-Pugh不同组患者的MR图像。

rER值与肝脏10项血清学指标进行相关性分析，TBIL、ALT、AST、PT、PTA、PA、ChE等指标具有统计学意义(P＜0.05) (表3)；其中PTA及PA的相关性大于其他几项指标。

3 讨论

3.1 Gd-EOB-DTPA的基本特点

Gd-EOB-DTPA是一种肝胆特异性MRI对比剂，在Gd-DTPA分子结构上添加脂溶性乙氧基苯甲基(EOB)后，能缩短组织T1弛豫时间而得到与非肝特异性对比剂相似的增强效果，从而观察肝脏病变血液流动的动态变化进而对疾病尤其是肝脏肿瘤进行定性，在临床上具有较为明显的诊断效能。注射Gd-EOB-DTPA后20 min我们称为肝细胞期，此时胆道系统内可见对比剂填充而显影，可较为敏感地诊断胆道病变，有报道称该检查较磁共振胰胆管造影(magnetic resonance cholangiopancreatography, MRCP)更为敏感地发现和显示胆管内病变。多数研究表明，该对比剂通过EOB亲脂基团与血浆白蛋白结合并运输至肝脏，与肝细胞膜上有机阴离子转运蛋白(organic anion transporting polypeptide 1B3，OATP1B3)摄取并转运进入肝细胞，再通过多重耐药蛋白2 (multidrug resistance protein2，MPR2)排泄至胆管[4-7]。由于肝脏有着强大的代谢功能，且该对比剂可以被肝细胞特异性摄取的特性，有学者开始研究是否可通过肝脏对于对比剂摄取的程度来测量肝脏的储备功能，动物研究表明，肝炎或者肝硬化时肝细胞三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)分子下降和(或)肝细胞表达MPR2分子下降[8]，因此，可能导致肝脏摄取EOB分子能力下降，进而引起EOB-MRI肝细胞期肝实质强化程度减低。

3.2 Gd-EOB-DTPA评估肝脏功能的诊断效能

临床肝脏储备功能情况决定了肝病治疗方案的制订和预后，尤其是肝脏肿瘤的手术，术前肝脏储备功能的评估决定了患者手术的可行性及术式，以及手术中切肝的体积最大能有多大，术后发生肝衰竭的概率能有多少。涂蓉等[9]通过CT对肝脏体积的测量对于肝癌术前储备功能进行评估，能够有效地预测肝衰竭发生的几率。Shimizu等[10]研究中发现，缺血时间从60 min延长至90 min，缺血肝叶肝细胞期肝实质相对强化率(relative fortification rate, RE)降低，肝脏相对强化率半衰期(T1/2)也相对延长，缺血肝叶ATP浓度较正常肝叶明显减低，提示随着肝脏不同程度的损伤，肝脏对于对比剂的摄取有相应的减低。Child-Pugh分级是临床最常用的评估肝脏储备功能的分级系统，其结合了目前临床最常用的评估肝脏功能的指标，包括TBIL、ALB及PT，并且结合了临床腹水及肝性脑病的特点，较为全面且较为简易地评估肝脏功能。Verloh等[11]发现计算肝脏增强后信号与平扫信号强度的差值与Child-Pugh分级具有较为明显的相关性，随着Child-Pugh分级程度的增加该值发生较为明显的减低。Motosugi等[8]和Utsunomiya等[12]研究表明肝脾相对强化率、肝肌肉相对强化率与ICG R15、Child-Pugh分级以及99Tcm-GSA核素成像明显相关。韩丹等[13]则通过信号强度比值可初步评估原发性胆汁性胆管炎患者的肝功能。Child-Pugh分级的主要缺点是较为粗糙，只能给予肝脏几个等级评估，而不是定量给予一个准确的数值从而较为精细得到肝脏的损伤程度；而rER值因其为定量数值，可相对弥补Child-Pugh分级的不利，实现半定量的评估作用，为今后的临床实践打下一定的基础。本研究中rER值可区别Child-Pugh A组及Child-Pugh B组两者之间的区别，这提示EOB对于轻中度肝损害的评估具有一定的意义。

表1 正常组与不同Child-Pugh分级病例组之间rER值的差异性比较Tab.1 Comparison of rER scores between different Child-Pugh groups and healthy group

表2 正常组与不同Child-Pugh分级病例组之间rER值的两两比较Tab. 2 Comparative analysis between every two groups and healthy group

表3 肝脏10项血清学指标结果及其与rER值相关性分析的P值及r值Tab. 3 The P value and r value of the linear regression analysis between rER values and 10 serologic results

图1 A～C：28岁，女，肝功能Child-Pugh A级，rER值2.800；D～F：65岁，男，肝功能Child-Pugh B级，rER值1.526；G～I：65岁，男，肝功能Child-Pugh C级，rER值1.085。A、D、G为T2WI图像；B、E、H为注射药后2 min扫描图像；C、F、I为肝细胞期(注射药后20 min延迟扫描)图像Fig.1 A—C: Child-Pugh class A, 28-year-old female, rER value is 2.800; D—F: Child-Pugh class B, 65-year-old male, rER value is 1.526; G—I: Child-Pugh class C, 65-year-old male, rER value is 1.085. A, D and G are the T2WI scan. B, E and H are 2 min contrast scan. C, F and I are 20 mindelay scan.

3.3 Gd-EOB-DTPA与血清学指标的相关性

本实验中纳入了10项血清学指标与rER值进行相关性分析，最终TBIL、ALT、AST、PT、PTA、PA、ChE等指标具有统计学意义。TBIL来源于血浆血红蛋白的降解，与肝细胞胆汁分泌相关；ALT主要存在于肝细胞浆内，被WHO推荐为肝功能损害最敏感的检测指标；AST在肝脏发生严重坏死或破坏时，才能引起其在血清中浓度偏高，故AST可用以协助诊断疾病和观察愈后。肝脏是大部分凝血因子唯一合成场所，因此凝血酶原活性水平体现着肝脏合成功能储备的大小。血清PA及ChE主要在肝脏合成，它们在体内的半衰期分别只有1.9 d和10.0 d，因两者半衰期均较短，故能敏感而特异地反映肝脏的合成代谢功能。上述各项指标均与肝脏代谢水平相关。本研究中PTA及PA与rER值的相关性大于其他。凝血酶原活度的相关性较强，这可能与本实验中重度肝纤维化的患者例数较多，凝血机制损伤较为明显有关；另外这是否提示凝血机制和肝纤维化程度相关性较为明显，有待进一步考证。PA及ChE两者与rER具有一定的相关性，这也提示rER可以较为敏感及早期地预测肝脏功能的损伤。Kim、Matsushima等研究表明[14-15]，肝脏相对强化率与临床血生化指标相关，TBIL、PTA相关因子分别是0.634、0.291，与本研究结果相似。其TBIL的高敏感性与肝硬化时肝细胞内ATP浓度下降时肝脏合成以及肝细胞摄取EOB受到影响有关；EOB与胆红素在肝细胞中具有相同的分子转运机制[16]，肝硬化时，肝脏排泄能力下降，胆红素潴留，肝细胞排泄EOB的能力下降。因此，EOB-MRI的rER值与肝功能血生化指标一样，能体现肝脏受损的程度，尤其与肝脏凝血酶原活度和前白蛋白的相关性大于其他几项指标。

3.4 本研究的局限性和展望

第一，本研究通过Child-Pugh分级作为对照，相对较为单薄；第二，本研究纳入血清学功能较少，仅为十项，可进一步加入部分肝脏纤维化程度的血清学指标探讨其与肝纤维化之间的关系。本研究将增加多项临床指标与磁共振扫描结果进行对比，从而进行更为系统的临床研究，使得Gd-EOB-DTPA成为评估肝脏功能的稳定、可靠的评估方法。

总之，Gd-EOB-DTPA可用于初步评估肝脏功能，且对于轻中度肝损害具有鉴别意义；与血清学检查的关系中，与凝血酶原活度及前白蛋白较为密切。

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