钆塞酸二钠增强磁共振T1 mapping成像评价肝纤维化分级的临床价值

潘晓华，翟亚楠，郭顺林（通讯作者）

（1兰州大学第一医院放射科 甘肃 兰州 730000）

（2甘肃省中医院放射影像科 甘肃 兰州 730000）

肝纤维化是各种肝脏损伤导致的炎症反应过程，是损伤-愈合反应的一部分。早期肝纤维化的进展已被证实是可以减缓或逆转的[1-2]，但是临床医师必须对肝纤维化进行准确的分期，以此制定合适的治疗决策和优先干预措施。目前，肝活检仍然是肝纤维化诊断和分期的金标准[3-5]。但是肝组织活检存在的潜在局限性突出了临床对肝纤维化诊断、分期及长期监测的非侵入性方法的迫切需求。

已有研究在Gd-EOB-DTPA增强MR成像基础上使用T1 mapping技术分析肝胆期T1值与T1值变化量△T1%与肝纤维化程度的关系[6-7]。本研究旨在分析特异性增强前后肝实质T1值与肝纤维化分级的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究选取2018年2月—2019年2月兰州大学第一医院收治的27例肝纤维化的患者行前瞻性研究。将既往无肝脏或肾脏病史，临床实验室检查无肝功能损害的5名患者纳入S0期[8]，然后根据纳入及排除标准纳入22例肝炎患者，其中乙型肝炎患者14例，丙型肝炎患者6例，自身免疫性肝炎2例。纳入标准：①患者年龄＞18岁；②临床诊断的慢性肝炎患者；③影像学检查与肝脏组织病理学检查的时间间隔≤3周；④患者均签署知情同意书。排除标准：①有MR增强检查禁忌证者；②有肝胆手术病史者；③有单个病灶直径＞2 cm或多个病灶直径之和＞5 cm的局灶性病变而影响测量者；④有中重度脂肪肝或明显的铁质沉积者；⑤肝脏急性炎症患者；⑥图像质量差或临床资料不全者。最终共纳入27例研究对象，其中男16例，女11例，患者年龄26～65岁，平均年龄（44.96±10.03）岁。

1.2 组织病理学分析

需进行肝组织活检患者均于术前告知手术目的及风险并签署手术知情同意书，在超声引导下使用穿刺针肋间入路进行肝脏穿刺活检获取病理标本；使用HE和Masson方法染色病理切片。每个病理切片均由两名具有超过10年病理学诊断经验的医师进行阅读。根据《病毒性肝炎防治方案》将肝纤维化程度分为5期：即S0～S4期[9]。

1.3 方法

MRI均使用3.0T磁共振扫描仪（Siemens Magnetom Skyra 3.0T，Germany），采用18通道的体部矩阵线圈。扫描前禁食水8 h并进行呼吸训练。T1 mapping成像由两个TurboFLASH序列获取，基本参数为：反转时间TI 400 ms、1 000 ms；重复时间TR 4 000 ms，回波时间TE 1.16 ms；翻转角8°、79.9°；层厚6 mm；FOV 305 mm×380 mm；扫描时间16 s。在注射Gd-EOBDTPA之前和之后20 min分别屏气扫描获得肝脏轴位T1 mapping图。

1.4 影像图像分析

两位具有10年肝病诊断经验的影像医师测量数据，最后取其平均值。将MRI原始图像导入西门子工作站进行处理，采用Couinaud肝段划分法将肝脏划分为8段，于肝实质每个肝段内手动选取感兴趣区（region of interest，ROI），避开可见的肝脏病灶、血管和运动伪影，尽可能选取最大区域，感兴趣区的变化范围为1.0～3.5 cm2，如果肝左叶体积太小或图像质量不足，则不进行选择；相同患者不同序列间感兴趣区的位置及大小相同（见图1）。分别测得增强前及肝胆期的T1值，通过计算得出△T1%，计算公式：△T1%=（增强前T1值-肝胆期T1值）/增强前T1值。

图1 慢性乙型病毒性肝炎

1.5 统计学方法

使用SPSS 25.0统计软件进行分析，计量资料用（± s）表示，行t检验；计数资料以率（%）表示，行χ2检验。总体间性别差异采用Fisher精确检验；各组间年龄差异采用单因素方差分析；不同肝纤维化组间肝实质增强前T1值、肝胆期T1值及△T1%的差异采用单因素方差分析比较；不同纤维化组间两两比较采用LSD-t检验，P＜0.05则差异有统计学意义。采用Kendall'stau-b相关系数评估增强前肝实质T1值、肝胆期T1值及△T1%与肝脏纤维化程度的相关性；采用ROC曲线分析具有相关性的参数对纤维化不同阶段的诊断效能，分组如下：S0对比S1～S4（≥S1）；S0～S1对比S2～S4（≥S2）；S0～S2对比S3～S4（≥S3）；和S0～S3对比S4（早期肝硬化）。

2 结果

2.1 研究对象特征

本研究最终总共纳入27例研究对象，其流行病学特征及病理学分期详见表1。各分期患者间年龄差异无统计学意义（F=2.26，P=0.1＞0.05），总体间性别差异亦无统计学意义（χ2=0.732，P=0.9＞0.05）。

表1 27例研究对象病理学分期及流行病学特征

2.2 不同肝纤维化阶段组间肝实质T1值的差异性分析

根据病理分期，对S0～S4期肝纤维化患者肝脏增强前T1值、肝胆期T1值及△T1%的分析显示，△T1%随着肝纤维化程度的增加而降低，肝胆期T1值随肝纤维化程度增加而升高，不同分期间△T1%、肝胆期T1值的差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 不同肝纤维化分级各组的肝脏T1值比较（ ± s）

表2 不同肝纤维化分级各组的肝脏T1值比较（ ± s）

注：组间两两比较，仅S1与S2期间肝胆期T1值差异无统计学意义（P=0.126＞0.05），其余各分期间的差异均有统计学意义；S0与S1、S1与S2、S2与S3、S3与S4分期间△T1%差异无统计学意义（P＞0.05），其余各组间的差异均有统计学意义；增强前T1值仅S4与S0～S3期间有差异。

2.3 相关性分析

△T1%与肝纤维化程度呈显著负相关（Kendall's tau-b=-0.744，P＜0.001）；肝胆期T1值与肝纤维化程度呈显著正相关（Kendall'stau-b=0.807，P＜0.001）；而增强前T1与肝纤维化分级呈较弱的正相关（Kendall'stau-b=0.459，P=0.002＜0.05）。

2.4 ROC曲线分析

肝胆期T1值及△T1%诊断肝纤维化各级的价值见表3。

表3 肝胆期T1、△T1%鉴别各级的价值

3 讨论

Gd-EOB-DTPA是一种肝脏特异性造影剂，其肝细胞摄取率高于传统使用的钆贝酸二葡甲胺（Gd-BOPTA）。静脉注射后大约50% Gd-EOB-DTPA被肝细胞吸收，在约20 min后达到平台并持续约2 h。Gd-EOB-DTPA通过阴离子转运多肽（OATPs）被动转运被吸收到肝细胞中，然后经过胆管上皮细胞膜中表达的多耐药蛋白MRP2排泄到胆道中，肝纤维化致使肝脏中OATPs表达下降，阻碍了Gd-EOB-DTPA向肝细胞的转运[8]，所以Gd-EOB-DTPA具有肝脏形态学成像和肝细胞功能成像的双重作用。Gd-EOB-DTPA是顺磁性对比剂，能显著缩短肝实质T1值，使肝实质信号增高，从而在对比剂注射之前和之后记录肝实质的T1值并计算△T1%，可以反映肝纤维化程度。

本研究的结果为增强前T1值在S4期与S0～S3各期之间的差异有统计学意义，肝纤维化分期之间存在中度的正相关性，但S0、S1、S2与S3各期之间增强前T1值的差异无统计学意义，这与Li等[10]的研究结果具有相似之处，Li等研究通过未增强T1值评价肝纤维化程度，肝纤维化组与对照组间T1值存在着显著的差异性,且随着肝纤维化程度的增加T1值升高，使用ROC曲线分析方法得出≥S1、≥S2和≥S3肝纤维化分级的AUC分别为0.803、0.712和0.696，但是该研究并未包括S4级的数据。一些研究认为增强前T1值在评价肝纤维化及肝硬化方面是没有价值的[11-14]。

而本研究增强前T1值仅在S4与S0～S3各期之间具有差异，可能是由于S1和S2期肝纤维化间是可逆的，各期之间肝纤维化反复重叠，而使增强前T1值在S0、S1、S2各期间的差异不明显。目前关于增强前T1值是否与肝纤维化程度具有相关性的证据是矛盾的，Bataller等[15]报道从肝纤维化到肝硬化是一个动态的过程，肝纤维化进程中伴随着铁、铜、锰和胶原蛋白等的累积增加，这些顺磁性物质具有缩短T1的效应。然而，张涛等[16]认为肝实质在早期肝纤维化的情况下常伴有水肿、炎性反应，这是因为早期纤维化中新生血管管壁是由内皮细胞连接，具有渗漏性并导致血管外间隙中蛋白质与红细胞的比例增大。这个过程导致肝脏水分沉积，细胞增多以及肝实质中游离和结合水的比例增大，致使肝实质T1弛豫时间的延长。考虑到这些有争议的问题，笔者认为增强前T1值用于诊断及评价肝纤维化分级是不太适用的。

我们的研究中，△T1%与肝纤维化程度呈显著负相关，肝胆期T1值与肝纤维化程度呈显著正相关，为定量评价肝纤维化提供了潜在的生物学标志物。本研究中的这些发现与先前在动物模型[6,13]和纤维化患者[17]中的几项研究结果大概一致。这是因为从肝纤维化进展到早期肝硬化的过程中，肝实质的特征在于正常结构被破坏，异常的肝细胞再生，增加的细胞外成分和血管变化以及分子水平的变化（有机阴离子多肽和多耐药蛋白的表达减少），使正常功能的肝细胞数量减少并且损害肝细胞的转运机制，肝细胞内钆剂摄剂量减少，所以Gd-EOBDTPA增强的T1值可被视为能够间接评价肝纤维化程度的潜在生物标志物。

本研究中肝胆期T1值及△T1%鉴别≥S1、≥S2、≥S3及S4各期的AUC分别为（0.92、0.94、0.97、0.97），（0.96、0.96、0.95、0.94），可以看出其对肝纤维化各级均有较好的诊断价值。我们的研究中△T1%评价肝纤维化程度的效能优于YANG等[17]的研究结果（△T1%与肝纤维化程度的相关性为r=-0.513，诊断≥S2、≥S3和S4各期的AUC分别为0.849、0.827和0.809），这可能是由于我们的研究中使用的是3.0T MR进行扫描。有研究[13]认为在3.OT MR上对比剂的T1缩短效应较1.5T更加突出。

总之，肝胆期T1值及△T1%与肝纤维化分级均具有良好的相关性，且对各级纤维化均具有较好的诊断价值（AUC均＞0.9）。该研究也有不足之处：该试验是一项单中心研究，纳入的样本量太少；我们的研究包括多种原因引起的肝纤维化，具有异质性，可能影响最终的结果；肝纤维化具有不均匀性，肝脏活检的结果存在偏差；所以在后续的研究中扩大样本量以及控制纳入研究对象的同质性，进一步研究以证实特异性增强T1mapping在评估肝纤维化方面的优越性。