对比剂对MRI非对称回波三点法水脂分离测量肝脏脂肪和铁的影响

洪居陆， 贺小红， 陈婉雯， 高明勇， 卢瑞梁

非对称回波三点法水脂分离-定量测定(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation and image quantification，IDEAL-IQ)是由GE公司研发的MRI定量新技术，可以无创评估肝脏铁含量和质子脂肪含量(proton density fat fraction，PDFF)，临床应用研究报道较少[1-3]，主要用于肝脏[4]，亦有用于脊柱[5]。R2*值与铁含量显著相关[6]，可以通过测定R2*来反映铁含量。一般情况下，IDEAL-IQ测定R2*及PDFF是在未注射MRI对比剂的平扫情况下进行，但注射对比剂后再行IDEAL-IQ扫描，对R2*及PDFF的测定是否有影响，相关研究报道罕见[7]。本文拟于注射MRI对比剂前、后分别行肝脏IDEAL-IQ扫描，探讨对比剂对R2*及PDFF测定的影响。

图1 女，55岁，注射Gd-EOB-DTPA前后IDEAL-IQ扫描。a) 注射前，PDFF 11.11% ； b) 注射后5 min，PDFF 11.70%； c) 注射后20 min，13.30%； d) 注射前，R2* 53.66 Hz； e) 注射后5 min，R2* 71.50 Hz； f) 注射后20 min，R2* 73.72 Hz。

材料与方法

1.研究对象

2017年8月-2018年3月本科室所有行上腹部IDEAL-IQ扫描的96例病例列为研究对象。本研究经本院医学伦理委员会批准。纳入标准：同时行MRI增强扫描和IDEAL-IQ扫描。剔除标准：①未行MRI对比增强扫描；②仅注射MRI对比剂前或后行IDEAL-IQ扫描；③IDEAL-IQ图像资料部分丢失；④IDEAL-IQ扫描时屏气不佳，图像出现呼吸移动伪影。根据上述标准，剔除无MRI对比增强扫描病例18例、仅注射MRI对比剂前行IDEAL-IQ扫描的病例17例、图像资料部分丢失1例、图像出现移动伪影5例，剩余55例纳入本研究。男33例，女22例，年龄(51.38±11.63)岁。

2.检查设备和方法

采用GE Discovery MR750W 3.0T静音超导MR扫描仪，标准腹部线圈，呼吸门控技术。扫描体位：仰卧位，足先进。扫描范围：根据三维容积定位块，横轴面扫描覆盖全肝，线圈中心定位于剑突中心，呼吸门控软管放置于肚脐区域。扫描前呼吸训练，屏气时间超过20 s，强调屏气对检查的重要性，并讲述屏气技巧，以取得配合。检查前，每位患者均签署《MRI检查知情同意书》。

平扫横轴面：层厚6 mm，层间距1 mm，T1WI(LAVA/Flex：TR 4.0 ms，TE 1.8 ms，激励次数0.69，翻转角12°)，T2WI脂肪抑制序列(FS/FSE/XL/ASSET：TR 8000 ms，TE 78.0 ms，TI 2375 ms，ETL 18，激励次数2.00，带宽83.33 kHz)，DWI(EPI：b=0，800 s/mm2，TR 10000 ms，TE 63.3 ms，激励次数8.00)；冠状面：T2WI脂肪抑制序列(FS/FSE/XL/ASSET：TR 8000 ms，TE 82.1 ms，TI 2375 ms，ETL 18，激励次数2.00，带宽83.33 kHz)。

增强扫描横轴面(LAVA/Flex：TR 4.0 ms，TE 1.8 ms，激励次数0.70，翻转角 12°)，层厚4.8 mm，层间距-2.3 mm；冠状面(LAVA/Flex：TR 3.0 ms，TE 1.8 ms，激励次数0.71，翻转角12°)，层厚4.0 mm，层间距-1.9 mm。

3D IDEAL-IQ序列：梯度回波容积扫描，层厚7 mm，分2次采集，每次采集3个回波，6个TE(最小TE 1 ms，最大TE 5 ms)，TR 7.3 ms，翻转角 4°，ETL

表1 A、B两组各时间点IDEAL-IQ扫描情况

3，带宽111.11 kHz，激励次数0.50，时间19 s。IDEAL-IQ扫描：注射对比剂前，注射对比剂后5 min、10 min、15 min、20 min各扫描1次(分别为时间点1、2、3、4、5)。

MRI对比剂：22例采用钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)注射液(15 mL：7.04 g)，剂量0.2 mL/kg，为A组； 33例采用钆塞酸二纳(Gd-EOB-DTPA)注射液(10 mL：181.43 mg/mL)，剂量0.1 mL/kg，为B组。

3.图像处理及分析

采用GE ADW 4.6工作站分析，利用Functool软件Viewer功能，分别测量FatFrac图和R2*图，ROI为100～200 mm2，并距肝包膜≥10 mm)，测量3次，取平均值；IDEAL-IQ扫描每个时间点FatFrac图(图a～c)和R2*图(图d～f)ROI，必须分别在同一位置，以便配对分析。本研究PDFF测量，ROI放置于肝右叶后上段；而R2*测量，ROI放置于胆囊窝外侧旁。A组、B组IDEAL-IQ扫描各时间点分别和组内时间点1进行配对分析。

4.统计学分析

结 果

A、B两组各个时间点IDEAL-IQ扫描情况、各组PDFF及R2*值见表1。A、B两组各时间点与时间点1测定的PDFF与R2*，分别组内配对t检验(表2)。A1-A2配对分析，PDFF及R2*的差异无统计学意义；B1-B2、B1-B5配对分析，PDFF及R2*的差异均有统计学意义；B1-B3配对分析，PDFF的差异无统计学意义，而R2*的差异有统计学意义。

表2 A、B两组各时间点与时间点1测定的PDFF与R2*配对t检验

注：*P<0.05，差异有统计学意义。

讨 论

MRI对比剂是通过内外界弛豫效应和磁化率效应间接地改变组织的信号强度，按生物学分布，主要分为：细胞外液非特异性对比剂，肝细胞内或细胞膜结合对比剂，血池分布对比剂等。Gd-DTPA是目前最常用的MRI对比剂，属于离子型细胞外液非特异性对比剂，无组织特异性。Gd-EOB-DTPA属于肝细胞特异性对比剂，是Gd-DTPA水溶性乙氧基苄基衍生物，除具备肝细胞摄取的特征外，还具备Gd-DTPA特征，即注射对比剂后早期，肝脏动态增强效果类似于Gd-DTPA，于5 min内肝脏T1信号强度与Gd-DTPA相似呈快速上升趋势；随着30%剂量被肝细胞摄取，肝脏T1信号仍持续上升，约20 min即肝胆期达到高峰[8]，随后胆汁排泄开始，T1信号开始缓慢下降[9-10]。

MRI扫描中，部分序列可能受到对比剂的干扰，可能影响图像SNR，有文献报道SNR明显降低[9,11-12]，但亦有研究者未发现这种现象[13-15]。体外实验显示：Gd-DTPA在低浓度水平下，对DWI图像信号及ADC值无明显影响；但应用高浓度或强T2缩短效应的对比剂可能会影响DWI图像质量和ADC值[16]。对注射Gd-EOB-DTPA前后ADC值的对比研究，人体临床实验[9]与动物实验[13]结果不一致，仍需进一步深入研究。

IDEAL-IQ技术通过多个梯度回波并行采集技术，校正了T2*衰减的影响，而小角度激发，降低了Water图、Fat图和FatFrac图中的T1效应，使FatFrac图及R2*图上测得的脂肪及铁含量更加准确[4]。然而，自IDEAL-IQ应用以来，无论是动物实验，还是人体临床研究，绝大多数是应用于注射对比剂之前[1-3,5]，主要用于器官和组织的脂肪及铁定量，也可用于肝脏、肾上腺及肾脏肿瘤的成份分析[17]，亦有研究者将其用于脑血栓的检测[18]。然而，有些情况下，例如IDEAL-IQ注射对比剂前扫描失败或漏扫描，注射对比剂后是否可以重新扫描，什么时间扫描最合适还有待研究。国外已经有针对超顺磁性氧化铁对比剂注射前后扫描IDEAL-IQ的研究[7]，该对比剂属于肝细胞受体性对比剂，对IDEAL-IQ 脂肪定量无显著影响，但对铁定量有显著影响。

Gd-DTPA、Gd-EOB-DTPA均能缩短T1、T2*弛豫时间[9,16]，而注射这两种对比剂后，是否对IDEAL-IQ的脂肪及铁定量产生影响，尚未见相关研究报道。本研究对注射Gd-DTPA前、5 min时扫描IDEAL-IQ，发现PDFF及R2*均略有降低，但差异无显著统计学意义，可能与药物代谢动力学有关。静脉注射Gd-DTPA后，对比剂迅速分布于细胞外液中，1 min左右在血液及组织液中达到高峰，之后迅速经肾脏排泄[9]；5 min时扫描IDEAL-IQ，Gd-DTPA大部分已经肾脏排泄，对肝脏T1、T2*弛豫时间影响有限，此时测得的PDFF及R2*值，与注射前对比，已无显著差异。对注射Gd-EOB-DTPA前、5 min时及20 min时扫描IDEAL-IQ，发现PDFF及R2*均有所升高，分别与注射前对比，差异有统计学意义，亦可能与药物代谢动力学有关。Gd-EOB-DTPA 50%经肾脏排泄、50%被肝细胞摄取后经胆道排泄[19]；5 min时，虽然部分药物已经肾脏排泄，血液及组织液中的药物浓度降低，但肝细胞已经开始摄取了部分药物，于20 min时肝细胞内药物浓度最高，此时，肝脏T1、T2*弛豫时间明显受到影响，导致PDFF及R2*值均有所升高；因此，注射Gd-EOB-DTPA后5～20 min内，不适合IDEAL-IQ扫描。注射Gd-EOB-DTPA后10 min、15 min扫描IDEAL-IQ，由于样本量较少，可能存在偏倚，故暂不做进一步分析。

不足及展望：MRI对比剂种类较多[20]，本研究仅纳入Gd-DTPA和Gd-EOB-DTPA，需日后增加对比剂种类并深入研究；对Gd-DTPA研究，仅列入5 min时间点，未能体现药物随时间变化对IDEAL-IQ定量影响；对Gd-EOB-DTPA研究，虽然体现了药物随时间变化对IDEAL-IQ定量影响，但10 min、15 min时间点样本量较少，需日后增加样本量进一步研究。

综上所述，注射Gd-DTPA后5 min时扫描IDEAL-IQ，Gd-DTPA对肝脏脂肪及铁定量无显著影响；注射Gd-EOB-DTPA后5 min及20 min时扫描IDEAL-IQ，Gd-EOB-DTPA对肝脏脂肪及铁定量有显著影响。