钆塞酸二钠增强磁共振T1弛豫时间及肝细胞分数对肝纤维化分期的评估价值

徐晓莉，冯峰，张涛，张学琴

1南通大学附属南通第三医院影像科，江苏南通226000；2南通市肿瘤医院影像科

肝癌患者中，约80%是由乙型肝炎病毒感染所导致。慢性乙型病毒性肝炎患者经历肝纤维化、肝硬化，逐渐发展至肝癌。肝纤维化早期阶段是可以人为干预的，采取有效的抗纤维化治疗，可抑制肝纤维化进一步发展为肝硬化甚至肝癌［1-2］。因此，准确及时地诊断肝纤维化并对肝纤维化分期进行评估，有助于及时有效地干预慢性乙型病毒性肝炎，控制病情进展。经皮肝穿刺活检是目前评估肝纤维化程度最常用的方法，也是临床诊断的金标准，但穿刺活检是有创性检查，可能引起出血、气胸等并发症。因此，临床急需一种操作简单、无创伤并发症、可反复多次检查的方法来诊断肝纤维化并评估纤维化分期。钆塞酸二钠（Gd-EOB-DTPA）具有双重对比剂特性，既有非特异性细胞外间隙对比剂特点，也有肝细胞特异性对比剂特点，它作为肝脏的一种特异性顺磁性造影剂，可大大缩短肝脏组织的T1弛豫时间（T1post）［3］。T1post表 示 组 织 固 有 的 特 性，测 定Gd-EOB-DTPA增强前后肝脏实质的T1post可定量评估肝实质摄取Gd-EOB-DTPA的能力，进而评价肝脏功能和肝脏纤维化程度［4-5］。肝细胞分数（HeF）是通过对比Gd-EOB-DTPA给药前后肝脏和脾脏T1弛豫量变化的药代动力学来定量评估肝纤维化程度［6］。肝脏T1弛豫量变化受到肝细胞摄取的对比剂、存在细胞外间隙及血液中对比剂的影响，而脾脏细胞不摄取对比剂，脾脏T1弛豫量变化仅受到存在细胞外间隙及血液中对比剂的影响，因此以脾脏作为参照能有效除去肝脏细胞外间隙及血液中对比剂的影响，从而单独评估肝脏细胞摄取能力，这是HeF的理论基础。既往研究显示，通过磁共振T1 mapping成像获取T1post及HeF可定量反映肝实质对钆塞酸二钠的摄取能力，从而评估肝功能及肝纤维化［7-9］。本研究通过T1 mapping成像获取T1post、HeF，进一步探讨其对不同肝纤维化分期的鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料选择2017年7月—2019年12月在南通市第三人民医院就诊的慢性乙型病毒性肝炎患者85例，其中男45例、女40例，年龄35～66岁。纳入标准：确诊为慢性乙型病毒性肝炎，经病理检查获得各期肝纤维化结果；病理检查与肝脏Gd-EOB-DTPA增强检查的间隔时间不超过14 d；影像学图像质量良好，临床资料完整。排除标准：重度脂肪肝及肝脏弥漫性占位；无法对影像学图像进行有效分析；行MRI检查前有肝脏手术及介入治疗史。肝纤维化诊断与分期标准符合2000年西安会议修订的《病毒性肝炎防治方案》。其中S1期19例，为局限于肝脏汇管区的轻微纤维化；S2期21例，为肝脏血管网完整、纤维化局限在汇管区周围或汇管区之间间隔；S3期23例，为肝细胞及汇管区周围结构扭曲但达不到肝硬化标准；S4期22例，为明确的肝硬化患者。另收集同期因肝脏良性病变行腹部手术的非肝炎患者20例，男12例、女8例，年龄29～61岁。患者肝功能检查和肝炎标志物检查均正常，肝组织病理检查显示肝纤维化分期均为S0期，且在同期接受肝脏Gd-EOB-DTPA增强检查。本研究经南通市第三人民医院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 MRI检查方法使用飞利浦Achieva3.0 T MR扫描仪（32通道相控阵体线圈）。扫描前进行常规屏气训练，行Gd-EOB-DTPA肝脏增强扫描，注射剂量0.025 mmol/kg，注射速率1.0 mL/s。使用Look-Locker序列行T1 mapping成像，分别于增强前和增强后20 min肝胆期采集图像。TR 5.2 ms，TE 1.9 ms，反转角9°，TI 49.0 ms，层厚5 mm，激励次数1，FOV 350 mm×350 mm，矩阵100×288，共60时相，扫描时间19 s。

1.3 扫描图像处理与分析方法将采集的T1 map⁃ping图像以PAR-REC格式保存，导入肝细胞分数软件（Philips Healthcare，Best，荷兰）进行图像后处理。先进行图像重建，在重建图像上由2名工作经验丰富的影像科医师分别勾画感兴趣区。首先绘制脾脏的感兴趣区，大小约450 mm2，勾画时尽可能避开脾门位置；然后勾画肝脏的感兴趣区，大小约110 mm2，勾画过程中避开病灶、血管、胆管、伪影等。以脾脏感兴趣区作为参照，使用肝细胞分数软件自动计算感肝脏感兴趣区内T1post、T1弛豫时间减低率（ΔT1）、HeF和摄取系数（K），取两位医师测量值的平均值。

1.4 统计学方法采用SPSS21.0统计软件。符合正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用单因素方差分析，两两多重比较采用Bonferroni法；两位医师的参数一致性分析采用组内相关系数（ICC）法，T1post、ΔT1、HeF、K与肝纤维化分期的相关性采用Spearman相关分析。应用MedCalc统计学软件建立受试者工作特征（ROC）曲线，分析T1post、ΔT1、HeF、K诊断相邻肝纤维化分期的曲线下面积（ROC）、阈值、特异度、敏感度及准确度。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两位影像科医师所得参数一致性分析结果两位医师对T1post、ΔT1、HeF、K的ICC分别为0.998（95%CI为0.997～0.999）、0.996（95%CI为0.993～0.997）、0.996（95%CI为0.994～0.997）、0.999（95%CI为0.999～0.999），表明各参数间均有很好的一致性。

2.2 不同肝纤维化分期患者肝脏T1post、ΔT1、HeF、K比较T1post除S1与S2期、S3与S4期外，其余各期两两比较差异均有统计学意义（P均<0.05）；ΔT1在S3、S4期分别与S0、S1、S2期比较差异均有统计学意义（P均<0.05）；HeF除S1与S2期外，其余各期两两比较差异均有统计学意义（P均<0.05）；K除S0与S1期、S1与S2期、S3与S4期外，其余各期两两比较差异均有统计学意义（P均<0.05）。见表1。

表1 肝纤维化各期的T1post、ΔT1、HeF、K比较（±s）

表1 肝纤维化各期的T1post、ΔT1、HeF、K比较（±s）

注：与S0期比较，*P<0.05；与S1期比较，#P<0.05；与S2期比较，△P<0.05；与S3期比较，&P<0.05。

肝纤维化分期S0期S1期S2期S3期S4期n 20 19 21 23 22 T1post（ms）217.56±19.77 267.78±45.46*290.88±24.45*364.91±41.86*#△383.62±32.11*#△ΔT1（%）64.67±6.86 63.84±5.96 60.23±7.11 51.76±4.98*#△49.02±6.46*#△HeF（%）78.87±5.55 72.48±5.58*68.42±6.94*57.22±4.35*#△53.02±3.91*#△&K（/min）11.69±2.87 10.12±2.47 8.25±2.03*6.27±1.45*#△4.91±1.41*#△

2.3 肝脏T1post、ΔT1、HeF、K与肝纤维化分期的相关性T1post与肝纤维化分期呈正相关（r=0.868，P<0.01），HeF、K、ΔT1与肝纤维化分期均呈负相关（r分别为-0.880、-0.787、-0.710，P均<0.01）。

2.4 肝脏T1post、ΔT1、HeF、K对相邻肝纤维化分期的鉴别效能

2.4.1 鉴别S0与S1期肝纤维化T1post、HeF对鉴别S0与S1期肝纤维化有意义，AUC分别为0.829、0.782（P均<0.01），二者鉴别S0与S1期肝纤维化的敏感度、特异度、准确度比较差异无统计学意义（P均>0.05）。见表2。

表2 T1post、HeF、K和ΔT1对S0与S1期肝纤维化的诊断效能

2.4.2 鉴别S1与S2期肝纤维化HeF和K对鉴别S1与S2期 肝 纤 维 化有意义，AUC分别为0.704、0.729（P<0.05或<0.01），二者鉴别S1与S2期肝纤维化的敏感度、特异度、准确度比较差异无统计学意义（P均>0.05）。见表3。

表3 T1post、HeF、K、ΔT1对S1与S2期肝纤维化的诊断效能

2.4.3 鉴别S2与S3期肝纤维化T1post、HeF、K、ΔT1对鉴别S2与S3期肝纤维化均有意义，AUC分别为0.932、0.942、0.777、0.832（P均<0.01），各项参数对鉴别S2与S3期肝纤维化的敏感度、特异度、准确度均较高，两两比较差异无统计学意义（P均>0.05）。见表4。

表4 T1post、HeF、K、ΔT1对S2与S3期肝纤维化的诊断效能

2.4.4 鉴别S3与S4期肝纤维化HeF和K对鉴别S3与S4期肝纤维化有意义，AUC分别为0.769、0.753（P均<0.01），HeF鉴别S3与S4期肝纤维化的敏感度低于K、特异度高于K（P<0.05），二者准确度比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表5。

表5 T1post、HeF、K、ΔT1对S3与S4期肝纤维化的诊断效能

3 讨论

肝纤维化是由慢性肝病发展为肝硬化、肝癌、乃至死亡的必经环节，但早期肝纤维化阶段是可逆的，经过适当正确的抗纤维化的治疗，可以抑制肝纤维化的进一步发展。ANDERSON等［10］报道，早期肝纤维化（S1～S2期）进展为肝癌的概率很小，而重度肝纤维化（S3～S4期）进展为肝癌的概率很大。因此，对于慢性乙型病毒肝病患者，准确及时地诊断肝纤维化并对肝纤维化进行分期，对临床治疗及预后具有非常重要的价值。Gd-EOB-DTPA增强MRI检查T1post、HeF作为一种无创、新兴检查方法在评估肝纤维化方面展现了巨大潜力。T1 mapping技术最早是应用于心脏磁共振的一种特殊成像技术，T1post最早期主要应用于心肌成像，用于评价心肌病变。随着技术的不断进展，T1 mapping技术逐渐用于评估肝纤维化程度。应用Look-locker法可获取肝脏的T1 mapping图像，该方法扫描耗时短、图像质量高，但一次扫描只能采集一层图像，采集肝门部门静脉左右支汇合的第一个层面。HeF是依靠T1 mapping技术，通过Gd-EOB-DTPA给药前后肝脏和脾脏T1弛豫量变化的药代动力学来定量评估肝纤维化。HeF能有效除去血管外间隙和血液中对比剂对肝纤维化评估的影响，从而单独评估肝脏细胞的摄取能力［11-15］。

本研究采用ICC评价分析两位放射医师之间的一致性，结果显示参数T1post、HeF、K、ΔT1的ICC分别为0.998、0.996、0.999、0.996，两位放射医师的各个参数均有很好的一致性。这表明两位放射医师在感兴趣区的勾画过程中最大程度地避免了片面性以及自身主观性，能够准确反映肝纤维化分期。本研究发现，从S0到S4期，随着肝纤维化程度的增加，T1post逐渐升高，而ΔT1、HeF、K逐渐降低。相关性分析显示，T1post与肝纤维化分期呈正相关，HeF、K、ΔT1与肝纤维化分期呈负相关。分析其原因主要有以下几个方面：第一，随着肝脏纤维化程度的不断加重，肝功能不断恶化，正常肝细胞的数量不断减少，肝细胞表面的有机阴离子转运多肽1表达降低，肝细胞膜多药耐药相关转运体2表达升高，异常肝细胞增生增多，汇管区纤维组织增生，转运系统被破坏，乙氧基苯甲基（EOB）的转运受到阻碍，从而导致细胞内Gd-EOB-DTPA摄取下降，Gd-EOB-DTPA缩短组织T1的能力下降，故T1post数值增大，HeF减少。第二，伴随着肝纤维化程度的不断加重，肝细胞炎性水肿、炎症反应亦随之加重，在早期肝纤维化阶段，随着血管内皮细胞减少，新生血管亦随之减少，且随着肝纤维化逐渐加重至晚期肝纤维化乃至早期肝硬化，大分子物质如红细胞及大分子蛋白进入细胞外间隙，从而导致肝细胞含水量增加，细胞内结合水增多，这些生理改变均会导致T1post延长。KAT⁃SUBE等［16］报道，Gd-EOB-DTPA增强MRI肝胆期，ΔT1随肝脏功能受损的加重而减低，T1post随肝脏功能受损的加重而延长。本研究结果与此相同。

本研究结果显示，T1post、HeF、K、ΔT1鉴别S0与S1期 肝 纤 维 化 的AUC分 别 为0.829、0.782、0.647、0.526，鉴别S1与S2期肝纤维化的AUC分别为0.644、0.704、0.729、0.652，鉴别S2与S3期肝纤维化的AUC分别为0.932、0.942、0.777、0.832，鉴别S3与S4期肝纤维化的AUC分别为0.625、0.769、0.753、0.656。由此可见，T1post、HeF、K、ΔT1对鉴别相邻各期肝纤维化均有一定价值，尤其是鉴别S2与S3期肝纤维化，即早期肝纤维化和重度肝纤维化的诊断效能最好。

总之，Gd-EOB-DTPA增强MRI检查T1post、HeF是一种有效的评估肝纤维化的方法，对肝纤维化分期具有一定价值，尤其是对鉴别早期肝纤维及重度肝纤维化。