钆塞酸二钠增强MRI肝胆期定量参数对良恶性胆道狭窄的鉴别诊断价值

胡景卉，王笑笑，陈俊飞，刘金韵，黄京城，施斌斌，傅剑雄，孙骏，罗先富*

胆道狭窄的病因较为复杂，常见的有结石、炎症或肿瘤新生物，性质上可分为良性、恶性狭窄。胆管树位置较为隐蔽以及周边解剖结构的复杂性，决定了其发生病变时病因诊断较为困难。胆道狭窄的准确诊断一直被胃肠病学家认为是一项具有挑战性的任务。先前的研究报告称，由于没有临床或影像学特征可靠地区分胆道良恶性狭窄，导致大约15%～24%的良性胆道狭窄患者因怀疑胆道恶性肿瘤而行手术切除，55%～95%的胆道狭窄患者在最终诊断时发现恶性肿瘤[1]。及时区分良、恶性胆道系统狭窄，对治疗决策的制订及患者的预后至关重要。

肝脏特异性对比剂钆塞酸二钠(gadolinium-ethoxybenzyldiethylenetriamine-pentaacetic acid，Gd-EOB-DTPA) 50%通过胆道系统进行排泄，50%通过肾脏排泄，在肝胆期时对比剂排泄至胆管内，胆管呈高信号，能够更好显示胆管树，为临床提供直观的影像资料[2-3]。尤其当发生胆道狭窄时，对狭窄部位及形态的显示更具优势。先前研究多聚焦于Gd-EOB-DTPA对于肝硬化、肝癌病人肝功能直接评估的价值[4-5]。Lee 等[6]曾提出，当与T2WI胆管造影相结合时，Gd-EOB-DTPA增强MRI可以对胆道系统进行形态学和功能评估，这一特性使得Gd-EOB-DTPA有可能成为胆道对比剂，但该研究的重点仍主要在阐述Gd-EOB-DTPA 增强MRI 对于胆道解剖方面的直接观测价值。Feng 等[7]仅描述了胆管癌的Gd-EOB-DTPA 增强MRI 表现，评估了主要腹部器官包括肝脏的相对信号强度变化。国内外少有研究报道Gd-EOB-DTPA 在良恶性胆道狭窄中的功能性评估作用。为此，本研究期望可以利用Gd-EOB-DTPA增强MRI肝胆期图像的相关定量参数在肝功能方面的评估价值，对胆道狭窄患者的良恶性鉴别提供有效的辅助诊断价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

本研究为回顾性临床研究，经苏北人民医院伦理委员会批准，免除受试者知情同意，批准文号：2021ky219。回顾性分析2020年3月至2021年5月就诊于苏北人民医院行Gd-EOB-DTPA增强MRI检查的160例胆道狭窄患者病例。纳入标准：(1)经手术或病理或影像确诊胆道有狭窄的患者；(2)检查前无肝脏或胆道手术史；(3) MRI图像质量合格，满足定量和定性分析；(4)临床及实验室资料完整。排除标准：(1)肝脏存在明确肿瘤或肝内弥漫性病变(病灶数量超过5处)；(2)肾脏有明确肿瘤性病变和(或)肾功能有异常；(3)门静脉主干和(或)其左右分支有栓塞或显示不佳。

收集患者在行MRI检查前后1周内实验室检查指标，包括：血清总胆红素(TBIL)、直接胆红素(DBIL)、间接胆红素(IBIL)、血清白蛋白(ALB)、丙氨酸转氨酶(ALT)、天门冬氨酸转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、总胆汁酸(TBA)、凝血酶原时间(PT)以及肿瘤标记物包括糖类抗原199 (CA199)和癌胚抗原(CEA)。若前后相隔天数相等，则纳入MRI检查前的数值，以避免用药等治疗后的影响。查阅患者临床资料，包括有无腹腔积液及量多少、有无肝性脑病、有无黄疸。根据收集的临床及实验室指标对患者进行肝功能的临床Child-Pugh分级[8]。

1.2 方法

1.2.1 MRI检查

采用3.0 T MRI 扫描仪(GE Discovery 750，美国)，8 通道体部相控阵线圈，扫描前患者空腹6～8 h。并对所有患者进行平静呼吸及屏气训练，采用呼吸门控技术，扫描范围从膈顶至双肾下缘。所有患者均进行MRI 平扫及Gd-EOB-DTPA 增强扫描。T1 加权成像(T1 weighted imaging，T1WI)平扫及增强采用肝脏容积加速采集(liver acquisition with volume acceleration，LAVA)序列，分别于注射对比剂后20 s (动脉期)、60 s (门静脉期)、3 min (移行期)及20 min (肝胆特异期)左右进行扫描，得到增强扫描的4期图像。主要参数：重复时间4.1 ms、回波时间1.9 ms，层厚5.4 mm，层间距2.7 mm，矩阵320×224，视野40 cm×40 cm。对比剂采用Gd-EOB-DTPA (普美显；Primovist，德国拜耳医药保健有限公司)，注射剂量0.025 mmol/kg，注射速率为2.0 mL/s，注射对比剂后再以相同速率注射20 mL 0.9%氯化钠溶液进行冲洗。

1.2.2 图像分析与处理

1.2.2.1 肝、肾肝胆期增强率计算

由2 名分别有5 年和10 年腹部影像诊断资历的放射科医师在不知晓分组及患者临床诊断信息的前提下对所有纳入研究的T1 平扫及增强肝胆期图像进行感兴趣区(region of interest，ROI)的手动勾画，分别在增强前后相对应的同一层面肝脏尾状叶、左叶、右前叶、右后叶、右肾髓质及右侧竖脊肌(右侧更靠近肝脏以及胆道系统，尽可能避免图像信号不均)手动画出圆形ROI (50～100 mm2)[9]。尽量避开血管、胆管以及呼吸或心脏搏动所致的运动伪影区，不同患者尽量勾画选取在相似位置(图1)。T1WI 平扫肝脏四段信号值的平均值记为SL0，肝胆期肝脏四段信号值的平均值记为SL1，右肾髓质平扫信号值SK0，肝胆期右肾髓质信号值SK1以及右侧竖脊肌平扫信号值SM0、肝胆期信号值SM1。

图1 女，60岁，病理诊断为胆管结石伴胆管扩张。1A：MRI平扫轴位肝脏4个感兴趣区，按序号分别为尾状叶、左叶、右前叶、右后叶及右侧竖脊肌；1B：增强后肝胆期相对应的5个感兴趣区。计算出肝实质强化率(LER)为124.9%，竖脊肌校正后的肝实质增强率(LERc)为96.2%。 图2 三例患者MRI肝胆期冠状位图像的功能性肝脏影像评分(FLIS)。2A～2B：男，69岁，病理诊断为胰腺癌；2A：门静脉信号强度高于肝实质记0分(黄箭)及肝内外多发扩张且无显影的胆管记0分(白箭)；2B：肝实质信号强度低于右肾记0分；FLIS 0分。2C～2D：女，71岁，病理诊断为胆管癌；2C：门静脉信号强度等于肝实质记1分(黄箭)及肝内扩张胆管在肝门区截断且胆道未见对比剂排泄记0分(白箭)；2D：肝实质信号强度等于右肾记1分；FLIS 2分。2E～2F：女，36岁，病理诊断为胆石症；2E：门静脉信号强度低于肝实质记2分(黄箭)，胆总管内见对比剂记2分，伴其内多发充盈缺损(白箭)；2F：肝实质信号强度高于右肾记2分；FLIS 6分。

计算出肝胆期肝实质增强率(liver parenchyma enhancement ratio，LER)、肾髓质增强率(kidney medulla enhancement ratio，KER)、竖脊肌校正后的肝实质增强率(corrected parameter of liver parenchyma enhancement ratio，LERc)和竖脊肌校正后的肾髓质增强率(corrected parameter of kidney medulla enhancement ratio，KERc)。计算公式如下：

1.2.2.2 功能性肝脏影像评分

由上述2 名放射科医师仍在不知晓分组及患者临床诊断信息的前提下对肝胆期图像进行功能性肝脏影像评分(functional liver imaging score，FLIS)。(1)肝实质增强得分：肝胆期肝实质信号强度低于右肾实质记为0分，等于记为1分，高于记为2分；(2)胆道对比剂排泄速率得分：注射对比剂20 min后胆道无对比剂记为0分，对比剂排泄到外周肝内胆管、或左/右肝管记为1分，排泄到肝总管、胆总管或十二指肠记为2分；(3)肝胆期门静脉信号得分：肝胆期门静脉信号强度高于肝实质记为0分，等于记为1分，低于记为2分。由上述2名诊断医师分别对三组征象进行视觉评估，意见不统一的进行讨论后确定。FLIS为三项得分之和，总分6分，0～3分表示患者肝功能受损，4～6分表示肝功能良好[10](图2)。

1.3 统计学方法

统计分析采用IBM SPSS 软件(version 22.0，美国)进行。采用组内相关系数(intraclass correlation coefficients，ICCs)分析，检验两名放射科医师对肝胆期肝实质强化率参数及FLIS之间的一致性。如果获得了良好的一致性(ICC＞0.75)，则使用测量的平均水平进行进一步分析。计数资料采用χ²检验或Fisher确切概率法，以百分数(%)表示。计量资料的正态性检验采用Shapiro-Wilk法，若符合正态分布以均值±标准差(±s)表示，采用独立样本t检验进行组间比较；非正态分布则以中位数(四分位数间距) [M (IQR)]表示，组间差异性比较采用Mann-WhitneyU检验。对具有统计学意义的连续性定量数据进行受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线绘制并分析诊断效能。采用MedCalc软件(version 19.5.6)对曲线下面积(area under the curve，AUC)进行两两比较。P＜0.05表示差异具有统计学意义，P＜0.001表示差异具有显著统计学意义。

2 结果

2.1 临床资料及实验室检查

经纳排标准筛选后143例患者资料纳入研究(排除肝脏肿瘤15例、肝内弥漫性病变2例)。依据确诊后的胆道狭窄原因，分为71例胆道系统良性狭窄(结石61例、胆总管囊肿3例、肿块性胰腺炎2例、胆管腺瘤1例、胆囊腺肌症4例)以及72例胆道系统恶性狭窄(胆管癌36例、胰腺癌24例、十二指肠乳头腺瘤6例、胆囊癌6例)，其中男76例(53.1%)、女67例(46.9%)，年龄65.0 (13.0)岁。良、恶性胆道狭窄患者一般临床特征及实验室指标的统计学分析中，除性别外，其他指标差异均具有统计学意义(P＜0.05)。恶性胆道狭窄患者在Child-Pugh分级中，B级和C级共56例，占比77.8%，高于良性胆道狭窄组(27例，38.0%)，良性胆道狭窄组的正常和A 级共有44 例，占比62.0%，高于恶性胆道狭窄组(16 例，22.2%)，差异具有显著统计学意义(P＜0.001) (表1)。

表1 良、恶性胆道狭窄患者一般临床特征及实验室指标的统计学分析

2.2 良恶性胆道狭窄肝胆期增强率差异

两名放射科医生对LER、LERc、KER及KERc的评价具有良好的一致性，ICCs 分别为0.952、0.947、0.933 及0.936。良性胆道狭窄患者LER为73.4% (51.3%)，较恶性胆道狭窄患者36.2%(32.0%)高，两者间差异具有统计学意义(Z=-5.544，P＜0.001)。良性胆道狭窄患者LERc为39.3%±25.4%，仍较恶性胆道狭窄患者12.0%±15.3%高，且差异具有显著统计学意义(t=7.768，P＜0.001)。恶性胆道狭窄患者的KER 为138.8% (67.1%)，略高于良性胆道狭窄患者122.0% (63.7%)，恶性胆道患者KERc 为94.8% (45.1%)，仍较良性胆道狭窄患者78.4% (60.5%)略高，但差异均不具有统计学意义(P＞0.05) (图3)。

图3 良恶性胆道狭窄肝胆期强化率参数LER、LERc、KER 及KERc 柱状图。3A、3B：良性组LER、LERc 较恶性组高，差异具有显著统计学意义(P＜0.001)；3C、3D：恶性组KER、KERc较良性组高，但差异不具有统计学意义(P＞0.05)。注：LER：肝实质强化率；LERc：竖脊肌校正后的肝实质增强率；KER：肾髓质增强率；KERc：竖脊肌校正后的肾髓质增强率。

2.3 良恶性胆道狭窄肝脏影像FLIS

上述两名放射科医生对FLIS 的ICC 为0.984。良性胆道狭窄FLIS为5.0 (4.0)分，恶性胆道狭窄FLIS为2.0 (1.0)分，两者间差异具有显著统计学意义(Z=-6.535，P＜0.001)。良性胆道狭窄患者肝功能受损(0～3分) 26例，占比36.6%，肝功能良好(4～6分) 45例，占比63.4%，而恶性胆道狭窄患者肝功能受损58例，占比高达80.6%，肝功能良好仅14例，占比19.4%，差异具有显著统计学意义(χ2=28.473，P＜0.001)。Child-Pugh分级正常和A级中，FLIS肝功能受损13例，肝功能良好47例，Child-Pugh 分级B 和C 级中，肝功能受损71 例，肝功能良好12例，差异具有显著统计学意义(χ2=58.628，P＜0.001)。

2.4 肝胆期强化率及FLIS对良恶性胆道狭窄的诊断效能

肝胆期肝实质强化率LER、LERc 在鉴别良恶性狭窄的AUC分别为0.769、0.818。FLIS 对良恶性胆道狭窄鉴别的AUC 为0.810。联合LER及FLIS后，诊断的AUC值为0.836，联合LERc及FLIS 后，诊断的AUC 值为0.851 (图4、表2)。其余组(年龄、TBIL、DBIL、IBIL、ALT、AST、ALP、GGT、TBA) AUC 在0.603～0.831 之间。两两比较发现，联合LER 及FLIS 后与LER 差异具有统计学意义，联合LERc 及FLIS 后分别与LER、FLIS 差异具有统计学意义(P＜0.05)，其余差异均不具有统计学意义。得出联合LERc及FLIS具有最优的诊断效能，LERc与其差异不具有统计学意义，特异度达91.7%，也具有较高的诊断价值。

表2 肝胆期强化率及FLIS对良恶性胆道狭窄的诊断效能

图4 鉴别诊断良恶性胆道狭窄的ROC曲线。

3 讨论

本研究回顾性分析了71 例良性胆道狭窄和73 例恶性胆道狭窄患者在Gd-EOB-DTPA增强MRI肝胆期的定量参数，包括测量参数LER、KER，经竖脊肌校正后的LERc、KERc 以及半定量评分参数FLIS。杜艳妮等[11]将纳入病例以FLIS 分为0～3 分及4～6 分两组，分析了它对肝功能分级的鉴别诊断价值，本研究创新性地将定性所得FLIS 等同于具体的定量参数进行分析。组间差异性结果显示LER、LERc 以及FLIS 组间差异均具有统计学意义，并且在联合LERc 和FLIS 后，AUC 达0.851，相较于临床参数[12]，在直观观察病灶的同时进一步提高了肝功能评估的诊断效能，实现MRI一站式检查。

3.1 本研究的机制及可行性

Gd-EOB-DTPA 可作为肝细胞特异性对比剂，是由于其在Gd-DTPA分子结构的基础上添加了亲脂基团-乙氧基苯甲基。静脉注射Gd-EOB-DTPA后，大约有50%通过肝细胞膜表面的有机阴离子转运系统阴离子转运多肽(organic anion transporting polypeptide，OATP)进入肝细胞，再经过谷胱甘肽S-转移酶以及多耐药相关蛋白载体2 (MPR2)排泄入胆道系统内[13]。长期的胆道狭窄会导致胆汁淤积，肝内压力增加，引起肝细胞坏死和凋亡、胆管上皮细胞增殖等改变，肝细胞摄取EOB 基团能力下降，从而导致肝胆期肝实质强化程度减低，对比剂相对通过肾脏代谢增加、门静脉信号强度增加[14]。恶性胆道狭窄是长期慢性的病变，肝细胞受损的数量及严重程度较良性胆道狭窄患者多且重，因此肝胆期信号也较良性胆道狭窄患者更低。

本项目研究基础正是基于上述机制开展。第九届国际肝磁共振成像论坛共识报告[15]也就肝脏MRI 的最新进展制订共识声明，包括针对应用Gd-EOB-DTPA 增强成像展开讨论，认为Gd-EOB-DTPA 增强MRI 用于肝脏和胆道系统功能评估具有潜在的价值。

3.2 肝胆期单因素定量参数对良恶性胆道狭窄的鉴别诊断

本研究结果显示良性胆道狭窄患者的肝胆期LER 高于恶性胆道狭窄，差异具有统计学意义且具有良好的诊断效能，校正后的LERc 诊断效能及特异度更高。恶性胆道狭窄患者KER、KERc虽略高于良性胆道狭窄，但差异不具有统计学意义，不具备诊断价值。通过视觉评估肝胆期肝实质增强、胆道系统对比剂排泄及门静脉的对比信号得出的FLIS，具有简洁、方便的特性，在我们的研究中，恶性胆道狭窄组的肝实质受损率明显高于良性胆道狭窄组，得分较良性胆道狭窄组低，差异具有统计学意义。

同时，根据临床症状及实验室指标得出的Child-Pugh 分级对于肝功能的评估在临床研究中得到了广泛的认可[16-17]。本研究结果显示Child-Pugh 在鉴别良、恶性胆道狭窄中差异也具有显著统计学意义，并且Child-Pugh 分级的级别越高，FLIS 得分越低，再次说明了恶性胆道狭窄患者由于长期的胆汁淤积，肝功能受损程度更加严重，肝细胞摄取对比剂能力更低，进一步证实Gd-EOB-DTPA 增强后肝胆期定量参数可以通过评估肝功能对胆道狭窄做出良恶性的鉴别诊断。

3.3 肝胆期联合定量参数对良恶性胆道狭窄的鉴别诊断

先前已有研究证实Gd-EOB-DTPA 增强后的肝胆期肝实质强化率相关参数以及FLIS 与临床肝功能评估系统具有很好的相关性[18-19]。本研究显示，在联合肝胆期肝实质的强化率参数及定量化FLIS后，诊断效能得到了进一步的提高，LER和FLIS 联合组诊断效能(AUC)为0.836，LERc 和FLIS 联合组诊断效能最高(AUC 为0.851)，并且与LER、FLIS 诊断效能差异具有统计学意义。本研究中，我们将FLIS 也作为定量化的参数之一，发现它与肝胆期的定量参数联合之后可以有效地提高良恶性胆道狭窄的鉴别诊断效能。

在收集数据过程中发现影像诊断存在将胆管癌误诊为胰头导管内乳头状黏液瘤(intraductal papillary mucinous neoplasm，IPMN)，或将结石误诊为肿瘤性病变的可能。良、恶性胆道系统狭窄的区分，对治疗决策的制订及患者的预后密切相关。我们通过仔细分析，发现Gd-EOB-DTPA 增强后的肝胆期定量参数可以为这些病灶的良恶性鉴别诊断提供有效的价值。因此我们认为，当临床或影像表现不足以完全定性胆道狭窄时，可以通过肝胆期的图像信号值测量以及FLIS 的评估对病灶的定性诊断提供辅助的临床参考价值。

3.4 局限性

本研究只排除了肝脏内有明确肿瘤或弥漫性病变的患者，而Tamada等[20]指出肝硬化患者对比剂的胆汁排泄明显慢于正常人，长期的慢性肿瘤病史可继发胆汁性肝硬化。因此，针对肝胆转运时间对于胆系排泄的影响这一问题仍需展开进一步研究，后期将把肝胆期扫描的具体时间不同对结果造成的影响纳入研究范围。此外，肝胆期强化率相关参数受肝功能、背景肝实质以及肾功能等影响，本研究的纳入以及排除标准尽量排除了肝脏、肾脏肿瘤以及肾功能有异常的患者。由于病例数较少，病种类型少，不能很好地将各个类型的病种作差异性比较，后期将扩充病例数并展开胆管高位、低位狭窄乃至每种病变分别对肝胆期肝实质的增强率有无差异性影响的研究。

综上所述，Gd-EOB-DTPA 增强MRI 的肝胆期定量参数对良恶性胆道狭窄鉴别诊断具有较高临床价值，联合LERc及FLIS更能进一步提高诊断效能。实验室检查由于受体内多种转运机制以及用药的影响，常常在短时间内出现较大的变化，而Gd-EOB-DTPA增强后的肝胆期影像学表现则更加具有直观性、客观可靠性，可为良恶性胆道狭窄鉴别诊断提供依据。

作者利益冲突声明：全部作者均声明无利益冲突。