综述
应用Gd-EOB-DTPA增强MRI评价肝功能的研究进展
磁共振成像, 2020,11(11) : 1056-1058. DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2020.11.023
摘要

磁共振成像在检测肝脏疾病中具有重要作用,钆塞酸二钠(Gadolinium-ethoxybenzyl-diethylenetriamine pentaacetic acid,Gd-EOB-DTPA)是目前临床上常用的肝脏特异性磁共振对比剂之一,不仅对肝脏局灶性结节的检出具有重要意义,而且对肝脏弥漫性病变肝功能的评估具有潜在的应用价值,基于解剖学信息基础上定量评估不同肝段肝功能对于慢性肝病及肝癌患者选择合适治疗手段更为重要。近年来,Gd-EOB-DTPA增强磁共振成像在临床中应用越来越广泛,其评估肝功能的方式主要包括增强前、后MR弛豫时间的测定、肝实质信号强度的变化、胆管信号强度、胆管显影时间以及胆管内对比剂排泄量的测定等。作者就Gd-EOB-DTPA增强磁共振成像对肝功能诊断价值的相关研究进行综述。

引用本文: 邵佳, 贺业新. 应用Gd-EOB-DTPA增强MRI评价肝功能的研究进展 [J] . 磁共振成像, 2020, 11(11) : 1056-1058. DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2020.11.023.
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肝功能的定量评估对于慢性肝脏疾病及肝肿瘤患者治疗方案的确定、定期随访及评估预后至关重要[1]。目前,血液生化学参数、临床评分系统,例如:终末期肝病模型(model for end-stage liver disease,MELD)、Child-Pugh分级以及术前肝脏容量测定等已经广泛用于评估肝功能[2,3];其中吲哚菁绿(indocyanine green,ICG)清除试验是目前临床上最有价值的方法之一。这些方法对于整体肝功能的评估是有效的,但是在临床诊疗过程中各肝段肝功能损伤存在不均匀性,例如在术前评估安全的肝段切除体积、局灶性射频消融术后残肝功能等方面只评价整体肝功能是不够全面及精准的。近几年来,基于影像学对肝功能评估的研究越来越多,Gd-EOB-DTPA增强磁共振成像在临床中越来越受到重视,其主要是基于常规磁共振动态增强扫描的同时获得肝脏解剖及肝功能信息,包括整个肝脏的解剖、血管信息;肝脏结节的位置、大小、良恶性判断以及肝外淋巴结转移情况;而且可以展示肝脏结构损伤的不均匀性,实现节段性肝功能的评估。另外,许多研究表明Gd-EOB-DTPA增强磁共振成像与MELD评分[4,5]、Child-Pugh分级[6,7]以及吲哚菁绿清除试验[8,9]在评估肝功能方面具有很高的一致性,既可以提供解剖学信息又可以对不同肝段肝功能进行评估。因此,Gd-EOB-DTPA增强磁共振成像方法目前越来越被临床所接受。

1 肝细胞特异性对比剂Gd-EOB-DTPA的特性

Gd-EOB-DTPA是一种肝脏特异性磁共振对比剂,它是在钆喷酸葡胺(gadopentetate dimeglumine,Gd-DTPA)的基础上共价结合了亲脂性基团乙氧基苄基(ethoxybenzyl,EOB)。独特的化学结构决定了其独特的生物学行为:静脉注射后经血液到达肝脏并分布于细胞外间隙,此阶段Gd-EOB-DTPA充当普通对比剂提供肝脏动脉期及静脉期血供情况;一段时间后由于其含有亲脂性基团EOB,可被肝细胞通过肝窦面肝细胞膜表面的有机阴离子转运蛋白多肽(organic anion transporter polypeptides 1,OATP1) OATP1B1和OATP1B3特异性摄取,再通过位于胆道面肝细胞膜上的多药耐药相关蛋白(multidrug resistance-associated proteins,MRP) MRP2排泄入胆道,此阶段Gd-EOB-DTPA充当肝脏特异性对比剂提供肝细胞功能或胆道功能情况[10,11]。因此,Gd-EOB-DTPA增强MRI对于肝脏局灶性病变的检出具有重要意义[12],更提供了肝脏弥漫性病变:如非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)[13]、肝纤维化[14,15]、肝硬化等肝细胞功能的定量评估,因此更具有临床应用价值。

进入体内的Gd-EOB-DTPA大约有50%通过胆管排泄,且化学结构不变,未通过肝胆系统排泄的对比剂可以通过肾小球滤过排泄。Gschwend等[16]的一项研究,评估Gd-EOB-DTPA的药物代谢动力学以及Gd-EOB-DTPA在肝、肾功能不全的患者中使用的安全性,表明肾脏排泄增加以补偿肝功能损害或者肝清除会在肾功能不全的情况下增加。在肝肾功能正常的受试者中,Gd-EOB-DTPA的血浆半衰期约为56 min,比常规细胞外对比剂短[17]。另外,由于Gd+的存在,导致组织微黏滞度增加从而增加了Gd-EOB-DTPA的T1弛豫率以及血液和肝脏中的信号增强率,这种较高的T1弛豫率决定了临床推荐Gd-EOB-DTPA的剂量为0.025 mmol/kg,比Gd-DTPA 0.1 mmol/kg的剂量更少[10]。因此,无论在正常人或肝、肾功能受损患者群体中使用Gd-EOB-DTPA安全性都是较高的且不需要调整剂量。

2 Gd-EOB-DTPA增强磁共振成像评价肝功能的主要方法

目前主要是通过肝实质信号强度、MR弛豫时间的测定、胆管信号强度、胆管显影时间以及胆管内对比剂排泄的量来评价肝功能,Gd-EOB-DTPA增强磁共振成像不仅可以评估整个肝脏的功能,更可以反映不同肝段肝功能的差异性。

2.1 肝实质信号强度的测定

由于Gd-EOB-DTPA的特质,肝细胞摄取Gd-EOB-DTPA及排泄取决于肝细胞功能的完整性,因此受损的肝细胞由于细胞膜表面的受体减少,导致对比剂摄取减少,从而表现为受损肝段肝实质信号强度降低[18]。肝实质信号强度的测定简单、易行,在临床上应用较广泛。

目前,许多研究都在描述肝实质信号强度的变化与不同肝功能指标及临床评分系统之间的关系。Haimerl等[19]比较Gd-EOB-DTPA增强MRI信号强度(signal intensity,SI)指数,包括肝细胞摄取指数(hepatocellular uptake index,HUI)和经脾或肌肉矫正的SI指数与吲哚箐绿清除试验的相关性来评估肝功能。另有研究测定肝脏-门静脉对比率(liver-to-portal vein contrast ratio,LPC)与肝硬化患者的肝功能相关性,结果表明LPC在正常肝功能及肝硬化患者中明显不同,且区分正常组和肝硬化组LPC的最佳阈值是2.05,并认为总胆红素、白蛋白及血小板计数可作为肝胆期LPC的独立预测因子[20]。Ippolito等[21]通过测定计算肝胆期肝脏体积标准化的肝-肌信号强度比值评估肝功能,结果表明与肝功能正常受试者相比,肝硬化患者该值明显减小,该值与MELD评分、Child-Pugh分级呈中等程度相关;且与总胆红素、转氨酶、白蛋白等血液生化学参数具有相关性,因此认为肝胆期肝脏体积标准化的肝-肌信号强度比值可以用于无创性量化肝功能和评估肝脏受损程度。

然而,MRI信号强度不是绝对值,在不同时间点测出的信号强度会有所变化,且信号强度与对比剂的浓度呈非线性关系;另外由于一些技术因素,例如使用的设备不同、无线电频率放大、接收线圈或序列不同等,导致通过测定肝实质信号强度评估肝功能准确性相对较低,这是临床运用受限的主要原因。

2.2 MR弛豫时间的测定

Gd-EOB-DTPA既可以缩短T1弛豫时间,又可缩短T2*弛豫时间,因此能够通过T1 mapping及T2* mapping定量测量增强前后T1值及T2*值的变化来评估肝功能。

Katsube等[22]首次运用T1 mapping成像评估整体肝功能,测定增强前、增强3、8、13、18 min后的T1弛豫时间,其结果表明注射对比剂之前Child-Pugh A、B组的T1弛豫时间较肝功能正常组明显延长;注射对比剂之后Child-Pugh B组的T1弛豫时间与其他组相比明显延长,Child-Pugh A组比肝功能正常组T1弛豫时间也明显延长;认为在3.0 T场强下,注射对比剂后的18 min是评估肝功能的最佳时间点;且在该时间点区分Child-Pugh B组与其他组的T1弛豫时间临界值是520 ms。此外,蒋宇等[23]将T1 mapping成像与标准肝脏体积率结合起来定量评估整体肝功能,认为结合标准肝脏体积率后的T1弛豫时间相关指标对评估肝功能的价值更大。一项应用Gd-EOB-DTPA增强T1 mapping成像评价不同肝段的肝功能的研究,认为对于Child-Pugh C级患者,所有肝段的肝功能均可用此方法评估,增强前后T1弛豫时间和T1弛豫时间的改变率具有良好的诊断性能[24]。另有研究通过测量计算肝细胞摄取率来评价肝功能,结果表明肝细胞摄取率与吲哚箐绿15 min滞留率(indocyanine green retention test,ICG R15)呈负相关,慢性肝病或Child-Pugh A级,ICG R15为20%或更低的患者肝细胞摄取率明显高于ICG R15大于20%的患者[25]。此外,也有研究表明,使用基于3D多回波Dixon GRE序列的T2* mapping成像可以为严重肝功能不全患者提供诊断信息[26]

在评估肝功能不全时,T1 mapping成像比T2WI、T2WI脂肪抑制、ADC值显示出更高的相关性[27],有研究表明T1弛豫时间的测定优于肝脏信号强度的测定[19]。另外,通过对不同肝段T1弛豫时间的测定可以定量评估肝功能的不均匀性,为临床进行肝脏手术提供更加准确及全面的信息。但是T1弛豫时间和T2*弛豫时间的测定需要特定的序列及软件才能实现,而且肝细胞摄取Gd-EOB-DTPA除了与肝细胞功能有关外,还受到肝脏血供的影响。因此,限制了该方法在临床广泛运用。

2.3 胆管信号强度、胆管显影时间以及胆管内对比剂的排泄量

功能正常的肝细胞摄取Gd-EOB-DTPA,随后排泄到胆管。在正常受试者静脉注射Gd-EOB-DTPA对比剂20 min后,肝内外胆管会得到很好显示[28],对于肝功能受损的患者,肝细胞摄取及排泄对比剂会受到影响,因此慢性肝脏病患者胆管的信号强度会受到影响,可以通过评价胆管信号强度、胆管显影时间以及胆管内对比剂的排泄量来反映肝功能。Tschirch等[29]通过Gd-EOB-DTPA增强的MR胆管造影术评估胆管可视化程度,肝硬化患者和正常志愿者胆管可视化程度显著不同,静脉注射对比剂20 min后对照组的所有受试者胆管显示均较好,但在肝硬化组仅40%患者胆管显示较好。Noda等[30]通过测量肝胆期胆管结构与肌肉的信号强度比(signal intensity ratio,SIR),认为胆囊管和胆总管的SIR与Child - Pugh分级、MELD评分有显著的相关性,胆囊管与胆总管的SIR可作为评估肝功能的指标。

评价胆管显影所用的方法比较直观、简洁,但胆管显影的清晰度、显影时间缺乏相关的评判标准,会导致观察者得出不同结论;且胆管显影程度不仅与肝细胞功能情况有关,还与胆汁的流速有关,因此该方法临床应用较局限。

3 结论及展望

Gd-EOB-DTPA增强磁共振检查技术,作为一种无创伤、无辐射新技术,在评估肝功能中具有良好的应用价值,特别是对于肿瘤患者术前定量评估不同肝段功能及慢性肝脏病患者长期随访具有重要意义。但其定量评估肝功能的方法及指标需要更多的研究进一步规范化及标准化。

利益冲突
利益冲突:

无。

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