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   中国临床医学  2020, Vol. 27 Issue (4): 608-612      DOI: 10.12025/j.issn.1008-6358.2020.20201014
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钆塞酸二钠增强T1 mapping成像肝功能评估肝胆期扫描时间的优化
曹勃玲1 , 陈海东1 , 陈维鹏1 , 吴春晓2     
1. 暨南大学附属珠海医院, 珠海市人民医院医学影像科, 珠海 519000;
2. 暨南大学附属珠海医院, 珠海市人民医院肝病科, 珠海 519000
收稿日期：2020-05-01；接受日期：2020-06-13
基金项目：珠海市科技计划项目（20171009E030093），广东省医学科研基金项目（B2019167）
作者简介：曹勃玲, 主治医师.E-mail:cbl00125050@126.com.
通信作者(Corresponding authors). 吴春晓, Tel:0756-2157801, E-mail:drwuchunxiao@126.com.
摘要：目的: 探讨钆塞酸二钠Gd-EOB-DTPA增强T1 mapping成像评估肝功能时合理的肝胆期扫描时间。方法: 纳入124例乙肝肝硬化患者[肝功能Child-Pugh A级(LCA)63例、B级(LCB)47例、C级(LCC)14例]及23例健康体检者(NLF)。患者均采用Gd-EOB-DTPA行上腹部平扫及增强扫描, 并采用Look-Locker序列分别于平扫、增强后10 min、15 min及20 min采集T1 mapping图像。测量肝脏T1弛豫时间, 并计算增强后10 min、15 min及20 min肝脏T1弛豫时间减低率(ΔT1)及弛豫率增加值(ΔR1)。采用重复测量方差分析比较不同级别肝功能组不同时间T1、ΔT1及ΔR1, 采用ROC曲线评价T1、ΔT1及ΔR1鉴别NLF-LCA与LCB-LCC组的效能。结果: NLF、LCA、LCB组增强后10 min、15 min及20 min T1弛豫时间逐渐减低, ΔT1及ΔR1逐渐增加, LCC组增强后10 min、15 min及20 min T1弛豫时间逐渐增加, ΔT1逐渐减低。不同时间点T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1差异均有统计学意义(F=23.125, 28.061, 67.421, P=0.000)。不同组别T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1差异均有统计学意义(F=82.686、49.041、70.963, P=0.000)。增强后10 min、15 min与20 min的T1弛豫时间鉴别NLF-LCA与LCB-LCC组的ROC下面积分别为0.959、0.949、0.952。ΔT1鉴别两者的ROC下面积分别为0.880、0.879、0.894。ΔR1鉴别两者的ROC下面积分别为0.942、0.934、0.939。增强后10 min、15 min与20 min的T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1 ROC下面积差异均无统计学意义。结论: 采用钆塞酸二钠增强T1 mapping成像评估肝功能时, 于增强后10 min采集肝胆期图像可满足诊断需求。
关键词：肝功能    造影剂    磁共振成像    T1 mapping    肝胆期    
Optimization of hepatobiliary phase scan time for the assessment of liver function using T1 mapping on Gd-EOB-DTPA-enhanced magnetic resonance imaging
CAO Bo-ling1 , CHEN Hai-dong1 , CHEN Wei-peng1 , WU Chun-xiao2     
1. Department of Medical Imaging, Zhuhai Hospital of Jinan University, Zhuhai People's Hospital, Zhuhai 519000, Guangdong, China;
2. Department of Hepatology, Zhuhai Hospital of Jinan University, Zhuhai People's Hospital, Zhuhai 519000, Guangdong, China
Foundation item: Supported by Zhuhai Science and Technology Plan Project (20171009E030093) and Guangdong Medical Research Fund Project (B2019167)
Abstract: Objective: To investigate the hepatobiliary phase (HBP) scan time for the assessment of liver function using T1 mapping on Gd-EOB-DTPA-enhanced magnetic resonance imaging (MRI). Methods: Totally, 124 patients with chronic viral hepatitis B and cirrhosis were classified into three groups as follows: liver cirrhosis with Child-Pugh A (LCA, n=63), Child-Pugh B (LCB, n=47), and Child-Pugh C (LCC, n=14). Twenty-three healthy volunteers with normal liver function (NLF) were enrolled as control group. All patients underwent Gd-EOB-DTPA-enhanced MRI. To obtain T1 mapping, Look-Locker sequences before and at 10, 15, and 20 minutes after Gd-EOB-DTPA administration were acquired. T1 relaxation time of liver was measured on T1 mapping, reduction rate of T1 relaxation time (ΔT1), and increase of relaxation rate (ΔR1) between pre- and post-enhancement were calculated. Repeated-measures analysis of variance was performed to compare T1 relaxation time, ΔT1, and ΔR1 among different liver function groups and different time points. Receiver operating characteristic (ROC) curve was drawn to determine the predictive effect of these parameters in discriminating NLF-LCA and LCB-LCC. Results: T1 relaxation time of NLF, LCA, and LCB groups progressively increased from 10 min, 15 min to 20 min post-contrast, ΔT1 and ΔR1 showed a constant decrease from 10 min to 20 min. T1 relaxation time of LCC gradually decreased and ΔT1 increased from 10 min to 20 min. T1 relaxation time, ΔT1 and ΔR1 showed significant difference among different time points (F=23.125, 28.061, 67.421, P=0.000) and different groups (F=82.686, 49.041, 70.963, P=0.000). The areas under the ROC curve of T110 min, T115 min, and T120 min for discriminating NLF-LCA and LCB-LCC were 0.959, 0.949, and 0.952, respectively. The areas under the ROC curve of ΔT110 min, ΔT115 min, and ΔT120 min were 0.880, 0.879, and 0.894, respectively. The areas under ROC curve of ΔR110 min, ΔR115 min, and ΔR120 min were 0.942, 0.934, and 0.939, respectively. No significantly difference (P>0.05) was found among the three time points. Conclusions: The 10 min HBP is feasible for assessing liver function using T1 mapping on Gd-EOB-DTPA-enhanced MRI.
Key words: liver function    contrast media    magnetic resonance imaging    T1 mapping    hepatobiliary phase    

钆塞酸二钠(gadolinium-ethoxybenzyl-diethylenetria-mine pentaacetic acid, Gd-EOB-DTPA)是一种肝细胞特异性MR对比剂，静脉注射后通过T1 mapping成像测量肝实质T1弛豫时间可定量评估肝功能[1-4]，但目前对于肝胆期扫描时间的选择尚未有明确定论。本研究通过比较分析不同级别肝功能组患者增强后不同扫描时间T1弛豫时间及相关参数，探讨Gd-EOB-DTPA增强T1 mapping成像合理的肝胆期扫描时间。

1 资料与方法 1.1 一般资料

自2015年6月至2017年7月共124例患者纳入研究，男性83例，女性41例，年龄25~80岁，平均(55±11)岁。纳入标准：慢性乙型肝炎肝硬化临床怀疑肝脏病变需行MRI检查者。排除标准：(1)肝脏弥漫性病变或巨块型占位；(2)肝脏部分切除、射频消融或栓塞手术史；(3)门静脉栓塞或胆道梗阻。其中，肝硬化肝功能为Child-Pugh A级(LCA)者63例、Child-Pugh B级(LCB)47例、Child-Pugh C级(LCC)14例。患者的Child-Pugh分级依据肝性脑病、腹水、白蛋白、总胆红素及凝血酶原时间情况，所有临床化验结果均在MRI检查前一周内完成。另纳入同期23例无肝病病史、肝功能正常的健康体检者(normal liver function, NLF)作为对照组，其中男性13例，女性10例，年龄26~69岁，平均年龄(49±14)岁。本研究为前瞻性研究，经医院伦理委员会批准，检查前均签署知情同意书。

1.2 MRI扫描方法

采用3.0 T MR扫描仪(荷兰，Philips Achieva)、16通道相控阵体线圈(SENSE-XL-TORSO)行上腹部平扫及增强扫描。对比剂采用Gd-EOB-DTPA(商品名为普美显，德国拜耳医药保健有限公司生产)，经外周静脉注射，剂量0.025 mmoL/kg，速率1 mL/s，注射完毕后用20 mL生理盐水冲洗，速率1 mL/s。常规MRI扫描：平扫序列包括T2WI、T1WI(双回波序列)、DWI(b值=0.800 mm2/s)；采用T1高分辨率各向同性容积激发扫描(T1 high resolution isotropic volume excitation, THRIVE)序列行动态增强扫描，分别于注射对比剂前及注射对比剂后20 s、60 s及180 s扫描平扫、动脉期、门静脉期及移行期，于注射对比剂后9 min、19 min扫描肝胆期。T1 mapping扫描：采用Look-Locker序列分别于注射对比剂前及注射对比剂后10 min、15 min及20 min于近肝门层面采集一层图像，扫描参数：TR 5.0 ms，TE 1.7 ms，Flip Angle 7°，TI 47 ms，层厚8.0 mm，NSA 1，FOV 380 mm×380 mm，矩阵98×288，共56期，扫描时间20 s。

1.3 图像处理及分析

T1 mapping图像的后处理由2名具有10年以上腹部MRI诊断经验的医师采用MR Map软件盲法独立完成，测量前先进行培训，取平均值作为最终结果。分别在肝脏左外叶、左内叶、右前叶及右后叶各放置一个ROI，面积约为100 mm2，避开大血管、胆管、病灶及伪影，不同患者不同扫描时间ROI尽量放置于同一解剖部位。测量增强前、增强后10 min、15 min及20 min肝脏T1弛豫时间(T1增强前、T110 min、T115 min、T120 min)，计算增强后10 min、15 min及20 min肝脏T1弛豫时间减低率(reduction rate of T1 relaxation time, ΔT1)[4-5]及肝脏T1弛豫率增加值(increase of relaxation rate, ΔR1)[6]。ΔT1=[(T1增强前-T1增强后)/T1增强前]×100%；ΔR1=(1/T1增强后)-(1/T1增强前)。

1.4 统计学处理

采用SPSS 16.0软件进行统计学分析。对测量数据先行正态性检验，均符合正态分布，以x±s表示。不同级别肝功能组不同时间T1、ΔT1及ΔR1的比较采用重复测量方差分析，两两比较采用Bonferroni法。采用ROC曲线评价T1、ΔT1及ΔR1鉴别NLF-LCA与LCB-LCC组的效能，并采用Z检验比较ROC下面积。检验水准(α)为0.05。

2 结果 2.1 不同级别肝功能组增强后10 min、15 min与20 min T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1

结果(表 1、图 1)表明：NLF、LCA、LCB组增强后10 min、15 min及20 min T1弛豫时间逐渐减低，ΔT1及ΔR1逐渐增加，LCC组增强后10 min、15 min及20 min T1弛豫时间逐渐增加，ΔT1逐渐减低。T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1不同组别与时间之间均存在交互作用(F=8.374，9.144，11.327，P=0.000)；不同时间点T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1差异均有统计学意义(F=23.125，28.061，67.421，P=0.000)，各参数组内两两比较差异均有统计学意义(P < 0.05)；不同组别T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1差异均有统计学意义(F=82.686，49.041，70.963，P=0.000)，各参数组内两两比较除NLF与LCA组ΔT1外余差异均有统计学意义(P < 0.05)。

表 1 不同肝功能组增强后10 min、15 min与20 min T1弛豫时间(ms)、ΔT1(%)及ΔR1(×10-3)
组别 T110 min T115 min T120 min ΔT110 min ΔT115 min ΔT120 min ΔR110 min ΔR115 min ΔR120 min
NLF 276.7±32.6 254.2±32.2 233.8±37.6 64.3±5.5 67.2±5.6 69.7±6.8 2.4±0.5 2.7±0.6 3.1±0.7
LCA 332.7±50.6 307.9±56.1 280.0±54.1 60.5±5.7 63.4±6.2 66.7±6.0 1.9±0.4 2.2±0.6 2.5±0.7
LCB 451.0±78.6 439.6±96.6 429.1±109.4 51.5±7.4 52.7±9.3 53.9±10.7 1.2±0.3 1.3±0.4 1.4±0.5
LCC 529.6±51.4 545.4±89.5 552.4±112.9 45.5±5.6 43.9±9.1 43.2±11.5 0.9±0.2 0.9±0.3 0.9±0.5
表选项
图 1 不同Child-Pugh分级患者肝脏T1 mapping弛豫时间 增强后 10 min、15 min及20 min肝脏 T1 mapping 图像，随时间延长，Child-Pugh A级肝脏T1弛豫时间分别为371、353、330 ms；Child-Pugh B级分别为465、431、407 ms；Child-Pugh C级分别为593、624、664 ms.各组间不同时间点T1弛豫时间均随着肝功能损害程度加重而逐渐升高，肉眼可见伪彩色逐渐增强
图选项
2.2 增强后10 min、15 min与20 min T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1鉴别NLF-LCA与LCB-LCC组的效能

增强后10 min、15 min与20 min的T1弛豫时间鉴别NLF-LCA与LCB-LCC组的ROC下面积分别为0.959、0.949、0.952，差异均无统计学意义(P>0.05)；增强后10 min、15 min与20 min的ΔT1鉴别NLF-LCA与LCB-LCC组的ROC下面积分别为0.880、0.879、0.894，差异均无统计学意义(P>0.05)；增强后10 min、15 min与20 min的ΔR1鉴别NLF-LCA与LCB-LCC组的ROC下面积分别为0.942、0.934、0.939，差异均无统计学意义(P>0.05，表 2)。

表 2 增强后10 min、15 min与20 min T1弛豫时间(ms)、ΔT1(%)及ΔR1(×10-3)鉴别NLF-LCA与LCB-LCC组的效能
组别 ROC下面积 95% CI 阈值 敏感度(%) 特异度(%) 阳性似然比 阴性似然比
T110 min 0.959 0.913~0.985 381.0 90.2 90.7 9.7 0.1
T115 min 0.949 0.918~0.981 362.0 86.9 89.5 8.3 0.2
T120 min 0.952 0.903~0.980 330.0 90.2 87.2 7.1 0.1
ΔT110 min 0.880 0.816~0.928 56.1 80.3 81.4 4.3 0.2
ΔT115 min 0.879 0.823~0.935 58.2 78.7 83.7 4.8 0.3
ΔT120 min 0.894 0.833~0.939 60.4 78.7 89.5 7.5 0.2
ΔR110 min 0.942 0.891~0.974 1.5 86.9 88.4 7.5 0.2
ΔR115 min 0.934 0.897~0.972 1.5 78.7 93.0 11.3 0.2
ΔR120 min 0.939 0.887~0.972 1.6 78.7 95.3 16.9 0.2
表选项
3 讨论

Gd-EOB-DTPA同时具有非特异性细胞外间隙对比剂和肝细胞特异性对比剂的特性，静脉注射后，首先分布于细胞外间隙由肾小球滤过并经肾脏排泄，随后通过肝细胞膜上的有机阴离子转运多肽从细胞外间隙转运至肝细胞内，由肝细胞特异性摄取，再通过多药抵抗蛋白载体经胆道排泄，正常情况下，两种排泄方式各占50%左右，且两种排泄方式可相互代偿[4, 7-8]。正常情况下肝细胞对Gd-EOB-DTPA的摄取由静脉注射后1.5 min开始，20 min时摄取量达到注射量的50%，且可持续至少60 min[7]。因此多采用延迟20 min作为肝胆期扫描时间，但时间过长不利于临床广泛应用。Tamada等[9]研究发现，使用1.5 T MRI，延迟10 min采集肝胆期肝实质信号强度已达到20 min时的85%以上。因此采用3.0 T MRI对不同级别肝功能组患者行T1 mapping成像，进一步探讨延迟10 min扫描肝胆期的临床可行性。

本研究显示，T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1不同组别与时间之间均存在交互作用，增强后不同时间点及不同组别T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1均有显著差异。NLF、LCA、LCB组T1弛豫时间随着扫描时间延长而逐渐减低，ΔT1及ΔR1随着扫描时间延长而增加，与Zhou等[10]研究结果不同，说明NLF、LCA、LCB组增强后至20 min肝实质仍然在持续摄取对比剂。本研究中，LCC组增强后随着扫描时间延长，T1弛豫时间逐渐增加，ΔT1逐渐减低，LCC组增强后10 min、15 min及20 min T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1的变化不同于其他各组，考虑与LCC组患者肝功能极差有关，肝功能损伤严重时肝细胞转运蛋白的表达及功能紊乱，使肝细胞对Gd-EOB-DTPA摄取减少的同时排泄增加，此外肾脏发挥代偿机制、更多对比剂经肾脏排泄，经肝细胞摄取、胆道排泄的对比剂总量减少，反映了对于肝功能极差患者，延长扫描时间对肝功能的评估价值不大[1]。本研究增强后10 min、15 min及20 min T1弛豫时间均随着肝功能损害程度加重而逐渐升高，ΔT1及ΔR1逐渐减低，与文献[1, 4]报道基本一致。

Zhou等[10]研究发现，增强后10 min与20 min T1弛豫时间、ΔT1鉴别LCB或LCC组与其他肝功能组的效能较高(ROC下面积多在0.800~1.000间)，鉴别NLF与LCA组的效能较低(均在0.500~0.600)。本研究中，增强后10 min、15 min及20 min的T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1鉴别NLF-LCA与LCB-LCC组的ROC下面积均大于0.800，敏感度和特异度大部分大于80%，且增强后10 min、15 min与20 min各参数间差异均无统计学意义，也说明采用Gd-EOB-DTPA增强T1 mapping成像评估肝功能方面，肝胆期扫描时间采用10 min已足够。Zhou等[11]通过对兔纤维化模型行Gd-EOB-DTPA增强T1 mapping成像发现，增强后10 min与20 min T1弛豫时间与吲哚菁绿排泄试验R15显著正相关、ΔT1与R15显著负相关，从而推荐10 min作为肝功能评估的肝胆期扫描时间。本研究主要采用Child-Pugh肝功能分级法，亦得到相同结论。

本研究具有以下局限性。(1)对肝功能的分组仅采用了Child-Pugh分级法；(2)采用Look-Locker序列行肝脏T1 mapping成像，仅能采集一层图像。

综上所述，本研究通过采用Gd-EOB-DTPA增强T1 mapping成像后，比较增强后10 min、15 min与20 min T1弛豫时间、ΔT1及ΔR1对肝功能的评估能力发现，于增强后10 min采集肝胆期图像可满足诊断需求，有利于临床推广应用。

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通信作者(Corresponding authors).
吴春晓, Tel:0756-2157801, E-mail:drwuchunxiao@126.com.
基金项目
珠海市科技计划项目（20171009E030093），广东省医学科研基金项目（B2019167）
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