Gd-EOB-DTPA增強MRI T1 mapping評價肝臟功能的動物實驗及臨床研究.pdf

1、第一部分動物實驗
　　第一節(jié) Gd-EOB-DTPA增強MRI T1 mapping評價兔肝纖維化模型肝功能的實驗研究
　　目的:研究Gd-EOB-DTPA增強MRIT1mapping評價兔肝纖維化模型肝功能的價值。
　　方法:廣西醫(yī)科大學實驗中心提供的家兔80只，雌雄不限，體重2-3kg，年齡4-6個月。家兔飼養(yǎng)在層疊式不銹鋼絲籠中。實驗組兔腹腔注射40％的CCl4橄欖油溶液（國藥集團化學試劑有限公司），劑量0.1

2、ml/kg，前四周每周注射一次，四周以后每周注射兩次。99％的分析乙醇（重慶川東化工有限公司）稀釋成5％酒精溶液作為唯一飲水;對照組兔腹腔注射生理鹽水，每周一次，劑量0.1 ml/kg，飲用純凈水。分別于建模第6、8、10、12、14周取動物麻醉后行吲哚菁綠滯留實驗，24小時后行MRI掃描及圖像后處理。
　　掃描結(jié)束后，經(jīng)兔耳緣靜脈注入空氣將其處死，剖腹觀察肝臟情況，并取大小約1.5mm3肝臟組織，送病理學檢查，取材部位盡量與圖像

3、后處理時選取的感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)一致。動物麻醉首先給予肌肉注射10mg地西泮+0.5mg阿托品，麻醉后的動物在耳緣靜脈穿刺前半小時給予戊巴比妥鈉（重慶博藝化學試劑廠）麻醉，戊巴比妥鈉粉劑溶于0.9％生理鹽水，配成3％的戊巴比妥鈉溶液，20mg/kg腹腔注射，實驗中動物如果有清醒的跡象，重復注射20mg/kg的戊巴比妥鈉。吲哚菁綠滯留實驗采用DDG300K肝功能分析儀（日本廣電工業(yè)株式協(xié)會），取適量

4、的注射用吲哚菁綠（丹東醫(yī)創(chuàng)藥業(yè)有限責任公司，25mg/支）溶于無菌鹽水，配成2.5mg/ml的吲哚菁綠溶液，配置好的溶液僅限當時使用，麻醉好的動物側(cè)臥，小腿剃毛后，將感光探頭夾在皮膚薄且肌肉較豐富處，21G靜脈留置針家兔耳緣穿刺置管成功后，經(jīng)靜脈管注射稀釋好的吲哚菁綠溶液，總量0.5mg/kg，3秒鐘內(nèi)注射完成，DDG數(shù)據(jù)分析軟件自動處理和分析數(shù)據(jù)并給出報告，計算吲哚菁綠15min的滯留率ICG R15。
　　MR掃描采用Siem

5、ens Verio3.0T MRI成像系統(tǒng)，16通道相控陣線圈，耳緣靜脈注射肝膽特異性對比劑Gd-EOB-DTPA增強，濃度為0.25mol/l，總量0.025mmol/kg(0.1 ml/kg)，速率0.2ml/s，注射完成后以相同速率注射相同量生理鹽水沖管。分別在增強前、增強后5min、10min和20min行T1 Mapping序列掃描，重復時間(repetition time，TR)4.8ms，回波時間(echo time，TE

6、)1.4ms，掃描野(field of view，F(xiàn)OV)101X140mm，掃描矩陣59×128mm，層厚2mm，并行采集因子p=2，用T1-vibe抑脂序列兩個不同反轉(zhuǎn)角（5°和15°）掃描得到T1 mapping圖像。掃描所得的圖像傳到西門子Syngo工作站測量肝臟T1弛豫時間，在T1 mapping圖像上選取面積為0.5cm2的感興趣區(qū)(regionof interest，ROI)，分別選取3個ROI測量，取平均值作為該肝段的T

7、1弛豫時間值，根據(jù)測量結(jié)果計算T1弛豫時間減少率={（增強前T1弛豫時間-增強后T1弛豫時間）/增強前T1弛豫時間}×100％。
　　病理學檢查將取材標本置入100％的甲醛（重慶博藝化學試劑廠）和生理鹽水稀釋成10％甲醛溶液中固定24h，常規(guī)蘇木素—伊紅(hematoxylin-eosin，HE)染色和Masson染色，觀察肝小葉細胞變化和纖維化進展情況。并參照Yang等[46]報道的肝纖維化分期標準進行分期。S0期:無成纖維細胞

8、增生，膠原纖維含量正常，無纖維化。S1期:有少量成纖維細胞增生，膠原纖維輕度增生，匯管區(qū)纖維化擴大，局限于竇周和小葉內(nèi)纖維化。S2期:匯管區(qū)內(nèi)成纖維細胞增生，膠原纖維呈較短的條狀向小葉內(nèi)延伸，匯管區(qū)周圍纖維化，纖維間隔形成,小葉結(jié)構(gòu)保留。S3期:匯管區(qū)內(nèi)成纖維細胞大量增生，膠原纖維明顯向小葉內(nèi)延伸，形成纖維隔，纖維間隔伴小葉結(jié)構(gòu)紊亂，無肝硬化。S4期:早期肝硬化。
　　采用統(tǒng)計學軟件SPSS20.0進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計學分析，所有測

9、量資料都用均數(shù)±標準差（(X)±S）表示。肝臟各段T1弛豫時間和T1弛豫時間減少率的差異采用單因素方差分析LSD法比較組間差異，p＜0.05差異有統(tǒng)計學意義。HBP肝臟T1弛豫時間和吲哚菁綠滯留率R15（自變量）的關系采用一元線性回歸分析，p＜0.05差異有統(tǒng)計學意義。
　　結(jié)果:動物成模數(shù)量:共34只動物成模并完成了全部實驗，其中對照組5只，實驗組29只，實驗組按照肝臟纖維化程度不同，S1共7只，S2共7只，S3共8只，S4共7

10、只。實驗動物共80只，動物死亡情況分為:造模前飼養(yǎng)一周自然死亡4/80只（死亡率5％），造模中死亡29/76只（死亡率38.2％），預實驗使用了8只動物，正式實驗死亡5/39只（死亡率12.8％）。
　　肝臟T1弛豫時間在增強后明顯減少，隨著時間延長，又逐漸有所升高（圖2）。肝臟T1弛豫時間和弛豫時間減少率改變:各組動物肝臟T1弛豫時間在增強前差異無統(tǒng)計學意義(p＞0.05)，增強后2.5min、5min、10min、20min差

11、異有統(tǒng)計學意義，各組兩兩比較，從2.5min開始，差異有意義的組數(shù)逐漸增多，20min時除了S1和S2組差異無統(tǒng)計學意義(p＞0.05)，其他組之間差異均有統(tǒng)計學意義(p＜0.05)。增強后T1弛豫時間減少率在20min時除了S1和S2組差異無統(tǒng)計學意義(p＞0.05)，其他組之間差異有統(tǒng)計學意義(p＜0.05)。
　　增強后20min肝臟T1弛豫時間和吲哚菁綠滯留率ICG R15的相關性:T1弛豫時間和ICG R15兩者顯著正相

12、關，Pearson相關系數(shù)0.608(p=0.001，t=3.309)。殘差柱狀分布圖符合正態(tài)分布。增強后20min肝臟T1弛豫時間減少率和ICG R15的相關性:肝臟T1弛豫時間減少率和ICG R15兩者顯著負相關，Pearson相關系數(shù)0.739(p=0.000，t=-5.592)。殘差柱狀分布圖基本符合正態(tài)分布。
　　結(jié)論:
　　1、不同肝纖維化組家兔肝臟的Gd-EOB-DTPA增強曲線表現(xiàn)不同。
　　2、Gd-

13、EOB-DTPA增強后20分鐘肝臟T1弛豫時間（和T1弛豫時間減少率）與吲哚菁綠15分鐘滯留率具有相關性。
　　3、Gd-EOB-DTPA增強后延遲20分鐘T1 mapping能有效評價家兔肝纖維化模型的肝臟功能。
　　第二節(jié) Gd-EOB-DTPA增強MRI延遲10分鐘和20分鐘T1mapping評價兔肝纖維化模型肝功能的價值
　　目的:對比研究肝特異性對比劑Gd-EOB-DTPA增強T1 mapping延遲10分鐘

14、和20分鐘T1弛豫時間評價肝臟功能的價值。
　　方法:同“動物實驗第一節(jié)”
　　結(jié)果:共34只動物成模并完成了全部實驗，其中對照組（S0期）共5只，實驗組29只，實驗組按照肝臟纖維化程度不同，S1期共7只，S2期共7只，S3期共8只，S4期共7只（表1）。根據(jù)病理結(jié)果將實驗組分成兩組:輕度纖維化組（S1和S2）14例和重度纖維化組（S3和S4）（15例）。實驗動物共80只，動物死亡情況分為:造模前飼養(yǎng)一周自然死亡4/80只（

15、死亡率5％），造模中死亡29/76只（死亡率38.2％），預實驗使用了8只動物，正式實驗死亡5/39只（死亡率12.8％）。
　　肝臟T1弛豫時間在Gd-EOB-DTPA增強后10min以及20min各組均有減少，正常組和輕度纖維化組可見明顯減少，而重度纖維化組減少不明顯。增強前各組肝臟T1弛豫時間差異無統(tǒng)計學意義(p＞0.05)，增強后10min、20min T1弛豫時間（和T1弛豫時間減少率）各組差異均有統(tǒng)計學意義(p＜0.0

16、5)。增強后各組T1弛豫時間（以及T1弛豫時間減少率）在10min和20min這兩個時間點之間的差異無統(tǒng)計學意義(p＞0.05)。
　　統(tǒng)計學一元線性回歸分析結(jié)果顯示:增強后10min、20min肝臟T1弛豫時間均和吲哚菁綠15min滯留實驗ICG R15顯著正相關，增強后10min的Pearson相關系數(shù)為R=0.493，修正后的R2=0.214(p=0.008，t=2.887)，增強后20min的Pearson相關系數(shù)為0.6

17、08，修正后的R2=0.345(p=0.001，t=3.309)。增強后10min、20min肝臟T1馳豫時間減少率和ICG R15顯著負相關，增強后10min的Pearson相關系數(shù)0.636，修正后的R2=0.381(p=0.000，t=-4.200)(圖6a);增強后20min的Pearson相關系數(shù)0.739，修正后的R2=0.529(p=0.000，t=-5.592)。
　　結(jié)論:對比Gd-EOB-DTPA增強后延遲10

18、分鐘和20分鐘T1 mapping評價家兔肝纖維化模型的肝臟功能結(jié)果顯示，延遲10分鐘也能作為肝臟功能診斷的指標，達到定性和定量診斷的目的。
　　第二部分臨床研究
　　第一節(jié) Gd-EOB-DTPA增強MRI T1mapping在肝臟各段肝功能評價中的價值研究
　　目的:研究肝特異性對比劑Gd-EOB-DTPA增強MRI T1 mapping對肝臟各段肝功能的診斷價值。
　　方法:本研究為前瞻性研究，連續(xù)收集20

19、15年3月至2016年12月廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院和桂林醫(yī)學院附屬醫(yī)院做了Gd-EOB-DTPA增強的患者，本研究經(jīng)過單位倫理委員會批準，所有患者均在增強掃描前簽署知情同意書。
　　入組標準:
　　(1)需要進行上腹部MRI增強掃描的成年患者;
　　(2)MRI掃描前4周沒有接受過射頻治療、化療或者腫瘤栓塞治療;
　　(3)MRI掃描前、后一周內(nèi)有體檢以及臨床生化檢查能進行Child-Pugh分級;
　　

20、(4)沒有膽道疾病導致的彌漫性肝臟病變，如原發(fā)性硬化性膽管炎，原發(fā)性膽汁性肝硬化等;
　　(5)如果肝臟有局灶性病變，病變范圍小于一個肝段;
　　(6)沒有MRI掃描和增強的禁忌癥（例如:肝腎功能異常、植入不兼容設備如心臟起搏器等、幽閉恐懼癥、孕婦及哺乳期女性）。
　　共收集到符合要求的病例103例，其中男72例，女31例，年齡18～84歲（平均50.7±14.0歲）根據(jù)臨床資料行Child-Pugh分級將患者分為四組

21、:肝功能正常組(normal liver function，NLF)38例，其他有慢性肝炎或者肝功能異常的分為Child-Pugh A(liver cirrhosis with Child-Pugh A，LCA)組33例，Child-PughB(liver cirrhosis with Child-PughB,LCB)組21例，Child-PughC(liver cirrhosis with Child-Pugh B，LCB)組11例。

22、Child-Pugh分級標準（表1）:Child-Pugh A:5-6分;Child-PughB:7-9分;Child-Pugh C:10-15分MRI掃描:檢查時運用腹帶以減少呼吸干擾。掃描范圍從膈頂至雙腎下極，包及整個肝臟。MR掃描采用Siemens Verio3.0T MRI成像系統(tǒng)，16通道相控陣線圈，肘前靜脈注射肝膽特異性對比劑Gd-EOB-DTPA增強，濃度為0.25mol/l，總量0.025mmol/kg(0.1ml/kg

23、)，速率2ml/s，注射完成后以相同速率注射20ml生理鹽水沖管。分別在增強前、增強后5min、10min和20min行T1 Mapping序列掃描，重復時間(repetition time，TR)4.8ms，回波時間(echo time，TE)1.4ms，掃描野(field of view，F(xiàn)OV)273X380mm，掃描矩陣161X320mm，層厚3mm，并行采集因子p=2，用T1-vibe抑脂序列兩個不同反轉(zhuǎn)角（5°和15°）掃描

24、得到T1 mapping圖像，圖像傳到西門子Syngo工作站測量肝臟T1弛豫時間，并計算T1弛豫時間減少率={（增強前T1弛豫時間-增強后T1弛豫時間）/增強前T1弛豫時間}×100％。
　　掃描完成后所有圖像傳到西門子Syngo工作站，分別測量肝臟各段的T1弛豫時間，在T1 mapping圖像上選取面積為2.5cm2的感興趣區(qū)(region ofinterest，ROI)，肝臟S1段選取一個ROI測量，其他肝段從肝臟邊緣到肝門區(qū)

25、分別選取3個ROI測量，取平均值作為該肝段的T1弛豫時間值。
　　采用統(tǒng)計學軟件SPSS20.0進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計學分析，所有測量資料都用均數(shù)±標準差（(X)±S）表示。肝臟各段T1弛豫時間的差異采用單因素方差分析LSD法比較組間差異，p＜0.05差異有統(tǒng)計學意義;LCB組和LCC組最佳診斷值的選取以及診斷價值分析采用受試者特征曲線(receiver operatingcharacteristic，ROC)分析，95％的可信區(qū)間，

26、p＜0.05差異有統(tǒng)計學意義。
　　結(jié)果:各組患者在Gd-EOB-DTPA增強前后各肝段T1弛豫時間曲線:NLF組和LCA組從增強后5min開始一直到增強后20min，各肝段T1弛豫時間逐漸降低，到20min時各肝段之間的T1弛豫時間差異較小。LCB組增強后各肝段的T1弛豫時間在5min到20min差異不大，增強后20min各肝段T1弛豫時間差異較NLF組和LCA組增大。LCC組增強后各肝段的T1弛豫時間在5min最低，10min

27、和20min又逐漸升高，且各肝段之間的差異在各組中最大。各組患者在Gd-EOB-DTPA增強前后各肝段的T1弛豫時間差異，平掃時各組T1弛豫時間差異無統(tǒng)計學意義(p＞0.05)。增強后5min開始有部分肝段T1弛豫時間差異有統(tǒng)計學意義，到10min以后各段差異都有統(tǒng)計學意義(p＜0.05)。兩兩比較發(fā)現(xiàn)，增強后10min LCC組各段和其他組差異有統(tǒng)計學意義(p＜0.05)，LCB組部分肝段差異有統(tǒng)計學意義(p＜0.05);增強后20m

28、in，LCC組全部肝段和其他組的差異有統(tǒng)計學意義(p＜0.05)，LCB組和NLF組以及LCA組差異有統(tǒng)計學意義的肝段增多，但仍有部分肝段差異無統(tǒng)計學意義。
　　ROC曲線分析結(jié)果顯示:T1弛豫時間對LCB組的診斷價值，其中S6段的最高(AUC=0.904)，S2段最低(AUC=0.654)，采用T1弛豫時間來診斷的敏感性普遍高于特異性，其中S6和S8段的敏感性都達到了100％，特異性最高的是S5段，為83.6％。T1弛豫時間減少

29、率對LCB組的診斷價值，其中S7段最高(AUC=0.904)，S2段診斷最低(AUC=0.709)，采用T1弛豫時間減少率來診斷的特異性普遍高于敏感性，其中S1和S6段的敏感性都達到了100％，特異性最高的是S7段，為98.6％。T1弛豫時間對LCC組的診斷價值，所有肝段的AUC都大于0.842。T1弛豫時間減少率對LCC組的診斷價值，所有肝段的AUC都大于0.887。
　　結(jié)論:
　　1、肝臟各段的T1弛豫時間在Gd-DO

30、B-DTPA增強前后均有差異。
　　2、對于LCB患者來說，T1弛豫時間在肝臟各段的診斷價值差異較大，S6和S7段的診斷價值最高，S2段最低。T1弛豫時間減少率的診斷價值總體較T1弛豫時間要高。
　　3、對于LCC患者，T1弛豫時間和弛豫時間減少率都有很高的診斷價值，考慮到臨床診斷的便利性，T1弛豫時間測量更適合臨床應用。
　　第二節(jié)對比研究Gd-EOB-DTPA增強MRI延遲10分鐘和20分鐘T1 mapping臨床

31、評價肝功能的價值
　　目的:對比研究Gd-EOB-DTPA增強MRI T1 mapping掃描延遲10分鐘和20分鐘肝膽期評價肝功能的價值。
　　方法:同“臨床研究第一節(jié)”
　　統(tǒng)計學分析:所有數(shù)據(jù)均采用統(tǒng)計學軟件SPSS20.0軟件包分析。測量數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準差表示。各組的T1弛豫時間和T1弛豫時間減少率之間的差異采用多組數(shù)據(jù)的方差分析。不同時間點的T1弛豫時間和T1弛豫時間減少率對肝功能評價的診斷價值采用受試者特

32、征曲線(Receiver operatingcharacteristic，ROC)分析，曲線下面積（Area under the curve，AUC）、敏感性和特異性都根據(jù)95％可信區(qū)間計算得出，最佳診斷值(cut-off)由約登指數(shù)(Youden-Index)計算得到:敏感性+特異性-1。
　　結(jié)果:不同肝功能各組T1弛豫時間和T1弛豫時間減少率:在Gd-EOB-DTPA增強前肝臟T1弛豫時間隨著肝功能下降略有增加，增強后10m

33、in以及20min，實驗各組T1弛豫時間均有減少，其中NLF組和LCA組可見明顯減少，而LCB組和LCC組減少不明顯。
　　增強后10min和20minT1弛豫時間（和T1弛豫時間減少率）在各組的統(tǒng)計學差異:增強前各組肝臟T1弛豫時間差異無統(tǒng)計學意義(p＞0.05)，增強后10min、20min T1弛豫時間和T1弛豫時間減少率在NLF組和LCA組之間的差異無統(tǒng)計學意義(p＞0.05)，其余各組之間的差異均有統(tǒng)計學意義(p＜0.0

34、5)。增強后各組T1弛豫時間以及T1弛豫時間減少率在10min和20min這兩個時間點之間的差異無統(tǒng)計學意義(p＞0.05)。
　　增強后10min和20min T1 mapping對肝功能評價的診斷效能:ROC曲線分析分別計算增強后10min和20min T1弛豫時間以及T1弛豫時間減少率評價肝臟功能的曲線下面積、最佳診斷值、敏感性和特異性。增強后10min和20min T1弛豫時間和T1弛豫時間減少率都對LCB以及LCC組肝功