小鼠正常肝臟MRI普美顯動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描探討

張洪濤，盛復(fù)庚，邢旭東，章 雷，胡艷梅，李功杰

（1．軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院附屬醫(yī)院，北京 100071；2．軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院疾病預(yù)防控制所，北京 100071）

小鼠正常肝臟MRI普美顯動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描探討

張洪濤1，盛復(fù)庚1，邢旭東1，章 雷2，胡艷梅1，李功杰1

（1．軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院附屬醫(yī)院，北京 100071；2．軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院疾病預(yù)防控制所，北京 100071）

目的：在常規(guī)磁共振成像儀上進(jìn)行小型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，探討昆明小鼠MRI T1平掃及普美顯動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描最佳成像參數(shù)，為小型動(dòng)物肝臟影像學(xué)實(shí)驗(yàn)研究提供參考。方法：采用西門子3．0T超導(dǎo)MR成像儀，腕關(guān)節(jié)專用線圈。選取雄性昆明小鼠10只，6～8W，分別進(jìn)行T1WI及T1動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)不間斷掃描10期。尾靜脈注射，普美顯用生理鹽水稀釋100倍，劑量采用0．05mL/10g、0．1mL/10g、0．15mL/10g。T1WI平掃及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)后處理形成時(shí)間與信號(hào)強(qiáng)度百分比曲線，觀察曲線的形態(tài)。測(cè)量肝臟T1WI的信號(hào)強(qiáng)度、增強(qiáng)后膽囊顯影時(shí)肝臟的信號(hào)強(qiáng)度及肝臟與肌肉信號(hào)的組織對(duì)比度（平掃及增強(qiáng)），進(jìn)行比較及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析；計(jì)算出肝實(shí)質(zhì)信號(hào)的強(qiáng)化率，并與肌肉信號(hào)的強(qiáng)化率進(jìn)行比較。結(jié)果：尾靜脈注射造影劑劑量采用0．1mL/10g，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)時(shí)間與信號(hào)強(qiáng)度百分比曲線呈上升平臺(tái)型，第4期之后呈平臺(tái)型，膽囊顯影在第5期或第6期。小鼠肝臟平掃與增強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度比較有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差別；肝臟及肌肉平掃信號(hào)強(qiáng)度組織對(duì)比度與肝臟及肌肉增強(qiáng)掃描信號(hào)強(qiáng)度組織對(duì)比度比較有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差別；肝實(shí)質(zhì)信號(hào)的強(qiáng)化率與肌肉信號(hào)的強(qiáng)化率比較亦有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)論：在常規(guī)MRI上進(jìn)行小型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)切實(shí)可行，可以進(jìn)行小鼠肝臟普美顯動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描。普美顯動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描曲線呈上升平臺(tái)型，膽囊顯影清晰，可以利用普美顯進(jìn)行相關(guān)肝臟疾病的研究。

肝；動(dòng)物，實(shí)驗(yàn)；小鼠；磁共振成像

釓塞酸二鈉（Gd-EOB-DTPA，普美顯）對(duì)診斷肝臟系統(tǒng)疾病的臨床應(yīng)用的有效性和安全性在國(guó)內(nèi)外已獲得廣泛認(rèn)同和證實(shí)。在肝膽系統(tǒng)功能評(píng)價(jià)方面，由于肝細(xì)胞可以選擇性吸收Gd-EOB-DTPA分子，并將其經(jīng)膽道系統(tǒng)排泄，且在循環(huán)過(guò)程中化學(xué)結(jié)構(gòu)不變，使利用Gd-EOB-DTPA評(píng)價(jià)肝功能成為可能。本研究主要目的：了解普美顯注射后在小鼠肝臟強(qiáng)化的表現(xiàn)特征；了解普美顯小鼠肝臟成像特點(diǎn)及時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度百分比曲線特征；了解普美顯注射前后肝臟T1WI、增強(qiáng)后的信號(hào)強(qiáng)度及肝臟信號(hào)強(qiáng)度與肌肉信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比率的關(guān)系。

1 資料與方法

1．1 一般資料

選取雄性昆明小鼠10只，6～8W，體質(zhì)量30～35g。采用2%戊巴比妥鈉溶液行小鼠腹腔注射麻醉，劑量為0．3mL。造影劑采用拜耳公司生產(chǎn)的肝臟特異型造影劑普美顯，10mL預(yù)裝玻璃注射器，每1mL中含Gd-EOB-DTPA 181．43mg；用生理鹽水稀釋100倍。普美顯稀釋后劑量采用0．05mL/10g、0．1mL/ 10g、0．15mL/10g，隨機(jī)選取3只小鼠用不同劑量成像，觀察成像效果。剩余7只老鼠采用成像效果最佳的劑量成像。

1．2 掃描方法

采用西門子Skyra 3．0T MRI成像儀。腹腔注射濃度為2%戊巴比妥鈉溶液進(jìn)行小鼠麻醉，劑量為0．3mL。俯臥位固定于紙板上，置于腕關(guān)節(jié)16通道專用線圈中，冠狀位掃描。進(jìn)行T1WI平掃及T1WI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描10期，無(wú)時(shí)間間隔掃描，掃描參數(shù)與平掃一致；平掃完成后，掃描床位置不變，進(jìn)行小鼠尾靜脈注射，然后進(jìn)行10期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描；T1WI平掃的掃描時(shí)間為123 s，10期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)的掃描時(shí)間為1 212 s，尾靜脈注射后到動(dòng)態(tài)增強(qiáng)開(kāi)始掃描的時(shí)間間隔平均為13 s。T1WI：TR=500ms，TE=11ms，F(xiàn)OV=90mm，矩陣256×192，層厚2mm，層間距2．2mm。

MRI圖像分析：測(cè)定肝臟信號(hào)強(qiáng)度（Signal intensity，SI）和脊柱旁或四肢肌肉的信號(hào)強(qiáng)度，分別測(cè)量平掃和增強(qiáng)的數(shù)據(jù)，增強(qiáng)掃描選取膽囊顯影清晰的期進(jìn)行測(cè)量。

感興趣區(qū)（Region of interest，ROI）放在肝臟內(nèi)信號(hào)最均勻和最具代表性的掃描層面，在同一層面上同時(shí)選取肌肉的信號(hào)強(qiáng)度，ROI在2～4mm2之間，肝臟測(cè)量時(shí)盡量避開(kāi)大血管斷面和偽影。得出肝臟T1WI平掃信號(hào)強(qiáng)度和肌肉信號(hào)強(qiáng)度，肝臟T1WI增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度和肌肉增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度；肝臟T1WI平掃信號(hào)強(qiáng)度與肌肉信號(hào)強(qiáng)度組織對(duì)比度；肝臟T1WI增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度與肌肉增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度組織對(duì)比度；肝實(shí)質(zhì)信號(hào)的強(qiáng)化率與肌肉信號(hào)的強(qiáng)化率；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。對(duì)比度=（肝實(shí)質(zhì)信號(hào)-肌肉信號(hào)）/肌肉信號(hào)，強(qiáng)化率=（增強(qiáng)后組織信號(hào)強(qiáng)度-增強(qiáng)前組織信號(hào)強(qiáng)度）/增強(qiáng)前組織信號(hào)強(qiáng)度×100%。

在工作站上進(jìn)行圖像后處理，把T1WI平掃與10期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描進(jìn)行曲線重建，得出時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度百分比曲線，觀察曲線特點(diǎn)。

1．3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為正態(tài)分布的定量資料，故采用定量資料成組設(shè)計(jì)的t檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；統(tǒng)計(jì)軟件采用SPSS 19．0版本。

2 結(jié)果

2．1 尾靜脈注射

不同造影劑劑量成像比較，劑量0．1mL/10g圖像質(zhì)量好于劑量0．05mL/10g，劑量0．1mL/10g圖像質(zhì)量與劑量0．15mL/10g圖像質(zhì)量無(wú)明顯差別。通過(guò)不同劑量圖像比較及分析，剩余7只小鼠尾靜脈注射劑量采用0．1mL/10g。

2．2 圖像分析

分析尾靜脈注射劑量為0．1mL/10g的小鼠，共8只。尾靜脈注射后到動(dòng)態(tài)增強(qiáng)開(kāi)始掃描的時(shí)間間隔平均為13 s。把T1WI平掃與10期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描進(jìn)行曲線重建，得出時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度百分比曲線，曲線呈上升平臺(tái)型，第4期之后呈平臺(tái)型（圖1），膽囊顯影明顯時(shí)5只小鼠在動(dòng)態(tài)增強(qiáng)第5期（圖2），3只小鼠在動(dòng)態(tài)增強(qiáng)第6期。

2．3 數(shù)據(jù)分析

當(dāng)膽囊顯示明顯時(shí)，統(tǒng)計(jì)分析小鼠肝臟平掃與增強(qiáng)掃描的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異，肝臟及肌肉平掃信號(hào)強(qiáng)度組織對(duì)比度與肝臟及肌肉增強(qiáng)掃描信號(hào)強(qiáng)度組織對(duì)比度之間的差異，肝實(shí)質(zhì)信號(hào)的強(qiáng)化率與肌肉信號(hào)的強(qiáng)化率之間的差異，它們之間有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差別（表1～3）。

表1 小鼠肝臟平掃與增強(qiáng)掃描信號(hào)強(qiáng)度之間的比較

表2 小鼠肝臟平掃組織對(duì)比度與肝臟增強(qiáng)掃描

表3 小鼠肝臟強(qiáng)化率與肌肉強(qiáng)化率之間的比較

3 討論

MRI是檢查肝臟的敏感設(shè)備，但由于小鼠體積小、體質(zhì)量輕，技術(shù)難度大[1]。通過(guò)調(diào)整掃描參數(shù)及提高操作的熟練程度，在常規(guī)MRI上進(jìn)行小鼠肝臟掃描切實(shí)可行，可以得到清晰的小鼠肝臟圖像，小鼠尾靜脈注射造影劑增強(qiáng)掃描圖像質(zhì)量好，可以進(jìn)行小鼠肝臟相關(guān)疾病的MRI研究。

圖1 時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度百分比曲線：呈上升平臺(tái)型。 圖2 動(dòng)態(tài)增強(qiáng)第5期示肝臟增強(qiáng)明顯均勻，膽囊顯影明顯。

Figure 1. Time and signal intensity percentage curves showed rising platform type．Figure 2. The fifth stage of dynamic contrastenhanced scan showed the homogeneous enhancement of liver and the clear gallbladder．

普美顯是一種新型肝細(xì)胞特異性MRI對(duì)比劑。它不僅具有非特異性細(xì)胞外對(duì)比劑的性質(zhì)，還具有肝細(xì)胞特異性對(duì)比劑的特性。其非特異性細(xì)胞外對(duì)比劑的性質(zhì)與Gd-DTPA相似，分子中順磁性的Gd縮短T1，起到強(qiáng)化作用[2]；而肝細(xì)胞特異對(duì)比劑的性質(zhì)在于其分子中存在一個(gè)親脂的EOB基環(huán)，這使它與血漿蛋白結(jié)合，進(jìn)而通過(guò)肝細(xì)胞膜上的陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)被肝細(xì)胞選擇性地吸收，T1縮短，在T1WI上產(chǎn)生明顯高信號(hào)，之后經(jīng)膽管排泄。肝細(xì)胞對(duì)Gd-EOB-DTPA的吸收量大約為50%，并主要通過(guò)膽汁排泄，排泄速度快[3]。所以Gd-EOB-DTPA具有顯著的肝細(xì)胞特異性對(duì)比劑作用，可以了解肝細(xì)胞功能狀況。在肝膽系統(tǒng)功能評(píng)價(jià)方面，由于肝細(xì)胞可以選擇性吸收Gd-EOB-DTPA分子，并將其經(jīng)膽道系統(tǒng)排泄，且在循環(huán)過(guò)程中化學(xué)結(jié)構(gòu)不變，使利用Gd-EOB-DTPA評(píng)價(jià)肝功能成為可能[4]。Gd-EOB-DTPA有望成為定量評(píng)價(jià)肝功能直接而無(wú)創(chuàng)的手段。所以本研究選擇普美顯進(jìn)行小鼠肝臟增強(qiáng)掃描研究，為后期小鼠肝臟疾病研究提供掃描基礎(chǔ)[5]。

通過(guò)文獻(xiàn)查詢及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)[6]，選擇用生理鹽水稀釋100倍的普美顯。普美顯稀釋后采用0．05mL/10g、0．1mL/10g、0．15mL/10g的3種不同劑量進(jìn)行對(duì)比觀察，通過(guò)圖像質(zhì)量的比較，從而選定0．1mL/10g劑量作為固定劑量，進(jìn)行相關(guān)研究。T1WI平掃及增強(qiáng)掃描采取同樣的序列，不用脂肪抑制像，目的是用腹腔內(nèi)脂肪來(lái)對(duì)比肝臟及肌肉組織的信號(hào)，凸顯肝臟，以利于進(jìn)行肝臟信號(hào)變化的觀察。T1WI增強(qiáng)掃描采用10期無(wú)間隔掃描，T1WI平掃的時(shí)間為123 s，動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描的時(shí)間為1 212 s[7]。尾靜脈注射后到動(dòng)態(tài)增強(qiáng)開(kāi)始掃描的時(shí)間間隔平均為13 s。由于從注射造影劑到進(jìn)行掃描的時(shí)間間隔不能固定，所以不同小鼠肝臟的增強(qiáng)時(shí)期會(huì)稍有不同。通過(guò)觀察，對(duì)時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度百分比曲線的形態(tài)影響不大。由于普美顯肝臟特異期的時(shí)間窗比較長(zhǎng)，為MRI檢查提供了充裕的掃描時(shí)間窗。通過(guò)分析尾靜脈注射劑量為0．1mL/10g的小鼠，把T1WI平掃與10期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描進(jìn)行曲線重建，得出時(shí)間信號(hào)強(qiáng)度百分比曲線，曲線呈上升平臺(tái)型，第4期之后呈平臺(tái)型。小鼠肝臟普美顯特異期大約在8min之后，與人的特異期比較，時(shí)間明顯縮短。平臺(tái)期持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，為肝特異期分析提供了比較長(zhǎng)的時(shí)間窗。為了更好的顯示肝臟增強(qiáng)的效果，選擇膽囊顯影明顯時(shí)進(jìn)行肝特異期的分析。本研究8只小鼠，膽囊顯影明顯時(shí)5只小鼠在動(dòng)態(tài)增強(qiáng)第5期，3只小鼠在動(dòng)態(tài)增強(qiáng)第6期。膽囊顯影不一致，一方面是由于小鼠之間普美顯代謝時(shí)間可能有差異，另一方面是因?yàn)樾∈笪察o脈注射造影劑到增強(qiáng)開(kāi)始掃描的時(shí)間間隔不完全一致，導(dǎo)致膽囊顯影不能在同一期完成。

本研究普美顯小鼠肝臟實(shí)驗(yàn)與目前臨床常用人體肝臟檢查方法主要有以下3個(gè)方面不同：注射劑量不同；小鼠沒(méi)有觀察到明顯的動(dòng)脈期和門脈期；肝細(xì)胞特異期出現(xiàn)的時(shí)間明顯短于人體肝臟肝細(xì)胞特異期的出現(xiàn)時(shí)間。普美顯對(duì)小鼠和人體肝臟適宜劑量不同，筆者推測(cè)可能與種系不同及小鼠和人體肝膽組織解剖結(jié)構(gòu)和代謝功能不同有關(guān)，估計(jì)靜脈給藥的途徑不同也有很大的影響。由于小鼠體積、解剖特點(diǎn)及圖像分辨率的影響，小鼠沒(méi)有觀察到明顯的動(dòng)脈期和門脈期。由于普美顯自身的代謝特點(diǎn)，在小鼠肝臟掃描中能夠抓住肝細(xì)胞特異期，對(duì)后期小鼠相關(guān)肝臟疾病的研究具有重要意義。

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Discussion of Gd-EOB-DTPA dynam ic enhanced MRI scan in normal liver of m ice

ZHANG Hong-tao1,SHENG Fu-geng1,XING Xu-dong1,ZHANG Lei2,HU Yan-mei1,LIGong-jie1
(1.Affiliated Hospital of Military Medical Science Academy of the PLA,Beijing 100071,China; 2.Institute of Disease Control and Prevention,Military Medical Science Academy of the PLA,Beijing 100071,China)

Objective:To investigate the optimal imaging parameters of MRI T1plain scan and Gd-EOB-DTPA dynamic enhanced scan in kunming mice based on small animal experiments on conventional MRI，to provide references for the experimental study of small animal liver imaging．Methods:Ten male kunming mice(6～8W)were performed with T1WI and T1dynamic enhanced scanning(10-phase dynamic enhanced continuous scanning)using Siemens 3．0T MRI and special coil of wrist joint and tail vein injection．Gd-EOB-DTPA was diluted 100 times with saline．Dosage:0．05mL/10g，0．1mL/10g，0．15mL/10g．The time and signal intensity percentage curve was formed after T1WI plain scan and dynamic enhancement，and the shape of the curve was observed．The T1WI signal intensity of the liver，the signal intensity of the liver at the time of the development of the gallbladder and the tissue contrast of the liver and muscle signal were measured and analyzed．The enhancement rates of the liver parenchyma signal were calculated and compared with the muscle signal enhancement rates．Results:The dose of tail vein injection contrast agent was 0．1mL/10g，and the time and signal intensity percentage curve was rising platform type，and followed by the platform type after the fourth stage，and the gallbladder developed at fifth or sixth stage．There were significant differences of the signal intensity between plain scans and enhanced scans in small animal livers，and of the signal enhancement rate between the liver parenchyma and the muscle．The contrast of the plain scan signal intensity of the liver to the muscle was significantly different from the contrast of the enhanced signal intensity of the liver．Conclusion:Small animal experiments on conventional MRI were feasible．The Gd-EOB-DTPA dynamic enhanced scan in kunming mice was also feasible．The curve of the Gd-EOB-DTPA dynamic enhanced scan showed rising platform type．The developing of gallbladder was clear．The Gd-EOB-DTPA can be used for the research of the related liver diseases．

Liver;Animals，laboratory;Mice;Magnetic resonance imaging

R322．47；R445．2

A

1008-1062（2015）12-0882-04

2015-05-04；眼

2015-06-17

張洪濤（1982-），男，河北遷西人，主治醫(yī)師。

李功杰，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院附屬醫(yī)院，100071。