對比劑對MRI非對稱回波三點(diǎn)法水脂分離測量肝臟脂肪和鐵的影響

洪居陸， 賀小紅， 陳婉雯， 高明勇， 盧瑞梁

非對稱回波三點(diǎn)法水脂分離-定量測定(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation and image quantification，IDEAL-IQ)是由GE公司研發(fā)的MRI定量新技術(shù)，可以無創(chuàng)評估肝臟鐵含量和質(zhì)子脂肪含量(proton density fat fraction，PDFF)，臨床應(yīng)用研究報(bào)道較少[1-3]，主要用于肝臟[4]，亦有用于脊柱[5]。R2*值與鐵含量顯著相關(guān)[6]，可以通過測定R2*來反映鐵含量。一般情況下，IDEAL-IQ測定R2*及PDFF是在未注射MRI對比劑的平掃情況下進(jìn)行，但注射對比劑后再行IDEAL-IQ掃描，對R2*及PDFF的測定是否有影響，相關(guān)研究報(bào)道罕見[7]。本文擬于注射MRI對比劑前、后分別行肝臟IDEAL-IQ掃描，探討對比劑對R2*及PDFF測定的影響。

圖1 女，55歲，注射Gd-EOB-DTPA前后IDEAL-IQ掃描。a) 注射前，PDFF 11.11% ； b) 注射后5 min，PDFF 11.70%； c) 注射后20 min，13.30%； d) 注射前，R2* 53.66 Hz； e) 注射后5 min，R2* 71.50 Hz； f) 注射后20 min，R2* 73.72 Hz。

材料與方法

1.研究對象

2017年8月-2018年3月本科室所有行上腹部IDEAL-IQ掃描的96例病例列為研究對象。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。納入標(biāo)準(zhǔn)：同時(shí)行MRI增強(qiáng)掃描和IDEAL-IQ掃描。剔除標(biāo)準(zhǔn)：①未行MRI對比增強(qiáng)掃描；②僅注射MRI對比劑前或后行IDEAL-IQ掃描；③IDEAL-IQ圖像資料部分丟失；④IDEAL-IQ掃描時(shí)屏氣不佳，圖像出現(xiàn)呼吸移動(dòng)偽影。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，剔除無MRI對比增強(qiáng)掃描病例18例、僅注射MRI對比劑前行IDEAL-IQ掃描的病例17例、圖像資料部分丟失1例、圖像出現(xiàn)移動(dòng)偽影5例，剩余55例納入本研究。男33例，女22例，年齡(51.38±11.63)歲。

2.檢查設(shè)備和方法

采用GE Discovery MR750W 3.0T靜音超導(dǎo)MR掃描儀，標(biāo)準(zhǔn)腹部線圈，呼吸門控技術(shù)。掃描體位：仰臥位，足先進(jìn)。掃描范圍：根據(jù)三維容積定位塊，橫軸面掃描覆蓋全肝，線圈中心定位于劍突中心，呼吸門控軟管放置于肚臍區(qū)域。掃描前呼吸訓(xùn)練，屏氣時(shí)間超過20 s，強(qiáng)調(diào)屏氣對檢查的重要性，并講述屏氣技巧，以取得配合。檢查前，每位患者均簽署《MRI檢查知情同意書》。

平掃橫軸面：層厚6 mm，層間距1 mm，T1WI(LAVA/Flex：TR 4.0 ms，TE 1.8 ms，激勵(lì)次數(shù)0.69，翻轉(zhuǎn)角12°)，T2WI脂肪抑制序列(FS/FSE/XL/ASSET：TR 8000 ms，TE 78.0 ms，TI 2375 ms，ETL 18，激勵(lì)次數(shù)2.00，帶寬83.33 kHz)，DWI(EPI：b=0，800 s/mm2，TR 10000 ms，TE 63.3 ms，激勵(lì)次數(shù)8.00)；冠狀面：T2WI脂肪抑制序列(FS/FSE/XL/ASSET：TR 8000 ms，TE 82.1 ms，TI 2375 ms，ETL 18，激勵(lì)次數(shù)2.00，帶寬83.33 kHz)。

增強(qiáng)掃描橫軸面(LAVA/Flex：TR 4.0 ms，TE 1.8 ms，激勵(lì)次數(shù)0.70，翻轉(zhuǎn)角 12°)，層厚4.8 mm，層間距-2.3 mm；冠狀面(LAVA/Flex：TR 3.0 ms，TE 1.8 ms，激勵(lì)次數(shù)0.71，翻轉(zhuǎn)角12°)，層厚4.0 mm，層間距-1.9 mm。

3D IDEAL-IQ序列：梯度回波容積掃描，層厚7 mm，分2次采集，每次采集3個(gè)回波，6個(gè)TE(最小TE 1 ms，最大TE 5 ms)，TR 7.3 ms，翻轉(zhuǎn)角 4°，ETL

表1 A、B兩組各時(shí)間點(diǎn)IDEAL-IQ掃描情況

3，帶寬111.11 kHz，激勵(lì)次數(shù)0.50，時(shí)間19 s。IDEAL-IQ掃描：注射對比劑前，注射對比劑后5 min、10 min、15 min、20 min各掃描1次(分別為時(shí)間點(diǎn)1、2、3、4、5)。

MRI對比劑：22例采用釓噴酸葡胺(Gd-DTPA)注射液(15 mL：7.04 g)，劑量0.2 mL/kg，為A組； 33例采用釓塞酸二納(Gd-EOB-DTPA)注射液(10 mL：181.43 mg/mL)，劑量0.1 mL/kg，為B組。

3.圖像處理及分析

采用GE ADW 4.6工作站分析，利用Functool軟件Viewer功能，分別測量FatFrac圖和R2*圖，ROI為100～200 mm2，并距肝包膜≥10 mm)，測量3次，取平均值；IDEAL-IQ掃描每個(gè)時(shí)間點(diǎn)FatFrac圖(圖a～c)和R2*圖(圖d～f)ROI，必須分別在同一位置，以便配對分析。本研究PDFF測量，ROI放置于肝右葉后上段；而R2*測量，ROI放置于膽囊窩外側(cè)旁。A組、B組IDEAL-IQ掃描各時(shí)間點(diǎn)分別和組內(nèi)時(shí)間點(diǎn)1進(jìn)行配對分析。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

A、B兩組各個(gè)時(shí)間點(diǎn)IDEAL-IQ掃描情況、各組PDFF及R2*值見表1。A、B兩組各時(shí)間點(diǎn)與時(shí)間點(diǎn)1測定的PDFF與R2*，分別組內(nèi)配對t檢驗(yàn)(表2)。A1-A2配對分析，PDFF及R2*的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；B1-B2、B1-B5配對分析，PDFF及R2*的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；B1-B3配對分析，PDFF的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而R2*的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2 A、B兩組各時(shí)間點(diǎn)與時(shí)間點(diǎn)1測定的PDFF與R2*配對t檢驗(yàn)

注：*P<0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

討 論

MRI對比劑是通過內(nèi)外界弛豫效應(yīng)和磁化率效應(yīng)間接地改變組織的信號強(qiáng)度，按生物學(xué)分布，主要分為：細(xì)胞外液非特異性對比劑，肝細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞膜結(jié)合對比劑，血池分布對比劑等。Gd-DTPA是目前最常用的MRI對比劑，屬于離子型細(xì)胞外液非特異性對比劑，無組織特異性。Gd-EOB-DTPA屬于肝細(xì)胞特異性對比劑，是Gd-DTPA水溶性乙氧基芐基衍生物，除具備肝細(xì)胞攝取的特征外，還具備Gd-DTPA特征，即注射對比劑后早期，肝臟動(dòng)態(tài)增強(qiáng)效果類似于Gd-DTPA，于5 min內(nèi)肝臟T1信號強(qiáng)度與Gd-DTPA相似呈快速上升趨勢；隨著30%劑量被肝細(xì)胞攝取，肝臟T1信號仍持續(xù)上升，約20 min即肝膽期達(dá)到高峰[8]，隨后膽汁排泄開始，T1信號開始緩慢下降[9-10]。

MRI掃描中，部分序列可能受到對比劑的干擾，可能影響圖像SNR，有文獻(xiàn)報(bào)道SNR明顯降低[9,11-12]，但亦有研究者未發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象[13-15]。體外實(shí)驗(yàn)顯示：Gd-DTPA在低濃度水平下，對DWI圖像信號及ADC值無明顯影響；但應(yīng)用高濃度或強(qiáng)T2縮短效應(yīng)的對比劑可能會(huì)影響DWI圖像質(zhì)量和ADC值[16]。對注射Gd-EOB-DTPA前后ADC值的對比研究，人體臨床實(shí)驗(yàn)[9]與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[13]結(jié)果不一致，仍需進(jìn)一步深入研究。

IDEAL-IQ技術(shù)通過多個(gè)梯度回波并行采集技術(shù)，校正了T2*衰減的影響，而小角度激發(fā)，降低了Water圖、Fat圖和FatFrac圖中的T1效應(yīng)，使FatFrac圖及R2*圖上測得的脂肪及鐵含量更加準(zhǔn)確[4]。然而，自IDEAL-IQ應(yīng)用以來，無論是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，還是人體臨床研究，絕大多數(shù)是應(yīng)用于注射對比劑之前[1-3,5]，主要用于器官和組織的脂肪及鐵定量，也可用于肝臟、腎上腺及腎臟腫瘤的成份分析[17]，亦有研究者將其用于腦血栓的檢測[18]。然而，有些情況下，例如IDEAL-IQ注射對比劑前掃描失敗或漏掃描，注射對比劑后是否可以重新掃描，什么時(shí)間掃描最合適還有待研究。國外已經(jīng)有針對超順磁性氧化鐵對比劑注射前后掃描IDEAL-IQ的研究[7]，該對比劑屬于肝細(xì)胞受體性對比劑，對IDEAL-IQ 脂肪定量無顯著影響，但對鐵定量有顯著影響。

Gd-DTPA、Gd-EOB-DTPA均能縮短T1、T2*弛豫時(shí)間[9,16]，而注射這兩種對比劑后，是否對IDEAL-IQ的脂肪及鐵定量產(chǎn)生影響，尚未見相關(guān)研究報(bào)道。本研究對注射Gd-DTPA前、5 min時(shí)掃描IDEAL-IQ，發(fā)現(xiàn)PDFF及R2*均略有降低，但差異無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與藥物代謝動(dòng)力學(xué)有關(guān)。靜脈注射Gd-DTPA后，對比劑迅速分布于細(xì)胞外液中，1 min左右在血液及組織液中達(dá)到高峰，之后迅速經(jīng)腎臟排泄[9]；5 min時(shí)掃描IDEAL-IQ，Gd-DTPA大部分已經(jīng)腎臟排泄，對肝臟T1、T2*弛豫時(shí)間影響有限，此時(shí)測得的PDFF及R2*值，與注射前對比，已無顯著差異。對注射Gd-EOB-DTPA前、5 min時(shí)及20 min時(shí)掃描IDEAL-IQ，發(fā)現(xiàn)PDFF及R2*均有所升高，分別與注射前對比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，亦可能與藥物代謝動(dòng)力學(xué)有關(guān)。Gd-EOB-DTPA 50%經(jīng)腎臟排泄、50%被肝細(xì)胞攝取后經(jīng)膽道排泄[19]；5 min時(shí)，雖然部分藥物已經(jīng)腎臟排泄，血液及組織液中的藥物濃度降低，但肝細(xì)胞已經(jīng)開始攝取了部分藥物，于20 min時(shí)肝細(xì)胞內(nèi)藥物濃度最高，此時(shí)，肝臟T1、T2*弛豫時(shí)間明顯受到影響，導(dǎo)致PDFF及R2*值均有所升高；因此，注射Gd-EOB-DTPA后5～20 min內(nèi)，不適合IDEAL-IQ掃描。注射Gd-EOB-DTPA后10 min、15 min掃描IDEAL-IQ，由于樣本量較少，可能存在偏倚，故暫不做進(jìn)一步分析。

不足及展望：MRI對比劑種類較多[20]，本研究僅納入Gd-DTPA和Gd-EOB-DTPA，需日后增加對比劑種類并深入研究；對Gd-DTPA研究，僅列入5 min時(shí)間點(diǎn)，未能體現(xiàn)藥物隨時(shí)間變化對IDEAL-IQ定量影響；對Gd-EOB-DTPA研究，雖然體現(xiàn)了藥物隨時(shí)間變化對IDEAL-IQ定量影響，但10 min、15 min時(shí)間點(diǎn)樣本量較少，需日后增加樣本量進(jìn)一步研究。

綜上所述，注射Gd-DTPA后5 min時(shí)掃描IDEAL-IQ，Gd-DTPA對肝臟脂肪及鐵定量無顯著影響；注射Gd-EOB-DTPA后5 min及20 min時(shí)掃描IDEAL-IQ，Gd-EOB-DTPA對肝臟脂肪及鐵定量有顯著影響。