于占江，王國慶，王志強(qiáng)，陳智成，劉屹

（1.中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，沈陽 110001；2.北票市中心醫(yī)院放射科，遼寧 朝陽 122100）

各種原因造成的肝損傷直接導(dǎo)致肝臟功能受損，且往往表現(xiàn)為肝臟不均勻損傷［1］。目前臨床常用的肝功能檢測方法包括Child-Pugh分級、吲哚氰綠排泄試驗(yàn)等［2-3］，但這些檢測方法對肝功能的評價(jià)相對粗糙，更不能反映肝臟各葉、段的肝功能不均勻受損情況。肝穿刺活檢是診斷肝臟病變的金標(biāo)準(zhǔn)［4］，但存在操作復(fù)雜、價(jià)值局限及患者依從性差等問題。近年來，采用肝臟特異性造影劑釓塞酸二鈉（gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriamine pentaacetic acid，Gd-EOB-DTPA）增強(qiáng)磁共振（magnetic resonance，MR）檢查評價(jià)肝臟病變及功能成為研究熱點(diǎn)，造影劑特殊的藥代學(xué)特性使其對肝臟病變及功能的評價(jià)提供“一站式”服務(wù)，可通過肝膽期的信號增強(qiáng)程度反映肝功能，即肝臟損傷程度［5］。因此，本研究擬利用肝臟不均勻損傷模型，分別進(jìn)行肝臟特異性造影劑Gd-EOB-DTPA和細(xì)胞外造影劑釓噴替酸葡甲胺（gadolinium diethylenetetramine pentaacetic acid，Gd-DTPA）增強(qiáng)MR檢查，結(jié)合肝臟損傷病理評分，評價(jià)2種造影劑對肝損傷的診斷效能。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物模型建立

24只雄性SD大鼠（購自遼寧省本溪市長生實(shí)驗(yàn)室，月齡3個(gè)月），體質(zhì)量（210±20）g。腹腔注射1%戊巴比妥鈉（40 mg/kg）麻醉后，開腹，脾靜脈注射0.25%秋水仙堿（0.4 mL/kg），縫合切口。術(shù)后常規(guī)飼養(yǎng)。

1.2 MR檢查

術(shù)后第3天，將大鼠隨機(jī)分為2組，每組12只。麻醉后，行常規(guī)MR軸位平掃（GE Signa HDx3.0T 磁共振掃描儀和腕關(guān)節(jié)線圈），一組先給予Gd-EOBDTPA（德 國Bayer Schering Pharma AG公 司，稀 釋10倍，0.1 mL/100 g）尾靜脈注射，20 min后行增強(qiáng)MR檢查；間隔24 h后，再給予Gd-DTPA（德國Bayer Schering Pharma AG公司，稀釋10倍，0.1 mL/100g）尾靜脈注射，5 min后行增強(qiáng)MR檢查。另一組大鼠采用相反順序間隔24 h分別注入2種造影劑行增強(qiáng)MR檢查。掃描序列及參數(shù)如下：層厚3 mm；視野（field of view，F(xiàn)OV）12 cm；翻轉(zhuǎn)90°。T1WI 平掃（TR 360 ms；TE 10 ms；NEX 2；矩陣224×192；用時(shí)4 min 44 s）。T1WI 增強(qiáng)（TR 320 ms；TE 10 ms；NEX 2；矩陣224×192；用時(shí)4 min 44 s）。

1.3 MR圖像數(shù)據(jù)采集與分析

每只大鼠所有序列均截取連續(xù)3個(gè)層面，包括肝臟左、右葉和脊柱旁肌肉組織，在每個(gè)層面的肝臟左、右葉和脊柱旁肌肉組織內(nèi)設(shè)定感興趣區(qū)（region of interest，ROI）3次。ROI選取要避開大血管（圖1），計(jì)算3個(gè)層面內(nèi)所得各數(shù)據(jù)的平均值。于各掃描時(shí)相和組織器官獲得信號強(qiáng)度平均值后，計(jì)算以下參數(shù)：（1）肝臟與肌肉信號比（liver-to-muscle ratio，LMR）=肝實(shí)質(zhì)信號/肌肉信號；（2）肝臟強(qiáng)化值（values of hepatobiliary phases contrast-enhancement，ELMR）=（增強(qiáng)后LMR-平掃LMR）/ 平掃LMR；（3）增強(qiáng)后肝臟左、右葉ELMR 差值的絕對值（ΔELMR）［6］。

圖1 MR肝臟平掃及2種造影劑肝膽期的信號強(qiáng)度變化Fig.1 Changes of signal intensity in MR liver plain scan and two kinds of contrast agents in the hepatobiliary phase

1.4 病理評分

MR檢查后留取肝臟標(biāo)本進(jìn)行常規(guī)包埋、切片、HE染色，對肝臟受損情況進(jìn)行病理評分，包括肝細(xì)胞壞死、肝細(xì)胞水腫、炎癥細(xì)胞浸潤，評分標(biāo)準(zhǔn)為：0，無；1，輕度；2，中度；3，嚴(yán)重。最終評分為上述3項(xiàng)的評分之和。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用表示。采用 Student’st檢驗(yàn)或Mann-WhitneyU檢驗(yàn)比較肝臟左、右葉各參數(shù)的差異，采用Spearman秩相關(guān)檢驗(yàn)分析ELMR與病理學(xué)評分的相關(guān)性。P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 肝臟病理評分改變

所有大鼠造模后存活，并順利完成MR檢查。光鏡下可見不同程度的肝細(xì)胞壞死、水腫和核溶解，炎癥細(xì)胞浸潤（圖2）。肝臟左、右葉病理評分有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.008）。

圖2 肝臟損傷病理評分 HE ×100Fig.2 Score for liver injury HE ×100

2.2 MR數(shù)據(jù)分析結(jié)果

所有大鼠平掃肝臟左、右葉T1WI的LMR及2種造影劑增強(qiáng)后的ELMR均方差齊，符合正態(tài)分布，左、右葉的參數(shù)比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（表1）。Gd-EOB-DTPA和Gd-DTPA增強(qiáng)檢查所得ELMR和病理評分均呈負(fù)相關(guān)，Gd-EOB-DTPA的相關(guān)性（r=-0.865，P＜ 0.001）（圖3A）高于Gd-DTPA（r=-0.532，P＜ 0.001）（圖3B）。Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)后肝臟左、右葉的ΔELMR大于Gd-DTPA（P＜ 0.05）（圖4）。

表1 肝臟左、右葉MR各參數(shù)比較Tab.1 Comparison of MR parameters of all left and right lobes of liver

圖3 Gd-EOB-DTPA、Gd-DTPA增強(qiáng)MR的ELMR與肝損傷病理評分的相關(guān)性Fig.3 Correlations between the signal intensity of ELMR on Gd-EOB-DTPA-enhanced or Gd-DTPA-enhanced MR and hepatic injury scores

圖4 Gd-EOB-DTPA及Gd-DTPA增強(qiáng)MR的ΔELMR比較Fig.4 Comparison of ΔELMR for quantitative detection hepatic injury with Gd-EOB-DTPA-enhanced MR and Gd-DTPAenhanced MR

3 討論

肝功能變化通常與肝纖維化有關(guān)。肝纖維化的特征是小葉和血管結(jié)構(gòu)破壞及肝組織結(jié)節(jié)性再生。病毒性肝炎、肝切除手術(shù)、肝臟血管栓塞術(shù)或放射治療等都會(huì)引起不均勻的肝損傷，導(dǎo)致肝功能異常［7］。近年來，肝臟特異性造影劑MR檢查精確檢測肝功能日漸成為研究熱點(diǎn)，但其相關(guān)研究缺乏標(biāo)準(zhǔn)化。

細(xì)胞外造影劑Gd-DTPA是一種順磁性小分子親水性化合物，靜脈注射后迅速分布于血管內(nèi)、外間隙，而極少與血漿蛋白結(jié)合，幾乎不會(huì)被肝細(xì)胞攝取，亦不參與肝細(xì)胞代謝，增強(qiáng)過程中不同時(shí)相強(qiáng)化原因也不同。增強(qiáng)早期強(qiáng)化主要為富血供部位和病變，即動(dòng)脈供血多，如動(dòng)門脈瘺部位和原發(fā)性肝細(xì)胞癌、炎癥肉芽組織等；肝實(shí)質(zhì)期（延遲期）血管內(nèi)、外間隙的造影劑濃度趨于平衡，因此肝臟的強(qiáng)化程度趨于均勻一致。本研究中，于Gd-DTPA注射5 min后進(jìn)行肝臟增強(qiáng)掃描，此時(shí)造影劑均勻分布于血管內(nèi)、外的細(xì)胞外間隙，大鼠的急性不均勻肝損傷造成肝組織內(nèi)不均勻的肝細(xì)胞腫脹、壞死和炎癥反應(yīng)，肝組織內(nèi)不均勻血供減少，具有血流和物質(zhì)交換功能的血管內(nèi)、外間隙不均勻減小，因此，增強(qiáng)后肝組織呈現(xiàn)不均勻強(qiáng)化減低現(xiàn)象，且病理損傷較重的局部信號減低更明顯。肝臟左、右葉因損傷程度不同出現(xiàn)不同增強(qiáng)效果，且其ELMR與局部病理損傷評分呈負(fù)相關(guān)。

Gd-EOB-DTPA是一種肝臟特異性順磁性對比劑。肝細(xì)胞基底側(cè)細(xì)胞膜的有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽OATP1B1/B3是一類攝取型轉(zhuǎn)運(yùn)體，其底物眾多，如吲哚青綠和Gd-EOB-DTPA。相對于細(xì)胞外造影劑，Gd-EOB-DTPA不僅可以檢測肝臟的微循環(huán)狀況，等同于細(xì)胞外造影劑功能，還可以被肝細(xì)胞特異性攝取，延長造影劑在肝內(nèi)聚集時(shí)間，待細(xì)胞外間隙的造影劑被排泄后，檢測殘留于肝細(xì)胞內(nèi)的造影劑，用于反映組織內(nèi)肝細(xì)胞數(shù)量及肝細(xì)胞攝取功能，因此，能間接反映肝臟組織受損程度。本研究中，大鼠的急性不均勻肝損傷造成肝組織內(nèi)不均勻的肝細(xì)胞腫脹、壞死和炎癥反應(yīng)，也導(dǎo)致肝細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)多肽減少。注射Gd-EOB-DTPA 20 min后進(jìn)行MR掃描時(shí)，血管內(nèi)及周圍間隙的Gd-EOB-DTP基本已經(jīng)過腎臟和膽道系統(tǒng)排泄到膀胱及腸管內(nèi)，故肝組織MR信號強(qiáng)度主要取決于肝細(xì)胞數(shù)量和肝攝取Gd-EOBDTPA量，肝組織呈現(xiàn)不均勻強(qiáng)化減低現(xiàn)象，并且病理損傷較重的局部信號減低更明顯。因此，肝臟左、右葉因損傷程度不同而出現(xiàn)不同的增強(qiáng)效果，且其ELMR與局部病理損傷評分呈負(fù)相關(guān)。

本研究結(jié)果顯示，Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)后肝臟左、右葉的ΔELMR大于Gd-DTPA。2種造影劑的增強(qiáng)到達(dá)肝膽期的延遲時(shí)間的設(shè)定與臨床中一致。究其原因，可能是Gd-DTPA增強(qiáng)后延遲期（5 min后）反映的是單位體積肝組織內(nèi)具有血流和物質(zhì)交換功能的微血管內(nèi)、外間隙的分布狀況，即功能性微血管內(nèi)、外間隙的密度，這種微觀的密度差異體現(xiàn)為宏觀的強(qiáng)化程度差異。而Gd-EOB-DTPA增強(qiáng)后延遲期（20 min后）則反映的是單位體積肝組織內(nèi)肝細(xì)胞的數(shù)量和肝細(xì)胞攝取造影劑的能力，即肝細(xì)胞內(nèi)殘留造影劑的量，這種微觀的濃度差異體現(xiàn)為宏觀的強(qiáng)化程度差異。由此可見，肝組織內(nèi)造影劑濃度差異比功能性微間隙差異更能準(zhǔn)確反映肝臟組織受損程度的差異。

本研究采用的大鼠肝損傷模型是不均勻損傷模型，造模過程中每只大鼠肝臟的損傷部位和損傷程度具有不可控性（P=0.008），該模型是由本課題組前期研究的自創(chuàng)新模型，病理已證實(shí)其肝臟左、右葉不均勻損傷的可靠性［8］。這主要由于每只大鼠脾靜脈回流血在肝臟組織內(nèi)分布不同，具有明顯的隨機(jī)性，造成秋水仙堿在肝組織內(nèi)的分布濃度不可控，因此，每只大鼠的肝組織受損部位和程度不可控。本研究中，2組大鼠采用不同順序間隔24 h先后注射2種造影劑，進(jìn)行了自身對照研究，就是為了有效減少每只大鼠肝臟不均勻損傷的個(gè)體差異造成的實(shí)驗(yàn)誤差。另有研究［9-11］顯示，注射造影劑12 h后，2種造影劑均可達(dá)到90%以上排出體外。故本研究采用間隔24 h先后注射2種造影劑進(jìn)行增強(qiáng)MR檢查。

本研究尚存在以下不足之處：肝臟病理評分存在人為主觀因素，如結(jié)合生化檢查佐證，結(jié)果將更為準(zhǔn)確；MR圖像分析中ROI的選擇與病理標(biāo)本切片部位難以做到精確一致，需要標(biāo)準(zhǔn)化測量和多學(xué)科協(xié)作；MR信噪比的不穩(wěn)定性會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性；注射秋水仙堿后分別在第3天和第4天采集2種不同造影劑的增強(qiáng)MR數(shù)據(jù)，可能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定影響，但前期研究結(jié)果顯示，術(shù)后3 d肝急性損傷病理變化明顯，且3～7 d時(shí)病理損傷評分相對穩(wěn)定。

綜上所述，肝臟特異性造影劑Gd-EOB-DTPA和細(xì)胞外造影劑Gd-DTPA增強(qiáng)MR對肝損傷均具有鑒別能力，但肝臟特異性造影劑Gd-EOB-DTPA的效果優(yōu)于細(xì)胞外造影劑，本研究結(jié)果仍有待進(jìn)一步深入研究。