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中华临床医师杂志(电子版)

中华临床医师杂志(电子版) ›› 2018, Vol. 12 ›› Issue (04) : 232 -237. doi: 10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2018.04.009

所属专题： 文献；

基础研究

钆塞酸二钠增强MR纵向弛豫时间定量成像及弥散加权成像评价肝纤维化的对比研究
盛若凡1, 金开璞1, 汪禾青1, 杨丽1, 纪元2, 曾蒙苏1,†()   
  1. 1. 200032　上海，复旦大学附属中山医院放射科　上海市影像医学研究所
    2. 200032　上海，复旦大学附属中山医院病理科
  • 收稿日期:2018-01-01 出版日期:2018-02-15
  • 通信作者: 曾蒙苏
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年基金项目(81601488); 上海市科学技术委员会"扬帆计划"项目(16YF1410600)

A comparative study of gadoxetic acid enhanced T1-mapping and diffusion-weighted imaging in assessing liver fibrosis

Ruofan Sheng1, Kaipu Jin1, Heqing Wang1, Li Yang1, Yuan Ji2, Mengsu Zeng1,†()   

  1. 1. Department of Radiology, Zhongshan Hospital, Fudan University; Shanghai Institute of Medical Imaging, Shanghai 200032, China
    2. Department of Pathology, Zhongshan Hospital, Fudan University, Shanghai 200032, China
  • Received:2018-01-01 Published:2018-02-15
  • Corresponding author: Mengsu Zeng
  • About author:
    Corresponding author: Zeng Mengsu, Email:
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引用本文：

盛若凡, 金开璞, 汪禾青, 杨丽, 纪元, 曾蒙苏. 钆塞酸二钠增强MR纵向弛豫时间定量成像及弥散加权成像评价肝纤维化的对比研究[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2018, 12(04): 232-237.

Ruofan Sheng, Kaipu Jin, Heqing Wang, Li Yang, Yuan Ji, Mengsu Zeng. A comparative study of gadoxetic acid enhanced T1-mapping and diffusion-weighted imaging in assessing liver fibrosis[J]. Chinese Journal of Clinicians(Electronic Edition), 2018, 12(04): 232-237.

目的

评估钆塞酸二钠增强MR纵向弛豫时间定量成像（T1-mapping）对肝纤维化的分级诊断价值，并进一步与扩散加权成像（DWI）进行对比。

方法

建立SD大鼠四氯化碳肝纤维化模型，分为肝纤维化模型组（24只）和正常对照组（6只）。模型组大鼠分为4个亚组，每组6只，皮下注射50%四氯化碳植物油溶液，4个亚组分别注射2、4、6、8周；对照组皮下注射等量橄榄油。对所有大鼠进行钆塞酸二钠增强T1-mapping及DWI成像，测定肝胆特异期（HBP）T1弛豫时间、增强前后T1弛豫时间下降率（Δ%）及表观弥散系数（ADC），并进行肝纤维化病理分级诊断。采用Spearman相关分析评估T1弛豫时间及ADC值与纤维化分级间相关性，采用单因素方差分析（Δ%-T1弛豫时间）或Kruskal-Wallis检验（HBP-T1弛豫时间及ADC值）比较不同肝纤维化分级组间参数差异，进一步采用ROC曲线评估T1弛豫时间及ADC值对轻度-重度肝纤维化、非肝硬化-肝硬化的诊断效能。

结果

本研究纳入F0~F4级大鼠各6，5，7，5，7只。不同纤维化等级间HBP-T1、Δ%-T1弛豫时间及ADC值比较，差异具有统计学意义（χ2=25.21，P<0.001；F=19.37，P<0.001；χ2=18.50，P=0.001）。HBP-T1弛豫时间与纤维化分级呈强正相关性（r=0.927，P<0.001），Δ%-T1弛豫时间及ADC值与纤维化分级呈负相关（r=-0.892，P<0.001及r=-0.778，P<0.001）。HBP-T1弛豫时间及Δ%-T1弛豫时间判断轻重度纤维化比ADC具有更大的曲线下面积（0.949 vs 0.944 vs 0.842），但差异无统计学意义（Z=0.343、1.495，P=0.135、0.732）；HBP-T1弛豫时间及Δ%-T1弛豫时间在肝硬化判断上较ADC亦具有更大的曲线下面积（0.988 vs 0.957 vs 0.804），差异具有统计学意义（Z=2.202，P=0.028；Z=2.004，P=0.045）。

结论

钆塞酸二钠增强T1-mapping成像能较好地评估肝纤维化程度，优于传统DWI成像。

关键词: 肝纤维化, 钆塞酸二钠, 弛豫时间, 弥散加权成像, 磁共振成像
Objective

To evaluate the diagnostic value of gadoxetic acid enhanced magnetic resonance T1-mapping in assessing liver fibrosis by comparing with diffusion weighted imaging (DWI).

Methods

Thirty rats were divided into a CCl4-induced fibrosis group (n=24) and a control group (n=6). The rats in the fibrosis group were further randomly divided into four subgroups (n=6 each) and administered with 50% CCl4 intraperitoneally for 2, 4, 6, and 8 weeks, respectively. Rats in the control group were administered with the same dose of olive oil. Gadoxetic acid enhanced T1-mapping and DWI were performed, and the hepatobiliary phase (HBP) T1 relaxation time, reduction rate (Δ%), and apparent diffusion coefficient (ADC) were calculated. Spearman correlation analysis was used to assess the correlation between T1 relaxation time, ADC, and fibrosis stage (F), and one-way ANOVA (Δ%-T1) or Kruskal-Wallis test (HBP-T1 and ADC) was used to compare MR parameters between different fibrosis stages. Receiver operating characteristic curve analysis was used to assess the diagnostic performance of T1 relaxation time and ADC in discriminating F≥3 and cirrhosis.

Results

A total of 6, 5, 7, 5, and 7 rats were diagnosed with F0 to F4, respectively. HBP-T1, Δ%-T1 relaxation time, and ADC differed significantly between fibrosis stages (χ2=25.21, P<0.001; F=19.37, P<0.001; χ2=18.50, P=0.001). HBP relaxation time was positively correlated with fibrosis stage (r=0.927, P<0.001), while Δ%-T1 relaxation time and ADC were negatively related to fibrosis stage (r=-0.892, P<0.001; r=-0.778, P<0.001). ROC analysis demonstrated the areas under the curves of HBP and Δ% T1 relaxation time were larger than that of ADC (0.949 vs 0.944 vs 0.842) for identifying mild and severe fibrosis, but there was no statistical difference (Z=0.343, 1.495; P=0.135, 0.732); however, for non-cirrhosis and cirrhosis (0.988 vs 0.957 vs 0.804), there was a significant difference (Z=2.202, P=0.028; Z=2.004, P=0.045).

Conclusion

Gadoxetic acid enhanced T1-mapping may have higher value than conventional DWI in assessing liver fibrosis.

Key words: Liver fibrosis, Gadoxetic acid, Relaxation time, Diffusion weighted imaging, Magnetic resonance imaging
图3 ADC图感兴趣区域（ROI）选取于肝组织最大层面肝右叶、中叶及左叶分别选取3处ROI，面积约15 mm2
图4~7 肝纤维化的病理图片（Masson染色，×40）图4为纤维化分级F1级，汇管区扩大，但未形成间隔；图5为F2级，汇管区周围纤维化，可见少量间隔形成；图6为F3级，大量纤维间隔形成，无明显肝硬化；图7为F4级：肝硬化
表1 不同肝纤维化等级T1弛豫时间与ADC值结果比较
分级 动物数（只） HBP-T1［ms，M（QR）］ Δ%-T1（±s） ADC［×10-3mm2/s，M（QR）］
F0级 6 51.70（43.60，56.25） 87.89±2.36 1.171（1.139，1.273）
F1级 5 103.6（99.50，110.9） 82.41±3.28 1.101（1.063，1.122）
F2级 7 148.0（137.0，191.2） 76.35±5.39 1.003（0.923，1.045）
F3级 5 186.0（139.8，210.7） 71.73±7.09 0.977（0.963，1.059）
F4级 7 244.3（200.2，298.7） 61.63±8.03 0.974（0.914，1.024）
统计值 ? χ2=25.21 F=19.37 χ2=18.50
P值 ? <0.001 <0.001 0.001
表2 HBP-T1、Δ%-T1及ADC对轻-重度肝纤维化的诊断效能
项目 AUC（95%CI） 界值 敏感度（%） 特异度（%） 阳性预测值（%） 阴性预测值（%）
HBP-T1（ms） 0.949（0.802~0.996） ≤152.3 88.89 91.67 94.1 84.6
Δ%-T1 0.944（0.795~0.995） >71.93 88.89 91.67 94.1 84.6
ADC（×10-3mm2/s） 0.842（0.651~0.953） >1.02 86.67 83.33 86.7 83.3
图8 肝胆特异期T1弛豫时间（HBP-T1）、增强前后T1弛豫时间下降率（Δ%-T1）及表观弥散系数（ADC）对轻度（F≤2）和重度（F≥3）肝纤维化诊断的ROC曲线HBP-T1、Δ%-T1与ADC间诊断效能比较差异无统计学意义（Z=0.343、1.495，P=0.135、0.732）
表3 HBP-T1、Δ%-T1及ADC对肝硬化的诊断效能
项目 AUC（95%CI） 界值 敏感度（%） 特异度（%） 阳性预测值（%） 阴性预测值（%）
HBP-T1（ms） 0.988（0.862~1.000） ≤194 95.65 100.00 100.0 87.5
Δ%-T1 0.957（0.812~0.998） >69.86 82.61 100.00 100.0 63.6
ADC（×10-3mm2/s） 0.804（0.606~0.930） >1.02 70.00 85.71 93.3 50.0
图9 肝胆特异期T1弛豫时间（HBP-T1）、增强前后T1弛豫时间下降率（Δ%-T1）及表观弥散系数（ADC）对非肝硬化（F0~3）和肝硬化（F4）诊断的ROC曲线　HBP-T1及Δ%-T1较ADC具有更高的诊断效能（Z=2.202，P=0.028；Z=2.004，P=0.045）
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