動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI在肝臟疾病檢查中的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

許宇克，陳新堅(jiān)

(惠州市第一人民醫(yī)院放射科，廣東 惠州 516000)

動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI是一種基于對(duì)比劑藥物代謝動(dòng)力學(xué)MR的成像方法[1]，通過使用對(duì)比劑，并根據(jù)每個(gè)體素的不同，改變所提取組織血流動(dòng)的相關(guān)力學(xué)信息。動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI相比MR成像，可以對(duì)分子通過非侵入性的方式進(jìn)行分析以及對(duì)微循環(huán)功能進(jìn)行相關(guān)的分析。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)已被應(yīng)用到各個(gè)方面[2]，例如疾病診斷、器官疾病檢查等等，對(duì)于疾病的診斷、療效反映檢測(cè)以及預(yù)后評(píng)估等有著非常重要的意義。由于肝臟在實(shí)際的運(yùn)行中極易受到其他器官運(yùn)動(dòng)的影響，并且肝臟運(yùn)行接受雙重供血，將動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI技術(shù)應(yīng)用于肝臟，現(xiàn)階段也存在著諸多的問題[3]。基于此，本文對(duì)動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI技術(shù)在肝臟疾病檢查中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI數(shù)據(jù)分析概述

1.1 定性分析

定性分析是指在對(duì)注射對(duì)比劑后的信號(hào)強(qiáng)度變化，繪制出時(shí)間-強(qiáng)度曲線圖[4]，并根據(jù)相關(guān)依據(jù)對(duì)曲線圖進(jìn)行分析，常見的曲線類型有流入型、平臺(tái)型以及流出型[5]。其組織特點(diǎn)的相關(guān)性判斷依據(jù)為曲線的類型不同。在現(xiàn)階段，定性分析在動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI為一種成熟的分析方法，這種方法主要用于腫瘤的診斷，但存在客觀性較差的特點(diǎn)，對(duì)良性與惡性腫瘤的鑒別診斷并不特異[6]。

1.2 定量分析

定量分析是指通過動(dòng)態(tài)增強(qiáng)的數(shù)學(xué)模型對(duì)組織的實(shí)際生理或病理狀態(tài)進(jìn)行分析，并按照相關(guān)參數(shù)，對(duì)組織微循環(huán)進(jìn)行相關(guān)的評(píng)估[7]。在實(shí)際的分析過程中，由于模型不同，其參數(shù)也存在一定的差異，通過現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)其中較為重要的模型進(jìn)行分析，將其參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化：(1)反流速率常數(shù)(refiux rate constant between EES and plasma，Kep)，代表對(duì)比劑自血管外細(xì)胞外間隙(extravascular extracellular space，EES)轉(zhuǎn)運(yùn)到血管內(nèi)的速度；(2)容積轉(zhuǎn)運(yùn)常數(shù)(volume transfer constant，Ktrans)，代表對(duì)比劑由血管內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)到EES的速度，該參數(shù)是對(duì)組織灌注和滲透的綜合反應(yīng)；(3)EES容積分?jǐn)?shù)(volume fraction of EES，Ve)，可以間接反應(yīng)組織細(xì)胞的密度。這三種主要參數(shù)的關(guān)系為：Ve=Ktrans/Kep。定量參數(shù)主要是分析及觀察組織微循環(huán)的功能狀態(tài)[8]。

1.3 半定量分析

半定量分析是通過對(duì)相關(guān)曲線中半定量參數(shù)進(jìn)行提取分析，例如時(shí)間-藥物濃度曲線，時(shí)間-信號(hào)曲線等。半定量參數(shù)的算法相對(duì)比較簡(jiǎn)單，并且可以客觀的將組織強(qiáng)化特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)的描述，在臨床上對(duì)鑒別腫瘤的性質(zhì)以及腫瘤分級(jí)有極高的參考價(jià)值[9]。研究發(fā)現(xiàn)，半定量分析過程中，時(shí)間-藥物濃度曲線下面積重復(fù)性較好，時(shí)間-藥物濃度曲線能夠綜合反映組織灌注、滲透以及血管間隙的相關(guān)情況，但是，時(shí)間-濃度曲線下面積代表的意義與實(shí)際生理狀態(tài)下的相關(guān)過程并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)，除此之外，對(duì)于相關(guān)成像技術(shù)存在著較強(qiáng)的依賴性。

2 動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI在肝臟疾病檢查中的研究進(jìn)展

由于肝臟在實(shí)際的運(yùn)行過程中極易受到周圍器官運(yùn)動(dòng)的影響，并且是接受雙重血供，因此，在肝臟的檢查中使用DCE-MRI技術(shù)，需要較高的精確圖像配準(zhǔn)技術(shù)以及相關(guān)掃描序列、相對(duì)合適數(shù)學(xué)模型[10]。

2.1 成像技術(shù)

現(xiàn)階段動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI具有多種多樣的成像方式，在實(shí)際的臨床過程中，以下三種圖像采集應(yīng)用較多：(1)局部解剖信息常規(guī)序列以及定位腫瘤部位[11]；(2)計(jì)算組織T1值序列；(3)動(dòng)態(tài)序列。現(xiàn)階段主要是應(yīng)用T1W三圍擾相梯度回波序列進(jìn)行動(dòng)態(tài)序列的相關(guān)采集，該序列采集速度較快，對(duì)比劑的靈敏度較高，可以滿足不同的動(dòng)態(tài)采集需求。動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI在肝臟檢查過程中，涉及的范圍相對(duì)寬泛，例如組織T1數(shù)據(jù)采集及計(jì)算方法、成像序列、對(duì)比劑注射方法等，但是，現(xiàn)階段的臨床與科研對(duì)于減少檢查時(shí)間、提高可重復(fù)性方面的需求相對(duì)較大[12]。

2.2 圖像配準(zhǔn)技術(shù)

在肝臟運(yùn)動(dòng)過程中，受周圍器官影響較大，因此在圖像配準(zhǔn)過程中也存在著一定的難度。實(shí)際的配準(zhǔn)效果直接影響定量分析的精確程度[13]。動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI在肝臟檢查中使用的配準(zhǔn)技術(shù)主要是剛性運(yùn)動(dòng)及非剛性運(yùn)動(dòng)兩種類型。由于肝臟運(yùn)動(dòng)屬于非剛性運(yùn)動(dòng)[13]1-3，30，因此采用剛性配準(zhǔn)技術(shù)往往會(huì)影響準(zhǔn)確性。相關(guān)研究表明，采用非剛性運(yùn)動(dòng)配準(zhǔn)技術(shù)可以使配準(zhǔn)率提高8%。除此之外，動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI在肝臟檢查中應(yīng)用3D非剛性配準(zhǔn)技術(shù)可以提高定量參數(shù)的可重復(fù)性，但現(xiàn)階段技術(shù)不夠成熟，在臨床以及科研中的正常使用還需進(jìn)一步的研究探討[14]。

2.3 數(shù)學(xué)模型

動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI數(shù)學(xué)模型是將對(duì)比劑在組織內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)通過數(shù)學(xué)方式進(jìn)行相關(guān)的描述，現(xiàn)階段使用最多的數(shù)學(xué)模型為線性腔式模型，分為兩大類：集中參數(shù)模型及分布參數(shù)模型。肝臟接受雙重血供，單輸入模型對(duì)于肝臟的生理狀態(tài)描述可能不夠全面，因此，動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI數(shù)學(xué)模型大多采用雙輸入模型進(jìn)行臨床檢查[15-20]。

3 動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI在肝臟疾病檢查中的應(yīng)用進(jìn)展

3.1 新型藥物研發(fā)

抗血管靶向藥物在治療肝臟多種良惡性腫瘤方面有較強(qiáng)的療效，與傳統(tǒng)的化療藥物相比，在抑制腫瘤新生血管形成方面效果顯著；與傳統(tǒng)腫瘤評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)相比，動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI在抗血管靶向治療藥物研發(fā)的各期臨床試驗(yàn)中發(fā)揮著極其重要的作用；除此之外，在腫瘤預(yù)后評(píng)估及療效檢測(cè)方面，也起著非常重要的作用[21-23]。通過動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI可以對(duì)治療方案進(jìn)行選擇，為相關(guān)化療提供一定的科學(xué)依據(jù)。

3.2 腫瘤鑒別診斷與分級(jí)

動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI參數(shù)在識(shí)別新生腫瘤異常微循環(huán)狀態(tài)方面有特殊的效果。研究發(fā)現(xiàn)，肝細(xì)胞癌在總血流量、動(dòng)脈血流量、靜脈血流量等方面較結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移瘤在數(shù)量上要高出許多，而流量通過的時(shí)間明顯低于后者，因此，動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI對(duì)于肝細(xì)胞癌以及結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移瘤的診斷和鑒別診斷有較好的效果[24-28]。動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI還可以對(duì)腫瘤異質(zhì)性進(jìn)行評(píng)估，對(duì)于肝臟惡性腫瘤病理類型分析以及惡性程度分級(jí)有著積極的作用[29]。

3.3 肝纖維化診斷與分級(jí)、肝功能評(píng)估

門靜脈供血逐漸減少、肝動(dòng)脈供血相對(duì)增加是肝纖維化較為明顯的一個(gè)特點(diǎn)，并且隨著肝血竇毛細(xì)血管化，肝臟局部微循環(huán)也隨之發(fā)生變化。在實(shí)際的臨床檢查中，動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI在肝纖維化的診斷中發(fā)揮著積極的作用。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，在檢查中應(yīng)用雙輸入雙室模型，可以將門靜脈灌注、肝功能分析、肝動(dòng)脈灌注等工作同時(shí)實(shí)現(xiàn)，這樣，對(duì)肝臟的功能評(píng)估可行性有了一定的研究基礎(chǔ)[30-31]。

研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)對(duì)比增強(qiáng)MRI在肝臟疾病檢查中應(yīng)用前景較為廣泛，但也面臨著諸多的問題[32-34]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及相關(guān)技術(shù)的不斷研究深入，DCE-MRI在肝臟的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛，有望為臨床肝臟疾病診斷與治療提供更為有效的信息。