引用本文: 張珍, 曲亞莉, 宋彬. 磁共振彈性成像在慢性肝臟疾病中的技術及應用進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2018, 25(3): 357-364. doi: 10.7507/1007-9424.201801066 復制
慢性肝臟疾病是各種因素引起的慢性肝臟損傷疾病。肝細胞的破壞、炎癥以及反復損傷和修復會導致肝臟內纖維組織異常增生,最終發展為硬化表現。肝臟纖維化是各類慢性肝臟疾病的早期病理改變,若能準確地評估纖維化程度有助于臨床決策的制定及對疾病預后的判斷。近年來有研究者[1]提出,如果對肝臟纖維化甚至早期硬化給予有效的病因治療,可以使其結局發生逆轉。肝臟組織活檢作為肝臟纖維化檢測的“金標準”,其在臨床應用中仍存在局限和風險,如穿刺取樣的樣本誤差、診斷醫師之間評價病理結果的差異性、出血、死亡風險等[2]。近年來,隨著磁共振成像技術和設備的更新進步,開拓了一種全新的無創檢測手段——磁共振彈性成像(magnetic resonance elastography,MRE),其作為一項安全、無創性檢查在慢性肝臟疾病相關領域的應用中表現出極大的潛力和良好的發展前景[3]。筆者現就 MRE 的技術原理及其在慢性肝臟疾病中的研究應用展開論述,進一步提出該技術目前存在的局限和未來研究發展的方向。
1 MRE 的原理與技術
1.1 MRE 的基本原理
硬度是組織面對一定壓力時抵抗變形的能力,是人體組織的生物機械學性質。慢性肝臟疾病可導致肝臟纖維化發生(膠原性細胞外基質的過度沉積),引起肝臟實質硬度增加,其硬度越大,機械波傳播速度就越快,反之則越慢[4],通過這一機械性質的改變能夠鑒別正常肝臟實質與肝臟纖維化和硬化組織。Ophir 等[5]于 1991 年首次提出彈性成像,定義為一種量化和(或)圖像化組織機械性質的成像技術。MRE 則是通過檢測剪切波在目標器官中的傳播定量計算組織硬度值及相關參數,其基本原理是利用緊貼上腹部靠近肝臟位置的機械裝置發出一定頻率的持續性振動,形成在肝臟組織內部傳播的橫向剪切波;接著采用運動敏感梯度將剪切波在組織的傳播反映在相位圖像上;最終通過反轉擬合算法對彈性力學進行逆求解,得到二維(2D)位移圖(剪切波圖)和硬度的量化圖(彈性圖)[6]。通過增加產生機械波的硬件和采集處理的軟件,MRE 可以在大多數 MRI 設備上實現[6]。
1.2 MRE 技術
現有 MRE 研究序列中最常采用的是 2D 梯度回波(GRE)序列。隨著技術的不斷更新和發展,多種序列如自旋回波(SE)[7-8]、自旋回波-回波平面成像(SE-EPI)[9-10] 均能夠在 MRE 中實現并表現得更加出色。
研究[11] 證實,三維(3D)后處理方式比 2D 后處理方式表現出診斷準確、技術成功率高的優勢。傳統 2D 后處理方式只能對兩個方向上的波傳播數據進行分析,即只能選擇肝臟最大部分的代表層面(2~4 層),在這些層面上可能由于波的傳播沒有完成,造成肝臟硬度測量值的失敗和誤差;3D 后處理方式可以實現對波運動的全面分析,消除產生干擾的縱向傳播波,得到的肝臟硬度測量值更加穩定、準確[4]。此外,3D-SE-EPI 相比 2D-GRE 序列在診斷肝臟纖維化表現出準確性更高的優勢,在一些 2D-GRE 檢測失敗人群(如肝臟鐵質沉積、屏息不佳、肝臟體積過小等)中檢測成功率穩定[9]。有研究者[10] 建議,將 3D 后處理與 SE-EPI 技術相結合,不僅能夠提高 MRE 檢測的成功率和測量結果的穩定性,還可以提高 MRE 在肝臟纖維化診斷和分期的應用表現。
在數據處理方面,Corbin 等[12] 提出一種新的重建算法,他們將 K 空間的原始數據直接處理能夠得到與常規算法處理相同的結果,這種重建算法的提出大大簡化了數據處理的步驟,讓直接重建原始數據成為可能,但因為是初步研究,所以還有彈性圖量級和最小相位抵消數之間矛盾問題的存在,限制了這一技術在臨床研究中的推廣使用。
基于早期試驗結果,通常選擇頻率 60 Hz 兼顧 MRE 技術的適用性和安全性即能夠同時滿足波傳播條件和患者耐受性[3]。同時,MRE 應用于其他頻率的表現也有相關報道,但對于能夠達到最佳診斷表現的頻率值目前仍存在爭議。如 Loomba 等[11]研究了 100 例經病理證實的非乙醇性脂肪肝臟疾病患者,發現采用 40 Hz 的 3D-MRE 診斷進展期肝臟纖維化的受試者操作特征曲線下面積(area under the receiver operator characteristic curve,AUC)可達 0.981,遠優于 3D-MRE 在 60 Hz 時的表現(AUC=0.927)。隨后,Yin 等[13]在多頻率 MRE 研究中提到,MRE 在高頻率值(160、200 Hz)時能夠敏感檢測肝臟損傷、壞死性炎癥改變,而低頻率值(60、80 Hz)時能夠更好地檢測先天性慢性肝臟損傷疾病。筆者考慮,可能為不同病因需要采用相應的頻率值才能到達理想的研究目的,所以未來仍需要更多不同病因的臨床試驗以確定最佳的頻率參數值。
此外,現有研究[14] 證實,采用空腹、屏息狀態下進行 MRE 采集結果的一致性和重復性較高,在閉氣不佳人群中(如患有腫瘤、炎癥等原因的限制),由于運動偽影的產生可能造成 MRE 技術的失敗。Chamarthi 等[15] 采用一種快速采集技術對 MRE 常規采集方式進行改進,將采集時間縮短為現有技術的一半,從而達到減少運動偽影的目的。此外,Murphy 等[16] 在納入 20 名健康人群的 MRE 研究中采用門控觸發采集技術,結果提示,該技術能夠實現與屏息狀態下采集的同等表現,可以用于自由呼吸狀態下的患者,但技術存在采集時間過長等問題,使其在臨床實際應用中受到限制,未來還需要技術的發展和進步,早日解決 MRE 用于閉氣不佳人群的技術難題。
1.3 MRE 圖像分析
計算肝臟硬度值需要通過勾畫感興趣區域(ROI)的方式將肝臟組織從磁共振圖像中分割出來。勾畫時要注意避免可能存在偽影的位置,如肝臟邊緣、大血管(>3 mm)、左葉(容易受到心臟搏動影響)、多通道波干擾等區域。Rusak 等[17] 在 20 名正常人肝臟的彈性圖上采用多種方式勾畫 ROI,并比較不同方式測得的肝臟硬度值,結果發現,正常肝臟硬度測量值存在空間異質性,一定程度上依賴于測量位置的選取,并建議最可靠的 ROI 測量方式為全肝勾畫連續 ROI,肝臟硬度值取所有層面測量的平均值。Lee 等[18] 的研究比較了 3 種不同放置位置、不同大小的 ROI 測量方法即肝右葉(2 cm)、全肝各段(1 cm)以及手工勾畫肝右葉,結果發現,后兩種方法測量肝臟硬度值的準確性和重復性更高;接著,Toguchi 等[19] 在該研究的基礎上采用兩種 ROI 勾畫方式測量肝臟硬度值即肝右葉(1.01~1.47 cm)和手工勾畫肝右葉并探究其應用于肝臟纖維化分期和檢測的表現,研究提出,前者測得肝臟硬度值與肝臟纖維化分期相關性更高,在診斷肝臟明顯纖維化的表現中更好。
綜合來看,ROI 的位置和大小會直接影響肝臟纖維化評估結果的準確性,眾多研究對于準確性和可重復性高的 ROI 勾畫方式尚不能規范和統一。
2 MRE 在慢性肝臟疾病中的應用
2.1 MRE 應用于肝臟纖維化
2.1.1 在肝臟纖維化檢測和分期中的應用
目前 MRE 在肝臟纖維化檢測和分期中應用是最為成熟的,尤其是在鑒別正常肝臟組織和纖維化肝臟組織的應用中表現良好且在纖維化分期中表現出明顯優勢,其準確性和敏感性甚至超過病理活檢[20-21]。一項納入 141 例肝臟移植受體的 meta 分析[22] 結果表明,MRE 在診斷輕度肝臟纖維化(≥F1)、顯著肝臟纖維化(≥F2)、晚期肝臟纖維化(≥F3)和肝臟硬化(F4)的 AUC 值分別為 0.73、0.69、0.83 和 0.96,敏感度、特異度分別為 0.65、0.67、0.75、1.00 和 0.77、0.70、0.76、0.95。另有研究[23]報道,MRE 用于肝臟纖維化分期中的觀察者間一致性[ICC=0.99,95% CI(0.98,1.00)]甚至優于病理評估的一致性[ICC=0.91,95% CI(0.86,0.94)];同時,MRE 在檢測肝臟纖維化的診斷中表現穩定,不受年齡、性別、體重指數(BMI)、對比劑等的影響[24-25]。MRE 在某些病因方面診斷表現已經超過其他新技術,如實驗室檢查[26-27]、超聲(瞬時彈性成像[19]、聲輻射力脈沖成像[28])、彌散加權成像(DWI)[29-30]、體素內不相干運動成像[31-32]、Ga 劑增強 MRI[30, 33]等。
2.1.2 在慢性病毒性肝炎中的應用
慢性病毒性肝炎(包括慢性乙型肝炎和丙型肝炎)是目前全世界發病率和死亡率均較高的公共衛生問題[34]。1990~2013 年全球范圍內死于肝臟硬化或肝細胞肝癌的慢性乙型肝炎患者增加了 33%[35],所以肝臟纖維化的準確分期,特別是晚期肝臟纖維化和肝臟硬化的檢測對于提高慢性肝炎治療療效和患者預后具有重要意義。Venkatesh 等[36]采用 MRE 對 63 例慢性乙型肝炎患者的肝臟纖維化情況進行評估,將其檢查結果與血清學檢查結果相比較,發現在檢測顯著肝臟纖維化和肝臟硬化應用中,MRE(AUC 值分別為 0.99、0.98)的診斷表現均優于血清學檢查結果(多個血清學指標 AUC 值范圍分別為 0.55~0.73、0.53~0.77),其敏感度和特異度分別達 97.4%、100% 和 100%、95.2%。Hennedige 等[29]對 63 例慢性乙型肝炎患者進行 MRE 與 DWI 檢測肝臟纖維化的比較,MRE 檢測顯著肝臟纖維化(≥F2)、晚期肝臟纖維化(≥F3)和肝臟硬化(F4)的 AUC 值分別為 0.99、0.99 和 0.98,均優于屏息狀態下 DWI(AUC 值分別為 0.72、0.83、0.79)和自由呼吸下 DWI(AUC 值分別為 0.84、0.76、0.72)的診斷表現。Shi 等[10] 納入 179 例經肝臟組織活檢確診為肝臟纖維化且懷疑患有慢性病毒性肝炎的患者(包括慢性乙型肝炎和丙型肝炎)進行 MRE 研究,結果顯示,3D-SE-EPI 技術檢測慢性肝炎肝臟纖維化時的輕度肝臟纖維化、顯著肝臟纖維化、晚期肝臟纖維化和肝臟硬化的 AUC 值分別達 0.957、0.971、0.991 和 0.979,表明 MRE 在用于慢性病毒性肝炎患者肝臟纖維化分期中的表現良好。
2.1.3 在區分肝臟炎癥和纖維化表現中的應用
當前研究指出,肝臟組織硬度主要受到細胞外基質膠原沉積(肝臟纖維化)和肝內血流動力學改變(炎癥、充血、門靜脈高壓)的影響,當慢性肝臟疾病患者早期出現肝臟疾病急性活動時,炎性反應會導致肝臟實質硬度增加,影響肝臟硬度值檢測肝臟纖維化研究結論的可靠性[37]。區分炎癥和纖維化各部分的效應成為當前研究亟待解決的熱點問題。Yin 等[13]在不同肝臟疾病動物模型中嘗試采用多頻率 MRE 相關參數區分早期肝臟疾病中肝臟炎癥和纖維化,研究結果發現,肝臟疾病早期(1 周內)組織病理可以看到明顯的炎癥和壞死表現,但未發現纖維化征象;隨著病程延長,纖維化程度增加,炎性反應和壞死進一步減少,結果提示,阻尼比和損失模量能夠作為肝臟損傷早期炎性反應的早期檢測指標(甚至早于組織學可觀察到的表現),但隨著病程延長其檢測進展期肝臟纖維化的敏感性卻不如肝臟硬度值好,研究進一步提出了將幾種參數結合起來可以用于區分肝臟損傷的炎性反應和進展期肝臟纖維化,達到對慢性肝臟疾病患者病程監測和隨訪的應用。
2.1.4 在肝臟移植供體人群的肝臟纖維化評估中的應用
目前,肝臟移植供體人群的肝臟纖維化評估在臨床上仍依賴于肝臟組織活檢,該技術存在侵襲性、取樣失敗等不可避免的劣勢。Gallegos-Orozco 等[38] 對 38 例肝臟移植供體(經肝臟組織活檢確診 27 例肝臟組織正常,11 例肝臟組織異常纖維化)進行 MRE 檢測,結果顯示,MRE 鑒別肝臟組織正常和異常纖維化的診斷閾值為 2.6 kPa(1 kPa=0.098 mm Hg),其 AUC 值為 0.81,敏感度和特異度分別為 72% 和 85%;同時,肝臟組織活檢診斷出有 8 例存在單純性脂肪肝(脂肪性變>20%),進一步評估了其肝臟硬度值,結果提示,MRE 在檢測肝臟脂肪性變異常的診斷表現良好(AUC=0.98,敏感性和特異性達到 88% 和 100%)。Crespo 等[39] 將 MRE 用于肝臟移植后復發丙型肝炎患者的肝臟纖維化檢測,研究結果提示,MRE 檢測晚期肝臟纖維化的閾值為 3.5 kPa,敏感度和特異度分別為 91% 和 72%,并提出其炎癥程度與肝臟硬度值無關。因此,MRE 技術能夠更加安全和準確地檢測出肝臟異常的肝臟移植供體,有望替代肝臟組織活檢用于肝臟移植供體的篩選,尤其是針對肝臟組織活檢受限人群。
2.1.5 在兒童肝臟纖維化診斷中的應用
近幾年來,MRE 在兒童肝臟纖維化檢測中的研究發展迅速。Xanthakos 等[40] 在 35 例慢性肝臟疾病兒童的研究中證實,MRE 在檢測肝臟明顯纖維化時的診斷表現良好,特別是在一些嚴重肥胖的兒童中結果也很穩定。此外,Sugimoto 等[41] 研究了 57 例患有先天性心臟疾病并行 Fontan 治療的兒童,發現治療后的兒童患者肝臟硬度值明顯增高,且中心靜脈壓水平與肝臟硬度值有較強的相關性,進一步提出將 MRE 作為兒童 Fontan 術后肝臟纖維化評估和監測的手段。但也有研究者[42] 提出,由于兒童肝臟硬度平均值低于成人,若采用成人肝臟硬度基準值進行肝臟疾病評估,不易檢出輕度的肝臟病變而出現漏診,因此,還需要更多研究對 MRE 在兒童肝臟疾病中研究應用的爭議進一步探討,為 MRE 在兒童肝臟疾病中的研究應用提供更可靠的依據。
2.2 MRE 應用于非乙醇性脂肪肝臟疾病檢測
2.2.1 MRE 檢測非乙醇性脂肪肝臟疾病
非乙醇性脂肪肝臟疾病是慢性肝臟疾病最常見的病因,近年來其發病率隨著肥胖、糖尿病及代謝綜合征的增加而增長。非乙醇性脂肪肝臟疾病病程一般要經歷單純性脂肪肝、非乙醇性脂肪變性、肝臟纖維化,晚期可能發展為肝臟硬化或肝細胞肝癌[43]。已有多項研究證實了 MRE 在非乙醇性脂肪肝臟疾病患者的肝臟纖維化診斷和分期中的準確性較高,如在 Singh 等[44] 針對非乙醇性脂肪肝臟疾病患者肝臟纖維化定量檢測和分期的一項系統評價中,MRE 診斷輕度(≥ F1)、顯著(≥ F2)、晚期(≥ F3)肝臟纖維化和肝臟硬化(F4)的 AUC 值分別為 0.86、0.87、0.90 和 0.91,提示 MRE 具有較高的診斷價值。此外,Park 等[45]在納入 104 例經肝臟組織活檢確診為非乙醇性脂肪肝臟疾病患者中進行 MRE 和 瞬時彈性成像檢測肝臟纖維化表現的對比研究,研究結果顯示,MRE 檢測各期肝臟纖維化的準確性均高于瞬時彈性成像,差異具有統計學意義,且瞬時彈性成像應用于伴有腹水、肥胖的患者時,其剪切波遇到液體會產生衰減,而 MRE 技術則可以彌補這一不足表現出優勢,同時 MRE 相比瞬時彈性成像圖像視野廣泛,并且能夠實現 3D 技術。Loomba 等[11]則比較了 3D-MRE 與 2D-MRE 技術在檢測非乙醇性脂肪肝臟疾病患者肝臟纖維化中的表現,研究結果表明,在同一頻率下,3D-MRE 的診斷表現稍高于 2D-MRE,其 AUC 值為 0.927 比 0.921,且在不同頻率下的 3D-MRE 檢測表現也存在差異(前面已述),且提出采用 40 Hz 下 3D-MRE 檢測非乙醇性脂肪肝臟疾病患者進展性纖維化的診斷準確性最高,為 3D-MRE 技術用于非乙醇性脂肪肝臟疾病研究提供了理論依據。
2.2.2 MRE 檢測非乙醇性脂肪性肝炎
現有研究[46]報道,約 40% 的非乙醇性脂肪性肝炎患者在 3 年內會進展為肝臟纖維化,患有進展性肝臟纖維化的患者往往結局較差,早期檢測單純性脂肪肝的發生并及時進行干預和治療能夠減少該病的發病率和死亡率。Chen 等[47]研究證實 MRE 在鑒別單純性脂肪肝與非乙醇性脂肪性肝炎的診斷閾值為 2.74 kPa,AUC 值為 0.93,敏感性和特異性分別為 94% 和 73%;同時研究還發現,非乙醇性脂肪性肝炎的嚴重程度與肝臟硬度值呈正相關且獨立于肝臟纖維化的表現,結果提示肝臟硬度值可能用于早期檢測非乙醇性脂肪性肝炎的發生。Yin 等[13]在不同疾病動物模型的多頻率 MRE 研究中也探討了這一結論,不同的是,他們發現肝臟硬度值在單純性脂肪肝和非乙醇性脂肪性肝炎的發生和進展過程中無明顯變化,用于脂肪性變表現的早期檢測無意義,并進一步提出,早期脂肪性變可能不影響甚至降低肝臟硬度值,但研究發現阻尼比隨著非乙醇性脂肪性肝炎的發生明顯增加且與肝臟纖維化的發生和程度相關性不大,結果提示,可以將其作為肝臟纖維化發生前檢測非乙醇性脂肪性肝炎改變的預測性指標。上述研究為我們指出了 MRE 用于非乙醇性脂肪性肝炎早期檢測的應用前景,同時提出多種相關參數的可能性,還需要更多研究和臨床試驗的進一步驗證和推進。
2.3 MRE 應用于肝臟腫瘤的檢測及預后評估
2.3.1 檢測腫瘤良惡性病灶
有病理研究[48]結果證實,肝臟惡性腫瘤組織的硬度值要高于肝臟良性組織及肝臟正常組織。Gordic 等[49]對 52 例經治療后的肝細胞肝癌患者和 11 例未經治療的肝細胞肝癌患者進行 MRE 和增強 MRI 檢查,結果發現,肝臟硬度值與增強指數和硬化分數存在明顯相關性,治療者的肝臟硬度值明顯低于未治療者,差異有統計學意義[(3.9±1.8) kPa 比(6.9±3.4) kPa,P=0.006]。接著 Thompson 等[50]在對 21 例肝細胞肝癌患者的研究中討論了肝臟硬度值與腫瘤病理特征的關系時發現,中、高度分化肝細胞肝癌患者的肝臟硬度值較低分化肝細胞肝癌患者高,差異有統計學意義[(6.5±1.2) kPa 比(4.9±1.2) kPa,P<0.01],同時提出由于其鑒別不同分化程度肝細胞肝癌時的硬度值存在一定程度上的重疊,其用于評估臨床肝細胞肝癌分化程度的應用還有待進一步研究。另外,現有研究[51]提出 DWI 檢測肝臟局部病灶的敏感性很高,其在肝臟局部損傷檢測領域應用前景較好,Hennedige 等[52]比較了 DWI 和 MRE 檢測 80 個惡性肝臟局部病灶(44 個良性病灶作為對照)的表現,提出肝臟硬度值與表觀彌散系數呈明顯負相關(r=–0.54,P<0.000 1),且 MRE 在鑒別良惡性病灶的AUC 值高于 DWI(0.986 比 0.82),研究結論考慮將 MRE 作為一項更為敏感的肝臟良惡性病灶檢測手段在臨床使用,但同時研究中也提到硬度值存在一定程度上重疊的問題。綜上,目前研究學者考慮將腫瘤硬度值作為臨床肝臟良惡性腫瘤鑒別診斷的新指標仍面臨一些挑戰,未來還需要更多的研究完善該結論,以推動 MRE 在鑒別診斷肝臟良惡性腫瘤中的臨床應用。
2.3.2 MRE 評估肝臟儲備能力
已有研究提出 MRE 可用于肝臟儲備能力的評估,如 Jang 等[53]在納入行右肝切除術的 38 例肝細胞肝癌患者的回顧性研究中發現,肝臟硬度值與肝臟再生指數之間存在一定的相關性(r=–0.361,P=0.026),提示肝臟硬度值可用于肝細胞肝癌術后肝臟再生能力的評估;Kim 等[54]采用術前 MRE 評估 107 例肝細胞肝癌患者放療后的肝臟功能退化程度,結果發現,肝臟硬度值與放療后肝臟功能退化發生存在一定的正相關性,其預測診斷肝臟功能退化的 AUC 值為 0.764;在 Li 等[55]對 32 例肝細胞肝癌患者的 MRE 研究中,非腫瘤部分的肝臟實質即反映肝臟儲備實質的硬度值與吲哚菁綠清除試驗 15 min 滯留率(r=0.746,P<0.01)和吲哚菁綠血漿清除率(r=–0.599,P<0.01)指標存在明顯的相關性,其研究結果提示,MRE 在對肝細胞肝癌患者的肝臟功能儲備能力評估表現方面可以與吲哚菁綠試驗相持平,后期我們仍需要進一步研究證實該結果并將其應用于臨床肝臟儲備功能的評估。
2.3.3 評估肝臟腫瘤術后并發癥及預后
MRE 用于肝癌治療后相關并發癥及預后評估的研究已有不少報道,其中肝臟硬度值是目前研究的熱點,如 Abe 等[56]對 175 例行肝臟切除術患者進行的前瞻性研究中提到,肝臟硬度值是肝臟切除術后發生并發癥的獨立預測因素,其預測并發癥發生的 AUC 值為 0.81,敏感性和特異性分別為 64.3% 和 87.8%;Lee 等[57]在研究中同樣證實,肝臟硬度值是肝臟切除術后發生肝臟功能衰竭的預測因素,其肝臟硬度值≥4.02 kPa 是總生存率的唯一影響因素。上述研究結果均表明了 MRE 在肝臟切除術后預測并發癥發生的價值。然而,Kim 等[54]的研究發現,放療后肝細胞肝癌患者的肝臟硬度值增加與肝臟功能退化進展有一定的聯系,但其與腫瘤復發、局部腫瘤進展時間、肝內遠處轉移發生時間等其他預后評估因素未見相關,結果提示,肝臟硬度值在評估肝細胞肝癌放療后進展表現的應用中仍缺乏一定的說服力。眾多研究探索 MRE 在肝臟腫瘤術后并發癥和預后監測方面為研究學者提供了思路,但其研究結論尚需進一步考證和完善,也為后續的研究提供進一步突破的方向。
2.4 MRE 用于各種病因導致肝臟硬化改變的早期檢測
患有縮窄型心包炎的患者會出現心包順應性降低、心室相互依賴、右心衰竭合并肝臟淤血;如果不及時治療,患者可能會出現血清肝酶水平升高、肝臟纖維化和肝臟功能衰竭[58]。Fenstad 等[59] 納入 19 例患者(其中 9 例患有縮窄型心包炎)驗證縮窄型心包炎是否會導致肝臟硬度值的增加,結果發現,肝臟硬度值與縮窄型心包炎的發生存在一定的相關性,縮窄型心包炎組的肝臟硬度值明顯高于非縮窄型心包炎組(4.04 kPa 比 2.46 kPa,P=0.045),研究進一步考慮將 MRE 作為早期檢測縮窄型心包炎患者肝臟硬化改變的又一手段。
Eaton 等[42]在對 226 例原發性硬化性膽管炎患者的回顧性研究中證實 MRE 在檢測肝臟硬化的診斷表現和預測肝臟代謝失常(腹水、門靜脈高壓和肝性腦病)終點的能力,結果表明,肝臟硬度值檢測肝臟硬化的敏感性高于肝臟組織活檢,且其與肝臟代謝失常的發生有一定的聯系,研究考慮將肝臟硬度值作為檢測原發性硬化性膽管炎患者肝臟硬化改變和肝臟代謝失常的預測性指標。
3 MRE 在臨床應用的問題
雖然 MRE 作為一項無創性檢查在慢性肝臟疾病的相關應用中獨具優勢,但其在應用過程中仍存在一些不足:① 肝臟硬度值的評估存在一些潛在的混淆因素,包括技術、儀器、個體、病因等多個方面,如合并有炎癥、肝臟疾病急性活動、門靜脈高壓、急性膽管損傷等病因時會導致肝臟硬度評估值過高而引起誤差;肝臟硬度值的測量結果存在偏倚,必要時還需結合病理活檢結果,這在一定程度上限制了 MRE 的應用。② 鐵含量過高會導致肝臟磁共振信號過低而致測量失敗,現已有了研究采用新序列積極解決此問題,以期彌補傳統序列應用的不足。③ 慢性肝臟疾病由于病因不同而在纖維化的表現上也各具特征,MRE 局限于對肝臟彈性值的測量,對原發病因不能一次性診斷,仍需要依賴于其他檢查進一步確定,一定程度上增加檢查的步驟。④ 目前各研究采用的測量參數不統一,限制了不同技術、不同設備間的比較和技術規范,同時給診斷閾值的確定帶來一定難度。⑤ 圖像分析和處理過程中 ROI 選擇的位置、大小或者手工勾畫存在一定誤差,且不同研究之間的 ROI 測量方式尚未統一和規范。
4 小結
MRE 是目前唯一依賴形態學改變達到檢測目的的一種磁共振檢查技術,為臨床提供了一種準確、高效的非侵襲性影像評估手段,也正在經歷不斷地修正和發展。目前,有大量臨床研究已將 MRE 應用于肝臟疾病的檢查,相較于其他彈性成像技術它表現出獨特的優勢,如圖像視野范圍廣,能夠做到對全肝進行檢測且不受年齡、性別、BMI、對比劑等因素的限制,診斷敏感性較高,可以提供更可靠的硬度評估,信息技術成功率高等;但同時 MRE 研究的開展也存在一些問題,有待于未來更多研究團隊對其進行研究,明確其技術缺陷,擴大研究范圍,提升設備和技術,在技術可行性和適用性方面實現新的突破,最終實現 MRE 在臨床工作中的廣泛應用。
慢性肝臟疾病是各種因素引起的慢性肝臟損傷疾病。肝細胞的破壞、炎癥以及反復損傷和修復會導致肝臟內纖維組織異常增生,最終發展為硬化表現。肝臟纖維化是各類慢性肝臟疾病的早期病理改變,若能準確地評估纖維化程度有助于臨床決策的制定及對疾病預后的判斷。近年來有研究者[1]提出,如果對肝臟纖維化甚至早期硬化給予有效的病因治療,可以使其結局發生逆轉。肝臟組織活檢作為肝臟纖維化檢測的“金標準”,其在臨床應用中仍存在局限和風險,如穿刺取樣的樣本誤差、診斷醫師之間評價病理結果的差異性、出血、死亡風險等[2]。近年來,隨著磁共振成像技術和設備的更新進步,開拓了一種全新的無創檢測手段——磁共振彈性成像(magnetic resonance elastography,MRE),其作為一項安全、無創性檢查在慢性肝臟疾病相關領域的應用中表現出極大的潛力和良好的發展前景[3]。筆者現就 MRE 的技術原理及其在慢性肝臟疾病中的研究應用展開論述,進一步提出該技術目前存在的局限和未來研究發展的方向。
1 MRE 的原理與技術
1.1 MRE 的基本原理
硬度是組織面對一定壓力時抵抗變形的能力,是人體組織的生物機械學性質。慢性肝臟疾病可導致肝臟纖維化發生(膠原性細胞外基質的過度沉積),引起肝臟實質硬度增加,其硬度越大,機械波傳播速度就越快,反之則越慢[4],通過這一機械性質的改變能夠鑒別正常肝臟實質與肝臟纖維化和硬化組織。Ophir 等[5]于 1991 年首次提出彈性成像,定義為一種量化和(或)圖像化組織機械性質的成像技術。MRE 則是通過檢測剪切波在目標器官中的傳播定量計算組織硬度值及相關參數,其基本原理是利用緊貼上腹部靠近肝臟位置的機械裝置發出一定頻率的持續性振動,形成在肝臟組織內部傳播的橫向剪切波;接著采用運動敏感梯度將剪切波在組織的傳播反映在相位圖像上;最終通過反轉擬合算法對彈性力學進行逆求解,得到二維(2D)位移圖(剪切波圖)和硬度的量化圖(彈性圖)[6]。通過增加產生機械波的硬件和采集處理的軟件,MRE 可以在大多數 MRI 設備上實現[6]。
1.2 MRE 技術
現有 MRE 研究序列中最常采用的是 2D 梯度回波(GRE)序列。隨著技術的不斷更新和發展,多種序列如自旋回波(SE)[7-8]、自旋回波-回波平面成像(SE-EPI)[9-10] 均能夠在 MRE 中實現并表現得更加出色。
研究[11] 證實,三維(3D)后處理方式比 2D 后處理方式表現出診斷準確、技術成功率高的優勢。傳統 2D 后處理方式只能對兩個方向上的波傳播數據進行分析,即只能選擇肝臟最大部分的代表層面(2~4 層),在這些層面上可能由于波的傳播沒有完成,造成肝臟硬度測量值的失敗和誤差;3D 后處理方式可以實現對波運動的全面分析,消除產生干擾的縱向傳播波,得到的肝臟硬度測量值更加穩定、準確[4]。此外,3D-SE-EPI 相比 2D-GRE 序列在診斷肝臟纖維化表現出準確性更高的優勢,在一些 2D-GRE 檢測失敗人群(如肝臟鐵質沉積、屏息不佳、肝臟體積過小等)中檢測成功率穩定[9]。有研究者[10] 建議,將 3D 后處理與 SE-EPI 技術相結合,不僅能夠提高 MRE 檢測的成功率和測量結果的穩定性,還可以提高 MRE 在肝臟纖維化診斷和分期的應用表現。
在數據處理方面,Corbin 等[12] 提出一種新的重建算法,他們將 K 空間的原始數據直接處理能夠得到與常規算法處理相同的結果,這種重建算法的提出大大簡化了數據處理的步驟,讓直接重建原始數據成為可能,但因為是初步研究,所以還有彈性圖量級和最小相位抵消數之間矛盾問題的存在,限制了這一技術在臨床研究中的推廣使用。
基于早期試驗結果,通常選擇頻率 60 Hz 兼顧 MRE 技術的適用性和安全性即能夠同時滿足波傳播條件和患者耐受性[3]。同時,MRE 應用于其他頻率的表現也有相關報道,但對于能夠達到最佳診斷表現的頻率值目前仍存在爭議。如 Loomba 等[11]研究了 100 例經病理證實的非乙醇性脂肪肝臟疾病患者,發現采用 40 Hz 的 3D-MRE 診斷進展期肝臟纖維化的受試者操作特征曲線下面積(area under the receiver operator characteristic curve,AUC)可達 0.981,遠優于 3D-MRE 在 60 Hz 時的表現(AUC=0.927)。隨后,Yin 等[13]在多頻率 MRE 研究中提到,MRE 在高頻率值(160、200 Hz)時能夠敏感檢測肝臟損傷、壞死性炎癥改變,而低頻率值(60、80 Hz)時能夠更好地檢測先天性慢性肝臟損傷疾病。筆者考慮,可能為不同病因需要采用相應的頻率值才能到達理想的研究目的,所以未來仍需要更多不同病因的臨床試驗以確定最佳的頻率參數值。
此外,現有研究[14] 證實,采用空腹、屏息狀態下進行 MRE 采集結果的一致性和重復性較高,在閉氣不佳人群中(如患有腫瘤、炎癥等原因的限制),由于運動偽影的產生可能造成 MRE 技術的失敗。Chamarthi 等[15] 采用一種快速采集技術對 MRE 常規采集方式進行改進,將采集時間縮短為現有技術的一半,從而達到減少運動偽影的目的。此外,Murphy 等[16] 在納入 20 名健康人群的 MRE 研究中采用門控觸發采集技術,結果提示,該技術能夠實現與屏息狀態下采集的同等表現,可以用于自由呼吸狀態下的患者,但技術存在采集時間過長等問題,使其在臨床實際應用中受到限制,未來還需要技術的發展和進步,早日解決 MRE 用于閉氣不佳人群的技術難題。
1.3 MRE 圖像分析
計算肝臟硬度值需要通過勾畫感興趣區域(ROI)的方式將肝臟組織從磁共振圖像中分割出來。勾畫時要注意避免可能存在偽影的位置,如肝臟邊緣、大血管(>3 mm)、左葉(容易受到心臟搏動影響)、多通道波干擾等區域。Rusak 等[17] 在 20 名正常人肝臟的彈性圖上采用多種方式勾畫 ROI,并比較不同方式測得的肝臟硬度值,結果發現,正常肝臟硬度測量值存在空間異質性,一定程度上依賴于測量位置的選取,并建議最可靠的 ROI 測量方式為全肝勾畫連續 ROI,肝臟硬度值取所有層面測量的平均值。Lee 等[18] 的研究比較了 3 種不同放置位置、不同大小的 ROI 測量方法即肝右葉(2 cm)、全肝各段(1 cm)以及手工勾畫肝右葉,結果發現,后兩種方法測量肝臟硬度值的準確性和重復性更高;接著,Toguchi 等[19] 在該研究的基礎上采用兩種 ROI 勾畫方式測量肝臟硬度值即肝右葉(1.01~1.47 cm)和手工勾畫肝右葉并探究其應用于肝臟纖維化分期和檢測的表現,研究提出,前者測得肝臟硬度值與肝臟纖維化分期相關性更高,在診斷肝臟明顯纖維化的表現中更好。
綜合來看,ROI 的位置和大小會直接影響肝臟纖維化評估結果的準確性,眾多研究對于準確性和可重復性高的 ROI 勾畫方式尚不能規范和統一。
2 MRE 在慢性肝臟疾病中的應用
2.1 MRE 應用于肝臟纖維化
2.1.1 在肝臟纖維化檢測和分期中的應用
目前 MRE 在肝臟纖維化檢測和分期中應用是最為成熟的,尤其是在鑒別正常肝臟組織和纖維化肝臟組織的應用中表現良好且在纖維化分期中表現出明顯優勢,其準確性和敏感性甚至超過病理活檢[20-21]。一項納入 141 例肝臟移植受體的 meta 分析[22] 結果表明,MRE 在診斷輕度肝臟纖維化(≥F1)、顯著肝臟纖維化(≥F2)、晚期肝臟纖維化(≥F3)和肝臟硬化(F4)的 AUC 值分別為 0.73、0.69、0.83 和 0.96,敏感度、特異度分別為 0.65、0.67、0.75、1.00 和 0.77、0.70、0.76、0.95。另有研究[23]報道,MRE 用于肝臟纖維化分期中的觀察者間一致性[ICC=0.99,95% CI(0.98,1.00)]甚至優于病理評估的一致性[ICC=0.91,95% CI(0.86,0.94)];同時,MRE 在檢測肝臟纖維化的診斷中表現穩定,不受年齡、性別、體重指數(BMI)、對比劑等的影響[24-25]。MRE 在某些病因方面診斷表現已經超過其他新技術,如實驗室檢查[26-27]、超聲(瞬時彈性成像[19]、聲輻射力脈沖成像[28])、彌散加權成像(DWI)[29-30]、體素內不相干運動成像[31-32]、Ga 劑增強 MRI[30, 33]等。
2.1.2 在慢性病毒性肝炎中的應用
慢性病毒性肝炎(包括慢性乙型肝炎和丙型肝炎)是目前全世界發病率和死亡率均較高的公共衛生問題[34]。1990~2013 年全球范圍內死于肝臟硬化或肝細胞肝癌的慢性乙型肝炎患者增加了 33%[35],所以肝臟纖維化的準確分期,特別是晚期肝臟纖維化和肝臟硬化的檢測對于提高慢性肝炎治療療效和患者預后具有重要意義。Venkatesh 等[36]采用 MRE 對 63 例慢性乙型肝炎患者的肝臟纖維化情況進行評估,將其檢查結果與血清學檢查結果相比較,發現在檢測顯著肝臟纖維化和肝臟硬化應用中,MRE(AUC 值分別為 0.99、0.98)的診斷表現均優于血清學檢查結果(多個血清學指標 AUC 值范圍分別為 0.55~0.73、0.53~0.77),其敏感度和特異度分別達 97.4%、100% 和 100%、95.2%。Hennedige 等[29]對 63 例慢性乙型肝炎患者進行 MRE 與 DWI 檢測肝臟纖維化的比較,MRE 檢測顯著肝臟纖維化(≥F2)、晚期肝臟纖維化(≥F3)和肝臟硬化(F4)的 AUC 值分別為 0.99、0.99 和 0.98,均優于屏息狀態下 DWI(AUC 值分別為 0.72、0.83、0.79)和自由呼吸下 DWI(AUC 值分別為 0.84、0.76、0.72)的診斷表現。Shi 等[10] 納入 179 例經肝臟組織活檢確診為肝臟纖維化且懷疑患有慢性病毒性肝炎的患者(包括慢性乙型肝炎和丙型肝炎)進行 MRE 研究,結果顯示,3D-SE-EPI 技術檢測慢性肝炎肝臟纖維化時的輕度肝臟纖維化、顯著肝臟纖維化、晚期肝臟纖維化和肝臟硬化的 AUC 值分別達 0.957、0.971、0.991 和 0.979,表明 MRE 在用于慢性病毒性肝炎患者肝臟纖維化分期中的表現良好。
2.1.3 在區分肝臟炎癥和纖維化表現中的應用
當前研究指出,肝臟組織硬度主要受到細胞外基質膠原沉積(肝臟纖維化)和肝內血流動力學改變(炎癥、充血、門靜脈高壓)的影響,當慢性肝臟疾病患者早期出現肝臟疾病急性活動時,炎性反應會導致肝臟實質硬度增加,影響肝臟硬度值檢測肝臟纖維化研究結論的可靠性[37]。區分炎癥和纖維化各部分的效應成為當前研究亟待解決的熱點問題。Yin 等[13]在不同肝臟疾病動物模型中嘗試采用多頻率 MRE 相關參數區分早期肝臟疾病中肝臟炎癥和纖維化,研究結果發現,肝臟疾病早期(1 周內)組織病理可以看到明顯的炎癥和壞死表現,但未發現纖維化征象;隨著病程延長,纖維化程度增加,炎性反應和壞死進一步減少,結果提示,阻尼比和損失模量能夠作為肝臟損傷早期炎性反應的早期檢測指標(甚至早于組織學可觀察到的表現),但隨著病程延長其檢測進展期肝臟纖維化的敏感性卻不如肝臟硬度值好,研究進一步提出了將幾種參數結合起來可以用于區分肝臟損傷的炎性反應和進展期肝臟纖維化,達到對慢性肝臟疾病患者病程監測和隨訪的應用。
2.1.4 在肝臟移植供體人群的肝臟纖維化評估中的應用
目前,肝臟移植供體人群的肝臟纖維化評估在臨床上仍依賴于肝臟組織活檢,該技術存在侵襲性、取樣失敗等不可避免的劣勢。Gallegos-Orozco 等[38] 對 38 例肝臟移植供體(經肝臟組織活檢確診 27 例肝臟組織正常,11 例肝臟組織異常纖維化)進行 MRE 檢測,結果顯示,MRE 鑒別肝臟組織正常和異常纖維化的診斷閾值為 2.6 kPa(1 kPa=0.098 mm Hg),其 AUC 值為 0.81,敏感度和特異度分別為 72% 和 85%;同時,肝臟組織活檢診斷出有 8 例存在單純性脂肪肝(脂肪性變>20%),進一步評估了其肝臟硬度值,結果提示,MRE 在檢測肝臟脂肪性變異常的診斷表現良好(AUC=0.98,敏感性和特異性達到 88% 和 100%)。Crespo 等[39] 將 MRE 用于肝臟移植后復發丙型肝炎患者的肝臟纖維化檢測,研究結果提示,MRE 檢測晚期肝臟纖維化的閾值為 3.5 kPa,敏感度和特異度分別為 91% 和 72%,并提出其炎癥程度與肝臟硬度值無關。因此,MRE 技術能夠更加安全和準確地檢測出肝臟異常的肝臟移植供體,有望替代肝臟組織活檢用于肝臟移植供體的篩選,尤其是針對肝臟組織活檢受限人群。
2.1.5 在兒童肝臟纖維化診斷中的應用
近幾年來,MRE 在兒童肝臟纖維化檢測中的研究發展迅速。Xanthakos 等[40] 在 35 例慢性肝臟疾病兒童的研究中證實,MRE 在檢測肝臟明顯纖維化時的診斷表現良好,特別是在一些嚴重肥胖的兒童中結果也很穩定。此外,Sugimoto 等[41] 研究了 57 例患有先天性心臟疾病并行 Fontan 治療的兒童,發現治療后的兒童患者肝臟硬度值明顯增高,且中心靜脈壓水平與肝臟硬度值有較強的相關性,進一步提出將 MRE 作為兒童 Fontan 術后肝臟纖維化評估和監測的手段。但也有研究者[42] 提出,由于兒童肝臟硬度平均值低于成人,若采用成人肝臟硬度基準值進行肝臟疾病評估,不易檢出輕度的肝臟病變而出現漏診,因此,還需要更多研究對 MRE 在兒童肝臟疾病中研究應用的爭議進一步探討,為 MRE 在兒童肝臟疾病中的研究應用提供更可靠的依據。
2.2 MRE 應用于非乙醇性脂肪肝臟疾病檢測
2.2.1 MRE 檢測非乙醇性脂肪肝臟疾病
非乙醇性脂肪肝臟疾病是慢性肝臟疾病最常見的病因,近年來其發病率隨著肥胖、糖尿病及代謝綜合征的增加而增長。非乙醇性脂肪肝臟疾病病程一般要經歷單純性脂肪肝、非乙醇性脂肪變性、肝臟纖維化,晚期可能發展為肝臟硬化或肝細胞肝癌[43]。已有多項研究證實了 MRE 在非乙醇性脂肪肝臟疾病患者的肝臟纖維化診斷和分期中的準確性較高,如在 Singh 等[44] 針對非乙醇性脂肪肝臟疾病患者肝臟纖維化定量檢測和分期的一項系統評價中,MRE 診斷輕度(≥ F1)、顯著(≥ F2)、晚期(≥ F3)肝臟纖維化和肝臟硬化(F4)的 AUC 值分別為 0.86、0.87、0.90 和 0.91,提示 MRE 具有較高的診斷價值。此外,Park 等[45]在納入 104 例經肝臟組織活檢確診為非乙醇性脂肪肝臟疾病患者中進行 MRE 和 瞬時彈性成像檢測肝臟纖維化表現的對比研究,研究結果顯示,MRE 檢測各期肝臟纖維化的準確性均高于瞬時彈性成像,差異具有統計學意義,且瞬時彈性成像應用于伴有腹水、肥胖的患者時,其剪切波遇到液體會產生衰減,而 MRE 技術則可以彌補這一不足表現出優勢,同時 MRE 相比瞬時彈性成像圖像視野廣泛,并且能夠實現 3D 技術。Loomba 等[11]則比較了 3D-MRE 與 2D-MRE 技術在檢測非乙醇性脂肪肝臟疾病患者肝臟纖維化中的表現,研究結果表明,在同一頻率下,3D-MRE 的診斷表現稍高于 2D-MRE,其 AUC 值為 0.927 比 0.921,且在不同頻率下的 3D-MRE 檢測表現也存在差異(前面已述),且提出采用 40 Hz 下 3D-MRE 檢測非乙醇性脂肪肝臟疾病患者進展性纖維化的診斷準確性最高,為 3D-MRE 技術用于非乙醇性脂肪肝臟疾病研究提供了理論依據。
2.2.2 MRE 檢測非乙醇性脂肪性肝炎
現有研究[46]報道,約 40% 的非乙醇性脂肪性肝炎患者在 3 年內會進展為肝臟纖維化,患有進展性肝臟纖維化的患者往往結局較差,早期檢測單純性脂肪肝的發生并及時進行干預和治療能夠減少該病的發病率和死亡率。Chen 等[47]研究證實 MRE 在鑒別單純性脂肪肝與非乙醇性脂肪性肝炎的診斷閾值為 2.74 kPa,AUC 值為 0.93,敏感性和特異性分別為 94% 和 73%;同時研究還發現,非乙醇性脂肪性肝炎的嚴重程度與肝臟硬度值呈正相關且獨立于肝臟纖維化的表現,結果提示肝臟硬度值可能用于早期檢測非乙醇性脂肪性肝炎的發生。Yin 等[13]在不同疾病動物模型的多頻率 MRE 研究中也探討了這一結論,不同的是,他們發現肝臟硬度值在單純性脂肪肝和非乙醇性脂肪性肝炎的發生和進展過程中無明顯變化,用于脂肪性變表現的早期檢測無意義,并進一步提出,早期脂肪性變可能不影響甚至降低肝臟硬度值,但研究發現阻尼比隨著非乙醇性脂肪性肝炎的發生明顯增加且與肝臟纖維化的發生和程度相關性不大,結果提示,可以將其作為肝臟纖維化發生前檢測非乙醇性脂肪性肝炎改變的預測性指標。上述研究為我們指出了 MRE 用于非乙醇性脂肪性肝炎早期檢測的應用前景,同時提出多種相關參數的可能性,還需要更多研究和臨床試驗的進一步驗證和推進。
2.3 MRE 應用于肝臟腫瘤的檢測及預后評估
2.3.1 檢測腫瘤良惡性病灶
有病理研究[48]結果證實,肝臟惡性腫瘤組織的硬度值要高于肝臟良性組織及肝臟正常組織。Gordic 等[49]對 52 例經治療后的肝細胞肝癌患者和 11 例未經治療的肝細胞肝癌患者進行 MRE 和增強 MRI 檢查,結果發現,肝臟硬度值與增強指數和硬化分數存在明顯相關性,治療者的肝臟硬度值明顯低于未治療者,差異有統計學意義[(3.9±1.8) kPa 比(6.9±3.4) kPa,P=0.006]。接著 Thompson 等[50]在對 21 例肝細胞肝癌患者的研究中討論了肝臟硬度值與腫瘤病理特征的關系時發現,中、高度分化肝細胞肝癌患者的肝臟硬度值較低分化肝細胞肝癌患者高,差異有統計學意義[(6.5±1.2) kPa 比(4.9±1.2) kPa,P<0.01],同時提出由于其鑒別不同分化程度肝細胞肝癌時的硬度值存在一定程度上的重疊,其用于評估臨床肝細胞肝癌分化程度的應用還有待進一步研究。另外,現有研究[51]提出 DWI 檢測肝臟局部病灶的敏感性很高,其在肝臟局部損傷檢測領域應用前景較好,Hennedige 等[52]比較了 DWI 和 MRE 檢測 80 個惡性肝臟局部病灶(44 個良性病灶作為對照)的表現,提出肝臟硬度值與表觀彌散系數呈明顯負相關(r=–0.54,P<0.000 1),且 MRE 在鑒別良惡性病灶的AUC 值高于 DWI(0.986 比 0.82),研究結論考慮將 MRE 作為一項更為敏感的肝臟良惡性病灶檢測手段在臨床使用,但同時研究中也提到硬度值存在一定程度上重疊的問題。綜上,目前研究學者考慮將腫瘤硬度值作為臨床肝臟良惡性腫瘤鑒別診斷的新指標仍面臨一些挑戰,未來還需要更多的研究完善該結論,以推動 MRE 在鑒別診斷肝臟良惡性腫瘤中的臨床應用。
2.3.2 MRE 評估肝臟儲備能力
已有研究提出 MRE 可用于肝臟儲備能力的評估,如 Jang 等[53]在納入行右肝切除術的 38 例肝細胞肝癌患者的回顧性研究中發現,肝臟硬度值與肝臟再生指數之間存在一定的相關性(r=–0.361,P=0.026),提示肝臟硬度值可用于肝細胞肝癌術后肝臟再生能力的評估;Kim 等[54]采用術前 MRE 評估 107 例肝細胞肝癌患者放療后的肝臟功能退化程度,結果發現,肝臟硬度值與放療后肝臟功能退化發生存在一定的正相關性,其預測診斷肝臟功能退化的 AUC 值為 0.764;在 Li 等[55]對 32 例肝細胞肝癌患者的 MRE 研究中,非腫瘤部分的肝臟實質即反映肝臟儲備實質的硬度值與吲哚菁綠清除試驗 15 min 滯留率(r=0.746,P<0.01)和吲哚菁綠血漿清除率(r=–0.599,P<0.01)指標存在明顯的相關性,其研究結果提示,MRE 在對肝細胞肝癌患者的肝臟功能儲備能力評估表現方面可以與吲哚菁綠試驗相持平,后期我們仍需要進一步研究證實該結果并將其應用于臨床肝臟儲備功能的評估。
2.3.3 評估肝臟腫瘤術后并發癥及預后
MRE 用于肝癌治療后相關并發癥及預后評估的研究已有不少報道,其中肝臟硬度值是目前研究的熱點,如 Abe 等[56]對 175 例行肝臟切除術患者進行的前瞻性研究中提到,肝臟硬度值是肝臟切除術后發生并發癥的獨立預測因素,其預測并發癥發生的 AUC 值為 0.81,敏感性和特異性分別為 64.3% 和 87.8%;Lee 等[57]在研究中同樣證實,肝臟硬度值是肝臟切除術后發生肝臟功能衰竭的預測因素,其肝臟硬度值≥4.02 kPa 是總生存率的唯一影響因素。上述研究結果均表明了 MRE 在肝臟切除術后預測并發癥發生的價值。然而,Kim 等[54]的研究發現,放療后肝細胞肝癌患者的肝臟硬度值增加與肝臟功能退化進展有一定的聯系,但其與腫瘤復發、局部腫瘤進展時間、肝內遠處轉移發生時間等其他預后評估因素未見相關,結果提示,肝臟硬度值在評估肝細胞肝癌放療后進展表現的應用中仍缺乏一定的說服力。眾多研究探索 MRE 在肝臟腫瘤術后并發癥和預后監測方面為研究學者提供了思路,但其研究結論尚需進一步考證和完善,也為后續的研究提供進一步突破的方向。
2.4 MRE 用于各種病因導致肝臟硬化改變的早期檢測
患有縮窄型心包炎的患者會出現心包順應性降低、心室相互依賴、右心衰竭合并肝臟淤血;如果不及時治療,患者可能會出現血清肝酶水平升高、肝臟纖維化和肝臟功能衰竭[58]。Fenstad 等[59] 納入 19 例患者(其中 9 例患有縮窄型心包炎)驗證縮窄型心包炎是否會導致肝臟硬度值的增加,結果發現,肝臟硬度值與縮窄型心包炎的發生存在一定的相關性,縮窄型心包炎組的肝臟硬度值明顯高于非縮窄型心包炎組(4.04 kPa 比 2.46 kPa,P=0.045),研究進一步考慮將 MRE 作為早期檢測縮窄型心包炎患者肝臟硬化改變的又一手段。
Eaton 等[42]在對 226 例原發性硬化性膽管炎患者的回顧性研究中證實 MRE 在檢測肝臟硬化的診斷表現和預測肝臟代謝失常(腹水、門靜脈高壓和肝性腦病)終點的能力,結果表明,肝臟硬度值檢測肝臟硬化的敏感性高于肝臟組織活檢,且其與肝臟代謝失常的發生有一定的聯系,研究考慮將肝臟硬度值作為檢測原發性硬化性膽管炎患者肝臟硬化改變和肝臟代謝失常的預測性指標。
3 MRE 在臨床應用的問題
雖然 MRE 作為一項無創性檢查在慢性肝臟疾病的相關應用中獨具優勢,但其在應用過程中仍存在一些不足:① 肝臟硬度值的評估存在一些潛在的混淆因素,包括技術、儀器、個體、病因等多個方面,如合并有炎癥、肝臟疾病急性活動、門靜脈高壓、急性膽管損傷等病因時會導致肝臟硬度評估值過高而引起誤差;肝臟硬度值的測量結果存在偏倚,必要時還需結合病理活檢結果,這在一定程度上限制了 MRE 的應用。② 鐵含量過高會導致肝臟磁共振信號過低而致測量失敗,現已有了研究采用新序列積極解決此問題,以期彌補傳統序列應用的不足。③ 慢性肝臟疾病由于病因不同而在纖維化的表現上也各具特征,MRE 局限于對肝臟彈性值的測量,對原發病因不能一次性診斷,仍需要依賴于其他檢查進一步確定,一定程度上增加檢查的步驟。④ 目前各研究采用的測量參數不統一,限制了不同技術、不同設備間的比較和技術規范,同時給診斷閾值的確定帶來一定難度。⑤ 圖像分析和處理過程中 ROI 選擇的位置、大小或者手工勾畫存在一定誤差,且不同研究之間的 ROI 測量方式尚未統一和規范。
4 小結
MRE 是目前唯一依賴形態學改變達到檢測目的的一種磁共振檢查技術,為臨床提供了一種準確、高效的非侵襲性影像評估手段,也正在經歷不斷地修正和發展。目前,有大量臨床研究已將 MRE 應用于肝臟疾病的檢查,相較于其他彈性成像技術它表現出獨特的優勢,如圖像視野范圍廣,能夠做到對全肝進行檢測且不受年齡、性別、BMI、對比劑等因素的限制,診斷敏感性較高,可以提供更可靠的硬度評估,信息技術成功率高等;但同時 MRE 研究的開展也存在一些問題,有待于未來更多研究團隊對其進行研究,明確其技術缺陷,擴大研究范圍,提升設備和技術,在技術可行性和適用性方面實現新的突破,最終實現 MRE 在臨床工作中的廣泛應用。