引用本文: 路濤, 宋彬, 蒲紅, 印隆林. 功能 MR 成像在 DCD 供肝熱缺血再灌注損傷評估中的應用. 中國普外基礎與臨床雜志, 2019, 26(3): 351-357. doi: 10.7507/1007-9424.201812022 復制
肝移植作為終末期肝臟疾病唯一有效的治療手段[1],其治療價值已得到肯定。近年來,我國肝移植迅速發展,已成為世界第二移植大國。但每年需要接受肝移植治療的患者數量不斷增加,供肝數量難以滿足需求,因而心臟死亡器官捐獻(donation after cardiac death,DCD)供肝將成為拓展供器官來源的重要途徑。而 DCD 供肝很可能出現熱缺血再灌注損傷,從而影響其利用效果。DCD 供肝的缺血再灌注損傷是指從供肝獲取(熱缺血)、冷保存(冷缺血)到植入受體恢復血流(再灌注)后發生的肝臟損傷,其中熱缺血時間的長短及程度輕重將造成隨后冷保存及再灌注損傷。熱缺血時間定義為心臟停搏至低溫灌注開始前的跨度,目前國際上公認的肝臟熱缺血時限≤30 min。由于 DCD 供體在心臟停搏過程中不可避免會發生一系列不良事件,如血壓下降、微循環灌注不良、休克、缺血、缺氧等,因而患者術后膽管并發癥、肝動脈狹窄、移植物功能障礙和原發無功能的發病率也相應較高[2-4],尤其缺血性膽管炎的發生率顯著增加,造成患者預后不良。因此,對肝臟熱缺血再灌注損傷進行準確評估就顯得至關重要。盡管肝臟活檢是評價肝臟損傷的金標準,但其為有創性檢查且存在取樣誤差等缺點,在臨床實際應用中難以作為常規及動態監測的方法。磁共振成像(MRI)檢查無創、無輻射、軟組織分辨率高,在肝臟疾病中廣泛應用;且能進行功能成像,能夠在活體對器官的病理生理功能進行評價,在臨床上已有廣泛的應用,因此利用功能 MRI 評價肝臟熱缺血再灌注損傷具有可行性及明顯優勢。目前應用于肝臟熱缺血再灌注損傷評價的功能 MR 成像技術主要包括擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)、體素內不相干運動(intravoxel incoherent motion,IVIM)、擴散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)、血氧氣水平依賴性(blood oxygen level dependent,BOLD)MRI、MRI 特異性對比劑增強檢查、T2 mapping 等,現將其目前的研究現狀綜述如下。
1 DWI
DWI 主要是采集不同擴散敏感系數(b 值)的圖像,通過測量水分子擴散速度和表觀擴散系數(apparent dispersion coefficient,ADC),能夠無創地評價活體組織中細胞外間隙水分子的隨機布朗運動,獲得不同像素的 ADC 值從而形成 ADC 圖。ADC 值越低,提示組織內水分子擴散運動幅度降低,組織內水分子擴散運動受限。因此通過測量 ADC 值,可反映生理病理情況下組織內水分子運動的改變,從而間接反映疾病的發生和發展,并對疾病的不同發展程度進行定量評估。
DWI 最常用于評價急性腦梗塞,在梗塞發生的初期,由于細胞水腫,細胞外間隙變小,ADC 值降低。目前 DWI 已廣泛用于全身各器官的評價中,其在腹部器官中也有成熟的應用。
Liu 等[5]采用 DWI 對熱缺血 2 h 再灌注 3 h 的豬肝臟進行評價,結果顯示,在熱缺血 30 min 內,發生熱缺血損傷肝臟的 ADC 值(0.75×10–3 mm2/s)明顯低于正常肝臟的 ADC 值(1.07×10–3 mm2/s),且其門冬氨酸氨基轉移酶(AST)明顯升高,組織學檢查也證實發生了嚴重的肝臟損傷;而沒有發生熱缺血損傷的肝臟 ADC 值則保持穩定,與腦缺血表現類似。結果提示,在活體肝臟發生熱缺血損傷時 ADC 值下降。Guo 等[6]應用 3T MRI 多 b 值(50、100、200、300、500 及 600 s/mm2)DWI 評價兔肝臟左葉熱缺血 60 min 后不同再灌注時間(0.5、2、6、12、24 或 48 h)的 ADC 值變化,結果顯示,在缺血再灌注損傷早期階段(0.5 h)總體 ADC 值明顯降低,在 2 h 時明顯升高,再灌注后 6~48 h(除了在 24 h 時有一過性降低外)則緩慢上升,結果提示,DWI 可用于動態監測兔肝臟熱缺血再灌注損傷的病理過程;且低 b 值(<300 s/mm2)時,在缺血再灌注損傷 0.5 h 時的 ADC 值與對照組比較明顯降低(P<0.05);當 b 值為 50 和 100 s/mm2 時,在缺血再灌注損傷 6 h 時的 ADC 值與對照組比較 ADC 值明顯降低(P<0.05);當 b 值為 50、100、200、300 s/mm2 時,在缺血再灌注損傷 24 h 時的 ADC 值與對照組比較明顯降低(P<0.05);當 b 值為 500 和 600 s/mm2 時,在缺血再灌注損傷 48 h 時的 ADC 值與對照組比較明顯增高(P<0.01),結果提示,測量的代表灌注敏感性的 ADC 值可以反映微血管的功能紊亂。
DWI 作為應用最廣泛的 MR 功能成像,首先用在了肝臟缺血再灌注損傷的研究中,現階段的動物研究結果顯示其在缺血再灌注損傷中 ADC 值降低,反映出組織中水分子運動受限,為今后活體研究提供了研究基礎。
2 IVIM 和 DTI
2.1 IVIM MRI
IVIM MRI 是基于 DWI 的一種新技術成像方式。傳統的 DWI 技術是采用單指數模型擬合、通過測量 ADC 值來間接反映組織水分子擴散特點,其在很大程度上受所選擇的 b 值的影響;而 IVIM 為雙指數模型,采用多 b 值 DWI 技術分析信號衰減,可以區分微循環灌注和單純的水分子擴散,且不受 b 值選取的影響,可以更準確、更真實地反映組織水分子擴散及灌注兩種不同狀態的情況。通過 IVIM MRI,可得到灌注分數(f 值)、偽擴散系數(D*值)及擴散系數(D 值)這 3 種參數,它們分別代表體素內毛細血管容積占整個組織容積的比值、毛細血管網的微循環灌注相關情況及反映真實的組織中水分子擴散的狀態[7]。f 值的大小與組織的生理病理狀態密切相關,血管外水分子占體素內總水分子的容積百分數為“1-f”,這部分水分子的運動為真正的擴散運動,其評價參數用“D”值表示;而毛細血管內的微循環灌注被認為是一種假性擴散運動,其評價參數用“D*”值表示。IVIM 檢查可將水分子灌注和擴散兩種效應區分開的原理在于,在相同時間內,血流灌注中水分子的運動距離較擴散運動中水分子的運動距離長,使得由灌注效應引起的 MRI 信號衰減作用較擴散運動大一個數量級左右,因此,應用 IVIM 檢查可以發現二者的差異[8-9]。
Ye 等[10]用 1.5T MRI IVIM(12 個 b 值:0、10、20、30、40、50、75、100、150、300、500 及 800 s/mm2)評價兔肝臟缺血 1 h 再灌注后 1 h、4 h、12 h 細胞損傷和微循環改變情況,結果發現,缺血再灌注損傷 1 h 時,其 D 值和 ADC 值明顯降低而 f 值無明顯改變;同時發現 f 值、ADC 值與組織學評分明顯相關,D 值和 ADC 值與血清 AST/丙氨酸轉氨酶(ALT)也明顯相關。因此 IVIM 可以用于定量評價肝臟缺血再灌注損傷的動物模型,其 D 值和 ADC 值能敏感地早期發現細胞損傷,灌注分數 f 值、ADC 值與微循環改變和組織學評分明顯相關,組織學主要反映的就是微循環改變。Ji 等[11]應用 3T MRI 評價兔肝熱缺血 30 min 再灌注 6 h 的 IVIM 表現,IVIM 采用 11 個 b 值(0、20、40、60、80、100、150、200、400、600、800 s/mm 2),結果發現,熱缺血再灌注組 f 值、D 值、D*值和平均擴散系數值均較對照組降低,所有功能 MRI 指標均與生化指標、部分組織病理學參數明顯相關,組織病理學結果顯示對照組兔肝臟形態和結構均正常,而熱缺血再灌注組兔肝臟則呈現出肝細胞彌漫水腫、中央靜脈和肝竇淤血以及炎細胞浸潤,提示 IVIM 可以用來評價兔肝臟熱缺血再灌注損傷的微環境變化。Cheung 等[12]應用 7T MRI 評價大鼠肝臟熱缺血 30 min 再灌注 2 h、24 h 的 IVIM 表現,IVIM 采用 7 個 b 值(0、200、400、800、1 200、1 600 和 2 000 s/mm2),結果發現,再灌注 2 h 組平均擴散系數值明顯低于正常組和再灌注 24 h 組,其 D、D*和 f 值在再灌注 2 h 時均有明顯的一過性減低,肝臟組織學檢查顯示缺血再灌注損傷后 3 h 時多灶性細胞水腫、24 h 時細胞壞死和凋亡,同時發現了缺血再灌注損傷 3 h 和 24 h 時的肝竇狹窄和紅細胞淤血。結果提示,IVIM 可以通過其參數值(特別是平均擴散系數值)的一過性變化評價肝臟熱缺血再灌注損傷時肝臟的病理改變情況。
IVIM 也是近年來研究較多的新技術之一,是 DWI 的延續和發展,因其可以分微循環灌注和單純的水分子擴散,更準確地反映組織水分子擴散及灌注情況,因此越來越多地被引入在肝臟熱缺血再灌注損傷的評價中,目前的研究證實 IVIM 相關評價參數可以反映動物模型肝臟熱缺血再灌注損傷時的組織病理學改變,為在活體上進行 IVIM 功能成像提供了前期實驗基礎。
2.2 DTI
DTI 也是一種在 DWI 基礎上更新的功能 MRI,其以組織中水分子擴散各向異性為基礎,既能測量組織的擴散量,又能評價組織內水分子的各向異性。DTI 至少需要采用 6 個或更多的梯度場方向,獲得不同方向上的擴散程度,以反映生物組織微觀結構特征[13-14]。DTI 的主要參數為 ADC 和各向異性分數(fractional anisotropy,FA),其中 FA 反映水分子運動的方向性,運動的方向越一致,其值越大。FA 值大小與擴散方向的各向異性程度呈正相關(FA 值為 0~1),FA 值趨于 0 表示擴散趨于各向同性,趨于 1 則表示擴散趨于各向異性。當組織發生病變時,其內部結構、細胞密度或細胞內核/漿比例可能發生改變,相應的水分子的擴散運動程度及方向也會發生變化,因此,可利用 DTI 測量組織的水分子擴散運動,進而發現病變組織并做功能學評價。
DTI 最早應用于中樞神經系統,現已用于肝臟、前列腺、子宮等腹部臟器中。水分子擴散主軸方向由肝臟中細胞外間隙空間大小或纖維走行的方向決定。DTI 成像能夠用于診斷肝纖維化及肝臟局灶性病變的原因之一就在于,當肝臟病變影響到細胞外間隙容積或膠原纖維的數量和排列方向時,FA 值就會發生改變,通過測量 FA 值就能實現對肝臟病變進行評價[15]。
Ji 等[11]應用 3T MRI 評價兔肝熱缺血 30 min 再灌注 6 h 的 DTI,DTI 采用 2 個 b 值(0 和 500 s/mm2)和 12 個彌散方向,結果發現,熱缺血再灌注組與對照組 FA 值沒有差異,但 FA 值與生化指標、部分組織病理學參數明顯相關,組織病理學顯示對照組兔肝形態、結構均正常,而熱缺血再灌注組兔肝臟則呈現出肝細胞彌漫水腫、中央靜脈和肝竇淤血以及炎細胞浸潤,提示 DTI 可以用來評價兔肝臟熱缺血再灌注損傷的微環境變化。Cheung 等[12]應用 7T MRI 評價大鼠肝臟熱缺血 30 min 再灌注 2 h、24 h 時的 DTI 表現,DTI b 值為 1 000 s/mm2和 6 個梯度場方向,發現再灌注 2 h 組平均擴散系數值明顯低于正常組和再灌注 24 h 組,而 FA 值顯著高于正常組和再灌注 24 h 組。結果提示,DTI 可以通過其參數值特別是平均擴散系數值和 FA 值的一過性變化評價肝臟熱缺血再灌注損傷的病理改變。國內郭成偉等[16]用 DTI 評價兔急性肝臟缺血再灌注損傷,結果顯示,平均擴散系數在缺血再灌注 1 h 組顯著下降、在 2 h 組顯著升高,且在低 b 值(≤300 s/mm2)時與對照組間比較差異存在統計學意義;FA 值在 1 h 組顯著升高,同時在 2 h 組顯著減低,與對照組比較差異均存在統計學意義,雖 FA 在 6 h 組減低,但與對照間比較差異無統計學意義,認為采用較小的 b 值(≤300 s/mm2),平均擴散系數能夠準確反映急性肝臟缺血再灌注損傷早期肝竇淤血、微循環障礙等病理過程,而 FA 則反映肝臟缺血再灌注后組織微細空間結構改變等病理過程。
肝臟缺血再灌注損傷的病理機制是肝組織發生缺血、缺氧,在恢復血供后發生肝細胞內外的水腫、細胞膜的通透性增加、微循環障礙,以致不可避免的肝細胞壞死等。由于肝細胞彌漫性水腫會導致水分子運動能力降低(平均擴散系數下降)、肝竇或細胞外間隙水分子方向性增高(FA 上升),而隨著肝臟損傷的加重,肝細胞溶解壞死的加劇,必然出現與病理過程相對應的參數變化。所以,平均擴散系數或 FA 參數能夠為臨床在早期發現肝臟缺血再灌注損傷及病程監測提供了一種新的研究方法。
3 BOLD MRI
組織中血氧含量取決于組織的灌注供氧量與代謝耗氧量的相對變化,其可以反映組織的血流動力學、結構及功能變化,BOLD MRI 是利用內源性血紅蛋白作為對比劑,通過組織脫氧血紅蛋白含量測定組織中的血氧含量,在腫瘤的診斷、臨床分期及療效評價方面有一定價值。
當局部血流量及氧合血紅蛋白(HbO2)含量相對增加時,具有順磁性的脫氧血紅蛋白縮短 T2*的作用減弱,HbO2 不會影響弛豫過程及磁共振信號,但 T2*值相對延長;反之,當脫氧血紅蛋白增加時可使 T2*值縮短。由于橫向弛豫率 R2*(R2*=1/T2*)與組織脫氧血紅蛋白濃度直接相關,R2*較高代表組織氧含量較低,R2*較低代表組織氧含量較高,因此多采用 R2*及 ΔR2*(R2*的變化百分率)作為評價指標[17-19]。
Ji 等[11]應用 3T MRI 評價兔肝熱缺血 30 min 再灌注 6 h 的 BOLD 表現,實驗采用了 9 個不同的回波時間(TE),從 2.57 到 24.25 ms,結果發現,實驗組 R2*值為(119.34±7.53)/s,對照組則為(88.89±12.77)/s,實驗組較對照組升高(36.38±18.31)%,且 R2*值與生化指標、組織病理指標具有較好的相關性;實驗組 ALT、AST、乳酸脫氫酶、丙二醛和髓過氧化物酶較對照組明顯升高(P<0.01),而實驗組超氧化物歧化酶較對照組明顯降低(P<0.001);HE 染色結果顯示,對照組肝小葉的結構、形態均正常,沒有發現肝細胞水腫、肝竇擴張和炎細胞浸潤,而實驗組的兔肝出現了肝細胞水腫、炎細胞浸潤、中央靜脈和肝竇的淤血以及輕度的纖維組織增生,BOLD 憑借其監測組織氧合狀態和血液灌注情況的優勢,可用于評價兔肝熱缺血再灌注損傷的微環境變化。
可見,BOLD MRI 可以測定組織中的血氧含量,間接反映組織的血流動力學、結構及功能變化,在腦功能成像的研究中應用較多,在腹部臟器中應用較少。目前的動物實驗相關研究較少,但上述 BOLD 評價肝臟缺血再灌注損傷的研究也發現其功能參數可以反映肝組織氧合狀態和血流灌注情況,今后將有更多的研究將其用于腹部臟器的功能評價中。
4 MRI 特異性對比劑增強檢查
肝膽 MRI 特異性對比劑是一類順磁性金屬螯合物,其以肝細胞為靶細胞,經肝細胞特異性攝取并在肝細胞內滯留一段時間后再通過膽汁排泄,這種對比劑的分子可與血漿蛋白發生可逆性結合,通過肝細胞膜上的有機陰離子轉運系統轉運,從而被肝細胞特異性攝取和排泄入膽汁,其機制與膽紅素排泄相似。早在 1999 年,Shimizu 等[20]就嘗試用特異性對比劑釓塞酸二鈉(Gd-EOB-DTPA)評價肝臟功能,此后用特異性對比劑評價肝臟功能變化取得了大量成果,也為臨床診斷和治療提供了更多有用的信息。肝臟最常用的 T1 加權動態對比增強 MRI(dynamic contrast enhancement MRI,DCE-MRI),旨在定量測量間質和血管內血容量、血流量和血管通透性,其采用快速掃描序列,在對比劑首次通過被檢組織前后進行連續多層面多次成像,獲得一系列動態圖像,通過分析對比劑首次通過受檢組織時信號強度隨時間的變化,得到時間-信號強度曲線(time-intensity curve,TIC),根據 TIC 得到曲線斜率、血容量、血流量、平均通過時間等參數,這些參數可以半定量地反映腫瘤血流灌注情況。DCE-MRI 還能根據藥物動力學模型理論得到容量轉運常數(Ktrans)、血管外細胞外容積分數(Ve)和速率常數(kep)參數,這 3 個參數在評價腫瘤微循環方面具有獨特的優勢,它們之間的關系為 kep=Ktrans/Ve,這些參數能夠直接反映腫瘤灌注、血管通透性,定量分析腫瘤微血管生成狀態,提高 DCE-MRI 穩定性和可靠性。通過 DCE-MRI 技術,相對強化指數(relative contrast enhancement index,RCEI)、Ktrans 和 Kep 也可用來定量評估肝組織的微循環狀態[21-22]。
Lu 等[23]采用 Gd-EOB-DTPA 增強的定量參數 RCEI、Ktrans 和 Kep 評價大鼠肝缺血再灌注(0、30 和 60 min 時)損傷情況,發現 Ktrans 在 30 min 缺血再灌注損傷時明顯下降,且隨著缺血再灌注時間增加出現明顯降低;而 Kep 在 30 min 和 60 min 缺血再灌注損傷時則無明顯變化,RCEI 在 30 min 缺血再灌注損傷時明顯升高;隨著缺血再灌注時間的延長,血清 ALT、AST 和凝血酶原時間逐漸升高,組織學檢查顯示,Ki-67 蛋白表達在缺血再灌注損傷 30 min 時明顯較高,而在 60 min 后迅速降低。結果提示,Ktrans 可以用來評價早期缺血損傷,但不能反映肝臟損傷的嚴重程度,RCEI 則與肝臟功能指標明顯相關,較短的缺血再灌注時間(30 min)也許對部分肝切除術肝臟的再生更有利。Getzin 等[24]同樣采用 Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 定量評價大鼠肝臟缺血再灌注損傷(分別為 35、45、60 和 90 min)情況,測量總肝體積、有功能的強化肝臟體積、受損的不強化肝臟體積并計算相應的百分比,結果發現,有功能的強化肝臟體積占總肝體積百分比在 35 min 時為(89.3±4.1)%、45 min 時為(87.9±3.3)%、60 min 時為(68±10.5)%、90 min 時為(55.9±11.5)%,其隨著缺血時間延長明顯降低;受損的不強化肝臟體積所占百分比與肝組織損傷組織學定量指標明顯相關,也與血清肝細胞酶的升高明顯相關;后續的 MRI 檢查發現,有功能的強化肝臟體積所占總肝體積百分比在第 1 天為(71.5±8.7)%,在第 7 天時為(84±2.1)%,明顯升高,相應的組織學檢查也顯示第 7 天時肝臟損傷減輕。結果提示,采用 Gd-EOB-DTPA 檢查,隨著缺血時間延長,肝臟損傷加重,不強化、受損的肝實質所占百分比增加,而較短的缺血時間(35 和 45 min)內僅導致小范圍、局灶性組織損傷,有功能的肝實質所占百分比輕度降低,相應的組織學檢查也顯示,不強化的肝實質百分比增加導致肝細胞葡萄糖含量降低,因此 Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 檢查可以用來無創、定量評價大鼠肝實質缺血再灌注損傷,并且與評價肝臟損傷的生化指標、組織學指標相關性較好,7 d 后的 MRI 顯示肝實質在缺血再灌注損傷 7 d 后開始修復。
肝膽特異性對比劑增強研究一直是近年來研究的熱點之一,由于其可以無創地反映器官灌注情況,在腹部臟器中應用較多。特異性對比劑結合藥物動力學模型,可以用于定量評價肝組織的微循環狀態;第二,特異性對比劑由于可以被肝細胞特異性攝取,故可對肝臟功能進行研究,定量評價肝實質缺血再灌注損傷。特異性對比劑在動物模型中已經獲得了一定的研究數據,將在活體中聯合灌注參數和肝功能參數為進一步研究提供更多的數據。
5 T2 mapping
T2 mapping 可以在不使用造影劑的情況下評價組織中的水含量,水含量多時,T2 弛豫時間延長,其可以作為評價組織水腫的指標[25-26]。局部心肌的 T2 時間也被認為是心肌梗死后監測新功能復原的有效指標[27]。一種使用最簡單、最廣泛的 T2 mapping 序列是單回波自旋回波序列,這種技術可以在不同時間獲得多幅圖像形成簡單的 T2 衰減曲線;另一種可以顯著加快體內 T2 mapping 成像的序列是多回波自旋回波序列,該序列在單個重復時間內采用一系列層面選擇的 180° 脈沖以不同的回波時間獲得成像數據,約在 10 min 內可以完成。
T2 mapping 主要是用于心肌水腫的定量評價,用于其他臟器的研究非常少。T2 mapping 在心血管 MRI 中可以在缺血心肌損傷早期或急性心肌炎時進行定位和定量評價心肌水腫,界定心肌梗死危險區域,監測再灌注出血[28-30];也可以用來有效定量評價腎臟缺血再灌注損傷時急性腎損傷[31]和大鼠腎移植中急性移植物排斥反應[32];也有研究者將其用于肝臟缺血再灌注損傷的評價中,如 Hueper 等[33]利用 7T 磁共振 T2 mapping 評價大鼠肝臟缺血再灌注損傷,結果顯示,在 60 min 和 90 min 缺血再灌注損傷時,組織明顯水腫,平均 T2 時間延長,在 60 min 時為(41.8±1.5)ms、在 90 min 時為(43.2±2.4)ms,肝組織水腫百分比在 45 min 時為(23.3±7.6)%、在 60 min 時為(39.7±3.6)%、在 90 min 時為(51.3±4.5)%,均明顯高于對照組;平均 T2 時間和肝組織水腫百分比與肝細胞酶升高、組織學肝損傷程度、中性粒細胞浸潤程度均明顯相關,受試者操作特征曲線分析采用平均 T2 時間和肝組織水腫百分比診斷組織學肝臟損傷的敏感性分別為 79% 和 79%、特異性分別為 95% 和 100%;對缺血再灌注損傷 60 min 組的動物模型進一步研究顯示,平均 T2 時間和肝組織水腫百分比從第 1 天至第 7 天逐漸降低,組織學上反映了相應的肝組織水腫和肝細胞損傷的減輕、中性粒細胞浸潤減少。結果提示,T2 mapping 也可以定量評價大鼠肝損傷情況,反映肝臟損傷程度,也可以用于肝臟損傷的隨訪評價。
相關的 MRI 指標可以為進一步評價大鼠缺血再灌注損傷模型中組織再生提供有效指標,今后可將其與其他技術如 DWI 聯合應用于肝臟損傷的評價中,T2 mapping 有望在臨床應用中用于缺血再灌注損傷疾病進展監測、提供治療決策及評價治療效果中,但此技術在肝臟應用尚不成熟,需要進一步在動物模型中進行驗證。
6 MR 功能成像應用于 DCD 供肝熱缺血再灌注損傷的意義及展望
DCD 的開展是擴大我國供體來源的有效途徑,而肝臟熱缺血再灌注損傷直接影響 DCD 供肝的活力及移植后肝功能的恢復。心臟停跳時,供肝的血流被完全阻斷,肝臟發生嚴重的缺血缺氧、氧化/抗氧化失衡和過度的炎癥反應,從而導致肝臟微循環障礙和組織損傷。缺血再灌注損傷可導致肝臟組織代謝損傷、肝臟功能障礙、甚至肝臟功能衰竭等,影響手術成功率、患者存活率及預后,因此準確評價肝臟缺血再灌注損傷時組織學改變和損傷對治療方案的制定至關重要[34]。
MR 功能成像可以客觀、定量評價肝臟缺血再灌注損傷情況,反映缺血再灌注損傷時的組織學改變,能夠為早期診斷、預后評估、藥物干預療效觀察等提供相關信息。雖然目前對 MR 功能成像的研究僅局限于動物模型中,尚未在活體進行相關研究,但相信隨著 DCD 的廣泛開展,功能 MRI 具有的無創、安全特點,使其在臨床 DCD 供肝評價中發揮重要作用;第二,MR 多種功能成像聯合應用,將多種功能學定量參數用于肝臟組織損傷情況評估,將能更全面地反映肝臟損傷時組織病理學改變,為我們更深入了解肝臟缺血再灌注損傷的機制、制定更為合理的治療方案、準確預后評價及長期隨訪提供更可靠的依據[35]。
肝移植作為終末期肝臟疾病唯一有效的治療手段[1],其治療價值已得到肯定。近年來,我國肝移植迅速發展,已成為世界第二移植大國。但每年需要接受肝移植治療的患者數量不斷增加,供肝數量難以滿足需求,因而心臟死亡器官捐獻(donation after cardiac death,DCD)供肝將成為拓展供器官來源的重要途徑。而 DCD 供肝很可能出現熱缺血再灌注損傷,從而影響其利用效果。DCD 供肝的缺血再灌注損傷是指從供肝獲取(熱缺血)、冷保存(冷缺血)到植入受體恢復血流(再灌注)后發生的肝臟損傷,其中熱缺血時間的長短及程度輕重將造成隨后冷保存及再灌注損傷。熱缺血時間定義為心臟停搏至低溫灌注開始前的跨度,目前國際上公認的肝臟熱缺血時限≤30 min。由于 DCD 供體在心臟停搏過程中不可避免會發生一系列不良事件,如血壓下降、微循環灌注不良、休克、缺血、缺氧等,因而患者術后膽管并發癥、肝動脈狹窄、移植物功能障礙和原發無功能的發病率也相應較高[2-4],尤其缺血性膽管炎的發生率顯著增加,造成患者預后不良。因此,對肝臟熱缺血再灌注損傷進行準確評估就顯得至關重要。盡管肝臟活檢是評價肝臟損傷的金標準,但其為有創性檢查且存在取樣誤差等缺點,在臨床實際應用中難以作為常規及動態監測的方法。磁共振成像(MRI)檢查無創、無輻射、軟組織分辨率高,在肝臟疾病中廣泛應用;且能進行功能成像,能夠在活體對器官的病理生理功能進行評價,在臨床上已有廣泛的應用,因此利用功能 MRI 評價肝臟熱缺血再灌注損傷具有可行性及明顯優勢。目前應用于肝臟熱缺血再灌注損傷評價的功能 MR 成像技術主要包括擴散加權成像(diffusion weighted imaging,DWI)、體素內不相干運動(intravoxel incoherent motion,IVIM)、擴散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)、血氧氣水平依賴性(blood oxygen level dependent,BOLD)MRI、MRI 特異性對比劑增強檢查、T2 mapping 等,現將其目前的研究現狀綜述如下。
1 DWI
DWI 主要是采集不同擴散敏感系數(b 值)的圖像,通過測量水分子擴散速度和表觀擴散系數(apparent dispersion coefficient,ADC),能夠無創地評價活體組織中細胞外間隙水分子的隨機布朗運動,獲得不同像素的 ADC 值從而形成 ADC 圖。ADC 值越低,提示組織內水分子擴散運動幅度降低,組織內水分子擴散運動受限。因此通過測量 ADC 值,可反映生理病理情況下組織內水分子運動的改變,從而間接反映疾病的發生和發展,并對疾病的不同發展程度進行定量評估。
DWI 最常用于評價急性腦梗塞,在梗塞發生的初期,由于細胞水腫,細胞外間隙變小,ADC 值降低。目前 DWI 已廣泛用于全身各器官的評價中,其在腹部器官中也有成熟的應用。
Liu 等[5]采用 DWI 對熱缺血 2 h 再灌注 3 h 的豬肝臟進行評價,結果顯示,在熱缺血 30 min 內,發生熱缺血損傷肝臟的 ADC 值(0.75×10–3 mm2/s)明顯低于正常肝臟的 ADC 值(1.07×10–3 mm2/s),且其門冬氨酸氨基轉移酶(AST)明顯升高,組織學檢查也證實發生了嚴重的肝臟損傷;而沒有發生熱缺血損傷的肝臟 ADC 值則保持穩定,與腦缺血表現類似。結果提示,在活體肝臟發生熱缺血損傷時 ADC 值下降。Guo 等[6]應用 3T MRI 多 b 值(50、100、200、300、500 及 600 s/mm2)DWI 評價兔肝臟左葉熱缺血 60 min 后不同再灌注時間(0.5、2、6、12、24 或 48 h)的 ADC 值變化,結果顯示,在缺血再灌注損傷早期階段(0.5 h)總體 ADC 值明顯降低,在 2 h 時明顯升高,再灌注后 6~48 h(除了在 24 h 時有一過性降低外)則緩慢上升,結果提示,DWI 可用于動態監測兔肝臟熱缺血再灌注損傷的病理過程;且低 b 值(<300 s/mm2)時,在缺血再灌注損傷 0.5 h 時的 ADC 值與對照組比較明顯降低(P<0.05);當 b 值為 50 和 100 s/mm2 時,在缺血再灌注損傷 6 h 時的 ADC 值與對照組比較 ADC 值明顯降低(P<0.05);當 b 值為 50、100、200、300 s/mm2 時,在缺血再灌注損傷 24 h 時的 ADC 值與對照組比較明顯降低(P<0.05);當 b 值為 500 和 600 s/mm2 時,在缺血再灌注損傷 48 h 時的 ADC 值與對照組比較明顯增高(P<0.01),結果提示,測量的代表灌注敏感性的 ADC 值可以反映微血管的功能紊亂。
DWI 作為應用最廣泛的 MR 功能成像,首先用在了肝臟缺血再灌注損傷的研究中,現階段的動物研究結果顯示其在缺血再灌注損傷中 ADC 值降低,反映出組織中水分子運動受限,為今后活體研究提供了研究基礎。
2 IVIM 和 DTI
2.1 IVIM MRI
IVIM MRI 是基于 DWI 的一種新技術成像方式。傳統的 DWI 技術是采用單指數模型擬合、通過測量 ADC 值來間接反映組織水分子擴散特點,其在很大程度上受所選擇的 b 值的影響;而 IVIM 為雙指數模型,采用多 b 值 DWI 技術分析信號衰減,可以區分微循環灌注和單純的水分子擴散,且不受 b 值選取的影響,可以更準確、更真實地反映組織水分子擴散及灌注兩種不同狀態的情況。通過 IVIM MRI,可得到灌注分數(f 值)、偽擴散系數(D*值)及擴散系數(D 值)這 3 種參數,它們分別代表體素內毛細血管容積占整個組織容積的比值、毛細血管網的微循環灌注相關情況及反映真實的組織中水分子擴散的狀態[7]。f 值的大小與組織的生理病理狀態密切相關,血管外水分子占體素內總水分子的容積百分數為“1-f”,這部分水分子的運動為真正的擴散運動,其評價參數用“D”值表示;而毛細血管內的微循環灌注被認為是一種假性擴散運動,其評價參數用“D*”值表示。IVIM 檢查可將水分子灌注和擴散兩種效應區分開的原理在于,在相同時間內,血流灌注中水分子的運動距離較擴散運動中水分子的運動距離長,使得由灌注效應引起的 MRI 信號衰減作用較擴散運動大一個數量級左右,因此,應用 IVIM 檢查可以發現二者的差異[8-9]。
Ye 等[10]用 1.5T MRI IVIM(12 個 b 值:0、10、20、30、40、50、75、100、150、300、500 及 800 s/mm2)評價兔肝臟缺血 1 h 再灌注后 1 h、4 h、12 h 細胞損傷和微循環改變情況,結果發現,缺血再灌注損傷 1 h 時,其 D 值和 ADC 值明顯降低而 f 值無明顯改變;同時發現 f 值、ADC 值與組織學評分明顯相關,D 值和 ADC 值與血清 AST/丙氨酸轉氨酶(ALT)也明顯相關。因此 IVIM 可以用于定量評價肝臟缺血再灌注損傷的動物模型,其 D 值和 ADC 值能敏感地早期發現細胞損傷,灌注分數 f 值、ADC 值與微循環改變和組織學評分明顯相關,組織學主要反映的就是微循環改變。Ji 等[11]應用 3T MRI 評價兔肝熱缺血 30 min 再灌注 6 h 的 IVIM 表現,IVIM 采用 11 個 b 值(0、20、40、60、80、100、150、200、400、600、800 s/mm 2),結果發現,熱缺血再灌注組 f 值、D 值、D*值和平均擴散系數值均較對照組降低,所有功能 MRI 指標均與生化指標、部分組織病理學參數明顯相關,組織病理學結果顯示對照組兔肝臟形態和結構均正常,而熱缺血再灌注組兔肝臟則呈現出肝細胞彌漫水腫、中央靜脈和肝竇淤血以及炎細胞浸潤,提示 IVIM 可以用來評價兔肝臟熱缺血再灌注損傷的微環境變化。Cheung 等[12]應用 7T MRI 評價大鼠肝臟熱缺血 30 min 再灌注 2 h、24 h 的 IVIM 表現,IVIM 采用 7 個 b 值(0、200、400、800、1 200、1 600 和 2 000 s/mm2),結果發現,再灌注 2 h 組平均擴散系數值明顯低于正常組和再灌注 24 h 組,其 D、D*和 f 值在再灌注 2 h 時均有明顯的一過性減低,肝臟組織學檢查顯示缺血再灌注損傷后 3 h 時多灶性細胞水腫、24 h 時細胞壞死和凋亡,同時發現了缺血再灌注損傷 3 h 和 24 h 時的肝竇狹窄和紅細胞淤血。結果提示,IVIM 可以通過其參數值(特別是平均擴散系數值)的一過性變化評價肝臟熱缺血再灌注損傷時肝臟的病理改變情況。
IVIM 也是近年來研究較多的新技術之一,是 DWI 的延續和發展,因其可以分微循環灌注和單純的水分子擴散,更準確地反映組織水分子擴散及灌注情況,因此越來越多地被引入在肝臟熱缺血再灌注損傷的評價中,目前的研究證實 IVIM 相關評價參數可以反映動物模型肝臟熱缺血再灌注損傷時的組織病理學改變,為在活體上進行 IVIM 功能成像提供了前期實驗基礎。
2.2 DTI
DTI 也是一種在 DWI 基礎上更新的功能 MRI,其以組織中水分子擴散各向異性為基礎,既能測量組織的擴散量,又能評價組織內水分子的各向異性。DTI 至少需要采用 6 個或更多的梯度場方向,獲得不同方向上的擴散程度,以反映生物組織微觀結構特征[13-14]。DTI 的主要參數為 ADC 和各向異性分數(fractional anisotropy,FA),其中 FA 反映水分子運動的方向性,運動的方向越一致,其值越大。FA 值大小與擴散方向的各向異性程度呈正相關(FA 值為 0~1),FA 值趨于 0 表示擴散趨于各向同性,趨于 1 則表示擴散趨于各向異性。當組織發生病變時,其內部結構、細胞密度或細胞內核/漿比例可能發生改變,相應的水分子的擴散運動程度及方向也會發生變化,因此,可利用 DTI 測量組織的水分子擴散運動,進而發現病變組織并做功能學評價。
DTI 最早應用于中樞神經系統,現已用于肝臟、前列腺、子宮等腹部臟器中。水分子擴散主軸方向由肝臟中細胞外間隙空間大小或纖維走行的方向決定。DTI 成像能夠用于診斷肝纖維化及肝臟局灶性病變的原因之一就在于,當肝臟病變影響到細胞外間隙容積或膠原纖維的數量和排列方向時,FA 值就會發生改變,通過測量 FA 值就能實現對肝臟病變進行評價[15]。
Ji 等[11]應用 3T MRI 評價兔肝熱缺血 30 min 再灌注 6 h 的 DTI,DTI 采用 2 個 b 值(0 和 500 s/mm2)和 12 個彌散方向,結果發現,熱缺血再灌注組與對照組 FA 值沒有差異,但 FA 值與生化指標、部分組織病理學參數明顯相關,組織病理學顯示對照組兔肝形態、結構均正常,而熱缺血再灌注組兔肝臟則呈現出肝細胞彌漫水腫、中央靜脈和肝竇淤血以及炎細胞浸潤,提示 DTI 可以用來評價兔肝臟熱缺血再灌注損傷的微環境變化。Cheung 等[12]應用 7T MRI 評價大鼠肝臟熱缺血 30 min 再灌注 2 h、24 h 時的 DTI 表現,DTI b 值為 1 000 s/mm2和 6 個梯度場方向,發現再灌注 2 h 組平均擴散系數值明顯低于正常組和再灌注 24 h 組,而 FA 值顯著高于正常組和再灌注 24 h 組。結果提示,DTI 可以通過其參數值特別是平均擴散系數值和 FA 值的一過性變化評價肝臟熱缺血再灌注損傷的病理改變。國內郭成偉等[16]用 DTI 評價兔急性肝臟缺血再灌注損傷,結果顯示,平均擴散系數在缺血再灌注 1 h 組顯著下降、在 2 h 組顯著升高,且在低 b 值(≤300 s/mm2)時與對照組間比較差異存在統計學意義;FA 值在 1 h 組顯著升高,同時在 2 h 組顯著減低,與對照組比較差異均存在統計學意義,雖 FA 在 6 h 組減低,但與對照間比較差異無統計學意義,認為采用較小的 b 值(≤300 s/mm2),平均擴散系數能夠準確反映急性肝臟缺血再灌注損傷早期肝竇淤血、微循環障礙等病理過程,而 FA 則反映肝臟缺血再灌注后組織微細空間結構改變等病理過程。
肝臟缺血再灌注損傷的病理機制是肝組織發生缺血、缺氧,在恢復血供后發生肝細胞內外的水腫、細胞膜的通透性增加、微循環障礙,以致不可避免的肝細胞壞死等。由于肝細胞彌漫性水腫會導致水分子運動能力降低(平均擴散系數下降)、肝竇或細胞外間隙水分子方向性增高(FA 上升),而隨著肝臟損傷的加重,肝細胞溶解壞死的加劇,必然出現與病理過程相對應的參數變化。所以,平均擴散系數或 FA 參數能夠為臨床在早期發現肝臟缺血再灌注損傷及病程監測提供了一種新的研究方法。
3 BOLD MRI
組織中血氧含量取決于組織的灌注供氧量與代謝耗氧量的相對變化,其可以反映組織的血流動力學、結構及功能變化,BOLD MRI 是利用內源性血紅蛋白作為對比劑,通過組織脫氧血紅蛋白含量測定組織中的血氧含量,在腫瘤的診斷、臨床分期及療效評價方面有一定價值。
當局部血流量及氧合血紅蛋白(HbO2)含量相對增加時,具有順磁性的脫氧血紅蛋白縮短 T2*的作用減弱,HbO2 不會影響弛豫過程及磁共振信號,但 T2*值相對延長;反之,當脫氧血紅蛋白增加時可使 T2*值縮短。由于橫向弛豫率 R2*(R2*=1/T2*)與組織脫氧血紅蛋白濃度直接相關,R2*較高代表組織氧含量較低,R2*較低代表組織氧含量較高,因此多采用 R2*及 ΔR2*(R2*的變化百分率)作為評價指標[17-19]。
Ji 等[11]應用 3T MRI 評價兔肝熱缺血 30 min 再灌注 6 h 的 BOLD 表現,實驗采用了 9 個不同的回波時間(TE),從 2.57 到 24.25 ms,結果發現,實驗組 R2*值為(119.34±7.53)/s,對照組則為(88.89±12.77)/s,實驗組較對照組升高(36.38±18.31)%,且 R2*值與生化指標、組織病理指標具有較好的相關性;實驗組 ALT、AST、乳酸脫氫酶、丙二醛和髓過氧化物酶較對照組明顯升高(P<0.01),而實驗組超氧化物歧化酶較對照組明顯降低(P<0.001);HE 染色結果顯示,對照組肝小葉的結構、形態均正常,沒有發現肝細胞水腫、肝竇擴張和炎細胞浸潤,而實驗組的兔肝出現了肝細胞水腫、炎細胞浸潤、中央靜脈和肝竇的淤血以及輕度的纖維組織增生,BOLD 憑借其監測組織氧合狀態和血液灌注情況的優勢,可用于評價兔肝熱缺血再灌注損傷的微環境變化。
可見,BOLD MRI 可以測定組織中的血氧含量,間接反映組織的血流動力學、結構及功能變化,在腦功能成像的研究中應用較多,在腹部臟器中應用較少。目前的動物實驗相關研究較少,但上述 BOLD 評價肝臟缺血再灌注損傷的研究也發現其功能參數可以反映肝組織氧合狀態和血流灌注情況,今后將有更多的研究將其用于腹部臟器的功能評價中。
4 MRI 特異性對比劑增強檢查
肝膽 MRI 特異性對比劑是一類順磁性金屬螯合物,其以肝細胞為靶細胞,經肝細胞特異性攝取并在肝細胞內滯留一段時間后再通過膽汁排泄,這種對比劑的分子可與血漿蛋白發生可逆性結合,通過肝細胞膜上的有機陰離子轉運系統轉運,從而被肝細胞特異性攝取和排泄入膽汁,其機制與膽紅素排泄相似。早在 1999 年,Shimizu 等[20]就嘗試用特異性對比劑釓塞酸二鈉(Gd-EOB-DTPA)評價肝臟功能,此后用特異性對比劑評價肝臟功能變化取得了大量成果,也為臨床診斷和治療提供了更多有用的信息。肝臟最常用的 T1 加權動態對比增強 MRI(dynamic contrast enhancement MRI,DCE-MRI),旨在定量測量間質和血管內血容量、血流量和血管通透性,其采用快速掃描序列,在對比劑首次通過被檢組織前后進行連續多層面多次成像,獲得一系列動態圖像,通過分析對比劑首次通過受檢組織時信號強度隨時間的變化,得到時間-信號強度曲線(time-intensity curve,TIC),根據 TIC 得到曲線斜率、血容量、血流量、平均通過時間等參數,這些參數可以半定量地反映腫瘤血流灌注情況。DCE-MRI 還能根據藥物動力學模型理論得到容量轉運常數(Ktrans)、血管外細胞外容積分數(Ve)和速率常數(kep)參數,這 3 個參數在評價腫瘤微循環方面具有獨特的優勢,它們之間的關系為 kep=Ktrans/Ve,這些參數能夠直接反映腫瘤灌注、血管通透性,定量分析腫瘤微血管生成狀態,提高 DCE-MRI 穩定性和可靠性。通過 DCE-MRI 技術,相對強化指數(relative contrast enhancement index,RCEI)、Ktrans 和 Kep 也可用來定量評估肝組織的微循環狀態[21-22]。
Lu 等[23]采用 Gd-EOB-DTPA 增強的定量參數 RCEI、Ktrans 和 Kep 評價大鼠肝缺血再灌注(0、30 和 60 min 時)損傷情況,發現 Ktrans 在 30 min 缺血再灌注損傷時明顯下降,且隨著缺血再灌注時間增加出現明顯降低;而 Kep 在 30 min 和 60 min 缺血再灌注損傷時則無明顯變化,RCEI 在 30 min 缺血再灌注損傷時明顯升高;隨著缺血再灌注時間的延長,血清 ALT、AST 和凝血酶原時間逐漸升高,組織學檢查顯示,Ki-67 蛋白表達在缺血再灌注損傷 30 min 時明顯較高,而在 60 min 后迅速降低。結果提示,Ktrans 可以用來評價早期缺血損傷,但不能反映肝臟損傷的嚴重程度,RCEI 則與肝臟功能指標明顯相關,較短的缺血再灌注時間(30 min)也許對部分肝切除術肝臟的再生更有利。Getzin 等[24]同樣采用 Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 定量評價大鼠肝臟缺血再灌注損傷(分別為 35、45、60 和 90 min)情況,測量總肝體積、有功能的強化肝臟體積、受損的不強化肝臟體積并計算相應的百分比,結果發現,有功能的強化肝臟體積占總肝體積百分比在 35 min 時為(89.3±4.1)%、45 min 時為(87.9±3.3)%、60 min 時為(68±10.5)%、90 min 時為(55.9±11.5)%,其隨著缺血時間延長明顯降低;受損的不強化肝臟體積所占百分比與肝組織損傷組織學定量指標明顯相關,也與血清肝細胞酶的升高明顯相關;后續的 MRI 檢查發現,有功能的強化肝臟體積所占總肝體積百分比在第 1 天為(71.5±8.7)%,在第 7 天時為(84±2.1)%,明顯升高,相應的組織學檢查也顯示第 7 天時肝臟損傷減輕。結果提示,采用 Gd-EOB-DTPA 檢查,隨著缺血時間延長,肝臟損傷加重,不強化、受損的肝實質所占百分比增加,而較短的缺血時間(35 和 45 min)內僅導致小范圍、局灶性組織損傷,有功能的肝實質所占百分比輕度降低,相應的組織學檢查也顯示,不強化的肝實質百分比增加導致肝細胞葡萄糖含量降低,因此 Gd-EOB-DTPA 增強 MRI 檢查可以用來無創、定量評價大鼠肝實質缺血再灌注損傷,并且與評價肝臟損傷的生化指標、組織學指標相關性較好,7 d 后的 MRI 顯示肝實質在缺血再灌注損傷 7 d 后開始修復。
肝膽特異性對比劑增強研究一直是近年來研究的熱點之一,由于其可以無創地反映器官灌注情況,在腹部臟器中應用較多。特異性對比劑結合藥物動力學模型,可以用于定量評價肝組織的微循環狀態;第二,特異性對比劑由于可以被肝細胞特異性攝取,故可對肝臟功能進行研究,定量評價肝實質缺血再灌注損傷。特異性對比劑在動物模型中已經獲得了一定的研究數據,將在活體中聯合灌注參數和肝功能參數為進一步研究提供更多的數據。
5 T2 mapping
T2 mapping 可以在不使用造影劑的情況下評價組織中的水含量,水含量多時,T2 弛豫時間延長,其可以作為評價組織水腫的指標[25-26]。局部心肌的 T2 時間也被認為是心肌梗死后監測新功能復原的有效指標[27]。一種使用最簡單、最廣泛的 T2 mapping 序列是單回波自旋回波序列,這種技術可以在不同時間獲得多幅圖像形成簡單的 T2 衰減曲線;另一種可以顯著加快體內 T2 mapping 成像的序列是多回波自旋回波序列,該序列在單個重復時間內采用一系列層面選擇的 180° 脈沖以不同的回波時間獲得成像數據,約在 10 min 內可以完成。
T2 mapping 主要是用于心肌水腫的定量評價,用于其他臟器的研究非常少。T2 mapping 在心血管 MRI 中可以在缺血心肌損傷早期或急性心肌炎時進行定位和定量評價心肌水腫,界定心肌梗死危險區域,監測再灌注出血[28-30];也可以用來有效定量評價腎臟缺血再灌注損傷時急性腎損傷[31]和大鼠腎移植中急性移植物排斥反應[32];也有研究者將其用于肝臟缺血再灌注損傷的評價中,如 Hueper 等[33]利用 7T 磁共振 T2 mapping 評價大鼠肝臟缺血再灌注損傷,結果顯示,在 60 min 和 90 min 缺血再灌注損傷時,組織明顯水腫,平均 T2 時間延長,在 60 min 時為(41.8±1.5)ms、在 90 min 時為(43.2±2.4)ms,肝組織水腫百分比在 45 min 時為(23.3±7.6)%、在 60 min 時為(39.7±3.6)%、在 90 min 時為(51.3±4.5)%,均明顯高于對照組;平均 T2 時間和肝組織水腫百分比與肝細胞酶升高、組織學肝損傷程度、中性粒細胞浸潤程度均明顯相關,受試者操作特征曲線分析采用平均 T2 時間和肝組織水腫百分比診斷組織學肝臟損傷的敏感性分別為 79% 和 79%、特異性分別為 95% 和 100%;對缺血再灌注損傷 60 min 組的動物模型進一步研究顯示,平均 T2 時間和肝組織水腫百分比從第 1 天至第 7 天逐漸降低,組織學上反映了相應的肝組織水腫和肝細胞損傷的減輕、中性粒細胞浸潤減少。結果提示,T2 mapping 也可以定量評價大鼠肝損傷情況,反映肝臟損傷程度,也可以用于肝臟損傷的隨訪評價。
相關的 MRI 指標可以為進一步評價大鼠缺血再灌注損傷模型中組織再生提供有效指標,今后可將其與其他技術如 DWI 聯合應用于肝臟損傷的評價中,T2 mapping 有望在臨床應用中用于缺血再灌注損傷疾病進展監測、提供治療決策及評價治療效果中,但此技術在肝臟應用尚不成熟,需要進一步在動物模型中進行驗證。
6 MR 功能成像應用于 DCD 供肝熱缺血再灌注損傷的意義及展望
DCD 的開展是擴大我國供體來源的有效途徑,而肝臟熱缺血再灌注損傷直接影響 DCD 供肝的活力及移植后肝功能的恢復。心臟停跳時,供肝的血流被完全阻斷,肝臟發生嚴重的缺血缺氧、氧化/抗氧化失衡和過度的炎癥反應,從而導致肝臟微循環障礙和組織損傷。缺血再灌注損傷可導致肝臟組織代謝損傷、肝臟功能障礙、甚至肝臟功能衰竭等,影響手術成功率、患者存活率及預后,因此準確評價肝臟缺血再灌注損傷時組織學改變和損傷對治療方案的制定至關重要[34]。
MR 功能成像可以客觀、定量評價肝臟缺血再灌注損傷情況,反映缺血再灌注損傷時的組織學改變,能夠為早期診斷、預后評估、藥物干預療效觀察等提供相關信息。雖然目前對 MR 功能成像的研究僅局限于動物模型中,尚未在活體進行相關研究,但相信隨著 DCD 的廣泛開展,功能 MRI 具有的無創、安全特點,使其在臨床 DCD 供肝評價中發揮重要作用;第二,MR 多種功能成像聯合應用,將多種功能學定量參數用于肝臟組織損傷情況評估,將能更全面地反映肝臟損傷時組織病理學改變,為我們更深入了解肝臟缺血再灌注損傷的機制、制定更為合理的治療方案、準確預后評價及長期隨訪提供更可靠的依據[35]。