引用本文: 陳曉麗, 宋彬, 李真林, 黃子星. 影像學評估肝臟鐵含量的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2019, 26(2): 224-228. doi: 10.7507/1007-9424.201812035 復制
鐵是每個機體必不可少的重要微量元素,健康成人每天從飲食中攝取 1~2 mg 鐵,以彌補非特異性損失(包括細胞脫屑等),來協調人體鐵的生理平衡 [1]。在正常哺乳動物中鐵主要以鐵蛋白和含鐵血黃素形式儲存于肝臟組織肝枯氏細胞的細胞質中,以及脾臟和骨髓巨噬細胞中[2]。當腸道吸收過剩或反復靜脈輸血等原因導致鐵增加,增加的鐵會導致系統性鐵過載。鐵過載又稱鐵負荷過多,特點是高水平的鐵蛋白和含鐵血黃素積累在相關組織器官的細胞中,如果持續下去,會導致器官進行性纖維化和功能障礙。鐵過載可以在許多器官中看到,而肝臟是儲存鐵和首先出現鐵過載表現的重要器官[3],同時只有肝臟鐵含量(liver iron concen- tration,LIC)和全身鐵含量存在線性關系[4-5]。肝內異常增多的鐵也被認為是導致非乙醇性慢性肝病的一個危險因素[6],最終發展為肝纖維化甚至肝硬變。因此,早期檢測肝鐵過載及量化 LIC 對臨床診斷和監測治療的意義重大。臨床上常通過檢測 LIC 來反映體內鐵沉積情況,現筆者綜述幾種檢測鐵過載的影像學方法。
1 臨床檢測鐵過載的方法
血清鐵蛋白和轉鐵蛋白飽和度被廣泛用于檢測身體鐵過載,它們可以一定程度上反映外周血含鐵量,但并不能夠準確反映肝實質內鐵沉積程度。再者,血清鐵蛋白作為急性反應蛋白,受體內炎癥反應及某些疾病的影響[7]。定量放血時,清除血液中的鐵元素的數量可以用來評估全身鐵儲備[8],但這不適用于輸血引起的鐵過載,只推薦用于在定量放血治療中獲益的患者。生物磁測量是使用超導量子干涉儀(superconducting quantum interference device,SQUID)檢測肝臟鐵沉積誘導的超順磁改變。SQUID 測量的 LIC 與肝臟組織活檢結果之間的相關性很高[9],被認為是非侵入性的肝臟鐵定量的參考標準[10]。然而,這些設備的復雜性和高昂的成本,使大多數患者不可用這種方法。經皮肝活檢是當前診斷彌漫性肝病包括鐵過載的金標準[11]。但由于肝活檢的侵入性、意外風險和取樣誤差,目前迫切需要精確和無創的方法來評估 LIC。
2 檢測鐵過載的影像學方法
2.1 計算機斷層掃描(computed tomography,CT)
傳統 CT 檢查被報道可以用來定量評估遺傳性血色沉著病的肝鐵過載[12],在肝臟鐵過載時,肝臟沉積的鐵加劇了 X 射線的總體衰減。在非增強 CT 圖像中,正常肝實質的 CT 值通常在 55~65 HU,當超過此閾值后,將懷疑肝鐵過載[13]。但是許多混雜因素包括肝脂肪變性,可能導致肝 CT 值降低而干擾肝鐵沉積的評估,因此傳統 CT 檢查并不是肝鐵過載量化和分級的可靠的方法[14]。
雙源 CT 雙能量成像技術評估肝臟鐵沉積是一門新興的技術,它是利用不同物質對 X 射線吸收能力不同的原理,量化組織在能量學范疇的差異,使評估肝臟鐵沉積成為可能。雙源 CT 雙能量成像技術采用雙能(80/140 kVp)掃描模式進行肝臟掃描,其量化測定方法主要包括雙能 CT 差值法(ΔH 法)和三物質分離算法[15]。雙能 CT 差值法是通過計算在 80 kVp 和 140 kVp 圖像上肝臟 CT 值的差值,并獲得 ΔH 來估算物質成分和含量的方法。研究[15-16]發現,ΔH 與肝臟鐵沉積程度顯著相關,但此法受到肝臟脂肪變的影響,對評估低濃度的肝鐵沉積的特異性不高。三物質分離算法采用鐵物質特異性斜率重建肝臟虛擬鐵濃度圖(virtual iron concentration,VIC),減少了脂肪變性的干擾。研究[17-18]表明,肝臟 VIC 值與血清鐵蛋白水平密切相關,肝 VIC 值是準確評估肝臟鐵沉積的潛在指標,其診斷準確性媲美磁共振(MR)成像。雙源 CT 雙能量成像技術通過物質分離,達到準確量化 LIC 的目的,對評估肝臟鐵過載有重要意義,值得進一步研究[19]。
2.2 MR 成像
在過去的十年里,MR 成像技術的發展使非侵入性定量評估肝鐵過載成為可能,因其無創性及可重復性,成為了近年來研究的熱點。MR 成像現在被認為是非侵入性量化肝鐵過載的診斷和動態評估的重要工具[20]。
2.2.1 信號強度比
信號強度比法利用的是鐵過載時肝臟信號強度相比參考組織低,通常使用不受鐵含量影響的豎脊肌或脂肪作為參考組織。正常肝實質(即不含鐵過載)的信號強度應該高于豎脊肌。因此,肝臟相對于豎脊肌信號降低即表明鐵過載。最敏感的序列是有著長回波時間的重 T2 加權序列,可以在輕度鐵過載時較敏感地觀察到肝臟的信號強度相對于豎脊肌降低[21]。肝臟鐵的存在也會導致縮短的縱向弛豫時間常數 T1,這種影響通常較弱,通常不用于鐵過載的診斷。但嚴重的鐵過載時,即使對鐵過載不敏感的 T1 加權和質子密度加權序列也會出現肝臟信號強度明顯低于豎脊肌的情況。
此外,還有通過測量肝臟與肌肉信號強度比的半定量方法預測肝內鐵過載,最敏感的序列是梯度回波的 T2 加權[22]。Gandon[23]開發的后處理網頁,可以通過幾組不同的肝臟與肌肉信號強度比率在線估算肝鐵濃度。該算法目前可用于 1.0-T、1.5-T 和 3.0-T 場強,所需的采集參數和計算由該技術的開發人員免費提供。此技術適用于中低度肝鐵過載,當鐵過載超過 350 μmol/g 干重,測量的鐵含量將是不準確的[24]。信號強度比值是最簡單和廣泛使用的技術,需要最少的后處理,然而,它假設參考組織是正常的。雖然豎脊肌不受到鐵過載的影響,但是肌肉萎縮和脂肪浸潤時,尤其是老年患者,可能干擾肌肉的信號強度。
2.2.2 相對信號強度指數(relative signal intensity index,RSI)
在梯度回波同反相位序列上,脂肪信號在反相位(out-phase,OP)較同相位(in-phase,IP)的圖像強度下降,與之相反,肝鐵過載時在 IP 顯示的信號強度較 OP 下降。同時根據同反相位信號強度的差異值,計算 RSI,計算公式為, RSI=[SI(OP)–SI(IP)]/SI(OP),SI 為信號強度(signal intensity),它可以用來檢測肝鐵含量及其嚴重程度分級。研究[25]表明,RSI 與肝活檢鐵的半定量分級之間存在顯著相關性。此外,還有研究[26]用 RSI 來估算相對磁共振 LIC,公式為, M-LIC=3.562×RSI+26.99,該方法簡單快捷并且無需復雜的后處理。然而,肝臟脂肪沉積是一個潛在的影響因素,這限制了 RSI 的使用。
2.2.3 T2 和 R2 值
鐵過載時含鐵血黃素的沉積誘導磁場不均勻性,影響了質子的弛豫機制,導致 R2 弛豫率的增加和弛豫時間 T2 值的縮短,其中 T2 與 R2 互為倒數[27]。通過掃描 T2 mapping 序列可以直接測得組織 T2 值,MR 生產公司還提供圖像后處理軟件,計算出與肝臟鐵濃度相關的 R2 值曲線,通過圖像分析得到由顏色參數映射的 R2 值的偽彩圖,然而 FerriScan 是唯一可以用 R2 值計算 LIC 的商家[28]。2005 年的研究[29]報道,利用 R2 測量值算出的 LIC 與活檢 LIC 之間呈非線性相關。近年也有研究[30]報道,在 LIC <10 mg/g 干重時,R2 值與 LIC 之間呈線性相關;但是在肝臟高鐵負載時(鐵含量超過 20 mg/g 干重),以及共存肝臟脂肪變性時,測得的 LIC 準確性降低。此外,由于該序列掃描時間長,容易受呼吸運動偽影干擾,同時 FerriScan 數據分析需要高額收費,這些都限制了該技術的應用。
2.2.4 磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)
MRS 也可以通過測定肝臟水的橫向弛豫時間 T2 來評估不同程度的肝臟鐵沉積,特別是當鐵含量低于 3% 時[31]。單體像素 MRS 測量肝內水峰的 T2 弛豫時間克服了常規 MRI 在鐵水平很高時缺乏可檢測信號的困難,測得的 T2 弛豫值與同步肝臟活組織檢查測量的肝內鐵濃度之間存在高相關性[32]。高速 T2 校正多回波單體素 MRS(high-speed T2-corrected multi-echo single voxel spectroscopy sequence,HISTOV)首先用于共存鐵和脂肪的體模中脂肪含量的測定,以及評估肝臟鐵過載患者的脂肪含量[33-34]。最近的研究[35]發現,HISTOV 測定的肝臟水的橫向弛豫率 R2 可用于高鐵蛋白血癥患者肝臟鐵過載的定量和分級,HISTOV 評估的肝鐵含量與 FerriScan 估值高度相關,甚至在共存脂肪變性的情況下診斷效能也類似于 R2* 值。HISTOV-R2 水和 FerriScan-R2 之間的回歸分析預測方程為:HISTOV-R2 水=0.548×FerriScan-R2+16.29[35]。雖然 MRS 定量評估 LIC 的方法是有前途的,但肝臟 MRS 常受呼吸運動偽影等諸多因素干擾,其臨床應用價值需進一步驗證。
2.2.5 T2* 和 R2* 值
肝內鐵化合物的順磁性會導致局部磁場的不均勻性,導致組織的 T2* 值減少和 R2* 值增加。能夠進行 T2* 值測量的序列即是 T2* mapping 序列,常用多回波的梯度序列及 mDixon 技術的梯度回波序列掃描[36],其將各個回波時間上的信號值擬合到單指數衰減模型來獲得 R2* 值,回波次數越多,求得的 T2* 值越準確[37]。與昂貴且耗時的 FerriScan-R2 相比,R2* 是一種速度更快且用途更廣泛的弛豫測量技術。通過在肝臟中間層面勾畫肝臟的感興趣區域(避開肝門部血管)以獲取 R2* 值圖,R2* 值與 LIC 之間關系的方程為:Fe=0.202+0.025 4×R2*[38]。多項類似的研究[39-40]已經證明,R2* 值與 LIC 活檢結果間存在線性相關,這使得 R2* 值成為可靠的無創性定量評估肝鐵過載量的技術。但在非常嚴重的肝臟鐵過載(鐵含量高于 30 mg/g 干重)時,T2* 信號衰減過快,導致特別是 3T 以上超高場上的信號采集不足[41]。相比之前的梯度回波序列(可實現的最短回波時間在 0.8 ms 的范圍內),超短回波序列(ultrashort echo time,UTE)可以實現低至 0.1 ms 的回波時間[42]。因此 UTE 序列更有優勢,即使在 3.0T 下也可以精確測量所有臨床相關的肝臟鐵沉積(包括重度鐵過載)患者的 T2* 及 R2* 值[43]。初步結果表明,對于低鐵和高鐵過載,UTE 序列都可以準確量化肝臟鐵沉積[36]。
2.2.6 磁敏感加權成像(susceptibility weighted imaging,SWI)和定量磁化率圖(quantitative susceptibility mapping,QSM)
以 T2*加權梯度回波序列作基礎的 SWI,根據組織間的磁敏感性差異提供圖像對比增強,可同時獲得相位圖和磁距圖[44]。由于 SWI 相位圖可定量分析物質的磁敏感效應引起的相位位移改變,從而間接反映該物質的相對含量。SWI 相位值可以無創及定量測量患者肝臟鐵沉積的程度,同時也是使用相位圖進行 QSM 的前身[45]。QSM 是一項新興的用于定量測量組織磁化特性的 MR 成像技術,可以對組織的鐵含量、鈣化等進行有效地定量分析[46]。QSM 結合了類似水脂分離技術,重建時去除了主磁場對相位的影響,可直接定量肝臟磁化率值。研究[44, 47]表明,其測值和 SQUID 測得的 LIC 值及 R2* 值顯著相關,相關系數分別為 0.88 和 0.94。QSM 可能是檢測鐵沉積的最直接和最敏感的 MR 成像技術,特別是在輕度的肝臟鐵沉積時比梯度回波序列的敏感性更高[36]。該技術所有的后處理都來自 1 次閉氣掃描,將運動引起的偽影降低到最低限度,最近的算法可以修正脂肪的存在。此外,磁化率值可以不限磁場強度地進行比較。
3 小結
包括雙能量 CT 及 MR 成像在內的肝臟鐵定量影像學技術具有無創性和準確性,對疾病的診斷和嚴重程度的評估,以及動態監測螯合療法的療效有重要的幫助。影像學技術在 LIC 檢測方面的潛力不斷被挖掘,然而肝臟鐵沉積的特征在于,其常伴隨包括肝臟脂肪沉積、炎癥、纖維化等在內的病理改變,可能降低了肝臟鐵定量的準確性。今后采用多參數技術來分別評估這些病理學改變將是研究的重點,因此利用影像學定量評估肝鐵含量的技術還有待進一步地發展。
鐵是每個機體必不可少的重要微量元素,健康成人每天從飲食中攝取 1~2 mg 鐵,以彌補非特異性損失(包括細胞脫屑等),來協調人體鐵的生理平衡 [1]。在正常哺乳動物中鐵主要以鐵蛋白和含鐵血黃素形式儲存于肝臟組織肝枯氏細胞的細胞質中,以及脾臟和骨髓巨噬細胞中[2]。當腸道吸收過剩或反復靜脈輸血等原因導致鐵增加,增加的鐵會導致系統性鐵過載。鐵過載又稱鐵負荷過多,特點是高水平的鐵蛋白和含鐵血黃素積累在相關組織器官的細胞中,如果持續下去,會導致器官進行性纖維化和功能障礙。鐵過載可以在許多器官中看到,而肝臟是儲存鐵和首先出現鐵過載表現的重要器官[3],同時只有肝臟鐵含量(liver iron concen- tration,LIC)和全身鐵含量存在線性關系[4-5]。肝內異常增多的鐵也被認為是導致非乙醇性慢性肝病的一個危險因素[6],最終發展為肝纖維化甚至肝硬變。因此,早期檢測肝鐵過載及量化 LIC 對臨床診斷和監測治療的意義重大。臨床上常通過檢測 LIC 來反映體內鐵沉積情況,現筆者綜述幾種檢測鐵過載的影像學方法。
1 臨床檢測鐵過載的方法
血清鐵蛋白和轉鐵蛋白飽和度被廣泛用于檢測身體鐵過載,它們可以一定程度上反映外周血含鐵量,但并不能夠準確反映肝實質內鐵沉積程度。再者,血清鐵蛋白作為急性反應蛋白,受體內炎癥反應及某些疾病的影響[7]。定量放血時,清除血液中的鐵元素的數量可以用來評估全身鐵儲備[8],但這不適用于輸血引起的鐵過載,只推薦用于在定量放血治療中獲益的患者。生物磁測量是使用超導量子干涉儀(superconducting quantum interference device,SQUID)檢測肝臟鐵沉積誘導的超順磁改變。SQUID 測量的 LIC 與肝臟組織活檢結果之間的相關性很高[9],被認為是非侵入性的肝臟鐵定量的參考標準[10]。然而,這些設備的復雜性和高昂的成本,使大多數患者不可用這種方法。經皮肝活檢是當前診斷彌漫性肝病包括鐵過載的金標準[11]。但由于肝活檢的侵入性、意外風險和取樣誤差,目前迫切需要精確和無創的方法來評估 LIC。
2 檢測鐵過載的影像學方法
2.1 計算機斷層掃描(computed tomography,CT)
傳統 CT 檢查被報道可以用來定量評估遺傳性血色沉著病的肝鐵過載[12],在肝臟鐵過載時,肝臟沉積的鐵加劇了 X 射線的總體衰減。在非增強 CT 圖像中,正常肝實質的 CT 值通常在 55~65 HU,當超過此閾值后,將懷疑肝鐵過載[13]。但是許多混雜因素包括肝脂肪變性,可能導致肝 CT 值降低而干擾肝鐵沉積的評估,因此傳統 CT 檢查并不是肝鐵過載量化和分級的可靠的方法[14]。
雙源 CT 雙能量成像技術評估肝臟鐵沉積是一門新興的技術,它是利用不同物質對 X 射線吸收能力不同的原理,量化組織在能量學范疇的差異,使評估肝臟鐵沉積成為可能。雙源 CT 雙能量成像技術采用雙能(80/140 kVp)掃描模式進行肝臟掃描,其量化測定方法主要包括雙能 CT 差值法(ΔH 法)和三物質分離算法[15]。雙能 CT 差值法是通過計算在 80 kVp 和 140 kVp 圖像上肝臟 CT 值的差值,并獲得 ΔH 來估算物質成分和含量的方法。研究[15-16]發現,ΔH 與肝臟鐵沉積程度顯著相關,但此法受到肝臟脂肪變的影響,對評估低濃度的肝鐵沉積的特異性不高。三物質分離算法采用鐵物質特異性斜率重建肝臟虛擬鐵濃度圖(virtual iron concentration,VIC),減少了脂肪變性的干擾。研究[17-18]表明,肝臟 VIC 值與血清鐵蛋白水平密切相關,肝 VIC 值是準確評估肝臟鐵沉積的潛在指標,其診斷準確性媲美磁共振(MR)成像。雙源 CT 雙能量成像技術通過物質分離,達到準確量化 LIC 的目的,對評估肝臟鐵過載有重要意義,值得進一步研究[19]。
2.2 MR 成像
在過去的十年里,MR 成像技術的發展使非侵入性定量評估肝鐵過載成為可能,因其無創性及可重復性,成為了近年來研究的熱點。MR 成像現在被認為是非侵入性量化肝鐵過載的診斷和動態評估的重要工具[20]。
2.2.1 信號強度比
信號強度比法利用的是鐵過載時肝臟信號強度相比參考組織低,通常使用不受鐵含量影響的豎脊肌或脂肪作為參考組織。正常肝實質(即不含鐵過載)的信號強度應該高于豎脊肌。因此,肝臟相對于豎脊肌信號降低即表明鐵過載。最敏感的序列是有著長回波時間的重 T2 加權序列,可以在輕度鐵過載時較敏感地觀察到肝臟的信號強度相對于豎脊肌降低[21]。肝臟鐵的存在也會導致縮短的縱向弛豫時間常數 T1,這種影響通常較弱,通常不用于鐵過載的診斷。但嚴重的鐵過載時,即使對鐵過載不敏感的 T1 加權和質子密度加權序列也會出現肝臟信號強度明顯低于豎脊肌的情況。
此外,還有通過測量肝臟與肌肉信號強度比的半定量方法預測肝內鐵過載,最敏感的序列是梯度回波的 T2 加權[22]。Gandon[23]開發的后處理網頁,可以通過幾組不同的肝臟與肌肉信號強度比率在線估算肝鐵濃度。該算法目前可用于 1.0-T、1.5-T 和 3.0-T 場強,所需的采集參數和計算由該技術的開發人員免費提供。此技術適用于中低度肝鐵過載,當鐵過載超過 350 μmol/g 干重,測量的鐵含量將是不準確的[24]。信號強度比值是最簡單和廣泛使用的技術,需要最少的后處理,然而,它假設參考組織是正常的。雖然豎脊肌不受到鐵過載的影響,但是肌肉萎縮和脂肪浸潤時,尤其是老年患者,可能干擾肌肉的信號強度。
2.2.2 相對信號強度指數(relative signal intensity index,RSI)
在梯度回波同反相位序列上,脂肪信號在反相位(out-phase,OP)較同相位(in-phase,IP)的圖像強度下降,與之相反,肝鐵過載時在 IP 顯示的信號強度較 OP 下降。同時根據同反相位信號強度的差異值,計算 RSI,計算公式為, RSI=[SI(OP)–SI(IP)]/SI(OP),SI 為信號強度(signal intensity),它可以用來檢測肝鐵含量及其嚴重程度分級。研究[25]表明,RSI 與肝活檢鐵的半定量分級之間存在顯著相關性。此外,還有研究[26]用 RSI 來估算相對磁共振 LIC,公式為, M-LIC=3.562×RSI+26.99,該方法簡單快捷并且無需復雜的后處理。然而,肝臟脂肪沉積是一個潛在的影響因素,這限制了 RSI 的使用。
2.2.3 T2 和 R2 值
鐵過載時含鐵血黃素的沉積誘導磁場不均勻性,影響了質子的弛豫機制,導致 R2 弛豫率的增加和弛豫時間 T2 值的縮短,其中 T2 與 R2 互為倒數[27]。通過掃描 T2 mapping 序列可以直接測得組織 T2 值,MR 生產公司還提供圖像后處理軟件,計算出與肝臟鐵濃度相關的 R2 值曲線,通過圖像分析得到由顏色參數映射的 R2 值的偽彩圖,然而 FerriScan 是唯一可以用 R2 值計算 LIC 的商家[28]。2005 年的研究[29]報道,利用 R2 測量值算出的 LIC 與活檢 LIC 之間呈非線性相關。近年也有研究[30]報道,在 LIC <10 mg/g 干重時,R2 值與 LIC 之間呈線性相關;但是在肝臟高鐵負載時(鐵含量超過 20 mg/g 干重),以及共存肝臟脂肪變性時,測得的 LIC 準確性降低。此外,由于該序列掃描時間長,容易受呼吸運動偽影干擾,同時 FerriScan 數據分析需要高額收費,這些都限制了該技術的應用。
2.2.4 磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy,MRS)
MRS 也可以通過測定肝臟水的橫向弛豫時間 T2 來評估不同程度的肝臟鐵沉積,特別是當鐵含量低于 3% 時[31]。單體像素 MRS 測量肝內水峰的 T2 弛豫時間克服了常規 MRI 在鐵水平很高時缺乏可檢測信號的困難,測得的 T2 弛豫值與同步肝臟活組織檢查測量的肝內鐵濃度之間存在高相關性[32]。高速 T2 校正多回波單體素 MRS(high-speed T2-corrected multi-echo single voxel spectroscopy sequence,HISTOV)首先用于共存鐵和脂肪的體模中脂肪含量的測定,以及評估肝臟鐵過載患者的脂肪含量[33-34]。最近的研究[35]發現,HISTOV 測定的肝臟水的橫向弛豫率 R2 可用于高鐵蛋白血癥患者肝臟鐵過載的定量和分級,HISTOV 評估的肝鐵含量與 FerriScan 估值高度相關,甚至在共存脂肪變性的情況下診斷效能也類似于 R2* 值。HISTOV-R2 水和 FerriScan-R2 之間的回歸分析預測方程為:HISTOV-R2 水=0.548×FerriScan-R2+16.29[35]。雖然 MRS 定量評估 LIC 的方法是有前途的,但肝臟 MRS 常受呼吸運動偽影等諸多因素干擾,其臨床應用價值需進一步驗證。
2.2.5 T2* 和 R2* 值
肝內鐵化合物的順磁性會導致局部磁場的不均勻性,導致組織的 T2* 值減少和 R2* 值增加。能夠進行 T2* 值測量的序列即是 T2* mapping 序列,常用多回波的梯度序列及 mDixon 技術的梯度回波序列掃描[36],其將各個回波時間上的信號值擬合到單指數衰減模型來獲得 R2* 值,回波次數越多,求得的 T2* 值越準確[37]。與昂貴且耗時的 FerriScan-R2 相比,R2* 是一種速度更快且用途更廣泛的弛豫測量技術。通過在肝臟中間層面勾畫肝臟的感興趣區域(避開肝門部血管)以獲取 R2* 值圖,R2* 值與 LIC 之間關系的方程為:Fe=0.202+0.025 4×R2*[38]。多項類似的研究[39-40]已經證明,R2* 值與 LIC 活檢結果間存在線性相關,這使得 R2* 值成為可靠的無創性定量評估肝鐵過載量的技術。但在非常嚴重的肝臟鐵過載(鐵含量高于 30 mg/g 干重)時,T2* 信號衰減過快,導致特別是 3T 以上超高場上的信號采集不足[41]。相比之前的梯度回波序列(可實現的最短回波時間在 0.8 ms 的范圍內),超短回波序列(ultrashort echo time,UTE)可以實現低至 0.1 ms 的回波時間[42]。因此 UTE 序列更有優勢,即使在 3.0T 下也可以精確測量所有臨床相關的肝臟鐵沉積(包括重度鐵過載)患者的 T2* 及 R2* 值[43]。初步結果表明,對于低鐵和高鐵過載,UTE 序列都可以準確量化肝臟鐵沉積[36]。
2.2.6 磁敏感加權成像(susceptibility weighted imaging,SWI)和定量磁化率圖(quantitative susceptibility mapping,QSM)
以 T2*加權梯度回波序列作基礎的 SWI,根據組織間的磁敏感性差異提供圖像對比增強,可同時獲得相位圖和磁距圖[44]。由于 SWI 相位圖可定量分析物質的磁敏感效應引起的相位位移改變,從而間接反映該物質的相對含量。SWI 相位值可以無創及定量測量患者肝臟鐵沉積的程度,同時也是使用相位圖進行 QSM 的前身[45]。QSM 是一項新興的用于定量測量組織磁化特性的 MR 成像技術,可以對組織的鐵含量、鈣化等進行有效地定量分析[46]。QSM 結合了類似水脂分離技術,重建時去除了主磁場對相位的影響,可直接定量肝臟磁化率值。研究[44, 47]表明,其測值和 SQUID 測得的 LIC 值及 R2* 值顯著相關,相關系數分別為 0.88 和 0.94。QSM 可能是檢測鐵沉積的最直接和最敏感的 MR 成像技術,特別是在輕度的肝臟鐵沉積時比梯度回波序列的敏感性更高[36]。該技術所有的后處理都來自 1 次閉氣掃描,將運動引起的偽影降低到最低限度,最近的算法可以修正脂肪的存在。此外,磁化率值可以不限磁場強度地進行比較。
3 小結
包括雙能量 CT 及 MR 成像在內的肝臟鐵定量影像學技術具有無創性和準確性,對疾病的診斷和嚴重程度的評估,以及動態監測螯合療法的療效有重要的幫助。影像學技術在 LIC 檢測方面的潛力不斷被挖掘,然而肝臟鐵沉積的特征在于,其常伴隨包括肝臟脂肪沉積、炎癥、纖維化等在內的病理改變,可能降低了肝臟鐵定量的準確性。今后采用多參數技術來分別評估這些病理學改變將是研究的重點,因此利用影像學定量評估肝鐵含量的技術還有待進一步地發展。