原发性胆汁性胆管炎（primary biliary cholangitis，PBC）是一种自身免疫性疾病，病变特征是肝内中小胆管进行性非化脓性炎症和血清中高滴度抗线粒体抗体（anti-mitochondrial antibodies，AMA），患者可出现慢性胆汁淤积、门脉周围炎症、肝纤维化、肝硬化甚至肝衰竭^[1,2]。在近十余年间，由于熊去氧胆酸的广泛应用，大部分PBC患者的自然病史发生了变化，即组织学进展被延迟，生存率得到改善。但仍有相当数量的PBC患者对熊去氧胆酸治疗反应不佳，持续的疾病进展和随后的并发症需要积极治疗。肝移植是目前治疗终末期PBC唯一有效的方法，术前评估肝功能对手术成功至关重要。如果在术前能通过无创的影像学检查评估肝功能，将会给临床医生和患者带来巨大益处。

       目前临床常用的评价肝功能的影像学检查技术有计算机断层扫描(CT)和磁共振成像（MRI）。CT扫描有X线电离辐射危害。MRI检查不仅组织分辨率高，也无电离辐射。传统的MRI检查只能提供形态学信息，不能提供功能学信息。近年来肝胆特异性对比剂钆塞酸二钠注射液（gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriaminepentaacetic acid，Gd- EOB-DTPA）在临床应用逐渐增多^[3]，使MRI评价肝功能成为可能。Gd-EOB-DTPA是钆(gadolinium，Gd)与乙氧基苯甲基（ethoxybenzyl，EOB）螯合后形成的二钠盐，经静脉注射进入血液循环后，约50％被肝细胞特异性摄取，而后经胆道排泄。因此，Gd-EOB-DTPA增强MRI既可用于诊断肝脏局灶性病变^[4,5,6]，也可用于评价肝细胞功能及胆道形态^[7,8,9]。既往文献中对前者的研究报道较多，对后者的研究很少。目前尚未见探讨肝功能级别相同的PBC患者与其他病因肝硬化患者在Gd-EOB-DTPA增强MRI表现异同的报道。为此，本研究采用Gd-EOB-DTPA增强MRI技术，探讨Gd-EOB-DTPA增强MRI评价肝功能的可行性和准确性。

1　材料与方法

1.1　临床资料

       搜集2014年7月至2016年9月间在我院确诊的PBC患者25例（A组），男9例，女16例，年龄范围23~ 65岁，平均年龄53岁。所有PBC诊断满足以下三个客观性指标中至少两个：(1)血清中AMA≥1:40 ；（2）血清碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）水平在正常上限1.5倍以上超过6个月；(3)肝脏病理检查见非化脓性胆管炎和小叶间胆管破坏^[10,11]。对照组（B组）选择其他疾病导致的肝硬化患者25例，男18例，女7例，年龄范围38~ 63岁，平均年龄53岁，其中肝炎后肝硬化10例，酒精性肝硬化8例，营养不良性肝硬化4例，隐源性肝硬化3例。以下情况为入组排除标准：(1)肝脏有多发的局灶性病变或仅有数个局灶性病灶，但最大径之和大于5 cm；（2）门静脉及主要属支有癌栓或血栓；（3）有胆道手术史；(4)肝外胆管梗阻及梗阻性黄疸；(5)细菌性胆管炎；（6）肝肾功能不全；（7）重度贫血；（8）大量腹水；（9）右侧大量胸腔积液^[12,13,14]；(10)肝铁等金属沉积患者。本研究临床评估肝功能项目包括肝性脑病、腹水、血清胆红素水平、血清白蛋白浓度及凝血酶原时间，肝功能分级采用改良的Child-Pugh分级法^[15]。PBC组中Child-Pugh A级16例，Child-Pugh B级6例，Child-Pugh C级3例。对照组中Child-Pugh A级15例，Child-Pugh B级8例，Child-Pugh C级2例。该前瞻性研究获得首都医科大学附属北京友谊医院伦理委员会批准，所有患者在MRI检查前需签署知情同意书。

1.2　MR扫描技术

       MR扫描机为GE公司的Signa Excite 3.0 T HD，采用8通道相共振体线圈成像，检查前禁食水4 h以上。MRI增强扫描使用的对比剂为Gd- EOB-DTPA （普美显，德国拜耳医药，剂型为10 ml／支），应用剂量为0.025 mmol/kg，注射速度为1.0 ml/s，注射后以同等剂量的生理盐水冲洗血管。先以屏气3D快速扰相梯度回波T1加权序列(FSPGR)行肝区轴面平扫，随后以肝脏容积加速采集序列（LAVA）行动态增强扫描，即于静脉注射Gd- EOB-DTPA后4 min、20 min、50 min分别采集肝脏轴面延迟期及肝胆期图像，在50 min肝胆期增加一次冠状面扫描。T1加权FSPGR扫描参数为：TR 200 ms，TE 2.72 ms，反转角90° ，激发次数0.75，层厚7 mm，层间隔1.5 mm，FOV 38 cm × 38 cm，矩阵288 × 224。LAVA扫描参数为：TR 2.8 ms，TE 1.2 ms，反转角12° ，激发次数0.8，层厚2 mm，层间隔：-1 mm，FOV 42 cm × 38 cm，矩阵：288 × 180。在动态扫描4 min延迟期和20 min肝胆期间歇时，以呼吸门控采集肝脏轴面FSE-XL脂肪抑制T2加权像，扫描参数为：TR 6000 ms，TE 10 ms，反转角90° ，激发次数2，层厚7 mm，层间隔1.5 mm，FOV 38 cm × 29 cm，矩阵288 × 224。

1.3　影像分析方法

       由2名擅长腹部影像诊断的医师共同阅片并进行数据处理，两人意见一致时记录结果。(1）计算肝脏的相对信号强化率（relative signal enhancement，RE）：根据Shimizu等^[16]评估肝功能的方法，于肝门平面在左内叶、左外叶、右前叶、右后叶肝实质区分别勾画四个相同大小的感兴趣区（图1)，面积为1 cm²，注意避开血管、胆管及小病变，而后在四个位置依序测量平扫、注射Gd-EOB-DTPA后4 min、20 min及50 min肝脏的平均信号强度，引用如下公式计算RE，即RE (%)= [(SIpost-SIpre)/SIpre] × 100%。(2)计算胆总管的对比噪声比（contrast to noise ratio，CNR）：参照Papanikolaou等^[17]的方法，计算注射Gd-EOB-DTPA后50 min患者胆总管的CNR。在轴面图像选取胆总管最大径位置测量管腔中心的信号强度，避开胆总管壁，测量尽可能大的范围，得胆总管中心区信号强度（signal intensity，SICBD），再测量同侧腰大肌中心区域1 cm²范围的信号强度，得腰大肌信号强度（SIpsoas major），CNR为SICBD与SIpsoas major的差值除以背景噪声标准差（standard deviation，SDnoise），公式为CNR=（SICBD-SIpsoas major）/SDnoise。

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图1  不同C-P肝功能分级PBC患者静脉注射Gd-EOB-DTPA后20 min肝胆期MRI肝脏强化表现。在静脉注射Gd-EOB-DTPA后延迟20 min的肝胆期轴面MRI上，肝功能Child-Pugh分级不同的PBC患者的肝脏强化率明显不同。各图中4个绿色圆圈为测量MR信号强度的兴趣区。A：45岁，女，肝功能Child-Pugh A级PBC；B：52岁，男，肝功能Child-Pugh B级PBC；C：56岁，男，肝功能Child-Pugh C级PBC
图2  PBC患者50 min肝胆期MRI上胆总管强化表现。在静脉注射Gd-EOB-DTPA后延迟50 min的肝胆期冠状面MRI上，PBC患者胆总管的CNR随肝功能Child-Pugh分级的增加而减低。A：患者，45岁，女，肝功能Child-Pugh A级PBC；B：患者，52岁，男，肝功能Child-Pugh B级PBC；C：患者，56岁，男，肝功能Child-Pugh C级PBC
Fig. 1  Delayed axial MRI at twentieth minute after contrast injection, RE was significantly different in PBC patients with different Child-Pugh classes. The 4 green circles on the liver standed for regions of interest used for measuring MR signal intensity. A: Child-Pugh class A, 45-year-old female. B: Child- Pugh class B, 52-year-old male. C: Child-Pugh class C, 56-year-old male.
Fig. 2  Delayed coronal MRI at fiftieth minute after contrast injection, CNR in the common bile duct decreased with the increase of Child-Pugh class in PBC patients. A: Child-Pugh class A, 45-year-old female. B: Child-Pugh class B, 52-year-old male. C: Child-Pugh class C, 56-year-old male.

1.4　统计学分析

       采用SPSS 17.5软件对记录数据进行统计学分析。对PBC组肝功能Child-Pugh分级不同的患者在注射Gd-EOB-DTPA后4 min、20 min及50 min之间的肝脏强化率差异进行多因素方差分析，在注射Gd-EOB-DTPA后50 min的胆总管CNR差异进行单因素方差分析。对PBC组和其他病因肝硬化组之间肝功能分级相同的患者在注射Gd-EOB-DTPA后20 min的肝脏强化率及50 min的胆总管CNR差异分别进行单因素方差分析。P<0.05被认为差异有统计学意义。

2　结果

       在静脉注射Gd-EOB-DTPA前测量肝脏信号强度，PBC组和其他病因肝硬化组之间肝功能分级相同患者的肝脏信号强度差异无统计学意义(P > 0.05)。进一步组内两两比较肝功能分级不同患者的肝脏信号强度，差异也无统计学意义(P>0.05) （表1）。

2.1　PBC组肝功能分级不同患者之间肝脏强化率及胆总管CNR比较

       相对于静脉注射Gd-EOB-DTPA前肝脏信号强度，在注射对比剂后4 min、20 min及50 min的延迟期MRI上，肝脏强化率随Child-Pugh分级的增加而减弱（图1），差异有统计学意义(P<0.05)。进一步在组内两两比较各因素，肝功能分级不同的PBC患者之间各时间点的肝脏强化率差异均有统计学意义(P<0.05)；在不同时间点比较肝功能分级相同的PBC患者，注射对比剂后4 min与20 min、50 min的肝脏强化率差异均有统计学意义(P<0.05)，而20 min与50 min之间的肝脏强化率差异无统计学意义(P>0.05)（表2）。

       在静脉注射Gd-EOB-DTPA后50 min的延迟期MRI上，肝功能Child-Pugh A级、B级、C级PBC患者之间的胆总管CNR明显不同，表现为胆总管CNR随着肝功能Child-Pugh分级的增加而减低（图2），差异有统计学意义(P<0.05)。进一步在组内两两比较不同肝功能患者之间的的胆总管CNR，差异均有统计学意义(P<0.05)。

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表2  注射对比剂后各时间点肝功能分级不同PBC患者的肝脏强化率比较
Tab. 2  Average RE (median) of liver in PBC patients with different Child-Pugh classes following contrast injection

2.2　PBC与其他病因肝硬化组肝功能分级相同患者之间强化程度比较

       在静脉注射Gd-EOB-DTPA后20 min的延迟期MRI上，对PBC组和其他病因肝硬化组之间肝功能Child-Pugh分级相同患者的肝脏强化率进行比较发现，差异无统计学意义(P>0.05)。同样地，在50 min的延迟期MRI上，比较两组之间肝功能分级相同患者的胆总管CNR，差异无统计学意义(P > 0.05)（表3，表4）。统计结果说明是患者的肝功能分级而非肝硬化病因影响静脉注射Gd-EOB-DTPA后肝脏的强化率和胆总管的信号强度。

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表3  注射对比剂后20 min两组患者肝脏强化率比较
Tab. 3  RE (median) of enrolled subjects 20 min after contrast injection

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表4  注射对比剂后50 min两组患者胆总管CNR比较
Tab. 4  CNR (median) of enrolled subjects 50 min after contrast injection

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表1  注射对比剂前肝功能分级不同的两组患者的肝脏平均信号强度比较
Tab. 1  Average liver signal intensity (median) on non-enhanced MRI in patients with different Child-Pugh classes

3　讨论

       随着PBC实验室血清检测技术的巨大进步，近年来我国PBC的发病率逐年上升，PBC的影像表现及对患者肝功能的评价引起人们的关注，但相关的文献报道较少。在肝胆特异性对比剂Gd- EOB-DTPA增强MRI应用于肝胆疾病的临床诊断之后^{[18,19,20,21,22,23]}，国外已有学者通过Gd-EOB-DTPA增强MRI评价PBC患者的肝功能^{[24,25,26,27,28]}，但因缺乏对照组比较，使人们对其结果的可靠性存疑。Nilsson等^[29]在Gd-EOB-DTPA增强MRI上测量PBC患者肝脏各段的强化信号增加率，以其对数作为评价肝功能储备的指标，该研究采用信噪比（signal to noise ration，SNR）而非CNR，使其结果准确性受到一定影响。本研究在观察肝功能Child-Pugh分级不同PBC患者Gd-EOB-DTPA增强MRI强化特征的基础上，探讨了肝功能Child-Pugh分级相同的PBC与其他病因肝硬化患者的Gd-EOB-DTPA增强MRI表现的异同点，进一步明确Gd-EOB-DTPA增强MRI评估肝功能的可行性及可靠性，为临床应用提供依据。

       Gd-EOB-DTPA是一种顺磁性对比剂，进入体内后能够有效缩短组织的T1时间。正常肝细胞能够特异性摄取Gd-EOB-DTPA是因为在钆螯合物上增加了一个亲脂基团EOB，正是EOB使该对比剂可进入肝细胞内^{[18,19,20,21]}。Gd-EOB-DTPA经静脉注入后，约50％可通过肝细胞窦状间隙膜上有机阴离子转运多肽OATP1B1和OATP1B3被功能正常的肝细胞摄取，而后经胆小管膜上多药耐药相关蛋白2（MRP2）分泌到胆道，另外50％经肾脏随尿液排出。肝细胞摄取Gd-EOB-DTPA开始于注射后1.5 min，20 min后肝细胞内对比剂量接近高峰^[22]，50 min后胆总管内对比剂充盈达峰值^[24]。因此，本研究肝胆期分别选择注射Gd-EOB-DTPA后20 min、50 min图像评价肝功能。

       近年来国内外一些学者通过在MRI测量肝脏的相关数值评价肝功能^{[16, 21, 24,25,26,27,28]}，多数研究以增强MRI前、后肝脏的信号强度作为参数，而单一的信号强度数值大小受多个因素影响，如磁场和脉冲的均匀性、重复时间和回波时间长短等，故不是一个客观的指标。为了尽可能减少单一信号强度可变及不同机型差异对研究结果的影响，本研究参照Shimizu等^[16]和Papanikolaou等^[17]的研究方法，依序测量注射Gd-EOB-DTPA后4 min、20 min、50 min时间点肝脏的强化率，并在50 min时测量胆总管的CNR。强化率反映一个MR信号强度的增加比率，CNR是胆总管与同侧腰大肌信号强度的差值除以周围背景噪声标准差的信号强度比率。这两个MR信号强度比值有效克服了单一信号强度的不足。同时，考虑到PBC是慢性肝病，肝组织的不均质性可能导致MR信号强度分布的不均匀性，本研究在肝门水平的4个段面分别测量MRI信号强度，取其平均信号强度作为每一时间点的MRI信号强度，部分弥补了肝组织不均质性对研究结果的影响。

       本研究结果提示Gd-EOB-DTPA增强MRI上PBC的肝脏强化率及胆总管CNR与患者的肝功能分级有关。Child-Pugh分级不同的PBC患者之间在注射Gd-EOB-DTPA后4 min、20 min及50 min肝脏的强化率有显著性差异，肝功能不同PBC患者之间在50 min肝胆期时胆总管的CNR也明显不同；随着肝功能受损程度加重，肝脏强化率及胆总管CNR相应地减低。说明Gd-EOB-DTPA增强MRI表现能够在一定程度上反映患者的肝功能，推测其原因可能是肝功能Child-Pugh分级反映肝脏总体的摄取功能^[30]，肝功能受损时肝细胞膜的OATP1B3表达数量下降^[31]。后者使肝细胞摄取的Gd-EOB-DTPA以及排泄到胆总管胆汁的Gd-EOB-DTPA减少，进而导致肝脏强化率及胆总管CNR下降。另一方面，本组结果提示对于肝功能分级相同的PBC患者而言，注射Gd-EOB-DTPA后延迟20 min和50 min的肝脏强化率无显著性不同，说明延迟20 min扫描时肝细胞摄取的Gd-EOB-DTPA已接近饱和，此时肝脏的强化程度也接近峰值，这与文献结果相符^[28]。考虑到目前的MRI检查效率及患者舒适度，笔者建议在动脉期、门脉期及延迟期肝脏扫描基础上，将20 min肝胆期MRI作为评价肝功能的标准图像。

       本组进一步的对照研究提示，无论PBC或是其他病因肝硬化的患者，肝功能Child-Pugh分级相同时，注射Gd-EOB-DTPA后延迟20 min时肝脏的强化率和50 min时胆总管的CNR均无显著性差别。这进一步说明Gd-EOB-DTPA增强MRI上肝脏的强化率和胆总管的CNR主要与患者的肝功能有关，而与肝内小胆管的胆汁淤积和（或）胆汁排泄障碍关系不大。Gd-EOB-DTPA增强MRI在区分不同病因肝硬化方面的价值需要进行更大样本的探索性研究。

       尽管以Gd-EOB-DTPA增强MRI评价肝功能有诸多优势，但同时也有一些局限性。例如，结果还可能受到患者个体的遗传多肽性影响。有学者指出OATPB1的遗传多肽性是造成肝胆期肝脏信号强度多变的主要因素之一^[17]，可能的原因是OATPB1和OATPB3单核苷酸的多肽性使肝细胞的摄取功能部分缺失，进而导致肝脏强化率减低。这不仅是结果可能存在个体差异的因素之一，也将影响肝功能评估结果的准确性。

       本研究存在如下局限性：入组的PBC患者及其不同Child-Pugh分级的样本量有限，而且分布偏倚，如Child-Pugh A级的患者数较多，而B级和C级的患者数相对较少，这可能影响相关结果的准确性。

       总之，Gd-EOB-DTPA增强MRI不仅可提供高分辨率的解剖图像，还可通过计算肝脏强化率及胆总管CNR使无创性评价PBC患者的肝功能成为可能。这为临床医师了解PBC患者的肝功能提供了新的选择。