单发与多发感兴趣区策略用于法洛四联症修复及Fontan循环患者肝脏T1与ECV定量测量的对比评估研究

《Abdominal Radiology》:Agreement between single and multiple ROI strategies for hepatic T1 and ECV mapping in tetralogy of Fallot and Fontan circulation

【字体: 时间:2026年03月10日 来源:Abdominal Radiology 2.2

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  为了评估肝脏纤维化及淤血无创评估中T1和ECV(Extracellular Volume)测量的一致性,研究人员针对法洛四联症(TOF)修复和Fontan循环患者,比较了单个大感兴趣区与三个小感兴趣区两种测量策略。研究结果表明,两种方法在TOF患者中表现出极佳的一致性(ICC=0.98),在Fontan患者中表现出良好的一致性(ICC=0.79),这支持了在纵向随访和临床研究中两种策略的可互换性,为标准化肝脏参数评估提供了依据。

  
在先天性心脏病治疗领域,患者的生存率不断提高,然而,长期的血流动力学异常,特别是静脉压慢性升高,正成为新的临床挑战。想象一下,一个在童年时期成功接受了心脏手术的幸存者,在成年后却面临着肝脏病变的风险。这并非危言耸听,对于“法洛四联症”(TOF)修复后以及接受了“Fontan手术”(一种治疗单心室畸形的手术)的患者而言,他们的肝脏正默默承受着来自异常循环的长期压力。这种压力可导致肝脏淤血,进而引发进行性的肝脏纤维化,即肝脏内正常的柔软组织逐渐被坚硬的疤痕组织所取代。这不仅影响患者的生活质量,还可能关系到他们未来接受心脏移植等关键治疗方案的资格。因此,对这些患者进行早期、精准的肝脏状态评估变得至关重要。
近年来,心脏磁共振成像(Cardiac Magnetic Resonance Imaging, MRI)中的“T1 mapping”和“细胞外体积”(Extracellular Volume, ECV)技术崭露头角。简单来说,T1 mapping可以测量组织中水分子的弛豫时间,而ECV则是通过对比剂注射前后T1值的变化来计算细胞外空间的占比。在肝脏中,当纤维化发生时,ECV会增加。这些技术为非侵入性地评估肝脏纤维化和淤血程度带来了希望。但就像用相机对焦拍摄一样,如何选取测量区域(即感兴趣区,Region-of-Interest, ROI)——是选择一个大范围,还是选取几个分散的小区域——目前尚未达成共识。不同医院的医生、不同研究可能采用不同的测量方法,这会导致结果难以直接比较,阻碍了对病情的准确监测和研究数据的整合。为了回答“在评估法洛四联症修复和Fontan循环患者的肝脏状态时,不同的ROI测量方法结果是否一致、是否可以互换使用?”这个问题,研究人员开展了一项专门针对这两种方法“一致性”的研究。相关论文发表在了《Abdominal Radiology》期刊上。
为了开展研究,研究人员采用了以下几种关键技术方法:首先,他们前瞻性地招募了在2022年至2025年间于专科门诊随访的法洛四联症修复或Fontan循环患者,总共61人。所有参与者都在一台3.0特斯拉的扫描仪上接受了标准化的心脏磁共振检查,其中包含了为评估肝脏而特别设计的肝脏T1 mapping序列。研究人员采用改进的Look-Locker反转恢复(Modified Look-Locker Inversion Recovery, MOLLI)序列来获取对比剂注射前后的肝脏T1图。之后,由经验丰富的放射科医生对每位患者的图像进行了两种不同的测量:一种是在肝脏实质中避开血管结构画一个大的ROI;另一种是在不同的、视觉上均质的肝实质区域放置三个小圆形ROI。最后,通过组内相关系数(Intraclass Correlation Coefficient, ICC)和生存一致性图(survival-agreement plots)等统计方法来评估两种ROI策略测量结果的一致性。
研究结果
患者人群特征
研究共纳入61名患者,其中31名为法洛四联症修复患者(平均年龄12.8岁),30名为Fontan循环患者(平均年龄17.3岁)。两组在人口统计学和基础心脏参数上存在差异,例如Fontan患者的年龄普遍更大。
观察者间一致性
在35例代表性样本中,对两种ROI策略的T1测量(包括对比剂注射前后)进行了观察者间一致性分析。结果显示,无论是单个大ROI还是三个小ROI的方法,观察者间一致性都极佳(ICC > 0.90),平均偏差很小。这证实了这两种测量方法都具有很高的可重复性,不同医生操作时差异很小。
感兴趣区策略间的一致性分析
这是本研究的核心发现。在法洛四联症修复患者中,单个大ROI和三个小ROI策略之间的一致性极佳,无论是对于肝脏原生T1值(native T1)还是ECV,ICC值均为0.98。这意味着在法洛四联症患者中,使用任何一种方法得到的结果都高度一致,可以互换使用。在Fontan患者中,两种策略之间的一致性良好,原生T1和ECV的ICC值均为0.79,表明一致性依然较高,但不如法洛四联症患者那样完美。
生存一致性分析
生存一致性图进一步直观展示了两种方法测量差异的分布。在法洛四联症患者中,所有患者两种方法测得的原生T1值差异都小于80毫秒,ECV差异都小于5%。这表明差异在临床可接受的范围内。而在Fontan患者中,86% 的患者原生T1差异小于80毫秒,同样有86%的患者ECV差异小于5%。这表明虽然大部分Fontan患者两种方法结果相近,但仍有小部分存在较大差异,反映了Fontan患者肝脏实质的空间异质性更强
Bland-Altman分析
Bland-Altman图量化了两种方法测量值之间的平均偏差和95%一致性界限。在法洛四联症患者中,原生T1的平均偏差仅为14.5毫秒,ECV为0.96%,一致性界限较窄。在Fontan患者中,原生T1的平均偏差为-22.77毫秒,ECV为-0.85%,但一致性界限范围比法洛四联症患者更宽,进一步印证了Fontan患者肝脏测量值变异性更大。所有分析均未发现比例偏差或异方差性。
结论与讨论
本研究主要得出以下结论:在法洛四联症修复患者中,采用单个大ROI与采用三个小ROI策略测量的肝脏原生T1和ECV值具有极高的一致性,支持在标准化心脏磁共振成像(MRI)采集协议的背景下,这两种策略可互换用于该人群的纵向随访。而在Fontan循环患者中,两种策略之间的一致性虽然仍为良好,但生存一致性分析显示,随着容忍阈值的缩小,差异变得更为明显。这反映了单心室生理学患者固有的、更为显著的肝脏实质空间异质性。这种异质性源于慢性的静脉淤血、肝窦扩张以及区域性不均一的纤维化重塑过程。因此,在Fontan患者中,当需要比较采用不同ROI方法获得的结果时,需要保持一定的谨慎。
本研究的重要意义在于多个层面。首先,它为临床实践和科学研究提供了方法学上的可靠性验证。研究证实,在法洛四联症患者中,简化高效的单个大ROI方法完全可以替代相对繁琐的多发小ROI方法,且不影响结果的可靠性。这为临床医生提供了一种更为便捷的评估工具,有助于提高工作效率。其次,该研究揭示了不同病理生理状态下肝脏异质性的差异。Fontan患者肝脏异质性更强这一发现,加深了我们对“Fontan相关性肝病”病理生理特征的理解,提示未来在评估这类复杂患者时,可能需要更精细的测量策略或对测量结果进行个性化解读。再者,该研究支持了纵向和多中心研究的可行性。高的方法间一致性意味着,即使在不同时间点、不同医疗中心使用了不同的ROI测量策略,其结果仍然可以进行比较和整合,这为开展大型队列研究和临床试验铺平了道路,有助于更深入地探究肝脏并发症的自然史和干预效果。最后,通过结合组内相关系数、生存一致性图和Bland-Altman分析等多种统计工具,本研究为评估医学测量方法的可靠性提供了一个全面、多维度分析的范本,尤其适用于存在异质性组织样本的情况。
总之,这项研究不仅解决了肝脏磁共振参数测量中的一个具体技术问题,推动了心脏磁共振成像在先天性心脏病患者肝脏评估中的标准化应用,其发现也对理解不同血流动力学状态下终末器官(肝脏)的受累模式具有重要启示。随着先天性心脏病患者群体的不断壮大和老龄化,此类无创、可靠的监测工具对于实现长期、综合的健康管理将发挥越来越关键的作用。
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