CC BY
9
УДК 616.36-073.756.8
□ ДИФФУЗИОННО-ВЗВЕШЕННОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ПЕЧЕНИ В СТРУКТУРЕ АЛГОРИТМА ДИАГНОСТИКИ АЛКОГОЛЬНОЙ БОЛЕЗНИ ПЕЧЕНИ
Лозбенев Ф.С.
Научный руководитель - д.м.н. Морозова Т.Г.
Смоленский государственный медицинский университет Россия,214019, Смоленск, ул. Крупской, 28 [email protected] - Лозбенев Ф.С.
Резюме. Целью исследования было оценить возможности диффузионно-взвешенного изображения печени в структуре алгоритма диагностики алкогольной болезни печени. Полученные результаты были сопоставлены с данными клинической эластографии и биопсией печени с целью стандартизации методики диффузионно-взвешенного изображения печени при МРТ у пациентов с алкогольной болезнью печени. Полученные результаты исследования свидетельствовали о качестве диагностической и прогностической модели последовательности диффузионно-взвешенного изображения печени при МРТ для пациентов с алкогольной болезнью печени как при поступлении, так и в динамическом наблюдении за пациентами.
Ключевые слова: диффузионно-взвешенные изображения, магнитно-резонансная томография, алкогольная болезнь печени, лучевая диагностика.
□ DIFFUSION-WEIGHTED IMAGE OF THE LIVER IN THE STRUCTURE OF THE ALGORITHM FOR DIAGNOSING ALCOHOLIC LIVER DISEASE
Lozbenev F.S.
Scientific adviser - Morozova T.G., MD, PhD.
Smolensk State Medical University
28, Krupskoy str., Smolensk, 214019, Russia
[email protected] - Lozbenev F.S.
Abstract. The aim of the study was to assess the capabilities of the diffusion-weighted image of the liver in the structure of the algorithm for the diagnosis of alcoholic liver disease. The obtained results were compared with the data of clinical elastography and liver biopsy in order to standardize the technique of diffusion-weighted image of the liver on MRI in patients with alcoholic liver disease. The obtained results of the study testified to the quality of the diagnostic and prognostic model of the sequence of the diffusion-weighted image of the liver on MRI for patients with alcoholic liver disease both at admission and in the dynamic observation of patients.
Keywords: diffusion-weighted images, magnetic resonance imaging, alcoholic liver disease, X-ray diagnostics
Введение. Алкогольная болезнь печени (АБП) - заболевание, возникающее в результате хронической алкогольной интоксикации на фоне приема алкогольных напитков. Чаще всего данным заболеванием страдают мужчины, реже женщины трудоспособного возраста большинства развитых стран мира [1,3].
Важными составляющими лечебно-диагностического алгоритма ведения пациентов с АБП является: определение клинической формы; прогнозирование течения заболевания; выявление причин отрицательной динамики на фоне лечения с последующей коррекцией получаемой терапии.
На современном этапе развития медицины пациенты с АБП отказываются от проведения диагностических процедур, в частности от биопсии печени. Современный пациент осведомлен о разнообразии различных методов диагностики, а наличие противопоказаний к использованию всех доступных методик заставляет специалистов разрабатывать новые высокотехнологичные методы диагностики, обладающие комплексными характеристиками, которые позволяют неинвазивно определить клиническую форму АБП [2, 7, 13].
Диффузионно-взвешенное изображение печени (ДВИ) - это методика магнитно-резонансной томографии (МРТ), которая при оценке качественной характеристики диффузии
позволяет неинвазивно определять выраженные изменения диффузии в гепатоцитах возникающие на различных этапах течения заболевания и получаемой пациентом терапии [4, 12].
Цель исследования. Оценить возможности диффузионно-взвешенного изображения печени в структуре алгоритма диагностики алкогольной болезни печени.
Материалы и методы. Нами было обследовано 109 пациентов с алкогольной болезнью печени (АБП). Среди них 63 (58%) мужчин и 46 (42%) женщин. Средний возраст пациентов составлял 47,2±6,3 лет. Распределение пациентов в соответствии с клиническими формами АБП представлено в таблице 1.
Таблица 1. Распределение клинических форм АБП
Клиническая форма АБП Общее количество пациентов (n=109) Возраст (лет)
Мужчин абс., % Женщин абс., %
Стеатоз (п=18) 11 (10) 7 (6)
Стеатогепатит (п=27) 15 (14) 12 (11)
Гепатит (п=47) 25 (23) 22 (20)
Цирроз (п=17): 12 (11) 5 (5) 47,2±6,3
класс А по Чайлд-Пью 4 (4) 1 (1)
класс B по Чайлд-Пью 7 (6) 4 (4)
класс C по Чайлд-Пью 1 (1) 0 (0)
Всего 63 (58) 46 (42) 109(100)
Алгоритм обследования пациентов включал в себя: проведение МРТ печени с обязательным включение в протокол последовательности ДВИ печени (n=109), УЗИ органов брюшной полости с клинической эластографией - 94 (86%) больных. В качестве референтного метода была выбрана биопсия печени у 61 (56%) пациентов.
В последовательности ДВИ печени использовались значения b-фактора 100/600/1000. Под воздействием токсического влияния ацетальдегида происходит усиление реакции перекисного окисления липидов, что приводит к нарушению функционального состояния клеточных мембран гепатоцитов и формированию стойких комплексных соединений с белками [1, 5]. В гепатоцитах происходит задержка воды и белков в следствии дефекта трансмембранной транспортировки, что приводит к баллонной дистрофии гепатоцитов, уменьшению межклеточных пространств и увеличению гепатоцитов в объеме. В последующем это отражается в развитии гипоксии и стимуляции коллагенообразования (развитие фиброза) [3, 4]. При набухании гепатоцитов и уменьшении объема внеклеточных пространств движение молекул воды наиболее ограничено, то есть уменьшение внеклеточных и межклеточных пространств, переход воды в клетку приводят к ограничению диффузии.
Для данной группы пациентов последовательность ДВИ предусматривала оценку изотропных изображений и карт измеряемого коэффициента диффузии (ИКД). Обследование пациентов проводилось в магнитно-резонансном томографе (мощность 1,5 Тесла). Изображения, полученные при помощи использования дыхательной синхронизации, обладают лучшим соотношением сигнал/шум, в особенности при высоких значениях b-фактора. Возможность использования больших значений b-фактора позволяет получить наиболее точные значения измеряемого коэффициента диффузии (ИКД) [6,15]. Продолжительность данного исследования составляет 3-8 мин. ДВИ полученные при задержке дыхания требует меньшего количества времени, однако характеризуются субоптимальным соотношением сигнал/шум и наиболее чувствительны к артефактам. Укладка пациентов в МР-томографе строго на спине в горизонтальном положение с укладкой 16-канальной абдоминальной катушки на переднюю брюшную стенку.
Обработка полученных данных была проведена с помощью программного пакета для статистического анализа Statistica 6.0. Для подтверждения прогностической и диагностической и значимости МРТ в режиме ДВИ при поступлении и в динамическом наблюдении за пациентами с АБП было проведено построение ROC - кривых и расчет площади под кривой AUROC.
Результаты. Пациенты наблюдались в течение двух лет. После года наблюдения за пациентами (при поступлении, через 1, 3, 6, 9 и 12 месяцев) используя ДВИ дальнейшие сроки
динамического наблюдения за пациентами подбирались строго индивидуально, в зависимости от результатов клинико-лабораторных методов исследования.
На основании полученных данных были разработаны основные комплексные магнитно-резонансные критерии. На первом этапе проводилась оценка качественной характеристики последовательности ДВИ печени - нет/есть ограничение диффузии (табл. 2).
Таблица 2. Результаты качественной характеристики ДВИ печени при МРТ у пациентов с АБП (П=109)_
Клинический диагноз АБП* Т2 взвешенное изображение ДВИ (качественная характеристика)* Р*
нет ограничения (абс.,%) есть ограничение (абс.,%)
Стеатоз (n=18) Высокий сигнал 13 (12) 5 (5) >0,05
Стеатогепатит (n=27) Высокий/ промежуточный сигнал 21 (19) 6 (6) >0,05
Гепатит (n=47) Высокий/ промежуточный сигнал 31 (28) 16 (15) >0,01
Цирроз (n=17) Низкий сигнал 13 (12) 4 (4) >0,05
Всего (n=109)
Примечание: * - достоверность результатов
Таким образом, для оценки клинических форм АБП результаты качественной характеристики последовательности ДВИ печени являются недостоверными.
На втором этапе оценивались показатели последовательности количественной характеристики ДВИ путем расчета карт ИКД.
Полученные результаты были сопоставлены с данными клинической эластографии и биопсией печени с целью стандартизации методики ДВИ печени при МРТ у пациентов с АБП (табл.3).
Таблица 3 Сопоставление данных МРТ печени в режиме ДВИ с данными клинической эластографии и биопсии печени_
Клинический диагноз АБП* ДВИ (количественная характеристика) */**/*** Клиническая эластография** Гистологическое исследование***
измеряемые показатели диффузии ИКД
Стеатоз (n=18) 2,66±0,9х10-3мм2/с 2,7 Стадия фиброза Р0-Р1 Жировая инфильтрация
Стеатогепатит (n=27) 2,14±0,5х10-3мм2/с 2,1 Стадия фиброза Р1-Р2 Жировая инфильтрация+ +умеренный фиброз
Гепатит (n=47) 1,75±0,6х10-3мм2/с 1,3 Стадия фиброза Р2^3 Умеренный/ выраженный фиброз
Цирроз (n=17) 1,15±0,6х10-3мм2/с <1 Стадия фиброза Р4 Цирроз
Всего (n=109)
Примечание: * - p<0,05; ** - p<0,01; *** - p<0,05
При сопоставлении количественных показателей ДВИ с клинической эластографией при поступлении и динамическом наблюдении была установлена высокая корреляционная связь (r=0,873), средняя корреляционная связь установлена с данными биопсии (r=0,715).
В динамическом наблюдении за пациентами в течение 1 месяца было установлено, что у 62 (57%) больных отмечается отрицательная клинико-лабораторная динамика, что соответствовало ограничению диффузии по результатам ДВИ печени (r=0,889).
После коррекции назначенной терапии (ферментотерапия, дезинтоксикационная терапия, гепатопротекторы) через 1 месяц у 24 (39%) из 62 пациентов отмечена положительная клинико-лабораторная динамика, по результатам ДВИ - ограничения диффузии нет (r=0,885).
У 38 (61%) из 62 изменения в биохимическом анализе крови сохранились, как и ограничение диффузии по данным МРТ печени в режиме ДВИ. Через 3 месяца у 3 (8%) из 38 пациентов была отмечена нормализация показателей биохимического анализа крови, по данным ДВИ печени при МРТ ограничение диффузии отмечено не было. Таким образом, отмечается высокая корреляционная связь ДВИ печени при МРТ с изменениями в биохимическом анализе крови.
В течение 9 месяцев у 35 пациентов сохранялось ограничение диффузии по данным ДВИ печени и синдром цитолиза. При сборе анамнеза было установлено, что больные продолжали прием алкогольных напитков на фоне получаемой терапии, что проявлялось ограничением диффузии по данным ДВИ, как проявления МР - признаков воспалительной реакции в структуре паренхимы печени.
Через 12 месяцев у всех пациентов (п=35) отмечена положительная динамика - нет ограничения диффузии по результатам ДВИ, что подтверждает возможность использовать качественную характеристику ДВИ печени в оценке нарушения режима абстиненции (АШ0С=0,903 (95% ДИ 0,871-0,911)). Однако у 14 (40%) пациентов из 35 изменения в биохимическом анализе крови сохранились, но ограничения диффузии по данным МРТ печени отмечено не было. Данной группе пациентов (п=14) проведена коррекция получаемой патогенетической терапии - положительная динамика через 1 месяц.
Стоит отметить, что независимо от наличия или отсутствия ограничения диффузии в паренхиме печени по данным последовательности ДВИ, количественными показателями ДВИ печени коррелировали с имеющимися клинические формы АБП (г=0,925).
Проведена оценка прогностической и диагностической значимости разработанных критериев ДВИ печени при МРТ у пациентов с АБП при поступлении: качественная характеристика - АиЯОС=0,844 (95% ДИ 0,801-0,869), количественная характеристика -АЦРОС=0,908 (95% ДИ 0,875-0,911); при динамическом наблюдении: качественная характеристика - АиЯ0С=0,939 (95% ДИ 0,901-0,955), количественная характеристика -А№0С=0,919 (95% ДИ 0,871-0,931).
Полученные результаты исследования свидетельствовали о качестве диагностической и прогностической модели последовательности ДВИ печени при МРТ для пациентов с АБП как при поступлении, так и в динамическом наблюдении за пациентами.
ДВИ - бесконтрастная методика МРТ, которая широко используется при заболеваниях головного мозга, малого таза, лимфатических узлов. Возможности ДВИ при заболеваниях печени до конца не изучены. Современные литературные источники включают публикации о возможностях ДВИ в дифференциальной диагностике очаговых образований печени [8, 10, 11, 14]. Многие авторы, основываясь на значениях ИКД подчёркивают роль количественного анализа ДВИ в характеристике очаговой патологии печени [9, 10, 11]. Данные о роли количественного анализа ДВИ печени в дифференциальной диагностике солидных опухолей неоднозначны и отсутствует единое мнение современных диагностов о том, какие характеристики ДВИ оптимальны для анализа [3, 6, 14]. Современная литература не имеет научной информации о возможностях последовательности ДВИ при МРТ для больных АБП. ДВИ печени являясь неинвазивной и комплексной методикой (качественные и количественные характеристики) при правильном подходе в диагностическом алгоритме для вышеописанной группы пациентов способна повысить диагностические и прогностические возможности лучевой диагностики, позволяет снизить количество инвазивных методов исследования и взаимозаменить другие неинвазивные методы.
Выводы.
1. Отмечена высокая корреляционная связь количественных показателей ДВИ печени с клинической эластографией (г=0,873) и средняя корреляционная связь с результатами биопсии печени у пациентов с АБП при поступлении и динамическом наблюдении(г=0,715). 2. Установлена высокая корреляционная связь МРТ печени в режиме ДВИ с клинико-лабораторной динамикой: положительная - нет ограничения диффузии (г=0,885); отрицательная - есть ограничение диффузии (г=0,889). 3. ДВИ печени имеет высокую прогностическую и диагностическую значимость в оценке нарушения режима абстиненции у пациентов с АБП (АиЯ0С=0,903 (95% ДИ 0,871-0,911)). 4. Прогностические и диагностические критерии ДВИ печени у пациентов с АБП при поступлении: качественная характеристика - АЦР.0С=0,844 (95% ДИ 0,801-0,869); количественная характеристика - А№0С=0,908 (95% ДИ 0,875-0,911). 5. Прогностические и диагностические критерии ДВИ печени у пациентов с АБП при динамическом
наблюдении: качественная характеристика - AUROC=0,939 (95% ДИ 0,901-0,955); количественная характеристика - AUROC=0,919 (95% ДИ 0,871-0,931).
Литература
1. Акчурина Э.Д. Диффузионно-взвешенные изображения в комплексной лучевой диагностике очаговых поражений печени.// Акчурина Эльвира Дамировна. - М., 2011. - 113 с.
2. Ивашкин В.Т., Маевская М.В., Павлов Ч.С. с соавт. Клинические рекомендации Российского общества по изучению печени по ведению взрослых пациентов с алкогольной болезнью печени / В.Т. Ивашкин, М.В. Маевская, Ч.С. Павлов с соавт. // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. - 2017. - №27. - С.20 - 40.
3. Ломовцева К.Х., Кармазановский Г.Г. Диффузионно-взвешенные изображения при очаговой патологии печени: обзор литературы / К.Х. Ломовцева, Г.Г. Кармазановский // Медицинская визуализация. - 2015. - С.50 - 60.
4. Романова К. А. Анализ современных возможностей МРТ-диагностики очаговых образований в печени / К. А. Романова // Российский онкологический журнал. - 2015. - № 1. С.47 - 54.
5. Шелкопляс Э.Н. Некоторые аспекты диффузионно-взвешенной магнитно-резонансной томографии при очаговых поражениях печени / Э.Н. Шелкопляс // Радиология-практика. - 2013. -№ 1 - С.46 - 53.
6. Banerjee R., Pavlides M., Tunnicliffe E.M. et al. Multiparametric magnetic resonance for the noninvasive diagnosis of liver disease // J Hepatology. - 2014. - V.60. - P.69 - 77.
7. EASL Clinical Practical Guidelines: Management of Alcoholic Liver Disease // J. Hepatol. - 2018 -V.69. - P.154 - 181.
8. Elsayes K M. 2017 Version of LI-RADS for CT and MR Imaging: An Update / K M. Elsayes, J.C. Hooker, M M. Agrons [et al] // Radiographics. - 2017. - V.37. - P.1994 - 2017.
9. Gong A., Leitold S., Uhanova J. et al. Predicting Pre-transplant Abstinence in Patients with Alcohol-Induced Liver Disease // Clin. Invest. Med. 2018. - V.41. - Р.37 - 42.
10. Le Bihan D. Diffusion MRI: what water tells us about the brain. // EMBO Mol. Med. - 2014. V.6. -P.569 - 573.
11. Le Bihan D., Johansen-Berg H. Diffusion MRI at 25: exploring brain tissue structure and function. // Neuroimage. - 2012. - V.61. - P.324 - 341.
12. Min Ki Shin, Ji Soo Song and all. Liver Fibrosis Assessment with Diffusion-Weighted Imaging: Value of Liver Apparent Diffusion Coefficient Normalization Using the Spleen as a Reference Organ / Min Ki Shin, Ji Soo Song [and all] // Imaging-Histopathology Correlation - «Diagnostics». - 2019. - V.9. - P.107 - 107.
13. Sandrasegaran K., Tahir B., Patel B., Ramaswamy K., Bertrand K., Akisik F.M. The usefulness of diffusion-weighted imaging in the characterization of liver lesions in patients with cirrhosis. // Clin. Radiol. - 2013. - V.68. - P.708 - 715.
14. Seitz K., Bernatik T., Strobel D., Blank W., Frederich-Rust M., Strunk H. et al. Contrast-enhanced ultrasound (CEUS) for the characterization of focal liver lesions in clinical practice: CEUS vs. MRI - a prospective comparison in 269 patients. // Ultraschall Med. - 2010. - V.31. - P.492 - 499.
15. Watanabe A. Magnetic resonance imaging of the cirrhotic liver: An update / A. Watanabe, M. Ramalho, M. AlObaidy [et al] // World J. Hepatol. - 2015. - V.7. - P.468 - 487.
