蜂鸣器电路Radiology：MRI定量检测肝脏铁过载方法综述 2 0 23 年
文献信息
Title: Quantification of Liver Iron Overload with MRI: Review and Guidelines from the ESGAR and SAR
Year: 2023
Journal Name/Impact Factor: Radiology/29.146
DOI: 10.1148/radiol.221856
导读
铁过载是一种全身性疾病，患病率较高。作为评估全身铁浓度的最佳替代方法，肝脏铁浓度（LIC）被广泛应用。目前MRI已经成为评估LIC的最广泛使用的非侵入性影像方法，其中三
种主要方法（SIR方法、R2和R2*弛豫定量方法）已经得到广泛验证和应用。本文将介绍上述方法的技术原理、优缺点以及使用建议。
1、 背景
重油燃烧器2、 原理
2.1 物理原理2.2 混杂因素
3、 方法概述与使用建议
3.1 SIR方法3.2 R2弛豫定量方法3.3 R2*弛豫定量方法
4、 结论
1. 背景
铁是许多重要的生化反应中蛋白质的基本成分，包括血红蛋白、肌红蛋白、细胞素和过氧化物酶。过量的铁是有毒的，会导致器官损伤。由于人体没有天然的铁排泄机制，多余 的铁会储存在肝脏中。严重的铁累积还会导致肝外器官的沉积，包括脾脏、内分泌腺和心脏。这会导致器官功能障碍甚至死亡（由肝病或心衰引起）。
面波仪
对于铁过载患者，的主要目标是通过性放血或螯合去除铁来避免器官损伤，这两种方法有明显的不良反应，且螯合十分昂贵。故铁过载的早期检测和分级对十分重要，可指导医生在不可逆组织损伤发生之前指定合理客观的方案。肝脏铁浓度（LIC）与全身铁储量线性相关，所以LIC定量检测被广泛认为是评估全身铁储量的最佳替代方法。LIC < 1.8 mg/g（32 μmol/g）为正常；3.2-7.0 mg/g（57-125 μmol/g）为轻度铁过载和螯合的最佳范围；7.0-15.0 mg/g（125-269 μmol/g）为中度铁过载；LIC > 15.0 mg/g（269 μmol/g）为严重铁过载，如图1所示。
图1 常用LIC阈值的图形表示，从左至右分别为正常、边缘性过载、轻度过载、中度过载和严重过载。
传统的LIC检测方法为活检，具有侵入性，昂贵且取样变异性大，不适合用于中的重复纵向检测。此外，许多铁过载患者伴有血小板减少症，这增加了活检并发症的风险。因此，非侵入性方法（如US、CT和MRI）在LIC检测上有很大优势。作为常用的评估肝脏的
非侵入性成像方法，US和CT在量化肝脏铁含量方面几乎没有用处，而目前已有几种基于MRI的LIC量化方法，下文将进行介绍。
2. 原理
2.1 物理原理
在铁的影响下，水中质子磁化的横向弛豫变快，导致磁共振信号强度衰减，得到T2和T2*加权成像。T2和T2*分别为MRI中自旋回波（SE）和梯度回波（GRE）的信号衰减时间常数，对应的弛豫率分别为R2（1/T2）和R2*（1/T2*）。R2和R2*是量化LIC的首选指标，它们随着LIC的增加而单调增加。除了R2和R2*弛豫率定量方法外，基于固定回波时间（TE）下得到的图像，通过信号强度比（SIR）方法，将肝脏的信号强度与参考组织（如椎旁肌肉）的信号强度进行比较，也能够得到LIC定量结果。 2.2 混杂因素
由于MRI检测LIC的方法基于对弛豫率的测量，因此任何改变弛豫率的因素都可能成为LIC检测的混杂因素。
六类网线做法
（1）全球约10亿人患有非酒精性脂肪肝，而在SE和GRE采集过程中，脂肪的存在会导致LIC量化产生偏差，这是因为脂肪的弛豫率与正常肝脏组织不同。
（2）纤维化会降低R2和R2*弛豫率，这也会混淆LIC量化。但是，这种影响要比铁过载对R2和R2*弛豫率的影响小几个数量级，所以影响不大。
（3）静磁场（B0）不均匀，特别是在肝穹、肠和金属植入物附近，可导致额外的信号失相和局部组织铁浓度过高，这对GRE影响较大。不过在实践中，特别是在3D采集中，3T下B0不均匀性的影响较小。
（4）在3T下，肝脏中射频场（B1）的不均匀性不可忽视。SE成像和R2测量会受到B1不均匀性的干扰，而R2*测量没有影响。
（5）噪声会导致在高铁浓度下的LIC估计有偏差。在较高的铁浓度和较长的TEs下，质子信号强度可能已经衰减到低于随机噪声水平。如果处理不当，LIC将会被低估。
3. 方法概述与使用建议
3.1 SIR方法
3.1.1 技术原理
SIR方法基于多次GRE采集中的肝脏和椎旁肌肉的相对信号。目前已有两种SIR方法在1.5T下得到了验证，两种方法都是在屏气过程中采集4个2D轴向层面，重复时间（TR）= 120 msec，翻转角（FA）= 20°，使T1权重最小化。这两种方法的主要区别是GRE采集的数量，一种的TE = 4/14 msec，另外一种的TE = 4/9/14 msec，均旨在获得与水近似同相的信号，以减少脂肪对信号的影响。正常肝脏的信号在短TE时略高于肌肉，而在最长TE时信号相等（14 msec）。随着LIC上升，肝脏信号相对于肌肉减少，因为肌肉不积累铁，可以用作参考组织。如果在高铁浓度下出现肝脏信号完全丢失的情况，需再采集TE < 2 msec图像。
SIR的推荐分析方法为在同一层面上，在肝脏中放置3个直径为1-2 cm的感兴趣区域（ROIs），在左右椎旁肌肉中放置2个ROI，然后计算每个TE下每个肝脏ROI的肝肌比，以及椎旁肌肉信号的平均值。
3.1.2 优点
（1）在几项欧洲队列研究中，SIR方法在1.5T下得到的肝肌比与活检LIC高度相关。有效LIC定量的动态范围上限为19.5 mg/g（350 μmol/g）。
（2）使用仿体进行跨系统研究，发现1.5T下SIR方法的平均变异系数为11%。
（3）SIR方法的主要优点是实现简单，方便在不同平台使用。
（4）在没有高质量相控阵线圈和弛豫测量方法时，可以使用SIR方法。
3.1.3 缺点
（1）作为参考的肌肉组织也会引入误差，主要是在肌肉减少症和肌肉增生症患者中。
（2）SIR方法使用的是体线圈，这会降低SNR。
（3）3T下不均匀的B1场会导致测量偏差。
（4）相对较长的TE会限制SIR方法的动态范围，且不适用于较高的铁浓度。
（5）脂肪的影响不能完全消除。
（6）在轻度和中度铁过载中，SIR方法倾向于高估LIC。
（7）在重复检查中，ROI位置难以保持固定，造成测量误差。
（8）与R2和R2*弛豫定量方法不同，SIR目前尚无监管部门的批准。
（9）在R2和R2*弛豫定量方法可用时，SIR方法通常不是首选。
3.1.4 使用建议
（1）SIR方法在1.5T和3T下均得到了验证，但是目前尚无监管部门的批准。
（2）原始SIR方法适用于低至高严重程度的铁过载，但不适用于LIC高于19.5 mg/g（350 μmol/g）的定量。短TE的改进SIR方法可能检测更高的LIC。
（3）SIR方法应被视为R2和R2*弛豫定量方法的替代方案。
3.2 R2弛豫定量方法
3.2.1 技术原理
R2弛豫定量方法基于多TE的SE信号。FerriScan是一种基于常规单SE采集的商用方法，已在1.5T下得到广泛验证，可以对较大范围的LIC定量，已获得美国、欧洲和澳大利亚监管机构的批准。FerriScan采集参数如下：2D SE序列，TE = 6/9/12/15/18 msec，TR = 2500 msec。图像在10-20分钟的自由呼吸过程中采集，并在FOV内放置500-1000 ml盐水袋作为信号参考。采集后进行图像处理和逐像素的双指数R2拟合，生成肝脏的R2定量图。
3.2.2 优点
毛毡带（1）在1.5T下，R2弛豫与LIC在0.3 ~ 42.7 mg/g范围内有很强的的相关性。
（2）在不同的1.5T系统中，再现系数为2.1%。成人和儿童的实验重复性系数为5-8%。
（3）R2弛豫定量方法与活检和R2*弛豫定量方法有很强的相关性。折叠水杯
（4）FerriScan已在很多国家获得临床批准。
（5）多中心多平台研究显示出良好的实验再现性，无系统性偏差。
3.2.3 缺点
