파라메트릭 T1 및 T2 자기 공명 완화 측정법을 사용한 간 실질의 특성화

간 생검이 간 실질의 조직학적 특성화를 위한 현재 표준이지만, 이 침습적 절차는 잠재적으로 치명적인 출혈의 상당한 위험이 있습니다. 더욱이, 간질환은 간에 국소적으로 또는 이질적으로 영향을 미칠 수 있기 때문에 조직학적 소견은 위음성이거나 대표적이지 않을 수 있습니다. 비침습적 이미징 방식(예: 반면에 초음파(US), 컴퓨터 단층촬영(CT) 및 자기공명영상(MRI)은 전체 및 지역 조직 특성화와 관련하여 귀중한 정보를 제공하고 간 생검을 안내/표적화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 더욱이, 최근 몇 년 동안 새로운 발전으로 간 상태를 더 잘, 더 포괄적으로 평가할 수 있는 문이 열렸습니다. 그 중 하나는 간의 기계적, 점탄성 특성을 평가하는 탄성촬영법으로 간 경직도(또는 탄력도)에 대한 귀중한 정보를 제공하고 간 섬유증의 정확한 병기 결정에 사용됩니다(1,2). 또 다른 접근법은 높은 자기장 환경에서 간 조직의 이완 거동을 사용하는 조직 특성화입니다('relaxometry'). 이완 시간은 조직에 따라 다르므로 초점 또는 확산 병리가 변경될 수 있습니다(즉, 단축 또는 연장) 이완 시간. 이러한 변경은 질병의 중증도를 묘사하고 정량화하는 데 사용할 수 있습니다. 심장 이미징 분야에서 이완 측정법은 패러다임 전환을 일으켰지만 간 이미징의 경우 지금까지 상대적으로 제한된 관심을 받았습니다. 가장 잘 알려진 것은 혈색소침착증이 있는 환자를 진단하고 추적 관찰할 수 있는 T2* 이완측정법입니다. 최근 몇 편의 논문에서 Fontan 환자의 간 울혈을 진단하고 간 섬유화를 설명하기 위해 각각 T1 및 T1-rho 이완측정법을 사용하는 방법을 설명했습니다(3,4).

포괄적인 심장 MRI 검사의 일환으로 우리는 2014년에 정기적으로 심장의 T1 및 T2 이완 측정을 시작했습니다. 이 기술은 국제 연구에서 표준화되고 상업적으로 이용 가능한 팬텀에 대해 검증되었습니다(5). 실질적으로 T1 및 T2 매핑에는 상업적으로 이용 가능한 가돌리늄 킬레이트 정맥 주사 전후의 심장 단축 및 수평 장축 측정이 포함됩니다. 심장 단축 방향에서는 간이 부분적으로 둘러싸이므로 이러한 이미지를 사용하여 간의 T1 및 T2 이완 시간을 측정합니다. 모든 데이터가 PACS에 저장되므로 이러한 T1 및 T2 매핑 연구를 재사용하여 정상적인 조건에서 간의 T1 및 T2 이완을 결정하는 것이 우리의 목표입니다.

첫째, 심장 MRI 데이터베이스에서 정상으로 분류된 대표적인 연구 그룹(즉, 정상적인 심장 MRI 소견). 의료 환자 파일에서 간 질환에 대한 혈청 바이오마커를 확인하고(아래 참조) 심초음파(우심부전 제외, 중증 삼첨판 부전 제외), 복부 초음파/컴퓨터 단층 촬영(간 질환 제외, 즉, 혈색소침착증, 지방증, 간울혈, 간경화). 간 질환이 제외된 경우 MRI 연구만 포함됩니다. 다음 단계에서는 간 혈관을 포함하지 않는 영역에서 대표적인 관심 영역을 수동으로 그립니다(> 100픽셀). 이러한 분석은 사전 및 사후 조영 T1 맵과 T2 맵에서 수행됩니다. 목표는 최소 100명의 피험자에서 정상 값을 결정하여 노화와 성별의 영향을 평가하는 것입니다.

둘째, 다양한 형태의 우심부전 환자에서 간 T1 및 T2 값을 측정하고 간 T1 및 T2 값과 심초음파, 혈청 바이오마커 및 우심부전을 나타내는 우심도자술 소견과의 관계를 평가합니다. 후자의 정보는 의료 환자 파일에서 검색됩니다. 우심부전에서와 마찬가지로 대정맥과 간정맥의 충전압이 증가하여 간울혈을 일으킵니다. 이러한 상황에서 간 T1 및 T2 값이 증가한다는 가설입니다. 또한 간 섬유화가 시작되어 심장 간경변으로 발전하는 후기 단계에서 우리는 증가된 T1 값을 가정합니다. 목표는 MRI에서 얻은 간 실질의 평균 T1 및/또는 T2가 오른쪽 심장 대상부전의 이미징 바이오마커로 사용될 수 있는지 여부를 평가하는 것입니다. 수반되는 간 질환(위 참조)이 우리 연구 결과의 정확한 해석을 방해할 수 있으므로 기존 간 질환을 제외해야 합니다. 이를 위해 일반 인구에서와 유사한 접근 방식이 사용됩니다. 대상 환자 모집단은 3배입니다. 첫째, 우심부전의 증거가 있거나 없는 폐고혈압 환자로서 침습적 압력 측정(이용할 수 없는 경우 경흉부 심초음파에서 폐동맥압 추정이 사용됨)과 경흉부에서 우심부전의 징후가 있는 우심장 카테터 삽입술을 받았습니다. 심초음파를 사용할 수 있습니다. 둘째, 우심실(RV) 기능 장애(즉, RV EF < 35%). 셋째, 협착성 심낭염 또는 협착 생리학을 동반한 염증성 심낭염(즉, 증가된 호흡 관련 심실 결합/상호 의존성). 이 그룹은 수축 생리학(즉, 보존된 심실 커플링)이 없는 염증성 심낭염 환자 그룹과 비교됩니다.

셋째, 간 T1/T2 값의 내부 및 내부 관찰 재현성을 평가하기 위해 측정을 독립적으로 수행하는 두 명의 판독기가 측정을 수행합니다. 한 명의 독자가 분석 사이의 1주일 간격으로 측정을 반복합니다. 이 그룹은 정상 그룹에서 무작위로 선택된 10개의 연구와 환자 그룹에서 10개의 연구를 포함합니다. 분석에는 클래스 내 상관 계수(ICC) 및 변동 계수(CoV)의 평가가 포함됩니다.

마지막으로 보다 자동화된 접근 방식으로 텍스처 분석을 평가/개발할 것입니다. 이 수학적 접근 방식은 육안으로 볼 수 없는 픽셀 사이의 패턴을 살펴보고 일반적인 평균(또는 중앙값)과 편차를 넘어서는 이미지 '특징'을 생성합니다. 그것은 의료 이미징 분야의 많은 응용 분야에서 강력한 기술인 것으로 나타났으며 간 이미징에도 유용할 가능성이 가장 높습니다. 파생된 이미지 특징의 대규모 그룹은 기계 학습 접근 방식(다른 임상 판독 유무에 관계없이)을 사용하여 추가로 분석해야 합니다. 진단('표적')과 결합된 기능의 기계 학습은 새로운 이미징 바이오마커로 기존의 위험 점수를 높일 수 있는 잠재력이 있습니다. 예를 들어 정규화 접근 방식. 서포트 벡터 머신, 랜덤 포레스트 또는 컨볼루션 신경망(CNN)이 구현됩니다.