首页 > 论文范文 > 医药卫生论文 > 肿瘤科论文 > 肝癌论文 > 构建普美显增强MRI的肝切除术后肝衰综合预测模型

构建普美显增强MRI的肝切除术后肝衰综合预测模型

2023-07-10 121 上传者：管理员

摘要：基于普美显增强MRI信号强度并结合临床变量，构建肝切除术后肝衰(post-hepatectomy liver failure, PHLF)的预测模型。方法:回顾性分析我院2016年01月至2020年12月接受肝切除术196例患者的临床资料，并测量普美显增强MRI图像的信号强度。通过Logistic回归确定PHLF的独立危险因素，以多因素Logistic回归分析结果构建列线图预测模型，并使用一致性指数、校正曲线和决策曲线分析验证模型的预测能力。最后，将模型与其他常用肝功能评估方法进行比较。结果:62例(31.6%)患者发生了PHLF,多因素Logistic回归分析发现凝血酶原活动度(PTA)、手术时间、肝胆期肝脏信号强度(SIHBP)是PHLF的独立危险因素。预测模型的曲线下面积(AUC)为0.810。校正曲线和决策曲线显示模型具有较高预测能力和临床实用性。AUC显示该模型均显著优于ICGR-15等肝功能评估方法。结论:基于普美显增强MRI肝胆期信号强度和临床变量的PHLF预测模型，具有较佳的预测性能。

关键词：
信号强度
原发性肝癌
普美显增强MRI
肝切除术后肝衰
预测模型
加入收藏

原发性肝癌(primary liver cancer, PLC)在我国肿瘤流行病学统计中，发病率和致死率均位居前列[1]。手术切除是中国肝癌临床分期(China liver cancer staging, CNLC)Ⅰa期至Ⅱb期，乃至部分Ⅲa期患者的一线治疗方法[2]。影像学技术的发展、人群健康理念的进步、靶向药物及免疫抑制剂治疗等使得接受肝切除术的患者越来越多[3,4]。在过去几十年里，尽管手术技术已经取得了很大的进步，但肝切除术的标准也在扩大，这解释了其居高不下的死亡率及并发症率[5,6]。肝切除术后肝衰(post-hepatectomy liver failure, PHLF)是常见的术后并发症，已被证实与死亡率密切相关[7]。术前肝功能准确评估，可以有效指导精准肝切除手术方案的制定及术后治疗策略，降低PHLF发生风险。然而，临床上通常使用的方法有肝功能血清学检查[8]、残余肝体积测定[9]、吲哚氰绿15 min滞留率等[10],仍无法完全避免PHLF的发生。

Gd-EOB-DTPA(钆塞酸二钠，商品名：普美显)因其独特的分子特性，可以在增强磁共振(MRI)延迟动态期及肝胆期(hepatobiliary phase, HBP)表现出不同的增强特征，因此被广泛运用于肝脏良恶性病灶的鉴别[11]。YAMADA A等人在普美显增强MRI上通过信号强度(signal intensity, SI)和肝脏体积定量估计肝功能，同时提供了肝脏功能“质”和“量”的信息[12]。一项回顾性研究表明Gd-EOB-DTPA增强MRI可以预测接受大肝切除术的患者的PHLF发生[13]。本研究拟通过测量普美显增强MRI肝脏信号强度，并结合PHLF的临床变量独立危险因素，构建预测PHLF的综合预测模型并与临床常见的肝功能评估方法进行比较。

1、资料与方法

1.1研究对象

回顾性分析2016年01月至2020年12月在我院接受肝切除术196例患者的临床及MR影像学资料。纳入标准：①肝切除术后病理证实为肝脏恶性肿瘤；②术前无严重的胆道梗阻和肾功能不全；③Gd-EOB-DTPA增强MRI与手术时间间隔4周内。排除标准：①MR成像质量差；②临床资料不完整。本研究获得了我院伦理委员会和机构审查委员会的批准。

1.2术前肝功能评估及肝切除术后肝衰的定义

术前肝功能通过Child-Pugh评分、ICGR-15和/或通过计算机断层扫描(computed tomography, CT)测量残余肝脏体积等方法评估，要求患者Child-Pugh A级、术前ICGR-15<30%;有慢性肝病、肝实质损伤或肝硬化患者剩余肝脏体积须占标准肝脏体积的40%以上，无肝纤维化或肝硬化患者占标准肝脏体积的30%。

PHLF的标准根据国际肝脏外科研究小组(International Study Group of Liver Surgery, ISGLS)2011年指南[14]确定：术后肝脏维持肝脏合成、排泄和解毒功能的能力下降，其特征在于术后第5天或之后国际标准化比值(international normalized ratio, INR)升高(或需要凝血因子维持正常INR)和高胆红素血症(高于当地实验室规定的正常截止水平)。应排除胆道梗阻等可能导致实验室检查异常的原因。根据ISGLS标准分级，A级PHLF表现为异常的肝功能实验室检查，但未改变术后临床管理；B级PHLF术后管理偏离正常规范，但不需要侵入性治疗；C级PHLF术后管理偏离正常规范，且需要侵入性治疗。

1.3其他指标收集

①基本资料：年龄及性别；②术前实验室检查：乙肝表面抗原(HBsAg)、总胆红素(TBIL)、白蛋白(ALB)、凝血酶原活动度(PTA)、甲胎蛋白(AFP)、吲哚箐绿15分钟滞留率(ICGR-15),并根据实验室检查结果计算白蛋白-胆红素评分(ALBI score)和终末期肝病模型评分(MELD score);③手术及病理情况：切除范围(≥3 Couinauds)、手术时间、术中失血量、肿瘤类型、最大直径等。

1.4 MR仪器与参数

所有患者均通过3.0T磁共振仪器(Achieva TX;Philips Healthcare, Best, The Netherlands)进行扫描，8通道或16体部敏感相控阵线圈。行冠状位T1WI和轴位m-DIXON平扫后，通过肘静脉以2.5 mL/s的速度静脉注射0.025 mmol/kg体重的普美显(Gd-EOB-DTPA;Primovist, Bayer Schering Pharma, Berlin, Germany)并使用盐水冲管，注射造影剂后20 s、30 s、40 s、60 s和100 s分别获得早期动脉期、晚期动脉期、门静脉期、静脉期和平衡期图像。注射普美显后20 min获得肝胆期图像。

1.5信号强度的测定

使用圆形感兴趣区域(regions of interest, ROI,面积约100 mm2)测量肝脏的SI。我们在增强前T1加权成像和延迟20 min肝胆期的手术残留肝实质上(例：行左半肝切除，残留肝实质则对应为右半肝)放置了三个ROI,并且小心地避开主要血管、胆道结构。计算三个ROI的SI平均值，并将其用作为整个肝实质SI的代表值。分别得到平扫期肝脏信号强度(SIPLA)和肝胆期肝脏信号强度(SIHBP)。使用以下公式计算相对增强(relative enhancement, RE):RE=SIHBP-SIPLA。我们还测量了脾脏信号强度(SISPL),并计算了肝脾比(liver-to-spleen ratio, LSR):LSR=SIHBP/SISPL。

1.6统计学方法

使用SPSS版本25.0进行统计学分析。分类变量以频率(n)表示，并使用Pearson卡方检验或Fisher精确检验进行分析。而连续变量以平均值±标准差(x¯±s)表示，并用t检验进行比较。将单因素Logistic分析中P<0.05的所有变量纳入多因素Logistic分析，以确定PHLF的独立预测因子。通过R4.1.2构建包括信号强度和临床变量的PHLF综合预测模型，并使用一致性指数(concordance index, C指数)、校正曲线(calibration curve)和决策曲线分析(decision curve analysis, DCA)验证模型的预测能力。使用ROC曲线进行模型预测能力之间的对比。在所有分析中，双侧P<0.05被认为差异具有统计学意义。

2、结果

2.1患者基线资料

纳入196例患者，其中62例(31.6%)患者发生了PHLF。发生A级PHLF 48例，B级PHLF 11例，C级PHLF 3例。B级PHLF中11例患者INR均>1.5,且因接受血浆输注等治疗改变常规住院流程。3例患者出现多器官功能障碍，且INR>2.0,因此被评为C级PHLF。总体队列平均年龄(55.8±11.0)岁，男性162例(82.7%)。170例(86.7%)患者术后病理为肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)。PHLF组和非PHLF组间比较发现，PHLF组ICGR-15、MELD评分、ALBI评分、手术时间、失血量均显著高于非PHLF组，PHLF组接受了更多大肝切除(≥3 Couinauds)。PHLF组PTA、RE、SIPLA、SIHBP、LSR均显著低于非PHLF组(表1)。

表1患者基线资料n(%)/x¯±s

2.2单因素及多因素Logistic回归

将单因素Logistic回归分析具有统计学意义的变量(PTA、ICGR-15、MELD评分、ALBI评分、切除范围、手术时间、失血量、RE、SIPLA、SIHBP、LSR)纳入多因素Logistic回归分析，发现PTA、手术时间、SIHBP是PHLF的独立危险因素(表2)。非PHLF组SIHBP与A级PHLF组、B级PHLF组、C级PHLF组之间均存在显著差异，但A、B、C级PHLF之间SIHBP无明显等级差异(图1)。

2.3预测模型的建立与评价

根据多因素Logistic回归分析的结果，以PTA、手术时间、SIHBP 3个独立危险因素为基础构建PHLF的列线图预测模型(图2)。该模型曲线下面积(AUC)为0.810(95%CI:0.751～0.869),具有较好的区分度，灵敏度为95.2%,特异度为54.5%(图3)。通过Bootstrap法(B=1 000)行模型矫正，校正曲线显示校正曲线与理想曲线接近，模型具有较高的预测能力(图4)。DCA显示模型具有显著的临床获益和实用性(图5)。将构建的预测模型与临床常用的ICGR-15、MELD评分、ALBI评分进行对比，AUC显示该模型均显著优于上述评分(图6)。

3、讨论

PHLF是临床医生最为关注的并发症之一，一旦发生不仅增加患者术后康复时间，更增加了康复费用[15]。尽管ICGR-15、残肝体积测量等方法已常规应用于临床，但部分患者术后仍有肝衰竭的发生。一方面，各类测量方法仍具有一定的局限性，如残肝体积测定仅能提供肝脏“量”的信息；另一方量，PHLF与术中情况如手术时间、失血量等密切相关，仅依赖术前检查不能准确预测PHLF发生的风险。本研究开发的PHLF预测模型，纳入普美显增强MRI肝胆期信号强度(SIHBP)、PTA及手术时间，其AUC值达0.810,与ICGR-15、MELD评分、ALBI评分相比具有更佳的预测性能。

表2肝切除术后肝衰单因素及多因素Logistic回归分析

普美显是一种应用于肝胆系统MRI成像的造影剂，由于其亲脂性特征，很容易被肝细胞摄取并分泌到胆道系统中，其化学结构并不会发生任何变化[16]。普美显的摄取和代谢被认为与肝细胞的功能有关，肝硬化导致肝细胞功能受损和肝细胞数目减少，因此在肝胆期的增强可能会降低[17]。在我们的队列中，SIHBP是预测PHLF的独立危险因子。非PHLF与A级PHLF、B级PHLF和C级PHLF组之间，SIHBP均存在显著差异，但无等级差异性，这可能因为B级和C级PHLF人数过少导致。SI的测定简单易得，便于临床医师使用。也有学者提出普美显增强MRI中T1弛豫时间与肝功能也密切相关，但T1弛豫时间往往需要额外的扫描序列。SI测定的另一优势在于其并不需要额外的检查，普美显增强MRI可同时提供肿瘤解剖和肝脏功能的信息。

图1各组之间SIHBP的差异比较

A:非PHLF组和PHLF组之间SIHBP存在显著差异；B:B级PHLF和C级PHLF组与non-PHLF和A级PHLF组SIHBP存在显著差异；C:非PHLF组分别与A级PHLF组、B级PHLF组和C级PHLF组SIHBP存在显著差异，但无明显等级差异。*P<0.05。

图2预测肝切除术后肝衰风险列线图

图3预测模型ROC曲线

PTA反映肝脏合成凝血因子的能力，与肝功能密切相关，故在预测肝功能衰竭发生方面具有重要作用[18,19]。PTA本身就是“50-50”术后肝衰标准的指标之一[20]。我国是乙肝大国，部分患者接受肝切除术时合并有不同程度的基础肝病。PTA的下降提示患者肝功能受到不同程度的破坏。手术时间与手术复杂程度相关[21],手术时间的延长可能与患者肝硬化程度重、切除肝脏体积更多等相关，也可能使用更长时间的肝门阻断。因此手术时间的长短与PHLF的发生存在联系[22]。本研究建立的列线图模型纳入了手术时间，临床医师在术后应对手术时间长的患者给予更多的关注和干预措施，警惕PHLF的发生。

图4预测模型校正曲线

图5预测模型决策曲线分析

本研究存在一些局限性：①单中心、回顾性的研究可能存在选择偏倚，需要高质量、大样本的前瞻性研究来验证模型的外延性。②由于回顾性的分析，部分患者缺少肝体积测量的信息。若能同时获得残余肝脏体积和信号强度，可更加精准地判断肝功能情况，从而预测PHLF的发生。③由于B级和C级PHLF患者过少，需要扩大样本量以构建相应的预测模型。

图6预测模型与其他模型ROC曲线比较

综上所述，本研究建立了基于普美显增强MRI肝胆期信号强度和临床变量的PHLF预测模型，具有较佳的预测性能。在不增加患者经济负担的情况下，为临床医生提供额外的肝功能信息。

参考文献:

[2]中华人民共和国国家卫生健康委员会医政医管局原发性肝癌诊疗指南(2022年版)[J]中华肝脏病杂志,2022,30(04):

[3]蔡秀军,张斌,陈鸣宇,等我国腹腔镜肝切除术近10年进展与发展趋势[J]中国实用外科杂志,2022, 42(09):

基金资助:国家自然科学基金资助项目(编号:81672403);

文章来源:尹鹏飞,黄桂忠,林巧红等.构建基于普美显增强MRI的肝切除术后肝衰综合预测模型[J].现代肿瘤医学,2023,31(16):3046-3050.