利用超极化 [1-13C] 丙酮酸 MRI 定量分析肝脏区域代谢功能：为肝切除术保驾护航

《Scientific Reports》：Regional quantification of metabolic liver function using hyperpolarized [1-13C] pyruvate MRI

肝切除术面临术后肝衰竭（PHLF）风险，传统评估方法有局限。研究人员用超极化磁共振成像（HP-MRI）研究部分门静脉结扎（PVL）猪模型的代谢变化。发现术后及 1 周时，未来肝脏残余（FLR）中丙酮酸向乳酸的转化率（kPL）增加。该技术有助于术前评估肝功能，降低 PHLF 风险。

　　肝脏，作为人体的 “化工厂”，默默承担着代谢、解毒、合成等一系列重要任务。当肝脏出现肿瘤等病变时，肝切除术常常是重要的治疗手段。然而，术后肝衰竭（PHLF）这一严重并发症却如同一把高悬的达摩克利斯之剑，威胁着患者的生命。传统上，医生们主要依靠预估未来肝脏残余（FLR）体积来评估肝切除术风险，常用的方法包括 CT 或 MRI 测量。但肝脏功能复杂，体积并不能完全等同于功能，对于肝实质受损的患者，这种评估方式的局限性更为突出 。目前临床常用的 Child-Pugh 和 MELD 评分等肝功能评估系统，也并非定量评估，难以精准判断。

在此背景下，为了更准确地评估肝切除术风险，改善患者预后，来自丹麦奥胡斯大学等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们利用超极化 [1-¹³C] 丙酮酸 MRI 技术，深入探究部分门静脉结扎（PVL）猪模型的代谢变化，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。首先，对实验动物进行严格处理，选取 6 只雌性猪，按照规范的流程进行术前、术后及术后 1 周的 HP-MRI 和 MRI 扫描。手术上，通过精确的门静脉分支结扎操作构建 PVL 模型。在成像技术方面，使用 3T MRI 扫描仪结合多种线圈进行¹H 和 HP-MRI 扫描，并通过动态对比增强（DCE）评估肝脏灌注。数据处理和分析上，借助 Matlab 软件对 HP-MRI 数据进行处理，利用线性混合效应模型等统计学方法深入分析数据。

下面来看具体的研究结果：

• 超极化 [1-¹³C] 代谢变化：术后及术后 1 周，FLR 中的 k_PL显著高于去门静脉化肝脏（DL），而 k_PA在两者之间无明显变化。这表明 FLR 出现了向糖酵解的代谢转变。
• ADC 和 RLE 变化：术后，DL 的 ADC 值逐渐增加，与 FLR 的差异在术后 1 周最为显著；RLE 在 FLR 和 DL 之间无显著差异，不过肝脏区域对 RLE 有显著影响。
• 血流动力学分析：对于钆塞酸二钠，FLR 和 DL 在灌注和分布参数上无明显差异；而丙酮酸在两者间的 MTT、偏度和峰度存在明显变化，乳酸在四项参数上均受影响，丙氨酸仅偏度受影响。
• 增殖率、肝细胞体积和 mRNA 表达：术后 1 周，LDH、PDH、ALT、MCT1 和 MCT4 的相对 mRNA 表达水平、增殖率以及平均肝细胞体积均无明显变化。

综合研究结果和讨论部分，此次研究意义重大。HP-MRI 能够在 PVL 术后数小时内检测到肝脏内的代谢变化，而钆塞酸二钠增强 MRI 在肝胆期的 RLE 却无变化。这充分显示出 HP-MRI 在评估肝脏功能方面的独特优势，将其纳入肝切除术术前评估，有助于制定更精准的手术方案，进行更合理的风险分层，从而降低 PHLF 的发生率，减少患者的发病率和死亡率。同时，研究也存在一定局限性，如样本量较小、成像技术存在潜在误差、呼吸运动可能干扰成像等。未来，还需要更多的研究来进一步验证和完善相关结论，探索 HP-MRI 在临床应用中的更多可能。