Nội dung bài viết với mục tiêu xác định tính khuếch tán đẳng hướng của gan. Nghiên cứu tiến hành trên 106 người gồm 60 người có nhu mô gan bình thường và 46 người có bệnh lý gan lan tỏa (xơ gan, gan thấm mỡ, viêm gan...). Mời các bạn cùng tham khảo.
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 4 * 2013 NGHIÊN CỨU TÍNH KHUẾCH TÁN ĐẲNG HƯỚNG CỦA GAN Hồ Hồng Phương*, Nguyễn Duy Huề **, Phạm Ngọc Hoa*** TĨM TẮT Mục tiêu: Xác định tính khuếch tán đẳng hướng của gan. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: 106 người gồm 60 người có nhu mơ gan bình thường và 46 người có bệnh lí gan lan tỏa (xơ gan, gan thấm mỡ, viêm gan…) được chụp 4 chuỗi xung khuếch tán gồm 3 chuỗi xung khuếch tán đơn hướng (hướng mã hóa tần số, hướng mã hóa pha và hướng chọn lát cắt) và 1 chuỗi xung khuếch tán đa hướng với 3 giá trị b0, 400, 800. Giá trị ADC được ROI trên nền gan tại phân thùy sau. So sánh 4 giá trị ADC xem có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê hay khơng. Kết quả: Giá trị hệ số khuếch tán biểu kiến đo được ở nền gan bình thường theo các hướng chọn lát cắt, chọn tần số, chọn pha và đẳng hướng lần lượt là 0,95 ± 0,24; 0,94 ± 0,23; 0,93 ± 0,23 và 0,96 ± 0,23 (x 10‐ 3mm2/sec). Giá trị này ở nhóm bệnh lí gan lan tỏa lần lượt là 1,88 ± 0,6; 1,89 ± 0,65; 1,88 ± 0,66 và 1,91 ± 0,70 (x 10‐3mm2/sec). Khơng có sự khác biệt thống kê giữa các giá trị trung bình trong mỗi nhóm. Kết luận: Khuếch tán ở gan là đẳng hướng. Từ khóa: Cộng hưởng từ khuếch tán, hệ số khuếch tán biểu kiến, mã hóa theo hướng chọn pha, mã hóa theo hướng chọn tần số, mã hóa theo hướng chọn lát cắt, đẳng hướng. ABSTRACT EVALUATING LIVER DIFFUSION ISOTROPY Ho Hoang Phuong, Pham Ngoc Hoa, Nguyen Duy Hue * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 17 ‐ Supplement of No 4 ‐ 2013: 110 ‐ 115 Objective: To evaluate liver diffusion isotropy Materials and methods: 106 objects including 60 healthy volunteers and 46 patients of diffuse hepatic lesions were examined using three unidirectional diffusion gradients along three directions: the frequency encoding (x), phase encoding (y), section‐select directions and one multidirectional diffusion with three b values of 0, 400, and 800. ADCs of the liver parenchyma were measured and compared to define if there was any significant difference among those diffusion gradients. Results: The ADC values of liver parenchyma in the section‐select direction, frequency encoding, phase encoding and multidirectional were 0.95 ± 0.24; 0.94 ± 0.23; 0.93 ± 0.23 and 0.96 ± 0.23 (x 10‐3mm2/sec), respectively. These values of diffuse hepatic lesions were 1.88 ± 0.6; 1.89 ± 0.65; 1.88 ± 0.66 and 1.91 ± 0.70 (x 10‐3mm2/sec), respectively. There was no significant difference between these mean values. Conclusion: Liver diffusion was isotropic. Keywords: diffusion MR, apparent diffusion coefficient, phase encoding, frequency encoding, section‐select direction, isotropy. pháp hình ảnh khảo sát chức năng do đánh giá ĐẶT VẤN ĐỀ được sự chuyển động nhiệt vi thể, bao gồm sự Chụp cộng hưởng từ với các chuỗi xung khuếch tán phân tử của nước và vi tuần hoàn khuếch tán hiện nay được xem như là phương * Bệnh viện Cấp cứu Trưng Vương** Bộ mơn Chẩn đốn hình ảnh Đại học Y Phạm Ngọc Thạch ‐ TP.HCM *** Bộ mơn Chẩn đốn Hình ảnh Đại học Y Hà Nội Tác giả liên lạc: Ths.Bs. Hồ Hồng Phương ĐT: 0983122377 Email: michelphuong@yahoo.com 110 Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Cấp Cứu Trưng Vương 2013 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 4 * 2013 Nghiên cứu Y học trong hệ mao mạch. phố Hồ Chí Minh. Ứng dụng đầu tiên của cộng hưởng từ khuếch tán là trong các bệnh lý thuộc sọ não vì vùng này ít chịu ảnh hưởng của ảnh giả do chuyển động. Theo thời gian cùng với sự phát triển liên tục về độ mạnh của từ trường (các loại máy > 1.5 Tesla) và cải tiến những kĩ thuật mới nhằm rút ngắn thời gian chụp(6,1) như kĩ thuật điểm vang đồng phẳng, kĩ thuật điểm vang spin nhanh, kĩ thuật chụp khơng gian k phân đoạn…đã giúp cho thời gian ghi hình ngày càng ngắn lại và hầu như thoát khỏi những ảnh giả thường gặp do cử động như hơ hấp, nhịp tim, nhu động ruột…. Từ đó, những ứng dụng chuỗi xung khuếch tán cho các bệnh lí thuộc hệ cơ quan khác, đặc biệt trong ổ bụng bắt đầu được nghiên cứu(2,3) và khơng ngừng hồn thiện. Liên quan đến tính khuếch tán đối với các bộ phận trong cơ thể, đã có nhiều cơng trình xác định tính dị hướng trong khuếch tán ở nhu mơ não, nhưng với các tạng trong ổ bụng vẫn còn rất ít tác giả nghiên cứu. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu trên y văn, chúng tôi ghi nhận được nhiều đề tài liên quan đến cộng hưởng từ khuếch tán khu trú cho các tổn thương về gan(4,5), nhưng chỉ có duy nhất nghiên cứu của tác giả Taouli Bachir(7) là có đề cập đến tính đẳng hướng của cấu trúc nhu mơ gan với cỡ mẫu khá khiêm tốn. Tại Việt Nam cũng chưa có nghiên cứu tương tự. Xác định tính đẳng hướng hay dị hướng của một cấu trúc gíup xác lập được protocol chụp phù hợp nhằm tiết kiệm được thời gian của các chuỗi xung khuếch tán, do đó chúng tơi tiến hành nghiên cứu này với mục tiêu cụ thể: Xác định tính đẳng hướng của gan trong chụp cộng hưởng từ 1.5 Tesla với chuỗi xung khuếch tán. ĐỐI TƯỢNG ‐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thiết kế nghiên cứu Thiết kế mơ tả cắt ngang Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 8/2010 Ỉ tháng 8/2012, tại bệnh viện Chợ Rẫy – thành Đối tượng nghiên cứu: bao gồm các bệnh nhân đến chụp MRI bụng tại bệnh viện Chợ Rẫy, được giải thích và đồng ý thực hiện thêm các chuỗi xung cần thiết cho nghiên cứu, phân thành 2 nhóm. ‐ Nhóm nhu mơ gan bình thường: gồm những người tình nguyện khỏe mạnh và những bệnh nhân chụp MRI bụng với chẩn đốn khơng liên quan đến bệnh lí gan. ‐ Nhóm có bệnh lí gan lan tỏa : gồm những bệnh nhân viêm gan mạn, xơ gan, gan nhiễm mỡ đã được xác định trên lâm sàng, xét nghiệm và các phương tiện hình ảnh học. Phương tiện sử dụng: là hệ thống cộng hưởng từ với nam châm siêu dẫn 1,5 Tesla, Avanto, Siemens, Đức, với cuộn thu bề mặt đa dãy đầu dò liên hợp chuyên dụng cho vùng bụng. Các bệnh nhân ngoài các xung chụp thường qui để phân loại tổn thương được chụp thêm các chuỗi xung khuếch tán. Các chuỗi xung khuếch tán đơn hướng và đẳng hướng được thực hiện với các thông số kĩ thuật như sau: Xung chụp khuếch tán ep2d_diff_B50 400 800 với 3 giá trị b 50, 400 và 800. Trường khảo sát (FOV read) 380mm, FOV phase 78,2%. TR 4000‐4100ms, TE 75‐85ms, bandwidth 1625. Độ dày lát cắt 5mm, các lát cắt khít nhau khơng có khoảng cách giữa hai lát cắt, ma trận 276x440. Sử dụng kĩ thuật chụp khơng nín thở. Chuỗi xung khuếch tán đa hướng để rút ra giá trị ADC đẳng hướng là chuỗi xung khuếch tán tổng hòa giữa 3 hướng mã hóa: hướng mã hóa pha, hướng mã hóa theo tần số, và hướng mã hóa theo lát cắt. Từ chuỗi xung này rút ra được một giá trị ADC đẳng hướng. Thời gian chụp khoảng 3 phút 34 giây. Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Cấp Cứu Trưng Vương 2013 111 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 4 * 2013 Diện tích của vùng quan tâm được ROI để tính giá trị hệ số khuếch tán biểu kiến là 1cm2. Vị trí ROI trên các đối tượng khơng có tổn thương gan khu trú là phân thùy sau (hạ phân thùy VI‐VII) của gan phải để tránh các ảnh giả do mạch máu. Bản đồ ADC định lượng được tự động xuất ra căn bản theo từng đơn vị thể tích bằng cách sử dụng phần mềm thương mại sẵn có tích hợp trên hệ thống máy cộng hưởng từ Avanto 1,5 Tesla. ADC được tính với phân tích hồi qui tuyến tính bởi phương trình: S = S0.exp(‐b x ADC) trong đó b là hệ số khuếch tán, S là cường độ tín hiệu sau khi đưa khuynh độ khuếch tán vào, và S0 là cường độ tín hiệu tại giá trị b=0 giây/mm2. Sau khi chụp, giá trị hệ số khuếch tán biểu kiến được tính theo từng hướng: hướng mã hóa pha, hướng mã hóa theo tần số, và hướng mã hóa theo lát cắt. Sau đó 3 giá trị hệ số khuếch tán biểu kiến theo 3 hướng này được so sánh với nhau và so sánh với hệ số khuếch tán biểu kiến được tính trên xung chụp đẳng hướng để tìm xem có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê hay khơng. KẾT QUẢ Trong khoảng thời gian từ tháng 8/2010 đến tháng 8/2012, chúng tơi tiến hành chụp trên 106 112 người gồm 60 người tình nguyện khỏe mạnh và những bệnh nhân chụp MRI bụng với chẩn đốn khơng liên quan đến bệnh lí gan, có gan bình thường; 46 người có gan bệnh lí (gan thấm mỡ, xơ gan, viêm gan B, C ), các chẩn đốn về bệnh lí nhu mơ gan được kiểm chứng bằng lâm sàng và các xét nghiệm sinh hóa cũng như hình ảnh học hỗ trợ. Nghiên cứu tính tính đẳng hướng trên nền nhu mơ gan bình thường Giá trị ADC mã hóa theo hướng chọn lát cắt ADC mã hóa theo hướng chọn lát cắt ADC ( x 1/1000 mm2/sec) Ba chuỗi xung khuếch tán đơn hướng là ba chuỗi xung khuếch tán chụp theo từng hướng mã hóa riêng biệt. Thơng số của các xung này tương tự xung chụp đẳng hướng ngoại trừ hướng mã hóa khác nhau, mỗi xung được lấy theo 1 hướng mã hóa: mã hóa theo hướng chọn pha, hoặc mã hóa theo hướng chọn tần số, hoặc mã hóa theo hướng chọn lát cắt. Mỗi xung trên từng hướng như vậy cho một giá trị ADC riêng. Thời gian chụp của từng chuỗi xung này cũng rút ngắn còn khoảng 1/3 thời gian chụp xung đẳng hướng (1 phút 11 giây so với 3 phút 34 giây). 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 Số thứ tự tổn thương Biểu đồ 1. Giá trị ADC mã hóa theo hướng chọn lát cắt Trị số ADC thấp nhất đo được là 0,26 x 10‐3 mm2/s. Trị số ADC cao nhất đo được là 2,92 x 10‐3 mm2/s. Giá trị trung bình: 0,95 ± 0,24 (x 10‐ 3mm2/sec). Giá trị ADC mã hóa theo hướng chọn tần số ADC mã hóa theo hướng chọn tần số ADC ( x 1/1000 mm2/sec) Nghiên cứu Y học 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 Số thứ tự tổn thương Biểu đồ 2. Giá trị ADC mã hóa theo hướng chọn tần số Trị số ADC thấp nhất đo được là 0,28 x 10‐3 mm2/s. Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Cấp Cứu Trưng Vương 2013 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 4 * 2013 Nghiên cứu Y học Trị số ADC cao nhất đo được là 2,98 x 10‐3 mm2/s. Nghiên cứu tính đẳng hướng trên gan có bệnh lí lan tỏa Giá trị trung bình: 0,94 ± 0,23 (x 10‐ 3mm2/sec). Nhóm này có 46 bệnh nhân bao gồm 15 ca gan nhiễm mỡ, 23 ca xơ gan, 8 ca viêm gan mãn. Giá trị ADC đo được như sau: Giá trị ADC mã hóa theo hướng chọn pha Trị số ADC thấp nhất đo được là 0,28 x 10‐3 mm2/s, Theo hướng x (mã hóa pha) : 1,88 ± 0,66 (x 10 mm2/sec). ‐3 Trị số ADC cao nhất đo được là 2,98 x 10‐3 mm2/s, Theo hướng y (mã hóa tần số) : 1,89 ± 0,65 (x 10 mm2/sec). Giá trị trung bình: 0,93 ± 0,23 (x 10‐ 3mm2/sec). Theo hướng z (mã hóa chọn lát cắt) : 1,88 ± 0,6 (x 10‐3mm2/sec). ‐3 Theo tổng hợp đẳng hướng: 1,91 ± 0,70 (x 10‐ 3mm2/sec). ADC ( x 1/1000 mm2/sec) ADC mã hóa theo hướng chọn pha 3.50 Cả 4 giá trị này khơng khác nhau về phương diện thống kê xét chung cho cả 4 nhóm lẫn khi xét riêng cho từng cặp. 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 BÀN LUẬN 0.50 0.00 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 Số thứ tự tổn thương Biểu đồ 3. Giá trị ADC mã hóa theo hướng chọn pha Giá trị ADC trên hình đẳng hướng ADc ( x 1/1000 mm2/sec) ADC hình đẳng hướng Khảo sát tính đẳng hướng trong gan là mục tiêu đầu tiên và quan trọng trong nghiên cứu của chúng tơi vì nó giúp định hướng các thơng số cài đặt cho protocol chụp các chuỗi xung khuếch tán sau này với tiêu chí giảm thời gian khảo sát càng nhiều càng tốt. Chúng tơi thực hiện nghiên cứu tương tự theo phương thức nghiên cứu của tác giả Bachir Taouli năm 2002(7). Nghiên cứu của tác giả này gần như là nghiên cứu đầu tiên và duy nhất cho đến hiện tại khảo sát tính đẳng hướng trong ứng dụng chuỗi xung khuếch tán trên gan. 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 Só thứ tự tổn thương Biểu đồ 4. Giá trị ADC trên hình đẳng hướng Trị số ADC thấp nhất đo được là 0,33 x 10‐3 mm2/s. Trị số ADC cao nhất đo được là 2,94 x 10‐3 mm2/s. Giá trị trung bình: 0,96 ± 0,23 (x 10‐ 3mm2/sec). Cả 4 giá trị trung bình này khơng khác nhau về phương diện thống kê xét chung cho cả 4 nhóm lẫn khi xét riêng cho từng cặp. Chúng tơi thực hiện các chuỗi xung khuếch tán mã hóa theo ba hướng x, y, z khác nhau cho các giá trị ADC theo từng hướng và một chuỗi xung tổng hợp từ ba hướng để rút ra giá trị ADC đẳng hướng. Các hướng x, y, z lần lượt được qui định theo mã hóa pha, tần số, và lát cắt. Khảo sát tính đẳng hướng được phân thành 2 nhóm: ‐ Nhóm 1: khảo sát tính đẳng hướng của nhu mơ gan bao gồm của gan bình thường Chúng tơi thực hiện phép đo giá trị ADC được qui ước ở cùng 1 vị trí cho các chuỗi xung đơn hướng theo Hội Nghị Khoa Học Kỹ Thuật BV. Cấp Cứu Trưng Vương 2013 113 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 17 * Phụ bản của Số 4 * 2013 Nghiên cứu Y học 3 trục và đa hướng, vị trí qui định là phân thùy sau, HPT VII – VIII để hạn chế ảnh giả do hơ hấp và nhịp tim. Diện tích vùng quan tâm ROI là như nhau (1 cm2). Mẫu nghiên cứu của chúng tơi trong trường hợp này là 60 ca, mẫu đủ lớn để thực hiện các phép tính thống kê với phân phối chuẩn. ‐ Nhóm 2: là nhóm có bệnh lí gan lan tỏa, trong đó nhu mơ gan bệnh lí bao gồm gan thấm mỡ, viêm gan mãn, xơ gan. Các chẩn đốn bệnh lí nhu mơ gan đã được kiểm chứng bằng tiền căn, bệnh sử, lâm sàng, hình ảnh học và các xét nghiệm bổ trợ, ở đây chúng tơi khơng đi sâu vào chi tiết. Chúng tơi thực hiện phép đo giá trị ADC được qui ước ở cùng 1 vị trí tại phân thùy sau cho các chuỗi xung đơn hướng theo 3 trục và đa hướng, diện tích vùng quan tâm ROI là như nhau (1 cm2). Mẫu nghiên cứu của chúng tơi trong trường hợp này là 46 ca, mẫu đủ lớn để thực hiện các phép tính thống kê với phân phối chuẩn. Bảng 1. Giá trị ADC (x 10‐3mm2/sec) của nhu mơ gan bình thường (n = 60) và nhu mơ gan có bệnh lí lan tỏa (n= 46) theo các hướng mã hóa Hướng khảo sát Đơn hướng theo trục x Đơn hướng theo trục y Đơn hướng theo trục z Đa hướng (tổng hợp trục) Gan bình thường 0,93 ± 0,23 (x 10-3mm2/sec) 0,94 ± 0,23 (x 10-3mm2/sec) 0,95 ± 0,24 (x 10-3mm2/sec) 0,96 ± 0,23 (x 10-3mm2/sec) Gan bệnh lí 1,88 ± 0,66 (x 10-3mm2/sec) 1,89 ± 0,65 (x 10-3mm2/sec) 1,88 ± 0,6 (x 10-3mm2/sec) 1,91 ± 0,70 (x 10-3mm2/sec) Thực hiện các phép kiểm so sánh thống kê cho cả 4 giá trị cùng lúc cho từng nhóm chúng tôi không ghi nhận sự khác biệt. Tương tự khi thực hiện phép so sánh giữa các cặp với nhau: x với y, y với z, x với z chúng tơi cũng khơng ghi nhận được sự khác nhau có ý nghĩa thống kê. Cuối cùng khi ghép cặp so sánh giữa giá trị ADC trung bình khi thực hiện đa hướng với từng chuỗi xung đơn hướng mã hóa theo các 114 trục khác nhau, kết quả vẫn là khơng có sự khác nhau có ý nghĩa thống kê. Kết quả này cho phép chúng tơi kết luận giá trị ADC khi khảo sát nhu mơ gan bình thường hay bệnh lí đều là khơng khác nhau giữa các phép đo đơn hướng và đa hướng hay nói cách khác nhu mơ gan có tính đẳng hướng trong cộng hưởng từ với các chuỗi xung khuếch tán. Ngồi ra, khi so sánh từng cặp giá trị ADC của gan bình thường và gan có bệnh lí lan tỏa theo từng hướng x, y, z và đa hướng thì có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p