Uma Técnica de Quantificação 3D para Análise da Distribuição da Fração de Gordura no Fígado Usando a Ressonância Magnética de Dixon
Summary
Este estudo introduz um método único de quantificação 3D para a distribuição da fração de gordura hepática (LFF) usando a Ressonância Magnética de Dixon (Dixon MRI). Os mapas de LFF, derivados de imagens em fase e em fase hídrica, são integrados com contornos hepáticos 3D para diferenciar os padrões de LFF entre fígados normais e esteatóticos, permitindo uma avaliação precisa do conteúdo de gordura hepática.
Abstract
Este estudo apresenta uma metodologia de quantificação 3D para a distribuição da fração de gordura hepática (LFF) através da análise de imagens de Dixon RM. O objetivo central é oferecer um meio altamente preciso e não invasivo de avaliar o conteúdo de gordura hepática. O processo envolve a aquisição de imagens em fase e em fase d’água a partir de uma sequência de Dixon. Os mapas LFF são então meticulosamente computados voxel por voxel, dividindo as imagens de fase lipídica pelas imagens em fase. Simultaneamente, os contornos hepáticos 3D são extraídos das imagens em fase. Esses componentes cruciais são perfeitamente integrados para construir um modelo de distribuição 3D-LFF abrangente. Esta técnica não se limita a fígados saudáveis, mas estende-se àqueles acometidos por esteatose hepática. Os resultados obtidos demonstram a notável eficácia desta abordagem na visualização e quantificação do conteúdo de gordura no fígado. Distingue padrões que diferenciam fígados normais e esteatóticos. Ao aproveitar a ressonância magnética de Dixon para extrair a estrutura 3D do fígado, este método oferece avaliações precisas da LFF abrangendo toda a extensão do órgão, sendo assim uma grande promessa para o diagnóstico de esteatose hepática com notável eficácia.
Introduction
A Doença Hepática Gordurosa Não Alcoólica (DHGNA) engloba um espectro de condições patológicas, que vão desde o acúmulo anormal de triglicerídeos nas células hepáticas (esteatose hepática) até o desenvolvimento de inflamação e danos às células hepáticas, conhecida como esteatohepatite não alcoólica (EHNA). Em alguns casos, a DHGNA pode evoluir para estágios mais graves, incluindo fibrose, cirrose, doença hepática terminal ou mesmo carcinoma hepatocelular (CHC)1. Dados publicados da Organização Mundial da Saúde e da Carga Global de Doenças sugerem que aproximadamente 1.235,7 milhões de indivíduos no mundo são afetados pela DHGNA em todas as faixas etárias2. Atualmente, a DHGNA é uma das causas mais proeminentes de doenças relacionadas ao fígado em todo o mundo e espera-se que se torne a principal causa de doença hepática terminal nas próximas décadas3.
A avaliação precisa da extensão da esteatose hepática tem importância substancial para o diagnóstico preciso, seleção adequada do tratamento e monitoramento efetivo da progressão da doença. O padrão-ouro para avaliar o conteúdo de gordura hepática continua sendo a biópsia hepática. No entanto, devido à sua natureza invasiva, ao potencial para dor, sangramento e outras complicações pós-operatórias, não é uma opção prática para exames de seguimento frequentes 4,5,6. Consequentemente, há uma necessidade premente de técnicas de imagem não invasivas que possam quantificar de forma confiável a deposição de gordura hepática. A ressonância magnética (RM) mostra-se promissora nessa área devido à sua ausência de radiação ionizante e à sua capacidade de detectar sensivelmente o conteúdo de gordura por meio de efeitos de deslocamento químico 7,8.
Estudos recentes têm delineado técnicas de RM para quantificação da gordura hepática, baseadas em métodos de eco com gradiente de deslocamento químico, como a imagem de Dixon9,10. No entanto, a maioria dessas técnicas baseia-se na análise de regiões bidimensionais de interesse. A avaliação abrangente da distribuição tridimensional da fração de gordura hepática (LFF) permaneceu limitada. No presente estudo, uma abordagem única de quantificação 3D de LFF é introduzida, combinando a RM de Dixon com imagens estruturais do fígado. O modelo 3D LFF resultante permite a visualização precisa e a medição da distribuição do conteúdo de gordura ao longo de todo o volume do fígado. Esta técnica demonstra substancial utilidade clínica para o diagnóstico preciso de esteatose hepática.
Protocol
Representative Results
Discussion
Esta pesquisa apresenta uma técnica inovadora de quantificação 3D para análise da distribuição da fração de gordura hepática (FLP) por meio da RM de Dixon9,10. Ao integrar mapas de LFF, que são gerados a partir de imagens em fase e em fase hídrica, com contornos hepáticos 3D, esse método distingue os padrões de LFF em fígados normais e esteatóticos6. Consequentemente, facilita uma avaliação precisa do conteúdo de gordura…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta publicação recebeu apoio do quinto programa nacional para a identificação de talentos clínicos de destaque na medicina tradicional chinesa, organizado pela Administração Nacional de Medicina Tradicional Chinesa. O link oficial da rede é’http://www.natcm.gov.cn/renjiaosi/zhengcewenjian/2021-11-04/23082.html.
Materials
| MATLAB | MathWorks | 2022B | Computing and visualization |
| Mimics | Materialise | Mimics Research V20 | Model format transformation |
| Tools for 3D_LFF | Intelligent Entropy | HepaticSteatosis V1.0 | Beijing Intelligent Entropy Science & Technology Co Ltd. Modeling for CT/MRI fusion |
Referências
- Pouwels, S., et al. Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD): a review of pathophysiology, clinical management and effects of weight loss. BMC Endocr Disord. 22 (1), 63 (2022).
- Younossi, Z. M., et al. The global burden of liver disease. Clin Gastroenterol Hepatol. 21 (8), 1978-1991 (2023).
- Younossi, Z., et al. Global burden of NAFLD and NASH. Trends, predictions, risk factors and prevention. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 15 (1), 11-20 (2018).
- Boyum, J. H., et al. Incidence and risk factors for adverse events related to image-guided liver biopsy. Mayo Clin Proc. 91 (3), 329-335 (2016).
- Khalifa, A., Rockey, D. C. The utility of liver biopsy in 2020. Curr Opin Gastroenterol. 36 (3), 184-191 (2020).
- Sumida, Y., Nakajima, A., Itoh, Y. Limitations of liver biopsy and non-invasive diagnostic tests for the diagnosis of nonalcoholic fatty liver disease/nonalcoholic steatohepatitis. World J Gastroenterol. 20 (2), 475-485 (2014).
- Ajmera, V., Loomba, R. Imaging biomarkers of NAFLD, NASH, and fibrosis. Mol Metab. 50, 101167 (2021).
- Castera, L., Friedrich-Rust, M., Loomba, R. Noninvasive assessment of liver disease in patients with nonalcoholic fatty liver disease. Gastroenterology. 156 (5), 1264-1281 (2019).
- Jiang, Y., et al. Application of multi-echo Dixon and MRS in quantifying hepatic fat content and staging liver fibrosis. Sci Rep. 13 (1), 12555 (2023).
- Yang, Y., et al. The accuracy and clinical relevance of the multi-echo dixon technique for evaluating changes to hepatic steatosis in patients with non-alcoholic fatty liver disease treated with formulated food. Magn Reson Med Sci. 22 (2), 263-271 (2023).
- Peng, H., et al. Fat-water separation based on Transition REgion Extraction (TREE). Magn Reason Med. 82 (1), 436-448 (2019).
- Hines, C. D. G., et al. T(1) independent, T(2)(*) corrected chemical shift based fat-water separation with multi-peak fat spectral modeling is an accurate and precise measure of hepatic steatosis. Magn Reason Imaging. 33 (1), 873-881 (2011).
- Tang, A., et al. Nonalcoholic fatty liver disease: MR imaging of liver proton density fat fraction to assess hepatic steatosis. Radiology. 267 (2), 422-431 (2013).
- Caussy, C., Reeder, S. B., Sirlin, C. B., Loomba, R. Noninvasive, quantitative assessment of liver fat by MRI-PDFF as an endpoint in NASH Trials. Hepatology. 68 (2), 763-772 (2018).
- Reeder, S. B., Cruite, I., Hamilton, G., Sirlin, C. B. Quantitative assessment of liver fat with magnetic resonance imaging and spectroscopy. Magn Reson Imaging. 34 (4), 729-749 (2011).
