MR Assessment of Liver Fibrosis in Pediatric Liver Disease

Abstract

The purpose of this study is to evaluate the feasibility of free-breathing modified Look-Locker inversion recovery (MOLLI) sequence for measuring hepatic T1 values in children and young adults. To investigate the accuracy and the reproducibility of the T1 maps, a phantom study was performed with 12 different gadoterate meglumine concentration levels. The T1 relaxation times of the phantom measured with the MOLLI sequence were compared against those measured with three different sequences: spin-echo inversion recovery, variable flip angle (VFA), and VFA with B1 correction. To evaluate the feasibility of free-breathing MOLLI sequence, hepatic T1 relaxation times obtained by free-breathing and breath-hold technique in twenty patients were compared. To identify the correlation between T1 relaxation times obtained from free-breathing MOLLI sequence and the degree of hepatic fibrosis, pathologic review was performed for 27 patients with biliary atresia or choledochal cysts. For pathologic grading of hepatic fibrosis, METAVIR score system was used and all cases were dived into insignificant liver fibrosis (F0-1) and significant liver fibrosis (F2-4) groups. The phantom study demonstrated the excellent accuracy and reproducibility of MOLLI. In twenty patients, the mean value of hepatic T1 values obtained by free-breathing (606.7 ± 64.5 ms) and breath-hold (609.8 ± 64.0 ms) techniques showed no significant difference (p > 0.05). The Bland–Altman plot between the free-breathing and breath-hold technique revealed that the mean difference of T1 values was −3.0 ms (−0.5%). The hepatic T1 relaxation times measured by MOLLI technique with free-breathing were comparable to those obtained with breath-hold in children and young adults. In addition, T1 relaxation times obtained from the free-breathing MOLLI sequence was significantly higher in the group with clinically significant fibrosis (771.3 ± 115.7 ms) than those in the group with clinically insignificant fibrosis (638.6 ± 65.2 ms; p = 0.002). In conclusion, the T1 relaxation time obtained from free-breathing MOLLI sequence can be applied in assessing hepatic fibrosis in children.

소아, 청소년 그리고 젊은 성인에서의 간 T1 이완시간 측정을 위한 자유호흡 modified Look-Locker inversion recovery (MOLLI) 시퀀스의 타당성을 평가하는 것이 이번 연구의 목적이다. T1 이완시간의 정확성과 재현성을 평가하기 위해 12가지 다른 농도의 자기공명영상 조영제 이용하여 팬텀 연구를 수행했다. 각기 다른 농도를 가진 자기공명영상 조영제 팬텀을 MOLLI 시퀀스를 이용하여 측정한 T1 이완시간과 spin-echo inversion recovery 시퀀스, variable flip angle (VFA) 시퀀스, B1 보정을 사용한 VFA 시퀀스를 이용하여 측정한 T1 이완시간을 서로 비교하였다. 또한, 자유 호흡 MOLLI 시퀀스의 유용성을 평가하기 위해 20명의 소아 혹은 젊은 성인환자에서 각각 자유 호흡 기법과 호흡 유지 기법을 통해 얻은 간 T1 이완시간을 비교했다. 자유 호흡 MOLLI 시퀀스에서 얻은 T1 이완 시간과 간섬유화 정도 사이의 상관관계를 파악하기 위해 담도폐쇄증 또는 총담관낭 환자 27명을 대상으로 병리학적 검토를 실시했다. 병리학적 간섬유화 정도를 평가하기 위하여 METAVIR 점수 체계가 사용되었으며, 모든 연구대상들은 유의하지 않은 간섬유화 (F0-1)와 유의한 간섬유화 (F2-4) 그룹으로 분류하였다. 팬텀 연구 결과, MOLLI 시퀀스는 뛰어난 정확성과 재현성을 보임을 확인하였다. 20명의 환자에서 자유호흡 (606.7 ± 64.5 ms)과 호흡유지 (609.8 ± 64.0 ms) 기법으로 얻은 간의 T1 이완 시간의 평균값은 유의미한 차이(p > 0.05)를 보이지 않았다. 자유호흡과 호흡 유지 MOLLI 기법 사이의 Bland-Altman 플롯은 T1 이완시간의 평균 차이가 - 3.0 ms (-0.5%) 임을 보여주었다. 따라서, 자유호흡으로 MOLLI 시퀀스를 이용하여 측정한 간 T1 이완 시간은 소아와 젋은 성인환자에서 호흡 유지 기법으로 획득한 T1 이완시간과 비교하여 큰 차이가 없었다. 자유호흡 MOLLI 시퀀스에서 얻은 T1 이완 시간은 임상적으로 유의미한 섬유화 집단(771.3 ± 115.7ms)에서 임상적으로 유의미하지 않은 섬유화 집단 (638.6 ± 65.2ms)보다 유의하게 증가되었다. 결론적으로, 자유 호흡 MOLLI 시퀀스에서 얻은 T1 이완 시간이 소아의 간섬유화 평가에서 적용될 수 있음을 보여주었다.