01.04.2026

Концепции МРТ количественного определения железа в печени – будущее современных мультипараметрических методов: обзор

Внедрение МРТ в алгоритм обследования пациентов с болезнями накопления обеспечивает раннюю диагностику состояния перегрузки железом и контроль эффективности проводимой терапии

Введение.

Клиническая валидация количественной оценки железа в  печени ежегодно растет. При всех формах системной перегрузки организма железом имеет большое значение точная оценка ее степени. Основная цель лечения состояний перегрузки  — избежать повреждения органов-мишеней путем удаления избытка железа посредством хелаторной терапии. Необходимость оптимального мониторинга токсических эффектов перегрузки железом и  хелаторной терапии играет ключевую роль в  диагностике и  контроле лечения данных пациентов [1]. 

Серологические маркеры, определяемые в сыворотке крови,— трансферрин и ферритин — являются широкодоступными и  быстрыми методами определения перегрузки железом. Однако результаты исследования концентрации ферритина в сыворотке крови могут быть неспецифичны и искажены такими факторами, как воспаление, инфекции, злокачественные образования, что существенно ограничивает его диагностическое значение [2–4]. 

Референтным методом оценки величины нагрузки организма железом при системной перегрузке является измерение концентрации железа в печени. Точная и  быстрая количественная оценка LIC необходима для раннего выявления перегрузки железом и начала лечения до необратимого повреждения тканей. 

Исторически LIC оценивалась с  помощью биопсии печени, однако инвазивность и  длительность весьма ограничивают широкое применение метода, особенно в педиатрии. Такие диагностические методы, как УЗИ и  КТ, малоэффективны для количественного определения железа.

Использование магнитно-резонансной томографии (МРТ) в  диагностике перегрузки железом в  организме было предложено в  1983  г. [5]. Установлено, что метод обладает высокой чувствительностью к наличию тканевого железа и параметрам, влияющим на  потерю интенсивности сигнала на  МР-изображениях при увеличении депозитов железа [6]. LIC выражается в миллиграммах железа на  грамм ткани (мг/г), или микромоль железа на грамм сухой ткани (ммоль/г) (табл. 1).

За последние два десятилетия количественная оценка перегрузки железом на  основе данных магнитно-резонансной томографии была тщательно изучена и  внедрена в  рутинную практику, однако отсутствие четкой стандартизации методики и  средних значений показателей замедляет развитие метода. На сегодняшний день МРТ включена в несколько отдельных руководств и клинических рекомендаций, в  том числе гематологических. 

Обобщить современное состояние и  перспективы клинического использования МР-методик количественной оценки содержания железа в печени. 

Важным моментом является использование безопасного и неинвазивного метода в  педиатрической практике, поскольку значительную часть пациентов составляют дети и подростки. 

Материалы и методы. 

Проведен анализ основных публикаций отечественной и зарубежной литературы о  неинвазивной оценке степени перегрузки печени железом за последние 10 лет в основных медицинских базах данных: Medline/PubMed, РИНЦ/Elibrary, КиберЛенинка, Google Scholar. Описан первый опыт применения программного обеспечения «LiverLab» на примере клинических случаев. 

Методы МРТ для количественного определения содержания железа в  печени. 

Практически все МР-протоколы для рутинных исследований включают в себя последовательности фазы (in-fase) и  противофазы (out-оf-fase), где общеизвестным фактом является способность тканевого железа снижать интенсивность сигнала на последовательностях in-fase. Простым способом для обнаружения железа является оценка быстрого спин-эхо Т2-взвешенных последовательностей,  в  результате которой сравнивается интенсивность сигналов от паренхимы печени и селезенки. На последовательностях градиентного эха провести количественную оценку содержания депозитов железа можно с помощью релаксометрии, а также методики расчета отношения интенсивности сигнала (SIR) между печенью и длиннейшими мышцами спины. 

Метод сравнения отношения интенсивности МР-сигналов (SIR — signal intensity ratio) основан на наблюдении за разностью укорочения сигнала T2* печени при наличии перегрузки железом в сравнении с сигналом от длиннейших мышц спины. 

Размещенные ROI диаметром 2  см2 в  мышцах спины и печени на одном и том же срезе, предоставляют информацию для расчета средней интенсивности сигнала и определения соотношения показателя печень/мышцы (рис. 1). 

В норме интенсивность печени всегда должна быть выше, чем у  мышц. При тяжелой перегрузке железом интенсивность сигнала печени снижается даже при использовании последовательностей с  ограниченной чувствительностью к  перегрузке железом. Соотношение печень/мышцы менее единицы указывает на  повышение содержания железа в печени при анализе большинства МР-последовательностей. 

Впервые метод SIR представлен в 1988 г. группой авторов (Hernandez R.J. et al., 1988), обследовавших детей и подростков с гемолитической анемией. При использовании только одного времени ТЕ (time echo) пациенты были разделены на  две группы: с  уровнем железа в  печени более 100  мкг/мг (SIR=0,4) и  менее 100  мкг/мг (SIR=1). В  2004  г. Y. Gandon и соавт., используя алгоритм, объединяющий отношения интенсивности сигнала из пяти градиентных последовательностей с  различными TE, расширили диапазон обнаружения железа до 21 мг/г сухой ткани печени с чувствительностью и специфичностью сопоставимыми с биохимическим анализом. A. Paisant и  соавт. (2017) подтвердили возможность количественной оценки перегрузки печени железом методом SIR, используя последовательности GRE (градиентного эха) на  высокопольных МР-томографах [9].  

Преимуществом метода SIR является доступность и  простота выполнения с  минимальным временем постобработки. Ограничениями метода являются низкая перегрузка железом, невозможность точной оценки LIC выше 19,5  мг/г сухого веса и  сопутствующие изменения в  мышцах. При сравнении методов SIR и R2*-релаксометрии А. Paisant и соавт. (2017), G. d’Assignies и соавт. (2018) выявили, что R2*-релаксометрия обеспечивает точную количественную оценку LIC при низких значениях перегрузки железом [10]. 

Релаксометрия  — это количественная оценка изменений МР-сигнала в  результате сокращения времени релаксации Т2 и  Т2*. Метод включает в себя расчет карт T2 или R2 (спин-эхо последовательность) и T2* или R2* (последовательность градиентного эхо), где T2 и  T2*  — значения времени релаксации, а  R2 и  R2*  — обратные величины значений T2 и T2*, являющиеся их скоростью. 

Аналогично методу SIR точки ROI устанавливаются на  интересующую область. Измерения значений Т2*-релаксации выполняются путем получения нескольких Т2* с  различными значениями времени эхо (ТЕ) на одном и том же срезе изображения [11]. При фиксации области интереса следует избегать крупных сосудов и  поддиафрагмальной поверхности печени. Важно, что все измерения необходимо проводить до  внутривенного введения контрастного препарата. 

Поперечную релаксацию (Т2*-релаксацию) можно рассматривать как сочетание «истинной» Т2- релаксации и релаксации, обусловленной неоднородностью магнитного поля [12]. 

Использование режима Т2*-релаксации для количественного определения железа быстрее и более чувствительно к низким концентрациям железа, однако некоторые авторы подтверждают возможность появления артефактов  восприимчивости [13]. Впервые метод для расчета значений T2* печени и  миокарда был предложен L. J. Anderson и  соавт. в  2001  г. (рис.  2). Релаксометрия R2* является предпочтительным и  надежным методом для количественной оценки перегрузки железом, обеспечивающим линейную корреляцию с LIC. Значение R2* прямо пропорционально содержанию железа и  является обратной величиной Т2*. Для преобразования значений R2* в LIC используются ряд формул (табл. 2). 

Альтернативно выполняется расчет с  помощью коэффициентов, например, в зависимости от величины индукции магнитного поля или применяя формулу: R2*=1000/T2*, где 1000 — коэффициент. Ограничением метода, связанным с неточностью количественного определения железа, является LIC более 25 мг/г сухой массы [14]. Патологическое накопление железа является важным диагностическим аспектом, поэтому оценку R2* селезенки и/или миокарда рекомендовано также включить в протокол комплексного исследования [18, 19]. 

Главным преимуществом R2*-релаксометрии является возможность получения 3D-изображений всей печени. Информация о диффузных изменениях паренхимы имеет большое значение, поскольку наличие жировых депозитов в печени может привести к искажению показателей R2*. 

Результаты проведенных исследований показали, что в большинстве случаев заболевания печени носят гетерогенный характер, поэтому совершенно рационально одновременное количественное определение железа и депозитов жира [20]. В последние годы разработано и  успешно применяется специальное программное обеспечение «LiverLab» (Siemens Healthineers), включающее в  себя компоненты  скрининга стеатоза печени и  оценку степени перегрузки железом (e-Dixon) [21]. 

Дополнениями к  скрининговым программам выступают методики оценки q-Dixon и  спектроскопический HISTO. После довательность q-Dixon  — это трехмерное мульти (3D multi-echo) градиентное эхо с поправкой на  T2* при наличии железа. В  постпроцессинге qDixon включает в  себя серии изображений с  демонстрацией жировой фракции (FF), фракции воды (WF) и  карту эффективного Т2*. Коли чест - венные значения отображаются с  помощью цветовых столбов или колометрических карт биомаркеров: протонной плотности жировой фракции (PDFF) и скорости R2* (рис. 3). Cравнения традиционного градиентного эха (GRE) и 3D-мультиэхо последовательности Диксона (mDixon) показали сильную корреляцию, особенно при легкой или умеренной перегрузке железом (LIC ≤8 мг/г) [22, 23]. 

Заключение. 

Мониторинг перегрузки печени железом необходим для контроля и  корректировки оптимального лечения для предупреждения побочных эффектов хелатной терапии. 

Одновременное наблюдение за  динамикой степени стеатоза печени имеет существенное практическое значение.  

В связи с  продолжающейся стандартизацией методов количественной оценки железа в  печени и определения пороговых значений могут возникать расхождения в  степени тяжести заболеваний. Используя релаксометрию для оценки LIC, следует учитывать напряженность магнитного поля. Зависимость параметров с  увеличением скорости релаксации R2* при увеличении магнитного поля освещена в  современной литературе. Результаты исследований показали хорошую корреляцию методов релаксометрии и  SIR при использовании МРТ с  результатами гистологического анализа материала биопсии печени. Отечественными авторами (Назарова Э.Э. и др., 2020) проведено сравнение значений R2*-релаксации на  разных типах высокопольных МР-томографов, по  результатам которого выявлена хорошая корреляция между значениями R2*. 

Существующие МР-аналоги кардиологических протоколов картирования показателей Т1 и  Т2, включающие в себя характеристику фиброза, воспаления, болезней накопления, давно зарекомендовали себя и  стали надежным методом выбора при заболеваниях сердца [24, 25]. Таким образом, мультипараметрическая МРТ печени открывает новые  возможности в  диагностике состояний, сопровождаемых патологическим накоплением депозитов железа, а  также предоставляет важную диагностическую информацию о  свойствах печени, позволяя комплексно подойти к изучению диффузных заболеваний печени. Именно поэтому внедрение мультипараметрических протоколов МРТ печени с адаптацией под  новое программное обеспечение позволит выйти на  новый уровень диагностики заболеваний печени. 

Таким образом, методы количественного определения уровня депонирования железа в печени с помощью магнитно-резонансной томографии используются и  применяются для стадирования/динамического контроля лечения в  соответствующих группах больных. Современная мультипараметрическая МРТ печени имеет перспективное клиническое значение для количественной оценки депозитов железа и степени стеатоза в комплексной диагностике диффузных заболеваний печени.

Сведения об авторах: 

Галян Татьяна Николаевна — кандидат медицинских наук, заведующая отделением рентгенодиагностики и компьютерной томографии федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б. В. Петровского»; 119991, Москва, Абрикосовский пер.

Бриль Кристина Руслановна  — кандидат медицинских наук, научный сотрудник федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б. В. Петровского»; 119991, Москва, Абрикосовский пер., 2:

Прохорова Екатерина Алексеевна — кандидат медицинских наук, научный сотрудник федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б. В. Петровского»; 119991, Москва, Абрикосовский пер., д. 2

Логунова Татьяна Александровна — врач-рентгенолог федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б. В. Петровского»; 119991, Москва, Абрикосовский пер., д. 2

Ховрин Валерий Владиславович  — доктор медицинских наук, главный научный сотрудник федерального государственного бюджетного научного учреждения «Российский научный центр хирургии имени академика Б. В. Петровского»; 119991, Москва, Абрикосовский пер., д. 2У

ЛИТЕРАТУРА

1. Pipaliya N., Solanke D., Parikh P. et al. Comparison of Tissue Elastography With Magnetic Resonance Imaging T2* and Serum Ferritin Quantification in Detecting Liver Iron Overload in Patients With Thalassemia Major // Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2017. Vol. 15, No. 2. Р. 292–298.e1

2. Титова А.М., Труфанов Г.Е., Фокин В.А. T2* магнитно-резонансная релаксометрия в  количественной оценке перегрузки железом // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2018. № 2 (62). [Titova A.M., Trufanov G.E., Fokin V.A. T2* magnetic resonance relaxometry in the quantification of iron overload. Bulletin of the Russian Military Medical Academy, 2018, Vol. 2, No. 62 (In Russ.)]. 

3. Atmakusuma T.D., Lubis A.M. Correlation of Serum Ferritin and Liver Iron Concentration with Transient Liver Elastography in Adult Thalassemia Intermedia Patients with Blood Transfusion // J. Blood Med. 2021. Vol. 12. Р. 235–243. 

4. Tsitsikas D.A., Nzouakou R., Ameen V. et al. Comparison of serial serum ferritin measurements and liver iron concentration assessed by MRI in adult transfused patients with sickle cell disease // Eur. J. Haematol. 2014. Vol. 92, No. 2. Р. 164–167. 

5. Stark D.D., Bass N.M., Moss A.A. et al. Nuclear magnetic resonance imaging of experimentally induced liver disease // Radiology. 1983. Vol. 148, No 3. Р. 743– 751. doi: 10.1148/radiology.148.3.6192464. 

6. Алибиев Д.Е., Завадовская В.Д., Саприна Т.В., Мусина Н.Н., Мурдинов Р.Я., Зоркальцев М.А., Килина О.Ю. Синдром перегрузки железом. Этиопатогенез. Методы магнитно-резонансной томографии для количественной оценки состояния перегрузки железом: обзор // Лучевая диагностика и терапия. 2024. Т.  15, № 1. С. 7–14. [Alibiev D.E., Zavadovskaja V.D., Saprina T.V., Musina N.V., Murdinov R.Ya., Zorkal’cev M.A., Kilina O.Yu. Iron overload syndrome. Еthiopatogenesis. Мagnetic resonance imaging techniques for quantitative assessment of iron overload status: a review. Diagnostic radiology and radiotherapy, 2024, Vol. 15, No. 1, рр. 7–14 (In Russ.)].

7. Henninger B., Alustiza J., Garbowski M. et al. Practical guide to quantification of hepatic iron with MRIE // Еur. Radiol. 2020. Vol. 30, No. 1. Р. 383–393. doi: 10.1007/s00330-019-06380-9. 

8. Serai S.D., Fleck R.J., Quinn C.T. et al. Retrospective comparison of gradient recalled echo R2* and spin-echo R2 magnetic resonance analysis methods for estimating liver iron con- tent in children and adolescents // Pediatr. Radiol. 2015. Vol. 45, No. 11. Р. 1629–1634. doi: 10.1007/s00247-015-3378-9. 

9. Paisant A., Boulic A., Bardou-Jacquet E. et al. Assessment of liver iron overload by 3 T MRI // Abdom. Radiol (NY). 2017. Vol. 42, No. 6. Р. 1713–1720. doi: 10.1007/s00261-017-1077-8. 

10. D’Assignies G., Paisant A., Bardou-Jacquet E. et al. Non-invasive measurement of liver iron concentration using 3-Tesla magnetic resonance imaging: validation against biopsy // Eur. Radiol. 2018. Vol. 28, No. 5. Р. 2022–2030. doi: 10.1007/s00330-017-5106-3. 

11. Назарова Э.Э., Терещенко Г.В., Абакумов М.А. и  др. Методика проведения Т2*-картирования печени у  пациентов с  вторичной перегрузкой железом // Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2017. Т. 16, № 3. С. 23–27. [Nazarova E.E., Tereshchenko G.V., Abakumov M.A. et al. Methodology for performing T2* mapping of the liver in patients with secondary iron overload. Issues of hematology/oncology and immunopathology in pediatrics, 2017, Vol. 16, No. 3, рр. 23–27 (In Russ.)]. doi: 10.24287/1726-1708-2017-16-3-23-27. 

12. Назарова Э.Э., Куприянов Д.А., Новичкова Г.А. и др. Неинвазивная диагностика перегрузки железом методом магнитно-резонансной томографии // Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2020. Т. 19, № 3. С. 158‒163. [Nazarova E.E., Kupriyanov D.A., Novichkova G.A. et al. Non-invasive diagnosis of iron overload using magnetic resonance imaging. Pediatric hematology/oncology and immunopathology, 2020, Vol. 19, No. 3, рр. 158‒163 (In Russ.)]. 

13. Unal E., Idilman I.S., Karçaaltıncaba M. Multiparametric or practical quantitative liver MRI: towards millisecond, fat fraction, kilopascal and function era // Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 2017. Vol. 11, No. 2. Р. 167–182. doi: 10.1080/17474124.2017.1271710. 

14. Савченков Ю.Н., Труфанов Г.Е., Фокин В.А. и др. Методика магнитно-резонансной томографии для количественной оценки биомаркеров при хронических заболеваниях печени. Вестник медицинского института «РЕАВИЗ» // Реабилитация, Врач и Здоровье. 2024. Т. 14, № 1. С. 159–167. [Savchenkov Yu.N., Trufanov G.E., Fokin V.A. et al. Magnetic resonance imaging technique for (In Russ.)]

15. Garbowski M.W., Carpenter J.P., Smith G. et al. Biopsy-based calibration of T2* magnetic resonance for estimation of liver iron concentration and comparison with R2 Ferriscan // J. Cardiovasc. Magn Reson. 2014. Vol. 16. Р. 40. doi: 10.1186/1532-429X-16-40. 

16. Hankins J.S., McCarville M.B., Loeffler R.B. et al. R2* magnetic resonance imaging of the liver in patients with iron overload // Blood. 2009. Vol. 113. Р. 4853– 4855. doi: 10.1182/blood-2008-12-191643. 

17. Henninger B., Zoller H., Rauch S. et al. R2* relaxometry for the quantification of hepatic iron overload: biopsy-based calibration and comparison with the literature // Rofo. 2015. Vol. 187. Р. 472–479. doi: 10.1055/s-0035-1550887. 

18. Титова А.М., Труфанов Г.Е., Фокин В.А. T2* магнитно-резонансная релаксометрия в количественной неинвазивной оценке перегрузки железом печени и сердца // Трансляционная медицина. 2017. Т. 4, № 5. С. 37–45. [Titova A.M., Trufanov G.E., Fokin V.A. T2* magnetic resonance relaxometry in quantitative noninvasive assessment of iron overload of the liver and heart. Translational medicine, 2017, Vol. 4, No 5, рр. 37–45 (In Russ.)].

19. França M., Martí-Bonmatí L., Porto G. et al. Tissue iron quantification in chronic liver diseases using MRI shows a relationship between iron accumulation in liver, spleen, and bone marrow // Clin. Radiol. 2018. Vol. 73, No. 2. Р. 215.e1–215.e9.

20. França M., Alberich-Bayarri Á., Martí-Bonmatí L., Oliveira P., Costa F.E. et al. Accurate simultaneous quantification of liver steatosis and iron overload in diffuse liver diseases with MRI // Abdom. Radiol. (NY). 2017. Vol. 42, No. 5. Р. 1434–1443. doi: 10.1007/s00261-017-1048-0. 

21. Frittoli B., Bertuletti M., Angelini V. Case Series: Clinical Application in Liver Fat and Iron Quantification using LiverLab // MAGNETOM Flash. 2020. Vol. 76, No. 1. 

22. Bhimaniya S., Arora J., Sharma P., Zhang Z., Khanna G. Liver iron quantification in children and young adults: comparison of a volumetric multi-echo 3-D Dixon sequence with conventional 2-D T2* relaxometry // Pediatr. Radiol. 2022. Vol. 52, No. 8. Р. 1476–1483. 

23. Serai S.D., Smith E.A., Trout A.T. et al. Agreement between manual relaxometry and semi-automated scanner-based multi-echo Dixon technique for measuring liver T2* in a pediatric and young adult population // Pediatr. Radiol. 2018. Vol. 48, No. 1. Р. 94–100.

24. Biesbroek P., Amier R., Teunissen P. Changes in remote myocardial tissue after acute myocardial infarction and its relation to cardiac remodeling: A CMR T1 mapping study // PLoS One. 2017. Vol. 12, No. 6. Р. e0180115. 

25. Triadyaksa P., Oudkerk M., Sijens P. Cardiac T2 * mapping: Techniques and clinical applications // J. Magn. Reson. Imaging. 2020. Vol. 52, No. 5. Р. 1340–1351. doi: 10.1002/jmri.27023.  

Теги: магнитно-резонансная томография
234567 Начало активности (дата): 01.04.2026
234567 Кем создан (ID): 989
234567 Ключевые слова:  магнитно-резонансная томография печени, перегрузка железом, R2*-релаксометрия, Т2-картирование, стеатоз печени, q-Dixon, LIC
12354567899