Liver function assessment based on hepatobiliary contrast agent-enhanced magnetic resonance imaging

Cover Image

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Liver function assessment is very important in clinical practice. The use of magnetic resonance imaging for the anatomical and functional evaluation of the liver is possible in actual clinical practice.

AIM: To examine the possibility of using hepatobiliary contrast-enhanced magnetic resonance imaging for the evaluation of liver function.

MATERIALS AND METHODS: Datasets of patients who underwent gadoxetic acid-enhanced magnetic resonance imaging were retrospectively reviewed. Patients were divided into two groups: group 1 included patients with impaired liver function, and group 2 included those with normal liver function. Based on magnetic resonance imaging in the hepatobiliary phase, the liver parenchyma signal intensity and its ratio to spleen signal intensity and portal vein signal intensity were estimated. Differences among these parameters were compared between groups. The correlation between liver parenchyma signal intensity and laboratory blood tests reflecting liver function (total bilirubin, albumen, aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, alkaline phosphatase, gamma glutamyl transpeptidase, and prothrombin time) were analyzed.

RESULTS: Datasets of 53 patients (25 men and 28 women, aged 24–84 years) were analyzed. Group 1 included 19 patients, whereas group 2 included 34. The median liver parenchyma signal intensity was 919.05 [669.65; 1258.35] in group 1 and 1525.13 [1460.5; 1631.4] in group 2 (p=0.0000001). The median ratio of liver parenchyma signal intensity to spleen signal intensity was 1.2 [1.04;1.7] in group 1 and 1.7 [1.46; 1.96] in group 2 (p=0.00076). The median ratio of liver parenchyma signal intensity to portal vein signal intensity was 1.44 [1.29; 1.83] in group 1 and 1.6 [1.43; 1.83] in group 2 (p=0.1). The estimated correlation values between liver parenchyma signal intensity and blood tests parameters were as follows: total bilirubin (r=–0.61; p=0.000001), albumen (r=0.13; p=0.61), aspartate aminotransferase (r=–0.57; p=0.000009), alanine aminotransferase (r=–0.44; p=0.001), alkaline phosphatase (r=–0.45; p=0.0007), gamma glutamyl transpeptidase (r=–0.5; p=0.0003), prothrombin time (r=–0.34; p=0.04).

CONCLUSION: The study reflects the ability to assess liver function using indices (liver parenchyma signal intensity and its ratio to spleen signal intensity) derived from gadoxetic acid-enhanced magnetic resonance imaging. However, this study did not confirm the assumed effectiveness of using the liver parenchyma signal intensity to portal vein signal intensity ratio as an index of liver function. A significant inverse correlation was identified between liver parenchyma signal intensity and blood test parameters in reflecting liver function, except for albumin. The results indicate the possibility of using magnetic resonance imaging to assess liver function.

About the authors

Sofiia F. Ageeva

Lomonosov Moscow State University

Author for correspondence.
Email: son.ageeva13@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-9563-6756
SPIN-code: 9695-3717
Russian Federation, Moscow

Valentin E. Sinitsyn

Lomonosov Moscow State University

Email: vsini@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5649-2193
SPIN-code: 8449-6590

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Moscow

Elena A. Mershina

Lomonosov Moscow State University

Email: elena_mershina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1266-4926
SPIN-code: 6897-9641

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Natalia A. Rucheva

V.I. Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs

Email: rna1969@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8063-4462
SPIN-code: 2196-8300

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Ekaterina I. Petrova

Industry Clinical Diagnostic Center of Gazprom PJSC

Email: doc_mri@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-0355-8098

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Peng Y, Qi X, Guo X. Child–Pugh Versus MELD Score for the Assessment of Prognosis in Liver Cirrhosis. Medicine. 2016;95(8):e2877. doi: 10.1097/MD.0000000000002877
  2. Likar YuN, Akhaladze DG, Rumyantsev AG. Hepatobiliary scintigraphy in the preoperative assessment of the future remnant liver function (literature review and own examples). The Russian Journal of Pediatric Hematology аnd Oncology. 2020;7(1):62–69. EDN: VWDZUW doi: 10.21682/2311-1267-2020-7-1-62-69
  3. Chernyak V, Fowler KJ, Heiken JP, Sirlin CB. Use of gadoxetate disodium in patients with chronic liver disease and its implications for liver imaging reporting and data system (LI-RADS). Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2019;49(5):1236–1252. doi: 10.1002/jmri.26540
  4. Welle CL, Guglielmo FF, Venkatesh SK. MRI of the liver: choosing the right contrast agent. Abdominal Radiology. 2020;45(2):384–392. doi: 10.1007/s00261-019-02162-5
  5. Furlan A, Borhani AA, Heller MT, Yu RK, Tublin ME. Non-focal liver signal abnormalities on hepatobiliary phase of gadoxetate disodium-enhanced MR imaging: a review and differential diagnosis. Abdominal Radiology. 2016;41(7):1399–1410. doi: 10.1007/s00261-016-0685-z
  6. Cho SH, Kang UR, Kim JD, Han YS, Choi DL. The value of gadoxetate disodium-enhanced MR imaging for predicting posthepatectomy liver failure after major hepatic resection: A preliminary study. Eur J Radiol. 2011;80(2):e195–e200. doi: 10.1016/j.ejrad.2011.08.008
  7. Collettini F, Elkilany A, Seta MD, et al. MR imaging of hepatocellular carcinoma: prospective intraindividual head-to-head comparison of the contrast agents gadoxetic acid and gadoteric acid. Sci Rep. 2022;12(1):18583. doi: 10.1038/s41598-022-23397-1
  8. Galle PR, Forner A, Llovet JM, et al. EASL Clinical Practice Guidelines: Management of hepatocellular carcinoma. J Hepatol. 2018;69(1):182–236. doi: 10.1016/j.jhep.2018.03.019
  9. Yang M, Zhang Y, Zhao W, et al. Evaluation of liver function using liver parenchyma, spleen and portal vein signal intensities during the hepatobiliary phase in Gd-EOB-DTPA-enhanced MRI. BMC Med Imaging. 2020;20(1):119. doi: 10.1186/s12880-020-00519-7
  10. Bastati N, Wibmer A, Tamandl D, et al. Assessment of Orthotopic Liver Transplant Graft Survival on Gadoxetic Acid–Enhanced Magnetic Resonance Imaging Using Qualitative and Quantitative Parameters. Invest Radiol. 2016;51(11):728–734. doi: 10.1097/RLI.0000000000000286
  11. Mnatsakanyan MK, Rubtsova NA, Kabanov DO, et al. The role of magnetic resonance imaging with gadoxetic acid in the assessment of the functional reserve of the liver. Russian Electronic Journal of Radiology. 2022;12(1):43–55. EDN: GXFGZS doi: 10.21569/2222-7415-2022-12-1-43-55
  12. Zhang W, Wang X, Miao Y, Hu C, Zhao W. Liver function correlates with liver-to-portal vein contrast ratio during the hepatobiliary phase with Gd-EOB-DTPA-enhanced MR at 3 Tesla. Abdominal Radiology. 2018;43(9):2262–2269. doi: 10.1007/s00261-018-1462-y
  13. Lee NK, Kim S, Kim GH, et al. Significance of the “Delayed hyperintense portal vein sign” in the hepatobiliary phase MRI obtained with Gd-EOB-DTPA. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2012;36(3):678–685. doi: 10.1002/jmri.23700
  14. Vincent JL, Moreno R, Takala J, et al. The SOFA (Sepsis-related Organ Failure Assessment) score to describe organ dysfunction/failure. Intensive Care Med. 1996;22(7):707–710. doi: 10.1007/BF01709751
  15. Zaccherini G, Weiss E, Moreau R. Acute-on-chronic liver failure: Definitions, pathophysiology and principles of treatment. JHEP Reports. 2021;3(1):100176. doi: 10.1016/j.jhepr.2020.100176

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Magnetic resonance imaging with contrast enhancement by gadoxetic acid. T1-weighted images, axial section, 20 minutes after contrast agent administration. Measurement of signal intensity in the areas of interest: a — parenchyma of the right and left lobes of the liver; b — parenchyma of the spleen; c — lumen of the portal vein.

Download (292KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Range diagrams of the parameters for the first and second groups: a — values ​​of the parameter “liver signal intensity”; b — values ​​of the parameter “ratio of liver signal intensity to spleen signal intensity”; c — values ​​of the parameter “ratio of liver signal intensity to signal intensity in the lumen of the portal vein”. In cases a and b, the differences in the values ​​are statistically significant (p=0.0000001 and p=0.00076, respectively), in case c, the differences are statistically insignificant (p=0.1).

Download (329KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Scatterplots for the liver signal intensity parameter and the following parameters: a — total bilirubin concentration (r=–0.61; p=0.000001); b — aspartate aminotransferase activity level (r=–0.57; p=0.000009); c — alanine aminotransferase activity level (r=–0.44; p=0.001); d — alkaline phosphatase activity level (r=–0.45; p=0.0007); e — γ-glutamyl transpeptidase activity level (r=–0.5; p=0.0003); f — prothrombin time (r=–0.34; p=0.04).

Download (546KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Scatter plot for liver signal intensity and albumin concentration (r=0.13; p=0.61).

Download (97KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».