體素內不相干運動技術在肝臟疾病中的應用進展

趙江濤綜述，孟令平審校(1.泰山醫學院研究生部，山東 泰安 271016；2.上海市第六人民醫院金山分院放射科，上海 201599)

體素內不相干運動技術在肝臟疾病中的應用進展

趙江濤1,2綜述，孟令平2*審校
(1.泰山醫學院研究生部，山東 泰安 271016；2.上海市第六人民醫院金山分院放射科，上海 201599)

體素內不相干運動(IVIM)擴散加權成像(IVIM-DWI)是在傳統DWI基礎上，分離、提取水分子的真性擴散和微循環灌注形成的假性擴散，采用多b值、雙指數數學模型而獲取的DWI影像，其可反映體素內信號衰減與b值的關系。IVIM-DWI目前已廣泛應用于肝臟疾病的研究。本文就該技術在肝臟MR成像中的應用進展進行綜述。

體素內不相干運動；磁共振成像；肝

體素內不相干運動擴散加權成像(intravoxel incoherent motion DWI， IVIM-DWI)與傳統的單指數模型DWI不同，應用雙指數模型，通過選擇多個b值，分離、提取水分子的真性擴散運動和微循環灌注形成的假性擴散，進行定量測定，同時獲得組織擴散和灌注信息，可更全面地評估水分子的運動水平，彌補中微循環對單指數模型DWI ADC值產生影響的不足。Yamada等[1]于1999年首先將IVIM-DWI技術應用于肝臟MRI研究。近年來相關研究逐漸增多。本文就目前IVIM在肝臟病變中的應用進展做一綜述。

1 IVIM技術

IVIM成像技術理論基于雙指數模型，假設組織信號強度的衰減和b值的關系可用以下公式描述：Sb/S0=fexp(-bD*)+(1-f)exp(-bD)，其中D值(mm2/s)為擴散系數，描述體素內純水分子擴散運動，D*值(mm2/s)為假擴散系數，描述血流灌注相關擴散運動，f值為灌注分數，反映單位體素內血流成分所占體積的比例，用于組織內血容量的測定，S0及Sb分別為b=0及b取其他值(如10、20、30 s/mm2等)時的信號強度。目前，IVIM成像選取b值的數目及大小尚無統一標準。理論上，b值的數目越多，數據擬合結果越準確，得到的參數圖像質量也越好；但同時也延長了數據采集時間，因此選擇過多b值并不適于臨床應用。

2 IVIM-DWI在肝臟彌漫性病變中的應用

肝穿刺活檢病理檢查是肝纖維化診斷及分級的“金標準”，但其為有創檢查，難以被患者接受，不適用于重復檢查及隨訪。隨著IVIM技術的興起，其是否對肝纖維化具有診斷價值成為研究熱點。Lu等[2]對51例患者進行肝臟IVIM-DWI檢查發現，與正常對照組相比，肝纖維化組ADC、D*、D、f值均明顯減低，且均隨纖維化程度的加重而降低；與Hayashi等[3]及Chow等[4]的研究結果一致。但Lu等[2]認為只有f、D*值與肝纖維化程度之間的負相關關系具有統計學意義。Chung等[5]認為ADC、f、D*值與肝纖維化分級之間的負相關具有統計學意義，與Hu等[6]的小鼠肝纖維化模型實驗結果一致。Wu等[7]認為只有F4級的D*值明顯減低并有統計學意義。Yoon等[8]研究報道，D*值在不同程度肝纖維化(F0～F4級)間差異均有統計學意義；D值只在 F0～F1與F4級間、 F2～F3與F4級間差異有統計學意義(P均<0.05)；中晚期肝纖維化(F2～F4級)患者的f、ADC值較正常對照或早期肝纖維化(F0～1級)患者的f和ADC值明顯減低。不同研究IVIM指標及其對肝纖維化、肝硬化的診斷效能見表1。

多項研究[2，5-6,9-10]報道，D*、f值更適合作為診斷肝纖維化的監測參數，且D*值更加敏感，有利于發現早期肝纖維化。ADC值對肝纖維化早期的診斷能力有限，進展期(F3～F4)肝纖維化ADC值則明顯減低，主要原因為早期肝纖維化的血流灌注減少而非血管外的彌散減低。但這一觀點尚存在爭議，有學者[11-13]認為肝纖維化細胞外大量纖維組織導致水分子彌散受限，合并肝細胞腫脹、炎癥細胞浸潤等也會導致ADC值下降。也有學者[10,14-15]認為ADC值的下降是纖維組織增生引起微循環改變所致。此外，肝臟中脂肪變和鐵含量的改變也可影響ADC值。ADC值是否可作為肝纖維化的監測參數還有待今后進一步研究。

表1 不同研究IVIM指標及診斷肝纖維化、肝硬化的效能

表2 不同研究IVIM指標及其診斷肝局灶性病變的效能

注：FNH：肝臟局灶性結節樣增生；HCC：肝細胞癌

3 IVIM在肝臟局灶性病變中的應用

傳統DWI對ADC值的測量過度依賴于b值的選擇，病灶檢出率較低，難以檢出直徑<1 cm的腫瘤[16]。隨著IVIM技術的產生和發展，學者們開始嘗試將基于雙指數模型、多個b值的IVIM-DWI應用于肝臟局灶性病變的檢查。Klauss等[17]對72例患者應用1.5T MRI掃描儀進行IVIM成像，結果顯示肝臟局灶性結節樣增生(focal nodular hyperplasia， FNH)的ADC、D值明顯高于肝細胞癌(hepatocellular carcinoma， HCC),且D值對于HCC與FNH的微結構改變更為敏感，而兩者間f、D*值差異則無統計學意義。分析主要原因為HCC在發生肝細胞癌變時顯微結構的改變導致細胞外空間縮小，細胞增多、細胞核增大并深染、大分子蛋白蓄積、微結構變得復雜，導致ADC、D值減少；而FNH組織雖然也富含血供，但只是細胞數目增多和纖維成分的改變，無核質比的改變，因此其ADC、D值較周圍正常肝實質低、較HCC高。這與Watanabe等[18]及Yoon等[19]的研究結果一致。Ichikawa等[20]對肝臟局灶性病變進行了相關研究，包括45例HCC，3例肝轉移瘤、5例肝血管瘤、6例肝膽管肝癌、20例肝囊腫、2例炎性假瘤、2例肝膿腫、1例肝臟FNH，結果發現惡性病變的D、D*值明顯低于良性病變，且D值鑒別良惡性病變的效能高于D*值，f值在良惡性病變間差異無統計學意義。造成這種差異的主要原因可能與病種、樣本量不同、掃描所取b值的數目和大小不同及同類型肝臟腫瘤個體間血供狀況不同有關。Sungmin Woo等[21]對42例HCC患者進行IVIM成像，發現D、ADC值均與HCC組織病理學分級呈明顯負相關，即分級越高，D、ADC值越低，且D值對高級別與低級別HCC的鑒別診斷效能優于ADC值 (P=0.026)。分析原因主要為組織學分級越高，肝癌分化越差，隨著細胞密度、核質比增加，組織細胞結構也變得復雜，同時細胞密度增加，導致彌散受限和微循環灌注增加，使得ADC值增高，而D值卻不受影響。李玉博等[22]研究也表明D值的診斷效能更高。此外，李玉博等[22]還發現D*值與組織病理學分級呈正相關。雖然D、ADC值均可用于肝局灶性良惡性病變的診斷及鑒別診斷，且有助于判斷HCC的組織病理學分級，但二者的診斷效能目前仍存在爭議。不同研究IVIM指標及其在肝局灶性病變中的診斷效能見表2。

4 IVIM技術的優勢與不足

IVIM-DWI與傳統單指數模型DWI及對比增強技術相比有其獨特優勢：①IVIM基于雙指數模型,能夠更加準確、真實地顯示水分子的擴散運動；②選擇多個b值所獲得的ADC值更為精確,可重復性更高；③可通過不同信號強度反映組織的病理學特征，從而評估組織功能，有利于疾病的診斷；④IVIM指標本身即為定量指標,可直接對其進行對比分析。但對b值數目和大小的最佳選擇、數據測量的準確性及掃描方式、模型擬合數學方法等方面仍需進一步深入研究。

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Application progresses of intravoxel incoherent motion technique in liver diseases

ZHAOJiangtao1,2,MENGLingping2*
(1.DepartmentofPostgraduate,TaishanMedicalUniversity,Tai'an271016,China; 2.DepartmentofRadiology,JinshanBranchofShanghaiSixthPeople'sHospital,Shanghai201599,China)

Intravoxel incoherent motion (IVIM) is an new technique based on traditional DWI, which can truly separate and extract water molecules diffusion and microcirculation perfusion pseudo-diffusion, and choose multi-b-value and bi-exponential model to obtain DWI. It can reflect the relationship between signal attenuation within the voxel and b values. Nowadays, IVIM-DWI has been widely used in the studies of liver diseases. In this article, the recent progresses of MR-IVIM in liver imaging were reviewed.

Intravoxel incoherent motion； Magnetic resonance imaging； Liver

上海市衛生計生委面上項目(201540242)。

趙江濤(1991—)，女，山西柳林人，在讀碩士。研究方向：腹部放射學。E-mail: zhaojiangtao0626@163.com

孟令平，上海市第六人民醫院金山分院放射科，201599。

E-mail: menglingping2004@163.com

2017-01-10

2017-02-24

10.13929/j.1003-3289.201701056

R575; R445.2

A

1003-3289(2017)07-1100-04