應用磁共振DWI單指數、雙指數和拉伸指數模型參數評估慢性乙型肝炎患者肝纖維化程度效能研究*

余英芳，溫生寶

作者單位:810001西寧市 青海省第四人民醫院放射科（余英芳）；青海大學附屬醫院影像科（溫生寶）

肝纖維化的實質就是機體對于肝損傷進行的一種修復反應[1，2]。在慢性病毒性肝炎進展為肝硬化和肝癌的過程中，肝組織纖維化貫穿始終[3]。臨床上能夠及早診斷纖維化，對于患者預后有重要的影響[4]。目前，對于CHB患者肝纖維化程度的診斷主要依賴于肝臟穿刺活檢術[5]，但是肝活檢屬于有創性檢查，具有一定的風險，且不宜反復操作，不利于動態觀察和隨訪病情[6]。我們采用磁共振彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）技術檢測了 CHB患者肝纖維化情況，試圖通過各種參數的組合找到判斷肝纖維化程度的方法，現將研究結果報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2014年2月～2017年9月我院收治的CHB患者77例，男性40例，女性37例；年齡為21～57歲，平均年齡為（37.5±9.9）歲。符合慢性乙型肝炎防治指南的診斷標準[7]，并經組織病理學檢查診斷。排除合并腫瘤、其他肝炎、精神疾病和妊娠期或哺乳期女性。另選同期在我院檢查正常的20例健康人作為對照，男性12例，女性8例；年齡22～58歲，平均年齡為（38.0±9.7）歲。受試者簽署知情同意書，本研究獲得我院醫學倫理委員會批準。

1.2 MRI檢查 使用3.0 T高場強磁共振成像設備（Signa EXCITE 3.0T，GE Medical Systems），受試者接受屏氣訓練，經4 h禁食禁水，先行常規的MRI檢查，橫斷位SE T1WI序列的TR為180 ms、TE為2.1 ms，橫斷位FSE T2WI序列的TR 為4800 ms、TE為76 ms。采用自旋回波-平面回波成像（SE-EPI），選擇12 個 b 值，分別為 0.5、100、150、200、300、500、800、1000、1300、1500、1700 和 2000 s/mm2，單層屏氣時間持續16 s，其具體參數為:層厚選擇5 mm、層間距選擇1 mm、視野調整為380 mm×360 mm、矩陣128×128，TR為9230 ms、TE 為minimum。將所得圖像和原始數據傳輸到處理工作站（GE Medical Systems），得各模型的偽彩圖，由兩名放射科醫生評判。在多b值下獲得的DWI圖像上選取合適的三個層面，并在每一層肝右葉選定3個感興趣區（共9個興趣區），測量各參數，取平均值。單指數模型Sb/S0=exp（b×ADC），雙指數模型 Sb/S0=（1-f）×exp（-b×Dt）+f×exp（-b×Dp），拉伸指數模型 Sb/S0=exp（-b×DDC）α；其中Sb給予擴散敏感梯度場時的信號強度，S0是不給予擴散敏感梯度場時的信號強度，ADCst為表面擴散系數，Dt為真實擴散系數，Dp為假性擴散系數，f為灌注相關體積分數，DDC為擴散分布指數，α為水分子擴散異質性指數。

1.3 肝活檢 所用患者在進行MRI檢查14 d內行肝活檢，在B超引導下行肝穿刺，采用Scheuer標準[8]行肝纖維化評判。

1.4 統計學處理 應用SPSS 22.0統計學軟件處理數據，計量資料以（±s）表示，采用 t檢驗，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 肝組織病理學診斷情況 在77例CHB患者中，經肝組織病理學檢查，診斷為S0期12例，S1期13例，S2期14例，S3期15例，S4期23例。其中S0和S1期為無顯著肝纖維化組，S2和S3期為顯著纖維化組，S4期為肝硬化組。

2.2 典型病例MRI檢查表現 見圖1。

圖1 CHB患者腹部MRI表現

2.3 CHB患者與正常人肝臟MRI各模型參數比較 CHB患者ADCst、Dt、f和DDC與健康人比，差異顯著（P＜0.05，表 1）。

2.4 不同肝纖維化CHB患者各模型參數比較 不同分期肝纖維化患者ADCst、Dt、f和DDC顯著差異（P＜0.05，表 2）。

表 1 兩組各模型參數（×10-3mm2/s±s）比較

表 1 兩組各模型參數（×10-3mm2/s±s）比較

與健康人比，①P＜0.05

例數 ADCst Dt Dp f DDC α CHB 77 0.90±0.08① 0.59±0.09① 48.02±26.90 32.37±7.47① 1.10±0.26① 0.59±0.08健康人 20 0.99±0.10 0.70±0.07 54.91±24.27 39.69±5.87 1.39±0.24 0.58±0.07

2.5 各模型參數診斷肝纖維化ROC曲線分析 對不同肝纖維化CHB患者各模型參數進行ROC曲線分析，結果發現Dt診斷的曲線下面積最大，而f診斷的曲線下面積最小（圖1、表3）。

表2 不同分期CHB患者各模型參數（×10-3mm2/s，±s）比較

表2 不同分期CHB患者各模型參數（×10-3mm2/s，±s）比較

與無顯著纖維化組比，①P＜0.05；與顯著纖維化組比，②P＜0.05

例數 ADCst Dt Dp f DDC α無顯著纖維化 25 0.95±0.09 0.66±0.08 57.71±35.99 37.11±8.29 1.33±0.28 0.60±0.06顯著纖維化 29 0.89±0.07 0.57±0.06① 51.30±25.17 30.48±6.14① 1.02±0.21① 0.58±0.09肝硬化 23 0.83±0.02①② 0.49±0.08①② 47.21±27.81 28.20±7.91① 0.90±0.13①② 0.59±0.10

圖1 不同肝纖維化分期CHB患者各模型參數ROC曲線比較

表3 CHB患者不同模型參數曲線下面積比較

3 討論

目前，DWI是無創評估體內分子彌散運動的一種技術。通過組織前后信號強度的變化，DWI能觀察水分子的自由度和方向，而水分子的擴散狀態則可以反映組織的微觀狀態和結構[9-11]。臨床上，常用的核磁共振成像技術（MRI）診斷肝纖維化是通過T1WI和T2WI兩種方式[12]，從形態學特點對患者肝纖維化程度和肝硬化進展情況進行評估。但是，采用常規檢查診斷的肝纖維化已屬于晚期，可能已存在肝硬化，失去了診斷的意義。隨著技術的發展，在MRI模式下，逐漸引入新的診斷方法，而DWI技術就是其中的一種。就DWI技術而言，檢測CHB患者肝內信號的強弱與水分子的狀態有關[13]。具體來說，在CHB患者，當肝臟發生纖維化時，由于纖維組織的主要成分是膠原，而膠原的一大特點就是分子結合較為緊密[14]，就導致了肝纖維化部分的水分子布朗運動受到極大的限制，而病變的部位與正常肝組織之間就形成了界限清楚的圖像。及時發現CHB患者肝纖維化對于病情的控制和治療具有很重要的意義，主要是因為早期肝纖維化過程是可以減輕和逆轉的，也就是說，能夠盡早地對患者肝纖維化進行診斷和干預可以在很大程度上改善其預后。

目前，對于DWI診斷模型選擇方面存在較大的爭議。DWI檢查有單指數、雙指數和拉伸指數模型。單指數模型主要是根據肝臟纖維組織增生等原因導致的水分子運動受阻和血液灌注下降而建立的診斷[15]。依照此理論，與正常人肝臟擴散系數相比，肝纖維化患者肝臟會有一定程度的下降；雙指數模型又稱為體素內不相干運動技術[16]，能夠反映水分子和血流信息；拉伸指數模型是為了較好的描述復雜組織結構之間的水分子布朗運動不均勻而設計的檢查技術[17]，在實際運用中需要較高的和范圍較廣的b值。由于拉伸模型為多指數模型衰減的結果，因此更真實地反映了機體內水分子的狀態。由于人體內水分子運動還受到毛細血管等運動、細胞膜透過性、溫度變化和體液流動等的影響[17]，而采集的信號并不能很好地反映布朗運動狀況，因此常用表觀擴散系數（ADC）來代替真正的彌散系數。也就是說，在b值大的組織中，其信號就比較弱，而相應的ADC值較低；在b值小的組織中，其信號較強，而ADC值就表現為較高[18]。在本研究，就不同指數模型對肝纖維化患者與正常人進行比較，結果兩組單指數模型ADCst差異顯著（P＜0.05），與以往多個研究結果相符[19，20]。而在雙指數模型，兩組Dt差異顯著（P＜0.05），而Dp無顯著差異。就Dp來說，有學者認為在b值選擇較小時，其ADC值會受血流灌注的影響，而Dp值穩定性不夠強且重復性較差。因此，在本研究，兩組Dp值并無顯著性差異。DDC和α是拉伸模型獲取的兩個參數，DDC能夠反映體素內水分子的平均擴散速度，而α能夠體現水分子的不均勻性。雖然拉伸模型更真實地反映體素內水分子布朗運動的情況，但目前少有文獻應用的報道。有學者指出，在肝纖維化患者，其DDC值會顯著下降。本研究發現CHB組DDC值顯著低于健康人（P＜0.05）。就三種模型影響ADC值來說，單指數模型體素內水分子運動受到多方面的影響，其ADCst也受到較大的影響，導致其診斷意義較差，但雙指數模型的Dt可以基本消除肝組織血流的影響，而拉伸指數模型 的DDC則是基于體素內各個因素獲得的ADC值，因此相對于單指數模型，后兩種模型能夠更好地診斷肝纖維化。DWI能夠通過改變信號的強度，從而得到不同的ADC值，而根據不同的ADC值能夠判斷水分子的運動。由于肝纖維化程度越嚴重，其組織內水分子運動受阻越明顯，不同肝纖維化程度的CHB患者ADCst、Dt、f和DDC均有顯著性差異，且Dt和f隨著纖維化程度的加重而下降，可能是因為在肝纖維化發展過程中，肝動脈血流灌注無法彌補靜脈回流減少的血流量，使得肝臟血液灌注發生變化，動脈血量的減少則會導致Dt和f值的下降。經ROC曲線分析發現，Dt和DDC診斷肝纖維化的曲線下面積較大，也就是說這兩項參數診斷的敏感度和特異度均較為優越。

綜上所述，應用磁共振DWI技術診斷CHB患者肝纖維化程度，可采用雙指數模型和拉伸指數模型，技術要求比較高，結果解讀還需要研究，其臨床意義也需要擴大驗證。