MR單、雙指數DWI對乙肝肝纖維化的診斷價值

吳 燕，周健濤，史純純，張曉莉，劉 淵

我國慢性乙型肝炎患者人數眾多，慢性乙型肝炎可發展為肝纖維化、肝硬化甚至肝癌，所以嚴重威脅患者健康，如果早期就能對肝纖維化進行確診并判斷嚴重程度分級，就能及時進行治療，可逆轉或延緩肝纖維化進程，避免病情快速發展至肝硬化很難逆轉[1]。目前常規影像和實驗室檢查特異度不高，雖然肝臟的穿刺活檢是診斷肝纖維化及其分級的金標準，但該方法為有創性檢查，存在大出血等風險。目前對肝纖維化使用磁共振擴散加權成像單指數模型的參數表觀擴散系數（ADC）值較多，但肝臟組織ADC值不僅受到組織內水分子擴散的影響，還受到肝內毛細血管微循環灌注等因素的影響，所以其穩定性欠佳。體素內不相干運動（intravoxel incoherent motion，IVIM）擴散加權成像可通過設置多個不同的b值對組織進行探測，分離出單純水分子擴散和微循環灌注效應[2]。既往研究對肝纖維化不同程度病理分級影像的量化研究較少，本研究采用單、雙指數模型擴散加權成像技術，對比各定量參數對慢性乙型肝炎不同肝纖維化病理分級的診斷效能，有利于早期診斷肝纖維化程度、早期治療。

1 對象與方法

1.1 對象 選取2015年1月—2017年10月，解放軍總醫院第五醫學中心接收治療的慢性乙型肝炎患者，所有患者均參照2015年中華醫學會肝病學分會頒布的《慢性乙型肝炎防治指南》的診斷標準[3]；排除合并丙型、丁型等重疊感染者以及酒精性肝病、自身免疫性肝病、藥物性肝炎等。根據2000年西安全國病毒性肝炎及肝病學術會議修訂的標準[4]，對肝纖維化分為S0～4級。最終入組56例為肝纖維化組，其中男32例，女24例，年齡15～59歲，平均（39.16±10.39）歲。同期招募15名健康體檢者作為對照組，其中男10例，女5例，年齡22～57歲，平均（36.8±12.4）歲。所有入組者均簽署知情同意書。

1.2 方法 選擇美國 GE Signa HDxt 3.0T MRI 掃描系統，采用 8 通道體部線圈。掃描前禁食4～6 h。掃描時患者仰臥位，行肝臟T1WI、T2WI、DWI（b=0、800 s/mm2）及IVIM掃描。檢查序列如下：①化學位移成像：重復時間=180 ms，同相位TE=4.5～4.8 ms，反相位TE=2.2～2.5 ms，矩陣=288×170，反轉角80°，層厚8 mm；層間距1 mm，視野 38×38 cm。②橫軸面T2WI成像：TR=6 000～8 000 ms；TE=85 ms；矩陣=288×224，層厚8 mm；層間距1 mm，視野38×38 cm。③IVIM擴散加權序列（b=0，25，50，75，100，150，200，400，600，800，1000 s/mm2）。掃描參數：TE=60.8 ms，TR=1 925 ms，矩陣128×128，激勵次數2～8，層厚8 mm，層間距2 mm。

1.3 單指數、雙指數模型參數測量 完成檢查后，將單指數DWI圖像及IVIM-DWI回傳到GE后處理工作站軟件（AW4.5）進行ADC值及IVIM參數計算。由2名有5～8年診斷經驗醫師在不知患者肝纖維化級別進行DWI及IVIM各個參數值的測定。測量時感興趣區（ROI）置于肝右后葉肝門水平連續3個層面，在每個層面取3個部位不同的區域，面積約為100～300 mm2，利用Function tool-MADC軟件對單值數及雙指數模型得到ADC值、雙指數模型真擴散系數（D）值、假性擴散系數（D*）值、灌注分數（f）值。2名觀察者分別測量并記錄數據。單指數模型ADC值和D值、D*值及f值。

1.4 統計學處理 應用SPSS 25.0及MedCalc統計軟件對數據進行分析。正態性計量資料采用均數±s表示。正態性計量資料采用獨立樣本t檢驗對對照組與肝纖維化組進行比較。采用單因素方差分析對肝纖維化各分級間進行比較，各組間存在顯著性差異時，采用Bonferroni法檢驗進行組間的多重比較；若方差不齊采用WeIch法比較，多重比較用Tamhane's T2法。采用ROC曲線評估雙指數模型各參數值對肝纖維化程度的診斷效能。以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 參數測量一致性分析 2名測量者對單、雙指數模型DWI各參數值ADC值、D值、D*值、f值的組內相關系數ICC分別為0.923，0.934，0.933，0.936；各自的95%可置信區間分別為（0.922，0.967），（0.911，0.968），（0.886，0.985），（0.934，0.976）。2名測量者間各參數值一致性較好。

2.2 肝臟單、雙指數模型各參數值比較 對照組ADC值、D值、D*值、f值均大于肝纖維化組，差異具有統計學意義（P＜0.05）（表1）。

表1 2組擴散加權成像參數比較

2.3 不同肝纖維化分期患者間IVIM參數的比較 肝纖維化組不同級別ADC值、D*值、f值組間差異有統計學意義（P＜0.05），D值組間比較差異無統計學意義（表2）。

表2 肝纖維化不同分級擴散加權成像參數值比較

2.4 診斷效能分析 ADC值、D*值、f值在診斷≥S2級、≥S3級肝纖維化分級間差異有統計學意義，分別繪制上述指標的ROC曲線（圖1、2），結果提示D*值的診斷效能最高，ROC曲線下面積分別為AUC=0.746、0.796，診斷界值分別為≤102、101，靈敏度與特異度分別為68.42%、77.78%、80.77%、73.33 %（表3、4）。

圖1 ≥S2級肝纖維化的ROC曲線

圖2 ≥S3級肝纖維化的ROC曲線

表3 擴散加權成像參數對肝纖維化≥S2級的診斷效能

表4 擴散加權成像參數對肝纖維化≥S3級的診斷效能

3 討論

慢性乙型肝炎病毒可以導致肝臟損傷并形成肝纖維化，甚至發展至肝硬化，肝纖維化早期階段為可逆性病理過程[4]，因此無創且準確診斷早期肝纖維化對指導治療十分重要。目前國內外許多研究者利用磁共振功能成像DWI對肝纖維化程度進行評估，研究結果指出單指數模型DWI成像參數ADC值與肝纖維化程度有相關性，其預測肝纖維化S2級以上的診斷效能較高[5-6]。但肝臟ADC值的測定不僅受到肝組織內水分子擴散運動的影響，更多的還受到肝內毛細血管微循環灌注等因素的影響，不能同時反映水分子擴散情況及微循環灌注情況。在雙指數模型DWI成像中，肝臟組織信號的強度能同時反映水分子擴散與微循環灌注，使擴散運動的描述更加接近組織的真實情況[7]。IVIM-DWI成像通過設置較大范圍的多個不同b值進行檢查，并進行不同指數模型擬合，可分離出單純水分子擴散和微循環灌注不同效應，對組織灌注情況和分子擴散進行定量分析，使磁共振對肝臟纖維化分級成為可能。

本研究發現肝纖維化組的ADC值、D值、D*值、f值均低于正常對照組，且差異具有統計學意義（P＜0.05），這與以往的研究結果一致[8-9]。ADC值是組織內水分子的擴散受限情況及組織內微循環灌注下降共同作用的結果。D值代表體素內水分子自由擴散運動，D值的減低，是由于肝纖維化導致膠原纖維及結締組織聚集，限制了組織內水分子自由隨機擴散運動，且隨著肝纖維化程度進展，限制作用越明顯。肝纖維化組D*值低于對照組，這是由于肝纖維化時肝臟的血流灌注降低，而此時門靜脈高壓造成的動脈血流的增加不能補償門靜脈血流灌注的減少。通過此研究發現，單、雙指數模型各參數值均可以作為區分肝纖維化和正常肝臟的有效方法。

肝纖維化不同病理分級間IVIM雙指數模型參數D*值、f值差異有統計學意義（P＜0.05），D值差異無統計學意義，與有關研究結果相同[10]，這是因為D*值與f值主要反應組織的血流灌注情況，而肝臟纖維化程度對組織血流灌注下降的影響較大，甚于對組織內水分子的擴散受限情況，說明在纖維化演進的過程中，增生的纖維組織對肝臟門靜脈灌注的影響比較大，對組織內水分子的擴散受限情況影響相對較小；而有研究結果顯示，D值與肝纖維化程度具有較強相關性（r=－0.806），D值是高b值（b＞200 s/mm2）時的平均ADC值[11]，其主要反映的是組織內水分子的單純擴散受限情況，李超等[11]研究的D值相關性明顯高于本研究，推測原因是他們采取了較多的高b值有關（b值多＞400 s/mm2）。由此可以看出b值的選擇對IVIM研究很重要，集中于低b值或高b值，都會丟失很多有價值的信息，所以本研究選擇11個b值時兼顧兩者的影響，高低b值分布相對均勻。

本研究存在一些不足：第一，IVIM-DWI成像b值大小及數量的選擇對參數測量結果有直接影響，目前b值的選取沒有統一標準，造成研究結果一致性水平不高；第二，肝臟穿刺部位與測量部位達不到完全對應，磁共振與病理的一一對照可能有偏倚。因此采用IVIM-DWI評估肝臟肝纖維化程度存在一定的局限性，期望在以后的工作中進一步探討研究。

綜上所述，本研究結果顯示單、雙指數模型加權成像技術都可用來評估慢性乙型肝炎所致的肝纖維化程度，其中雙指數模型參數D*值的最有診斷價值，可以為臨床提供一種無創性診斷肝纖維化及其程度的方法。