磁共振擴(kuò)散成像肝脾ADC比值評(píng)價(jià)肝纖維化程度的研究

1.山西醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像系2.山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院CT室（山西 太原 030001）

張冬艷1 薛雁山2

肝纖維化是常見(jiàn)的肝臟彌漫性損害性疾病。臨床對(duì)于肝臟受損程度的評(píng)估主要依靠Child-pugh分級(jí)，以臨床癥狀、體征及實(shí)驗(yàn)室相關(guān)指標(biāo)為依據(jù)。隨著磁共振功能成像方面的突破，出現(xiàn)了目前唯一無(wú)創(chuàng)反映活體組織功能狀態(tài)的影像學(xué)檢查技術(shù)—磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（diffusionweighted imaging，DWI）[1]，其表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)可以客觀量化組織中水分子的受限程度，反映組織的病理變化。隨著DWI在肝臟病變中的廣泛研究和應(yīng)用,慢性肝炎-肝纖維化方面也做出了一定的研究和評(píng)估[2,3]。本文擬采用1.5T磁共振DWI技術(shù)，以脾臟作為參考器官，研究肝脾ADC值比值與肝纖維化嚴(yán)重程度之間的關(guān)系。

材料與方法

1.1 研究對(duì)象

1.1.1 正常對(duì)照組 正常志愿者15例，男9例,女6例, 年齡31-68歲, 平均49.5歲, 臨床檢查均無(wú)肝炎及肝臟占位性病變，實(shí)驗(yàn)室檢查肝功能指標(biāo)及腹部影像學(xué)檢查未見(jiàn)異常者。

1.1.2 病例組 選取我院2011年1月至8月的肝纖維化患者39例（病例組，均為病毒性肝炎患者）, 其中男25例, 女14例, 年齡28-75歲, 平均51.5歲。慢性乙肝者32例，慢性丙肝者7例，除外其他原因肝損傷所致的肝纖維化病例。其中除5例經(jīng)臨床診斷為肝硬化外，34例患者均穿刺取病理組織活檢證實(shí)。病例組中經(jīng)手術(shù)病例確診的3例于術(shù)前行MR檢查，其余36例均與肝穿刺后兩到三周時(shí)間區(qū)間行本MR檢查。以上兩組均告知實(shí)驗(yàn)的目的,并簽署知情同意書(shū)。囑受檢者檢查前晚飯以流質(zhì)為主,檢查前禁食、水至少4小時(shí)。對(duì)所有檢查者進(jìn)行閉氣訓(xùn)練。采用Scheuer法[4]對(duì)所有入選者進(jìn)行肝纖維化的程度分期（S0-S4期）。

1.2 儀器和掃描方法采用GE signal Excite HD1.5T超導(dǎo)型全身磁共振掃描系統(tǒng)，8通道體部相控陣線圈，并行采集空間敏感編碼(ASSET) 技術(shù)，呼吸門(mén)控技術(shù)。常規(guī)行軸位T1WI、壓脂T2WI、冠狀位T1WI掃描，之后行DWI掃描，DWI掃描序列為SE-EPI-DWI?；颊叱恃雠P位，足先進(jìn)，以肝門(mén)水平為中心,掃描野的上、下方各施加一個(gè)預(yù)飽和帶，以消除肺部氣體、胃腸道氣體和蠕動(dòng)及心臟搏動(dòng)等因素對(duì)圖像質(zhì)量的影響。采用STIR技術(shù)消除化學(xué)位移偽影。選取b=200,400,600,800,1000s/mm2，掃描參數(shù): TR 1800ms, TE 50ms, 彌散方向ALL,層厚8mm, 層間距1mm, FOV取值范圍40cm×40cm～42cm×42cm,矩陣128×128, 激勵(lì)次數(shù)2次, 于深吸氣- 再深呼氣- 呼氣末閉氣掃描模式, 均1次閉氣完成掃描,掃描時(shí)間16s左右，得到DWI的原始圖像(圖1)。

1.3 ADC值測(cè)量和計(jì)算

1.3.1 肝右葉ADC值的測(cè)量經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后即可得出ADC圖。在其上選取肝門(mén)中心層面及其上和其下兩個(gè)層面的ADC圖中直接測(cè)量ADC值，分別在肝右葉各選取三個(gè)感興趣區(qū)(ROI),大小50-100mm2左右，避開(kāi)DWI圖像中肉眼可見(jiàn)的膽管和血管、偽影以及小的局灶性病灶（如小囊腫等），復(fù)制相同大小ROI,取其平均值，得到肝右葉平均ADC值(圖2)。亦可用通用的ADC值的公式計(jì)算，在DWI原始圖像上，取得ROI，利用公式ADC=In（SI0/SI1）/（b1-b0），b0=0s/mm2，b1分別為200,400,600,800,1000s/mm2，SI0 和SI1分別取相對(duì)應(yīng)的DWI圖像上的信號(hào)強(qiáng)度，In為自然對(duì)數(shù)計(jì)算而得。

圖1-2 為慢性乙肝S3期患者。圖1為b=800s/mm2下DWI的原始圖像。圖2為該病人b=800s/mm2下的ADC圖，用以測(cè)量相應(yīng)層面的肝右葉ADC值及脾臟ADC值，其中粉色ROI為肝右葉ADC值，綠色為脾臟ADC值。圖3為該病人的病理圖片，顯示肝小葉周圍界板破壞，匯管區(qū)纖維組織增生（HE×100）。

1.3.2 脾臟ADC值的測(cè)量 以同樣的方法測(cè)量連續(xù)三個(gè)不同層面的脾臟ADC值，取其平均值，盡量避免在脾門(mén)附近取值，得到脾臟的平均ADC值(圖2)。

1.3.3 肝脾ADC值之比 對(duì)根據(jù)S分期的肝右葉平均ADC值與其相對(duì)應(yīng)的脾臟平均ADC值取比值。

結(jié) 果

2.1 病理結(jié)果分析 15例正常對(duì)照組肝纖維化分期均為S0期。病例組中S0期2例,S1期4例,S2期7例,S3期8例（圖3）,S4期18例。

2.2 肝右葉及脾臟不同b值下ADC值的比較分析 隨著肝纖維化程度的加重，相同b值下的肝右葉及脾臟的ADC值均是逐漸降低的，肝右葉的ADC值較脾臟下降的更快。肝臟各b值下的ADC值與纖維化分期組間兩兩比較，差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，p值均＜0.05，b=800s/mm2時(shí)差異最大，相關(guān)性分析呈負(fù)相關(guān)，b=800s/mm2，與S期的相關(guān)性均優(yōu)于其他組。脾臟各b值下的ADC值與纖維化分期組間兩兩比較，差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但與S0、S1期無(wú)明顯相關(guān)性，而與S2-S4期有明顯相關(guān)性。見(jiàn)表1。

表1 肝纖維化不同分期在不同b值掃描下的ADC值（×10-3mm2/s）

表2 不同b值下肝脾ADC比值與肝纖維化分期的相關(guān)性

表3 肝脾ADC比值與肝纖維化S2及S3的效能評(píng)價(jià)

2.3 肝脾ADC比值與肝纖維化分期的相關(guān)性分析 肝脾ADC比值在小b值（b=200和400 s/mm2）時(shí)與S分期無(wú)明顯相關(guān)性，P值＞0.05，而與S2期以上的肝纖維化呈負(fù)相關(guān)，且于b=800s/mm2時(shí)相關(guān)性最強(qiáng)。見(jiàn)表2。

2.4 肝脾ADC比值與肝纖維化分期效能評(píng)價(jià) b=800s/mm2時(shí)，S2期以上的肝脾ADC比值評(píng)價(jià)肝纖維化的靈敏度和特異度分別為0.819和0.947；S3期以上肝脾ADC比值評(píng)價(jià)肝纖維化的靈敏度和特異度分別為0.857和1.000，均優(yōu)于其他組。見(jiàn)表3。

討 論

3.1 肝纖維化與肝臟DWIADC的關(guān)系 近來(lái)一些相關(guān)文獻(xiàn)[5,6]報(bào)道了肝纖維化及肝硬化與ADC值的關(guān)系，但結(jié)果存在爭(zhēng)議。Wang K等[7]利用DWI對(duì)肝纖維化和肝硬化病例的研究證實(shí)，ADC值與肝纖維化指標(biāo)（實(shí)驗(yàn)室血清學(xué)指標(biāo)及病理分級(jí)）和肝功能Child-pugh評(píng)分有顯著相關(guān)性，利用ADC值可反映肝纖維化程度，這與本研究中肝纖維化組與肝纖維化S分期的相關(guān)性研究結(jié)果是基本一致的，推測(cè)導(dǎo)致其發(fā)生可能的原因：在發(fā)生肝纖維化時(shí), 組織細(xì)胞內(nèi)大量的纖維組織增生及大分子蛋白質(zhì)的沉積,使原有正常肝小葉結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂,細(xì)胞間隙和細(xì)胞內(nèi)、外水分子的擴(kuò)散活動(dòng)受限, 導(dǎo)致肝臟ADC值下降，DWI信號(hào)高于正常肝臟[8]。楊正漢等[9,10]實(shí)驗(yàn)提出較重的肝纖維化組織的ADC值降低的另一可能因素是增生的纖維膠原破壞了肝細(xì)胞的微循環(huán)，造成肝實(shí)質(zhì)的血流灌注的下降，并認(rèn)為后者是肝纖維化ADC值下降的主要因素。肝纖維化時(shí)，除了伴隨不同程度的炎癥反應(yīng)，還有脂肪浸潤(rùn)、鐵質(zhì)沉積等改變，亦成為肝纖維化ADC值下降的影響因素。

3.2 肝纖維化與脾臟DWIADC的關(guān)系 在進(jìn)行對(duì)脾臟的ADC值探討中發(fā)現(xiàn)，其與S2期以下（不包括S2期）的肝纖維化沒(méi)有顯著相關(guān)，而S2期以上（包括S2期）的肝纖維化卻與脾臟ADC值存在相關(guān)性，筆者認(rèn)為可能與S2期以上的肝纖維化時(shí)，脾臟已經(jīng)出現(xiàn)相應(yīng)的病理變化有關(guān)。肝纖維化時(shí), 導(dǎo)致肝內(nèi)門(mén)靜脈受壓和不規(guī)則狹窄, 肝血管床面積急劇減少, 門(mén)靜脈灌注血流明顯受阻, 從而引起更加嚴(yán)重的門(mén)靜脈高壓和脾腫大。出現(xiàn)門(mén)脈高壓的患者脾臟的血管內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合酶(NOS)數(shù)量及活性明顯增多，一氧化氮(NO)生成增加,造成血管擴(kuò)張,門(mén)脈血流增多，脾靜脈血流量亦增多。同時(shí), 血流的高壓狀態(tài)及血液中的各種遞質(zhì), 如NO、內(nèi)皮素等, 均能刺激血管平滑肌細(xì)胞增殖[9]，血管結(jié)構(gòu)改建，造成了低速、高壓、高血流的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，阻礙了水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng), 使脾臟ADC值下降。另外,門(mén)脈高壓亦會(huì)導(dǎo)致纖維化脾結(jié)節(jié)的形成其中的鐵元素而影響其磁共振信號(hào)[12]。

3.3 肝纖維化與肝脾ADC值比值的關(guān)系 以脾臟作為參考器官，利用磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像評(píng)價(jià)肝纖維化程度的相關(guān)性表明，b=800s/mm2對(duì)于S2期以上肝纖維化的評(píng)價(jià)優(yōu)于其他各組，這與Do RK等[13]的以脾臟作為參考器官研究肝纖維化優(yōu)于單純測(cè)量肝臟ADC值的研究結(jié)果是相一致的。肝纖維化與肝脾ADC比值相關(guān)性，由正相關(guān)變?yōu)樨?fù)相關(guān)，筆者認(rèn)為主要原因有，第一，肝纖維化時(shí)，脾臟的改變，始終要晚于肝臟本身的變化，且程度也明顯較肝臟變化輕，這也是能采用脾臟作為參考器官的原因之一；第二，由于ADC值受血液灌注影響較大，所以導(dǎo)致在小b值下測(cè)量的肝臟和脾臟的ADC值變異度較大，且不穩(wěn)定，可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。

綜上所述，本研究利用脾臟作為參考器官評(píng)價(jià)ADC值與肝纖維化分期的關(guān)系進(jìn)行了分析，認(rèn)為在b=800s/mm2對(duì)于評(píng)價(jià)S2期以上（中重度）的肝纖維化能力較強(qiáng)。但由于樣本量等因素的制約，尚不能精確得出ADC的截點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，仍需進(jìn)一步探討和研究。

1.Mürtz P, Krautmacher C, Traber F,et al. Diffusion-weighted whole body MR imaging with background body signal suppression: a feasibility study at 3.0 Tesla[J]. Eur Radiol,2007,17:3031-3037.

2.Girometti R, Furlan A, BazzocchiM,et al. Diffusion – weighted MR I in evaluating liver fibrosis∶ a feasibility study in cirrhotic patients[J]. Radiol ( Torino), 2007,112(3)∶394-408.

3.Lewin M, Poujol - Robert A, Bo? lle PY, et al. Diffusion -weighted magnetic resonance imaging for the assessment of fibrosis in chronic hepatitis C[J]. Hepatology,2007, 46(3)∶658-665.

4.Scheuer PJ.Classificationn of chronic viral hepatitis:a need for reassessment[J]. J Hepatol,1991,13:372-374.

5.Taouli B,Tolia AJ,Losada M,et a1.Diffusion-weighted MRI for quantification of liver fibrosis：preliminary experience[J].AJR,2007,189:799-806.

6.Girometti R,Furlan A,Esposito G,et a1.Relevance of b-values in evaluating liver fibrosis：a study in healthy and cirrhotic subjects using two single-shot spin-echo echoplanar diffusion-weighted sequences[J].J Magn Reson Imaging,2008,28:411-419.

7.Wang K, Wang PJ, Zhao ZH. FunctionalMR Iin chronic liver disease of hepatitis b patients[J]. Zhonghua Gan Bing Za Zhi,2006,14(8)∶590-596.

8.孫駿,施裕新,張志勇. MR擴(kuò)散加權(quán)成像對(duì)肝纖維化診斷的初探[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2008,6(6):35-38.

9.楊正漢，謝敬霞等.肝纖維化的磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像研究[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2002，18（9）：907-909.

10.楊濤,王秀榮,楊廣夫,等.磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在肝臟疾病診斷中應(yīng)用價(jià)值[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2008,6(4):32-35.

11.Gibbons GH, Dzau V J. The emerging concept of vascular remodeling[J].N E ngl JM ed,1994,330(20):1431-1438.

12.Selcuk D, DemirelK. Gamna- Gandy bodies: A sign of portal hypertension[J]. Turk J Gastroenterol,2005,16(3):150-152.

13.Do RK,Chandarana H, Felker E,et al.Diagnosis of liver fibrosis and cirrhosis with diffusion-weighted imaging: value of normalized apparent diffusion coefficient using the spleen as reference organ[J].AJR,2010,195:671-676.