多b值DWI成像在肝脏感染性病变诊断的应用

阿丽亚·艾则孜 王云玲 王 红 艾合买提·依沙克 贾文霄

2 新疆医科大学公共卫生学院

磁共振扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）是观察活体组织微观扩散运动最理想的成像技术[1-3]。最早应用于中枢神经系统病变的诊断。现阶段随着DWI技术及后处理软件的日趋完善，对肝肝脏疾病的早期诊断和鉴别诊断方面则显示出更高的敏感性。而泡状棘球蚴病及结核在新疆有较高的发病率，属于新疆地方性特色病。但在临床治疗中缺乏特异性的体征和临床表现。目前常用的影像学检查对非典型病变的误诊率一直占据居高不下。且目前肝脏DWI扫描多用两个b值进行研究，感兴趣区（region of interest，ROI）的选取是随机单一的，这一定程度上影响了研究结果。选择合适的DWI扫描b值及感兴趣（ROI）能够进一步提高MRI对肝脏不典型病变诊断的准确性[4-6]。为此，笔者通过采用不同区域的多b值扩散加权成像技术及测量其表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）值，探讨肝脏不同感染性病变的影像学特征，期望揭示该病的影像学特点和生物学边界，为临床治疗提供可靠的依据。

方 法

1.临床资料

选取2013年4月—2014年7月搜集的肝脏感染性病变23例。其中男性11例，女性12例，年龄在26～58岁之间，平均38.7岁，病灶大小在1.0～15cm之间。全部病例共有23个病灶，其中肝泡状棘球蚴9个，肝脓肿11个，肝结核3个。本组病例纳入标准：①肝泡状棘球蚴病例无明显临床症状，为B超体检发现病灶疑为肝包虫后，为进一步确诊做了MRI。部分有明确牧区生活史，血清免疫学试验（卡松尼皮内试验Casoni）阳性。所有病例均经超声和／或CT、MRI综合诊断。②肝结核病例组主要有不明原因发热，乏力，消瘦，其中1例既往有肺结核病史。③所有肝脓肿病例临床有不问断发热、肝区叩击痛等症状和体征，实验室检查白细胞及中性粒细胞均升高，其中部分经抗感染治疗后复查病灶明显缩小或消失而证实。所有患者在DWI扫描前均对检查的方法及意义知情同意。

2.检查方法

采用PHILIPS Achieva 1.5T双梯度超导MRI扫描仪及8通道腹部相控阵线圈进行扫描。对受检者进行呼吸和憋气训练，采取仰卧位头先进，范围从膈顶至肝下缘。所有病例行T1WI、T2WI常规扫描及DWI序列扫描，DWI选用10个扩散敏感梯度因子（b值分别为0s/mm2、50s/mm2、100s/mm2、150s/mm2、200s/mm2、250s/mm2、300s/mm2、500s/mm2、750s/mm2、1000s/mm2），扫描参数：TR=1421ms，TE=67ms，层厚7mm，层间距1mm，层数25层，矩阵108×102，FOV=415mm，采集次数(NSA)2次，扫描时间为165s。15例行横轴位T1WI增强扫描，对比剂选用非离子型造影剂（Gd-DTPA）并采用高压注射器,剂量为0.2～0.3 ml/kg，经外周静脉手推注射，其中部分患者由血管较细或有药物过敏史未进行增强扫描。

3.图像分析

将10个b值的DWI图像输入biomap软件内，计算获得不同b值的表观扩散系数ADC值及拟合出ADC图。先根据10个b值拟合出ADC10b图，再分别提取3个低b值（0s/mm2、50s/mm2、100s/mm2）拟合出ADClow图，提取3个高b值（500s/mm2、750s/mm2、1000s/mm2）拟合出ADChigh图。将面积相同的两个ROI（region of interest）区分别置于病变组织最大层面液化区及边缘带，然后复制到同层的其他b值图像中，感兴趣区直径约0.5～5cm，每个ROI分别测量3次取平均值，得到不同b值的ADC值，并且将ADClow与ADChigh值之间的差异定义为ADCperf值。图像判读由影像中心的2位医师对每个病灶进行评定，如果意见不一致，最后结果通过共同协商得出。

4.统计学方法

所有数据均用Excel录入，采用SPSS20.0软件包，数据均用表示，计量资料首先进行样本的正态性检验及方差齐性检验。不同病灶的ADC值之间的差异行t检验及单因素方差分析进行分析，组间有差异时，采用LSD法两两比较；P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

常规MR序列及各类DWI图像特点病变以长T1长T2信号为主（图1），部分内可见斑片状更长T2信号，边缘欠清；脓腔及结核在高b值DWI上呈为高信号（图1，2），结核及脓肿边缘带分别呈稍高或低信号，各ADC图上呈等低信号；而泡性包虫病的实性成分在高b值的DWI图上呈等高信号（图3），ADC图显示为等低信号，其内囊泡DWI呈低信号，ADC图上呈等或稍高信号（图3）；随着b值的增加，DWI的背景噪声增加，而各类ADC图中，ADC10b图信噪比较高，肿瘤显示清楚，ADChigh图信噪比最差（图1～3）。

各类ADC值的测量结果及统计学分析 动态增强（dynamic contrast-enhanced，DCE）结核显示为均匀性强化，其内未见明显强化的液化区，故表1中对结核未进行诊断。不同肝脏疾病DWI成像获得的各项参数具体结果见表1～3。

表1 病变液化区及边缘带泡性包虫病与脓肿之间ADC值差异

表2 三组肝脏疾病实质区各类ADC值的测量结果（×10-3mm2/s）

表3 LSD法组间两两比较

图1 男，47岁，肝结核。A为T2WI图，病灶呈高信号、边缘欠清；B为DWI原始图。图2 女，41岁，肝右叶脓肿.A为DWI原始图；B为ADC10b图；脓腔在DWI呈高信号、ADC10b呈低信号，脓肿周围水中带在DWI呈稍低信号、ADC呈稍高信号。

图3 男，39岁，肝泡性包虫病。A.为T2WI原始图；B、C.分别为ADChigh及其彩图。病变实性成分在DWI表现为等高信号、ADC呈等低信号，其内小囊泡DWI呈低信号、ADC呈高信号。所有病变的信号强度高于邻近肌肉组织，随着b值的增加，肿瘤信号强度逐渐增高，病灶周围组织逐渐显示不清，并产生图像扭曲现象，而ADC图病灶显示愈发清晰；各类ADC图中，ADC10b图显示占位最清楚，而ADChigh图对病变的显示不理想。

讨 论

肝泡性包虫病和结核病是新疆地区两个常见的人畜共患疾病，发病率远远高于其他地区，今年来引起了国内外学者的高度重视。这两种疾病在临床上具有慢性隐匿性的发病特点，因此往往错过最佳治疗时机[7-8]，有的严重影响患者生活质量，为家庭和社会带来巨大负担。这就对该疾病的早期筛检提出了更高的要求。目前对肝结核、不典型肝泡状棘球蚴病及肝脓肿用传统影像技术进行鉴别较为困难。DWI能够先于形态学改变检测出与组织水分子运动变化有关的病变，且可以通过ADC图、DWI图及ADC值等三项指标，对肝脏病变的定性诊断提供量化指标。研究证实肿瘤细胞密度、组织间隙、毛细血管通透性等许多因素均影响着ADC值的大小特点，可以判断出上述影响因素又取决于DWI的敏感梯度因子b值的大小[9]。因此，相信MRI多b值弥散加权成像在未来能够细致地在分子运动水平上更好地表达出组织、器官的内部结构和功能状态。

一般采用两b值进行DWI成像无法保证所测ADC值的准确性及各类ADC图的清晰度。因此本文采用了从0到1000 s/mm2的10个不同b值进行了研究。为了减少图像的噪声比，增加测量值的准确性，拟合不同的ADC值时至少取三个不同的b值进行计算。在不同b值组合获得的ADC图上划取同样大小的肿瘤组织的ROI，得到不同b值组合的ADC值。

通过结果我们发现除了液化区ADCperf外，其余ADC10b，ADChigh图上泡性包虫病及肝脓肿间其液化区及边缘带ADC值的差异均有意义。且泡性包虫病边缘带和液化区的ADC10b、ADClow、ADChigh值均大于脓肿相应的ADC值。这有可能是因为包虫液化区以大量微小包囊组成，此后病变中央可发生凝固性坏死形成假囊腔，水分子运动比较自由引起的。但杨晓萍等[10]报道小囊泡常因病程较长，有钙盐沉着而呈颗粒状及无定形钙化。本此研究例均未见钙化表现。脓肿脓腔富含炎性细胞、黏蛋白、细胞碎组织的黏稠酸性液体，这些成分都限制了水分子的扩散。但脓肿边缘带纤维结缔组织，淋巴细胞及周围的新生毛细血管比不典型泡球蚴较多，引起水分子运动空间狭小受限。因此，泡性包虫液化区及边缘带ADC值高于肝脓肿。这也揭示了病灶液化区与边缘带不同程度的组织异质性，此结果和任波等[13]的报道相近。由包虫及脓肿所选的感兴趣区主要由液体成分构成，故反映水分子的影响程度明显高于血流灌注，这两种病变液化区ADCperf值在统计学上无差异。

根据国外一些学者[11]发现高、低b值时ADC值之间的差值可以基本排除水分子扩散对ADC值的贡献，可以大致评估组织的血流灌注情况。因此本研究对ADCperf值以及其他相关ADC值进行了比较分析。通过比较结果我们发现不典型泡性包虫病、脓肿、结核边缘带各项ADC值有所不同。这进一步说明了病灶生物学行为及生长方式的不均衡性。结核周围有肉芽组织生成，继之形成纤维组织包绕，干酪样坏死或凝固性坏死，自由水减少。脓肿边缘带有炎性水肿，同时可见细胞浸润及少许肉芽组织。而不典型包虫病的边缘带主要包含炎性细胞和少许微血管，引起三组病变边缘带的血流灌注及ADC10b值的差异。而 ADChigh图上结核及肝脓肿边缘区之间ADC值无统计学意义，这与其组织内部的同质性等特性不符。分析原因认为与非典型泡性包虫组内的少数特殊病例的病理生理特性有关。ADClow未能检出各组病变不同ADC值间的的差异，这表明ADClow值受许多因素的共同影响，如水分子扩散、血流灌注及结构性障碍等，故ADClow值的应用价值有待进一步验证。

总之，基于当前较少肝脏占位性病例的多b值DWI研究结果，我们初步认为多b值DWI技术可提供肝脏不同病变病理机制及血流灌注特点的参考信息[12-13]。该技术如与其他MRI成像序列相结合，能够提高肝脏病变的早期诊断及鉴别诊断准确率，并为今后肝脏病变MRI功能成像研究奠定基础。使临床更直观地了解病变的程度及位置，为临床治疗提供重要的信息。

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