MR弹性成像对肝纤维化的初步评价：参数测量的可重复性研究

王可， 李玮， 彭泽， 郭小超， 杨学东， 王霄英



·腹部影像学·

MR弹性成像对肝纤维化的初步评价：参数测量的可重复性研究

王可， 李玮， 彭泽， 郭小超， 杨学东， 王霄英

目的：探讨磁共振弹性成像(MRE)评估慢性乙型肝炎患者纤维化程度的可重复性。方法：本院32例慢性乙型肝炎患者2次行肝脏常规MRI及MRE检查、且采用的MRE序列和扫描层面相同，所有患者在2个月内行肝脏穿刺活检证实有肝纤维化，其中轻度～中度纤维化(S1～S2)23例，中度～重度纤维化(S3～S4)9例。选择两次检查中对应的4个层面的解剖-弹性融合图，测量肝实质的弹性值。应用组内相关系数(ICC)及Bland-Altman方法评价两次扫描测量值的可重复性。采用Spearman检验分析患者肝纤维化分级与弹性值之间的相关性。结果：两次MRE检查中4个对应层面的肝脏平均弹性值的ICC值为0.923～0.956，肝脏最大弹性值的ICC值为0.761～0.893。轻度～中度纤维化患者两次检查测量的平均弹性值分别为(3.78±1.33)及(3.55±1.34)kPa，ICC值为0.909(95%CI：0.799～0.961)；中度～重度纤维化患者两次检查测量的平均弹性值分别为(5.07±1.94)及(4.87±2.01)kPa，ICC值为0.941(95%CI：0.861～0.976)。Bland-Altman方法显示不同层面测量的肝脏弹性值绝大多数位于95%置信区间内，提示可重复性良好。肝脏弹性值与肝纤维化程度呈显著正相关(P<0.01)。结论：应用MRE对慢性乙型肝炎纤维化患者进行肝脏硬度评价的过程中其重复性良好。

磁共振弹性成像； 肝纤维化； 可重复性

肝纤维化是慢性肝脏疾病的共同病理过程，随着肝纤维化不断发展，最终演变为肝硬化，而且进展为肝细胞肝癌、肝脏衰竭的风险明显提高。目前认为，肝纤维化是一个可逆的过程，及时干预能将肝纤维化逆转[1-4]。对肝纤维化程度进行准确分级能够指导治疗决策，中度以上的纤维化患者建议进行抗病毒治疗[5]。然而目前对肝纤维化分级的金标准仍是通过肝脏活检获取的病理结果。很多新技术致力于应用无创性手段显示肝纤维化的程度，包括血清学检查、超声弹性成像、灌注成像、MR弹性成像(magnetic resonance elastography,MRE)等[6-11]。而其中MR弹性成像技术是目前肝纤维化分级诊断中最具前景的影像技术[12]。

MRE是一种可定量测量组织硬度的MRI技术，通过置于身体表面的刺激器所发射的机械波对体内组织产生刺激，产生微小位移，并通过MR技术进行探测及成像[13]。我国最常见的慢性肝病就是乙型病毒性肝炎，对慢性乙肝患者纤维化程度的半定量诊断也是我国临床工作中的重点[14]。而MRE作为一项较新的技术，其应用于我国乙肝人群时，技术的可重复性如何是首先要解决的问题。 本文旨在探讨在应用MRE对慢性乙型肝炎患者纤维化程度进行评价的过程中测量参数的可重复性。

材料与方法

2014年7月-2015年6月本院共32例慢性乙型肝炎患者先后2次 行肝脏常规MRI及MRE检查，两次检查所采用的扫描序列、参数及层面均相同。所有患者在MRI检查后2个月内行肝脏穿刺活检证实有肝纤维化，包括轻度～中度纤维化(S1～S2)23例，中度～重度纤维化(S3～S4)9例。32例中女8例，男24例，年龄19～51岁，平均34.4岁。

使用GE Discovery 750 3.0T MR扫描仪和32通道体部相控阵线圈。检查前禁食4～6h。患者取仰卧位，将被动刺激器放置于剑突水平右侧肋弓上，应用腹带固定。对患者进行呼吸和屏气训练，选择呼气末屏气扫描。首先行常规序列扫描，包括横轴面T1WI、脂肪抑制T2WI、DWI和冠状面T2WI；MRE采用2D EPI序列，扫描参数：TR 600ms，TE 58.3ms，矩阵64×64，视野38cm×38cm，层厚10mm，磁化编码梯度(MEG frequency)80Hz，震动频率(driver frequency)60Hz，震动幅度(driver amplitude)70%。每例患者共采集4层，均匀覆盖大部分肝脏，其中一层位于肝门水平。同一MRE序列连续扫描两次，扫描层面相同。之后，对MRE扫描层面进行T1WI同相位扫描。

MRE扫描完成后由系统自动生成波形图及弹性图(stiffness map)，并传输至AW4.6后处理工作站进行测量。弹性图中包含不宜测量区域(网格覆盖区域)，分析时需避开这些区域。由一位影像科医师对肝实质的弹性值进行测量，测量方法：将弹性图及相同层面T1WI同相位图像进行融合后，选择合适的弹性图窗宽、窗位(0～8000Pa)及融合透明度(70%～90%)，并结合波形图，在肝实质内选择合适的部位勾画ROI[15]，要求避开不宜测量区域及肝脏边缘和大的血管结构，选择弹性图上区域颜色较均匀、波形图上波形明确清晰的区域。由于肝左叶面积较小且受伪影影像较重，因此主要选择肝右叶进行测量。记录每一层面的平均弹性值、弹性值标准差、ROI面积。对同一患者两次MRE扫描分别进行弹性值测量，两次测量间隔至少一周。

使用SPSS 16.0统计学软件。计算各层弹性值的平均值，作为该患者的肝脏整体弹性值，采用非参数Spearman检验分析患者肝纤维化程度与弹性值之间的相关性。应用组内相关系数(interclass correlation coefficient,ICC)评价两次检查获得的弹性值(平均弹性值及最大弹性值)的相关性，并计算ICC值的95%置信区间(95%CI)。ICC值>0.80视为相关性良好，0.61～0.80为相关性中等，0.41～0.60为相关性一般，0.11～0.40为相关性较低，0.1以下为无相关性[16,17]。使用Bland-Altman方法评价测量值的可重复性，计算两次检查测量差值的95%置信区间。P<0.05为差异有统计学意义。

结　果

全部患者两次检查中所获得的各层面肝脏平均弹性值及最大弹性值见表1。第一次检查各层平均弹性值为4.31～4.62kPa，第二次检查各层平均弹性值为4.06～4.32kPa，各层两次测量值的ICC值为0.923～0.956，提示相关性良好；各层最大弹性值的两次测量结果间的ICC值为0.761～0.893，提示相关性中等至良好。

表1　两次检查测量的各层面肝脏平均弹性值、最大弹性值及相关系数

不同纤维化程度患者组两次扫描测量的平均弹性值及ICC见表2。统计分析结果显示，无论轻度～中度还是中度～重度纤维化患者，两次扫描的ICC值均大于0.9，提示相关性良好。

表2　不同纤维化程度两次扫描平均弹性值及相关性

不同肝纤维化分级患者的肝脏弹性值测量结果见表3。Spearman检验结果显示，肝脏弹性值与肝纤维化程度呈显著正相关(r=0.66，P<0.01)。

表3　不同纤维化分级的肝脏弹性值　(kPa)

Bland-Altman法分析结果显示(图2)，不同层面绝大部分两次测量值的差值均落在差值的95%置信区间内，各层差值的平均值均小于0.3kPa，提示可重复性良好。

讨　论

肝脏弹性成像是目前对肝纤维化程度分级的一项最有前景的无创性检查。理论上，相比其它的肝纤维化无创性检查手段，MRE可以得到弹性值的分布图，而且对操作者的依赖性较小，有明显的临床应用优势[13]。MRE技术仍在不断研究和优化过程中：对弹性成像扫描序列和参数的研究及探索一直在不断进行；后处理技术方面，除了通过弹性成像获得纤维化的定量信息，许多研究者还关注于使用弹性成像得到一些其它的肝脏病理生理信息。但是，弹性值受到很多因素的影响，在测量时需要多方面参照来决定弹性值的有效区域。

肝维化程度对数据重复性的影响：根据本组研究，应用3.0T磁共振EPI序列进行MRE扫描可重复性良好，这与很多研究结果一致[18-21]。但是目前很少有研究是基于中国慢性乙型肝炎性肝纤维化患者，本研究结果显示，无论对于轻度～中度还是中度～重度肝纤维化患者，MRE的可重复性均较好，提示MRE测得的弹性值是比较稳定的。根据本研究结果，我们可以推测，在没有明显并发症的情况下，肝纤维化程度不会影响扫描结果的可重复性。影响MRE扫描及后处理的最主要因素是肝脏铁沉积[13]。

扫描层面对数据重复性的影响：不同层面所测量得到弹性值的重复性均比较好。靠近肝顶的层面，受伪影影响的可能性越大；而靠近下方的层面，扫描的肝脏截面积较小；靠近中部的层面，受血管影响的面积会比较大。但在严格选取ROI、避免伪影及血管影响后，无论哪个层面，MRE扫描的可重复性均比较好。

本组结果显示，两次MRE检查所测量的肝脏平均弹性值和最大弹性值的一致性较好，但是平均弹性值的ICC值略高，提示使用平均值这个参数可能结果更稳定。另外，中度～重度肝纤维化患者弹性值的ICC值略高于轻度～中度纤维化，提示中度～重度肝纤维化患者的MRE检查的可重复性略好，这可能是因为中度～重度纤维化患者肝内可分析区域与边缘的不宜分析区的差异更明显，有利于分析者准确选择ROI。

虽然应用肝脏弹性成像测量肝脏弹性值的整体重复性良好，但是也有部分病例两次测量值的一致性不够理想(Bland-Altman分析图中部分点落在95%置信区间之外)。本研究中的两次检查连续进行，中间并未对被动刺激器的位置及松紧度进行调整。由于被动刺激器在每次MRE扫描会产生振动，因此并不能保证每次扫描结束之后其位置及松紧度不变，这可能是影响重复性的因素之一。另外，部分患者肝脏可分析区域较小，在勾画ROI时受影响因素较多，也可能是影响最终结果的因素之一。

本研究有一定的局限性：首先，弹性值的测量仅由一位影像科医师完成，这样无法去除测量者所带来的偏倚；其次，入组病例数较少，使各个纤维化分组中病例数偏少(如S4仅有2例)，且病理结果非中心阅片所得，这主要影响肝脏弹性值与肝纤维化分级的相关性及准确性分析，而这部分分析是对MRE这项检查是否有临床意义更重要的部分，因此这部分分析将来在扩充样本量后将继续进行，并将对所有患者病理结果进行进一步中心阅片；第三，本研究MRE两次扫描基本无时间间隔，而对于一项技术的稳定性的评价，还应包含短期重复、长期重复以及改变参数等。

总体来说，根据本研究结果，应用3.0T磁共振EPI序列对慢性乙型肝炎纤维化患者进行MRE扫描，可重复性良好，临床适用性强。

[1]Fowell AJ,Iredale JP.Emerging therapies for liver fibrosis[J].Digest Dis，2006，24(1-2):174-183.

[2]Dixon JB,Bhathal PS,Hughes NR,et al.Nonalcoholic fatty liver disease:improvement in liver histological analysis with weight loss[J].Hepatology，2004，39(6):1647-1654.

[3]Friedman SL,Bansal MB.Reversal of hepatic fibrosis:fact or fantasy[J].Hepatology，2006，43(2 Suppl 1):S82-S88.

[4]Farci P，Roskams T，Chessa L，et al.Long-term benefit of interferon alpha therapy of chronic hepatitis D:regression of advanced hepatic fibrosis[J].Gastroenterology，2004,126(7):1740-1749.

[5]European Association for the Study of the Liver.EASL clinical practice guidelines:Management of chronic hepatitis B virus infection[J].J Hepatol，2012，57(1):167-185.

[6]Stebbing J，Farouk L，Panos G，et al.A meta-analysis of transient elastography for the detection of hepatic fibrosis[J].J Clin Gastroenterol，2010，44(3):214-219.

[7]Rouvière O，Yin M，Dresner MA，et al.MR elastography of the liver:preliminary results[J].Radiology，2006，240(2):440-448.

[8]Hotta N，Ayada M，Okumura A，et al.Noninvasive assessment of liver disease-measurement of hepatic fibrosis using tissue strain imaging[J].Clin Imaging,2007,31(2):87-92.

[9]Friedrich-Rust M，Ong MF，Herrmann E，et al.Real-time elastography for noninvasive assessment of liver fibrosis in chronic viral hepatitis[J].AJR，2007，188(3):758-764.

[10]Grigorescu M.Noninvasive biochemical markers of liver fibrosis[J].JGLD，2006，15(2):149-159.

[11]Parkes J，Guha IN，Roderick P，et al.Performance of serum marker panels for liver fibrosis in chronic hepatitis C[J].J Hepatol，2006，44(3):462-474.

[12]Bonekamp S，Kamel I，Solga S，et al.Can imaging modalities diagnose and stage hepatic fibrosis and cirrhosis accurately[J].J Hepatol，2009，50(1):17-35.

[13]Venkatesh SK，Yin M，Ehman RL.Magnetic resonance elastography of liver:technique，analysis and clinical applications[J].J Magn Reson Imaging，2013，37(3):544-555.

[14]Kudo M，Han KH，Kokudo N，et al.Liver cancer working group report[J].Japan J Clin Oncol，2010，40(Supple1):S19-S27.

[15]Mitsufuji T，Shinagawa Y，Fujimitsu R，et al.Measurement consistency of MR elastography at 3.0T:comparison among three different region-of-interest placement methods[J].Japan J Radiol，2013，31(5):336-341.

[16]Landis JR，Koch GG.The measurement of observer agreement for categorical data[J].Biometrics，1977，33(1):159-174.

[17]Koch GG，Landis JR，Freeman JL，et al.A general methodology for the analysis of experiments with repeated measurement of categorical data[J].Biometrics，1977，33(1):133-158.

[18]Shi Y，Guo Q，Xia F，et al.Short- and midterm repeatability of magnetic resonance elastography in healthy volunteers at 3.0T[J].Magn Reson Imaging，2014，32(6):665-670.

[19]Motosugi U，Ichikawa T，Sano K，et al.Magnetic resonance elastography of the liver:preliminary results and estimation of inter-rater reliability[J].Japan J Radiol，2010，28(8):623-627.

[20]Shire NJ，Yin M，Chen J，et al.Test-retest repeatability of MR elastography for noninvasive liver fibrosis assessment in hepatitis C[J].J Magn Reson Imaging，2011，34(4):947-955.

[21]Hines CDG，Bley TA，Lindstrom MJ，et al.Repeatability of magnetic resonance elastography for quantification of hepatic stiffness[J].J Magn Reson Imaging，2010，31(3):725-731.

Repeatability of magnetic resonance elastography for evaluating hepatic fibrosis

WANG Ke,LI Wei,PENG Ze,et al.Department of Radiology,Peking University First Hospital,Beijing 100034,P.R.China

Objective:To study the repeatability of magnetic resonance elastography (MRE) for evaluating hepatic fibrosis.Methods:Thirty-two patients with hepatic fibrosis induced by HBV infection proved by liver biopsy were enrolled in this study,including 23 patients diagnosed as mild to moderate fibrosis (group A),and 9 patients diagnosed as moderate to severe fibrosis (group B).Each patient underwent twice MRI examinations using the same MRI and MRE sequences and scan levels.The time interval of MRI scan and liver biopsy was less than two months.Four corresponding slices from each MRE scan were selected and the liver stiffness (LS) was measured on the fusion images of stiffness map and anatomy image (T1WI).Interclass correlation coefficient (ICC) was calculated and Bland-Altman analysis were used to evaluate the repeatability of LS.Results:The repeatability of average LS obtained from the two scans was high with ICC for the four slices was 0.923～0.956,and for the maximal LS,the repeatability was also high with ICC of different slices at 0.761～0.893.In group A,the average LS in the two scans was (3.78±1.33) and (3.55±1.34)kPa respectively,with ICC of 0.909 (95%CI:0.799～0.961).And in group B,the average LS in the two scan was (5.07±1.94) and (4.87±2.01)kPa,with ICC of 0.941 (95%CI:0.861～0.976).The Bland-Altman analysis also showed excellent agreement of LS between the two scan.There was strong correlation between the liver stiffness and the severity of fibrosis (P<0.01).Conclusion:MRE is a highly reproducible modality for evaluation of liver fibrosis.

Magnetic resonance elastography； Liver fibrosis； Repeatability

100034北京 北京大学第一医院医学影像科(王可、李玮、王霄英)；100034北京 北京大学第一医院超声科(彭泽)；100053北京，中国中医科学院广安门医院(杨学东)

王可(1989-)，女，北京人，博士，住院医师，主要从事肝胆系统影像学诊断工作。

王霄英，E-mail: cjr.wangxiaoying@vip.163.com

R445.2； R575.2

A

1000-0313(2016)08-0752-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.08.018

2016-03-01

2016-04-20)