磁共振扩散加权成像在慢性乙型病毒性肝炎中的应用进展

刘 渊（综述） 叶慧义（审校）

磁共振扩散加权成像在慢性乙型病毒性肝炎中的应用进展

刘 渊（综述） 叶慧义（审校）

肝炎，乙型；肝炎，慢性；磁共振成像；扩散加权成像；综述

据WHO报道，全球约20亿人曾感染过乙型病毒性肝炎病毒（HBV），约3.5亿人为慢性HBV感染者[1]。我国现有约2000万慢性乙型病毒性肝炎（chronic hepatitis B，CHB）患者[2]。慢性HBV的炎症和纤维化准确分期一直是评估严重程度和临床治疗的重要依据[3]。由于扩散加权成像（DWI）无创、安全、快捷，对肝脏炎症及纤维化程度评价敏感性和特异性较高，因此有望部分替代肝脏穿刺活检用于肝脏炎症及纤维化程度的评估[4-6]。本文就DWI成像在CHB中应用的研究进展作一综述。

1 DWI的产生与发展

DWI是目前唯一能够无创探测受试对象组织内水分子扩散运动的检查手段[7]。该法出现于1950年，最初用于颅内病变的诊断。随着技术发展，其应用范围扩展到腹部。DWI能够准确探测到病变组织内水分子扩散运动的异常，并可以进行定量评估。

2 DWI评价肝脏炎症及纤维化的病理机制

肝脏炎症及纤维化的主要病理机制为反复慢性肝脏损伤导致细胞外基质增生、沉积，导致大量胶原纤维沉积于肝组织中，从而使水分子的扩散受限，导致代表组织内水分子扩散系数的表观扩散系数（ADC）降低。但肝脏炎症及纤维化导致ADC值降低、DWI信号改变的机制较为复杂，目前较为公认的机制有2个：①Annet等[8]认为肝脏炎症及肝纤维化程度加重，肝内纤维数量增加限制了水分子的扩散；②另有部分学者认为并非纤维化本身影响了水分子扩散，而是由于肝脏微循环受影响，肝实质的血流灌注较正常减少。Annet等[8]在动物实验研究中发现，活体小鼠中ADC值降低与肝脏纤维化程度有关，死亡后却无明显相关性，表明ADC值降低不仅与肝实质纤维增多有关，与肝脏灌注可能也存在关联；而Anderson等[9]的研究也发现2种机制均可导致ADC值减低。

3 DWI与肝脏炎症及纤维化的相关性及诊断效能

由于对肝脏炎症及纤维化导致ADC值降低、DWI信号改变的机制说法不一，近年国内外对于利用DWI进行肝脏炎症及纤维化程度的分级和诊断研究较多。上述研究大多采用对照的“金标准”是肝脏穿刺活检。有研究发现，由于肝脏纤维化限制了水分子的扩散运动，故发生纤维化后肝实质ADC值低于正常肝实质[10-12]。赵广强等[13]在兔肝纤维化模型进行实验后发现无纤维化组与纤维化组的ADC值曲线下面积为1，轻中度肝纤维化组与重度肝纤维化组的ADC值曲线下面积为0.964。许尚文等[14]对肝脏ADC值及穿刺病理结果对照的研究发现ADC值预测≥S1级、≥S2级、≥S3级、S4级肝纤维化的ROC下面积分别为0.893、0.991、0.966、0.952，且敏感度和特异度均高于80%，且随着肝纤维化程度加重，ADC值逐渐降低，表明ADC值在评价肝脏炎症及纤维化程度方面准确度较高（图1）。黄列彬等[15]则报道肝脏ADC值能区分正常组与S1～S4各组、≥S2与＜S2期纤维化、正常组与G1～G3各组、G1组与G2、G3组。在利用DWI评价肝脏炎症和纤维化时，作为重要成像参数，b值的选择对于炎症和纤维化程度的诊断效能和准确度影响较大。当使用低b值时，由于受血流灌注影响，测得的肝脏ADC值往往容易偏高[16]；增大b值可减小血流灌注带来的影响。Li等[17]利用多个b值对小型猪肝纤维化分期进行研究时发现，当b值为300 s/mm2时，ADC值评价肝纤维化的效能较低；当b值分别为500、800 s/mm2时，肝ADC值区分不同分期的肝纤维化效果较好；当b取800 s/mm2时，对于中重度肝脏纤维化的诊断效能优于低b值。因此，使用多个b值及较大b值可提高ADC值的可重复性和精确性[18]。由于不同研究中采用的b值、MR机型及DWI扫描呼吸触发方式不同，所测得的肝脏ADC值差别较大，造成研究结果也不尽相同。近年来，有学者尝试使用脾脏ADC值作为参考，利用标准化表观扩散系数（S-ADC），即肝脾ADC的比值来消除因扫描参数不同带来的研究数据间的变异性，并得出在预测≥S2期、≥S3期及S4期纤维化时，S-ADC的效果均优于肝脏ADC值，约登指数分别为0.91、0.58和0.59[19]。但也有研究指出与ADC相比，S-ADC并不能在区分S2与S3、S2与S4及S3与S4期方面提供更多价值[20]。

4 DWI与其他肝脏炎症及纤维化程度评估方式的对比

目前，肝脏炎症及纤维化程度评估的方式主要包括肝脏穿刺活检、血清学指标检查及影像学检查等。肝组织穿刺活检仍是目前评价肝脏炎症及肝纤维化程度的“金标准”，对肝脏炎症及纤维化程度评估较准确；但属于有创检查，不易多次反复进行，风险较高，且具有抽样误差易导致误诊[21-22]。血清学指标诊断有较高的特异性，但敏感度低，不能对肝纤维化或肝硬化进行准确分级，且并不能完全对应CHB患者肝脏的炎症活动度，血清学指标在肝脏炎症及纤维化较重时可能还在正常范围内[23]。传统的影像学检查方法，包括超声、CT和MRI等仅能在肝脏纤维化晚期出现肝脏形态学变化时才能进行判断，无法在早期做出诊断并对肝纤维化进行分级。超声弹性成像技术及DWI作为无创、快捷、操作简便的影像学检查，可用于肝纤维化早期诊断。国内外学者通过将DWI及超声弹性成像技术与病理对照分析认为，ADC值预测≥S1级、≥S2级、≥S3级、S4级肝纤维化的ROC下面积分别为0.893、0.991、0.966、0.952；超声弹性成像预测上述分级肝纤维化的ROC下面积分别为0.937、0.993、0.994、0.914，两者诊断效能相近，对肝脏炎症及纤维化分级均有较高的诊断价值[14,24]。尽管超声弹性成像与DWI的诊断效能较高，但也存在一些不足。超声弹性测定时图像质量与可能与操作者的手法和经验有关，而DWI扫描测得的肝脏ADC值也受b值、扫描设备等扫描参数影响而有所不同。

图1 女，24岁，CHB，G1S0～1。T2WI示肝内未见明确占位性病变，图像无明显伪影及变形，解剖结构清晰（A）；3.0T b=600 s/mm2DWI及ADC图，感兴趣区平均ADC值为1.38×10－3mm2/s，拟评价肝脏轻度炎症及纤维化（B、C）；病理镜下显示肝细胞较弥漫性水样变性，区域性气球样变，散在点灶状坏死，凋亡小体易见，少量窦周炎，汇管区扩大，纤维组织轻度增生，中等量炎症细胞浸润，未见明确界面炎（HE，×100，D）

5 DWI在肝炎炎症及纤维化程度评估中存在的问题和未来发展前景

目前国内外对DWI成像在肝炎炎症及纤维化程度评估方面的研究很多，但存在以下问题：①研究过程中均采用的是单一场强单一b值或单一场强多个b值，但对不同场强、不同b值条件下肝脏ADC值间是否存在差异尚无文献报道，缺乏评估同一受试者不同场强下获得的肝脏ADC值间的一致性及可信度；②不同研究中使用的MR机型、选择的b值、DWI扫描的呼吸触发方式及其他扫描参数等各不相同，缺乏统一标准，使得不同研究测得的肝脏ADC值间差异较大，对肝脏炎症及纤维化程度评估的结论也有所不同；③心脏搏动引起的肝脏DWI扫描伪影以及肝脏DWI扫描ADC值测量的可重复性不高也是影响DWI准确评价肝脏炎症及纤维化程度的重要因素。

随着研究的不断深入和技术的发展，未来DWI成像可能会为肝脏炎症及纤维化的诊断与治疗提供无创、快捷、定量的评估，可以部分或完全替代肝脏穿刺活检，成为新的诊断和评估手段。

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

[2] 中华医学会肝病学分会/中华医学会感染病学分会. 慢性乙型肝炎防治指南(2010年版).中华肝脏病杂志, 2011, 19(1): 13-24.

[3] Wong GL. Update of liver fibrosis and steatosis with transient elastography (Fibroscan). Gastroenterol Rep (Oxf), 2013, 1(1): 19-26.

[4] 熊伟立. 磁共振弥散加权成像技术对肝炎纤维化程度的临床诊断价值. 中国临床医生, 2013, 41(4): 66-67.

[5] 张继红, 赵虹, 林锦仕, 等. 对比分析磁共振成像 T2值和 ADC值用于慢性肝病定量诊断的临床价值. 检验医学与临床, 2015,12(21): 3169-3171.

[6] 陈晓丽, 李杭, 陈天武. 肝纤维化的磁共振定量诊断与分期研究进展. 国际医学放射学杂志, 2013, 36(6): 545-549.

[7] 杨正汉, 叶慧义. MR扩散加权成像技术在肝脏检查中的应用.中华放射学杂志, 2013, 47(2): 107-111.

[8] Annet L, Peeters F, Abarca-Quinones J, et al. Assessment of diffusion-weighted MR imaging in liver fibrosis. J Magn Reson Imaging, 2007, 25(1): 122-128.

[9] Anderson SW, Jara H, Ozonoff A, et al. Effect of disease progression on liver apparent diffusion coef fi cient and T2 values in a murine model of hepatic fi brosis at 11.7 Tesla MRI. J Magn Reson Imaging, 2012, 35(1): 140-146.

[10] Catanzaro R, Sapienza C, Milazzo M, et al. Liver fibrosis:evaluation with diffusion-weighted magnetic resonance imaging in patients with chronic liver disease. Minerva Gastroenterol Dietol,2013, 59(3): 313-320.

[11] Hong Y, Shi Y, Liao W, et al. Relative ADC measurement for liver fi brosis diagnosis in chronic hepatitis B using spleen/renal cortex as the reference organs at 3T. Clin Radiol, 2014, 69(6): 581-588.

[12] Barry B, Buch K, Soto JA, et al. Quantifying liver fi brosis through the application of texture analysis to diffusion weighted imaging.

Magn Reson Imaging, 2014, 32(1): 84-90.

[13] 赵广强, 翁苓苓, 陈义磊, 等. 弥散加权成像与弥散张量成像评价肝纤维化的实验研究. 医学影像学杂志, 2016, 26(1): 99-104.

[14] 许尚文, 陈自谦, 夏加林, 等. MR扩散加权成像与超声弹性成像诊断乙型病毒性肝炎肝纤维化分级的对比研究. 中华放射学杂志, 2016, 50(7): 518-521.

[15] 黄列彬, 龙晚生, 崔恩铭, 等. 肝脏ADC值在慢性肝炎肝纤维化诊断中的价值. 临床放射学杂志, 2015, 34(9): 1422-1426.

[16] Klasen J, Lanzman RS, Wittsack H, et al. Diffusion-weighted imaging (DWI) of the spleen in patients with liver cirrhosis and portal hypertension. Magn Reson Imaging, 2013, 31(7): 1092-1096.

[17] Li H, Chen TW, Chen XL, et al. Magnetic resonance-based total liver volume and magnetic resonance-diffusion weighted imaging for staging liver fi brosis in mini-pigs. World J Gastroenterol, 2012,18(48): 7225-7233.

[18] 刘再毅, 陈鑫, 颜丽芬, 等. b值对肝脏磁共振扩散加权成像ADC值及其可重复性的影响. 中国医学影像学杂志, 2013, 21(5): 370-373.

[19] 石喻, 郭启勇, 富西湖, 等. 3.0T MR标准化表观扩散系数值评价肝纤维化程度的研究. 中华放射学杂志, 2012, 46(4): 322-326.

[20] 胡兴荣, 胡启托, 崔显念, 等. MR标准化肝脏表观弥散系数值评价肝纤维化程度及其与血清学指标的相关性研究. 中国CT和MRI杂志, 2013, 11(1): 58-61.

[21] Castera L, Bedossa P. How to assess liver fibrosis in chronic hepatitis C: serum markers or transient elastography vs. liver biopsy? Liver Int, 2011, 31(Suppl 1): 13-17.

[23] Schiavon Lde L, Narciso-Schiavon JL, de Carvalho-Filho RJ. Noninvasive diagnosis of liver fi brosis in chronic hepatitis C. World J Gastroenterol, 2014, 20(11): 2854-2866.

[23] 黄岩花, 胡祥华, 周宁, 等. 磁共振DWI在慢性病毒性肝炎患者肝纤维化和炎症程度评价中的价值. 中华全科医学, 2016,14(11): 1918-1920.

[24] Nierhoff J, Chávez Ortiz AA, Herrmann E, et al. The ef fi ciency of acoustic radiation force impulse imaging for the staging of liver fi brosis: a meta-analysis. Eur Radiol, 2013, 23(11): 3040-3053.

R445.2；R512.6

2017-03-10

2017-03-30

（本文编辑 闻 浩）

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.08.020

全军医学科技青年培育项目（14QNP111）。

解放军总医院放射科 北京 100853

叶慧义 E-mail: 13701100368@163.com