MR单、双指数DWI对乙肝肝纤维化的诊断价值

吴 燕，周健涛，史纯纯，张晓莉，刘 渊

我国慢性乙型肝炎患者人数众多，慢性乙型肝炎可发展为肝纤维化、肝硬化甚至肝癌，所以严重威胁患者健康，如果早期就能对肝纤维化进行确诊并判断严重程度分级，就能及时进行治疗，可逆转或延缓肝纤维化进程，避免病情快速发展至肝硬化很难逆转[1]。目前常规影像和实验室检查特异度不高，虽然肝脏的穿刺活检是诊断肝纤维化及其分级的金标准，但该方法为有创性检查，存在大出血等风险。目前对肝纤维化使用磁共振扩散加权成像单指数模型的参数表观扩散系数（ADC）值较多，但肝脏组织ADC值不仅受到组织内水分子扩散的影响，还受到肝内毛细血管微循环灌注等因素的影响，所以其稳定性欠佳。体素内不相干运动（intravoxel incoherent motion，IVIM）扩散加权成像可通过设置多个不同的b值对组织进行探测，分离出单纯水分子扩散和微循环灌注效应[2]。既往研究对肝纤维化不同程度病理分级影像的量化研究较少，本研究采用单、双指数模型扩散加权成像技术，对比各定量参数对慢性乙型肝炎不同肝纤维化病理分级的诊断效能，有利于早期诊断肝纤维化程度、早期治疗。

1 对象与方法

1.1 对象 选取2015年1月—2017年10月，解放军总医院第五医学中心接收治疗的慢性乙型肝炎患者，所有患者均参照2015年中华医学会肝病学分会颁布的《慢性乙型肝炎防治指南》的诊断标准[3]；排除合并丙型、丁型等重叠感染者以及酒精性肝病、自身免疫性肝病、药物性肝炎等。根据2000年西安全国病毒性肝炎及肝病学术会议修订的标准[4]，对肝纤维化分为S0～4级。最终入组56例为肝纤维化组，其中男32例，女24例，年龄15～59岁，平均（39.16±10.39）岁。同期招募15名健康体检者作为对照组，其中男10例，女5例，年龄22～57岁，平均（36.8±12.4）岁。所有入组者均签署知情同意书。

1.2 方法 选择美国 GE Signa HDxt 3.0T MRI 扫描系统，采用 8 通道体部线圈。扫描前禁食4～6 h。扫描时患者仰卧位，行肝脏T1WI、T2WI、DWI（b=0、800 s/mm2）及IVIM扫描。检查序列如下：①化学位移成像：重复时间=180 ms，同相位TE=4.5～4.8 ms，反相位TE=2.2～2.5 ms，矩阵=288×170，反转角80°，层厚8 mm；层间距1 mm，视野 38×38 cm。②横轴面T2WI成像：TR=6 000～8 000 ms；TE=85 ms；矩阵=288×224，层厚8 mm；层间距1 mm，视野38×38 cm。③IVIM扩散加权序列（b=0，25，50，75，100，150，200，400，600，800，1000 s/mm2）。扫描参数：TE=60.8 ms，TR=1 925 ms，矩阵128×128，激励次数2～8，层厚8 mm，层间距2 mm。

1.3 单指数、双指数模型参数测量 完成检查后，将单指数DWI图像及IVIM-DWI回传到GE后处理工作站软件（AW4.5）进行ADC值及IVIM参数计算。由2名有5～8年诊断经验医师在不知患者肝纤维化级别进行DWI及IVIM各个参数值的测定。测量时感兴趣区（ROI）置于肝右后叶肝门水平连续3个层面，在每个层面取3个部位不同的区域，面积约为100～300 mm2，利用Function tool-MADC软件对单值数及双指数模型得到ADC值、双指数模型真扩散系数（D）值、假性扩散系数（D*）值、灌注分数（f）值。2名观察者分别测量并记录数据。单指数模型ADC值和D值、D*值及f值。

1.4 统计学处理 应用SPSS 25.0及MedCalc统计软件对数据进行分析。正态性计量资料采用均数±s表示。正态性计量资料采用独立样本t检验对对照组与肝纤维化组进行比较。采用单因素方差分析对肝纤维化各分级间进行比较，各组间存在显著性差异时，采用Bonferroni法检验进行组间的多重比较；若方差不齐采用WeIch法比较，多重比较用Tamhane's T2法。采用ROC曲线评估双指数模型各参数值对肝纤维化程度的诊断效能。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 参数测量一致性分析 2名测量者对单、双指数模型DWI各参数值ADC值、D值、D*值、f值的组内相关系数ICC分别为0.923，0.934，0.933，0.936；各自的95%可置信区间分别为（0.922，0.967），（0.911，0.968），（0.886，0.985），（0.934，0.976）。2名测量者间各参数值一致性较好。

2.2 肝脏单、双指数模型各参数值比较 对照组ADC值、D值、D*值、f值均大于肝纤维化组，差异具有统计学意义（P＜0.05）（表1）。

表1 2组扩散加权成像参数比较

2.3 不同肝纤维化分期患者间IVIM参数的比较 肝纤维化组不同级别ADC值、D*值、f值组间差异有统计学意义（P＜0.05），D值组间比较差异无统计学意义（表2）。

表2 肝纤维化不同分级扩散加权成像参数值比较

2.4 诊断效能分析 ADC值、D*值、f值在诊断≥S2级、≥S3级肝纤维化分级间差异有统计学意义，分别绘制上述指标的ROC曲线（图1、2），结果提示D*值的诊断效能最高，ROC曲线下面积分别为AUC=0.746、0.796，诊断界值分别为≤102、101，灵敏度与特异度分别为68.42%、77.78%、80.77%、73.33 %（表3、4）。

图1 ≥S2级肝纤维化的ROC曲线

图2 ≥S3级肝纤维化的ROC曲线

表3 扩散加权成像参数对肝纤维化≥S2级的诊断效能

表4 扩散加权成像参数对肝纤维化≥S3级的诊断效能

3 讨论

慢性乙型肝炎病毒可以导致肝脏损伤并形成肝纤维化，甚至发展至肝硬化，肝纤维化早期阶段为可逆性病理过程[4]，因此无创且准确诊断早期肝纤维化对指导治疗十分重要。目前国内外许多研究者利用磁共振功能成像DWI对肝纤维化程度进行评估，研究结果指出单指数模型DWI成像参数ADC值与肝纤维化程度有相关性，其预测肝纤维化S2级以上的诊断效能较高[5-6]。但肝脏ADC值的测定不仅受到肝组织内水分子扩散运动的影响，更多的还受到肝内毛细血管微循环灌注等因素的影响，不能同时反映水分子扩散情况及微循环灌注情况。在双指数模型DWI成像中，肝脏组织信号的强度能同时反映水分子扩散与微循环灌注，使扩散运动的描述更加接近组织的真实情况[7]。IVIM-DWI成像通过设置较大范围的多个不同b值进行检查，并进行不同指数模型拟合，可分离出单纯水分子扩散和微循环灌注不同效应，对组织灌注情况和分子扩散进行定量分析，使磁共振对肝脏纤维化分级成为可能。

本研究发现肝纤维化组的ADC值、D值、D*值、f值均低于正常对照组，且差异具有统计学意义（P＜0.05），这与以往的研究结果一致[8-9]。ADC值是组织内水分子的扩散受限情况及组织内微循环灌注下降共同作用的结果。D值代表体素内水分子自由扩散运动，D值的减低，是由于肝纤维化导致胶原纤维及结缔组织聚集，限制了组织内水分子自由随机扩散运动，且随着肝纤维化程度进展，限制作用越明显。肝纤维化组D*值低于对照组，这是由于肝纤维化时肝脏的血流灌注降低，而此时门静脉高压造成的动脉血流的增加不能补偿门静脉血流灌注的减少。通过此研究发现，单、双指数模型各参数值均可以作为区分肝纤维化和正常肝脏的有效方法。

肝纤维化不同病理分级间IVIM双指数模型参数D*值、f值差异有统计学意义（P＜0.05），D值差异无统计学意义，与有关研究结果相同[10]，这是因为D*值与f值主要反应组织的血流灌注情况，而肝脏纤维化程度对组织血流灌注下降的影响较大，甚于对组织内水分子的扩散受限情况，说明在纤维化演进的过程中，增生的纤维组织对肝脏门静脉灌注的影响比较大，对组织内水分子的扩散受限情况影响相对较小；而有研究结果显示，D值与肝纤维化程度具有较强相关性（r=－0.806），D值是高b值（b＞200 s/mm2）时的平均ADC值[11]，其主要反映的是组织内水分子的单纯扩散受限情况，李超等[11]研究的D值相关性明显高于本研究，推测原因是他们采取了较多的高b值有关（b值多＞400 s/mm2）。由此可以看出b值的选择对IVIM研究很重要，集中于低b值或高b值，都会丢失很多有价值的信息，所以本研究选择11个b值时兼顾两者的影响，高低b值分布相对均匀。

本研究存在一些不足：第一，IVIM-DWI成像b值大小及数量的选择对参数测量结果有直接影响，目前b值的选取没有统一标准，造成研究结果一致性水平不高；第二，肝脏穿刺部位与测量部位达不到完全对应，磁共振与病理的一一对照可能有偏倚。因此采用IVIM-DWI评估肝脏肝纤维化程度存在一定的局限性，期望在以后的工作中进一步探讨研究。

综上所述，本研究结果显示单、双指数模型加权成像技术都可用来评估慢性乙型肝炎所致的肝纤维化程度，其中双指数模型参数D*值的最有诊断价值，可以为临床提供一种无创性诊断肝纤维化及其程度的方法。