扩散峰度成像评估慢性乙型肝炎患者肝炎活动度的价值

陈梦瑶，谢双双，李清，邱才新，沈文*

1.天津医科大学一中心临床学院，天津 300192；2.天津市第一中心医院放射科 天津市影像医学研究所，天津 300192；*通信作者 沈文 shenwen66happy@163.com

肝炎病毒感染是全球公共卫生和经济的主要负担之一[1-2]，病毒性肝炎也是我国慢性肝病的主要病因[3]。肝脏持续炎症反应可以导致肝纤维化，甚至发生肝硬化，并提高肝癌的发生率[4-5]。相关研究显示，初次活检时存在组织学炎症是慢性肝病进展为晚期纤维化的独立危险因素[6]，《慢性乙型肝炎防治指南（2019年版）》及《乙型肝炎病毒感染管理临床实践指南》[7-8]中明确指出，肝脏炎症活动度≥G2是进行抗病毒治疗的指标之一，因此准确诊断肝脏炎症活动度对后续的治疗决策、延缓疾病进展及防治其相关合并症和并发症均有重要意义。目前诊断肝脏炎症活动度的“金标准”是穿刺活检，但其为有创检查，并发症多、可靠性低[9]。MRI检查具有无创性及可重复性的优点，广泛应用于诊断肝脏病变[10-11]。扩散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）能够获取经过非高斯校正的反映组织内水分子扩散能力和组织结构复杂性的定量参数[12]，而肝脏炎症反应是肝脏细胞坏死和炎症细胞浸润的过程，会抑制细胞内、外水分子的扩散，因此推测其可以用于检测肝炎活动度[13-14]。既往动物实验[15]采用DKI鉴别单纯非酒精性脂肪肝和脂肪性肝炎，提示其具有诊断肝脏炎症反应的潜力。本研究拟回顾性分析乙型病毒性肝炎的MRI资料，评价肝脏平均扩散率（mean apparent diffusion，MD）及平均峰度值（mean kurtosis，MK）鉴别乙型病毒性肝炎患者肝脏炎症活动度的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性收集2015年12月—2018年2月天津市第一中心医院收治的52例慢性乙型肝炎患者作为研究组，纳入标准：①血清学检查证实乙型肝炎病毒感染；②病程≥1年；③肝脏穿刺活检明确肝炎活动度及肝纤维化程度；④有肝脏DKI资料。排除标准：①合并其他类型肝病，如肝脏恶性肿瘤、酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝病等；②图像质量差，影响数据测量者。同时纳入24例进行肝脏DKI扫描的健康志愿者作为对照组。纳入标准：①既往无肝病史；②肝脏MRI检查未见异常。排除标准：①图像质量差，无法测量数据者；②肝脏MRI检查发现肝内病变。本研究通过天津市第一中心医院伦理委员会批准（2016N0010KY），所有受检者均签署知情同意书。

1.2 DKI检查 采用Philips Ingenia 3.0T MR扫描仪，16通道体部专用相控阵线圈。检查前受试者均禁饮食6～8 h，取仰卧位，平静均匀呼吸。扫描参数：横断面呼吸触发脂肪抑制单次激发平面回波序列，TR 2 000 ms，TE 67 ms，视野380 mm×304 mm，矩阵256×256，激励次数2次，层厚6 mm，并行采集因子2.2，b=0、1 000、1 500、2 000 s/mm2。

1.3 DKI图像后处理及分析 将DKI原始多b值DWI图像传至西门子Frontior后处理工作站，利用1.4.0版Body Diffusion软件进行峰度模型处理，在b0图像上放置感兴趣区（ROI），测量肝实质MD和MK。

由2名分别具有3年和5年腹部影像诊断工作经验的放射科主治医师采用盲法独立进行测量。选取肝门附近3层图像，每层于肝右叶内避开边缘区、大血管、胆管及有伪影的区域放置2～3个ROI，取所有ROI的平均值进行分析。

1.4 血清学检测 收集研究组肝脏穿刺活检前1 周内的血清生化指标，包括丙氨酸氨基转氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、天冬氨酸氨基转氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、γ-谷氨酰转移酶（gamma-glutamyltransferase，GGT）、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、白蛋白、白/球比及总胆红素。

1.5 病理分析 由超声介导的经皮肝右叶穿刺活检在MRI图像采集后1周内完成，于患者右侧腋中线第8、9肋间进针，深度50 mm。由1名具有6年工作经验的病理科医师对所有标本按照METAVIR评分系统[16]进行肝炎活动度分级（G0～G3）及纤维化分级（S0～S4）。1.6 统计学方法 采用SPSS 25.0软件进行统计分析。采用Kolmogorov-Smirnov检验各计量资料是否符合正态分布，符合正态分布者以±s表示，不符合正态分布者以M（Qr）表示。计数资料以例数（百分比）表示。采用Mann-WhitneyU检验比较对照组和研究组年龄、体质量指数（body mass index，BMI）的差异。采用Kruskal-WallisH检验比较研究组不同肝炎活动度组间年龄、BMI及实验室指标的差异。采用χ2检验比较对照组和研究组间及不同肝炎活动度组间性别的差异。采用组内相关系数（ICC）和Bland-Altman法分析2名医师测量肝脏MD和MK的一致性。采用单因素方差分析比较不同炎症活动度组间肝脏MD和MK的差异，两两比较采用LSD法。采用Pearson相关分析MD和MK与肝炎活动度分级的相关性，并将肝纤维化程度作为控制变量，进行偏相关分析。采用受试者工作特征（ROC）曲线下面积（AUC）分析MD对不同程度肝炎活动度的鉴别诊断效能。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 研究组52例，年龄17～58岁，平均（35±9）岁；女19例，男33例；BMI 17.6～38.5 kg/m2，中位值23.1（4.1）kg/m2；G1组（轻度炎症组）9例，G2组（中度炎症组）35例，G3组（重度炎症组）8例。不同肝炎活动度分级组间GGT差异有统计学意义（P＜0.01），ALT、AST、ALP、白蛋白、白/球比及总胆红素差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 慢性乙型肝炎患者不同肝炎活动度组间一般资料比较

对照组24例，年龄23～67岁，中位值39（24）岁；女10例，男14例；BMI 18.4～28.0 kg/m2，平均（23.4±3.0）kg/m2。对照组与研究组年龄（Z=－0.243，P=0.808）、性别分布（χ2=0.091，P=0.762）及BMI（Z=－0.586，P=0.558）差异均无统计学意义。默认对照组为G0组（无炎症活动组）。

2.2 一致性分析 2名医师测量肝脏MD和MK具有高度一致性（ICC=0.893、0.868）。Bland-Altman法分析2名医师测量肝脏MD和MK的一致性显示：MD和MK差值的均数和95%一致性范围在所有研究对象之间分别为0.01（－0.04～0.06）和－0.03（－0.12～0.06），在对照组分别为0.00（－0.03～0.03）和－0.05（－0.15～0.05），在研究组分别为0.02（－0.03～0.07）和－0.02（－0.11～0.07），见图1。

图1 2名医师测量肝脏MD及MK的Bland-Altman散点图。A、D.所有研究对象；B、E.对照组；C、F.研究组

2.3 不同肝炎活动度分级组间肝脏DKI定量参数比较肝脏MD 随着肝炎分级升高逐渐降低，不同肝炎分级组间肝脏MD 差异有统计学意义（P＜0.01），MK 差异无统计学意义（P=0.998）。两两比较显示，G3 与G0、G1 及G2 组MD 差异均有统计学意义（P均＜0.01），见表2、图2。肝炎症分级与MD 呈负相关（r=－0.423，P＜0.01），与MK 无相关性（r=0.010，P=0.935）。肝纤维化分级与MD 呈负相关（r=－0.360，P＜0.01），与MK 无相关性（r=0.098，P=0.400）。将肝纤维化程度作为控制变量进行偏相关分析，MD与肝炎分级的相关性降低（r=－0.255，P=0.027）。

表2 不同肝炎活动度分级MK及MD比较（×10-3 mm2/s，±s）

表2 不同肝炎活动度分级MK及MD比较（×10-3 mm2/s，±s）

分级MK MD G0 0.74±0.07 1.58±0.08 1.58±0.09 G2 0.74±0.06 1.54±0.13 G1 0.74±0.06 1.32±0.09 F值 0.012 13.234 G3 0.74±0.05 P值0.998＜0.01

图2 不同肝炎活动度分级MD伪彩图。随着炎症活动度加重，肝脏伪彩逐渐变暗。A.G0组，MD为1.55×10-3 mm2/s；B.G1组，MD为1.50×10-3 mm2/s；C.G2组，MD为1.44×10-3 mm2/s；D.G3组，MD为1.26×10-3 mm2/s

2.4 DKI定量参数对肝炎活动度的诊断效能 MD对鉴别无炎症组（G0）与有炎症组（G1～G3）、正常和轻度炎症组（G0～G1）与中重度炎症组（G2～G3）的诊断效能均较低（AUC 0.66，95%CI0.53～0.78；AUC 0.69，95%CI0.57～0.81），鉴别正常和轻中度炎症组（G0～G2）与重度炎症组（G3）的诊断效能较高（AUC 0.96，95%CI0.90～1.00），见图3。

图3 MD诊断肝炎活动度重度炎症组（G3）的ROC曲线

3 讨论

近年DKI在肝纤维化分级、肝脏良恶结节的鉴别及评估肝细胞癌治疗后疗效[17-18]等方面的价值均得到肯定。慢性肝病肝纤维化与肝炎症相互促进，且肝炎症活动度分期是抗病毒治疗的重要指标之一，准确分期具有重要临床意义。本研究探讨DKI对肝炎症活动度的诊断价值，为无创、可重复地检测肝炎症活动度提供新方法。

3.1 DKI定量参数MD对肝炎活动度的诊断价值 本研究中，DKI定量参数MD和MK观察者间测量结果均具有高度一致性，提示数据测量稳定，与Sheng等[19]的研究一致，表明DKI可以稳定用于肝脏病变的定量研究。MD和MK与肝脏穿刺病理结果显示的肝炎活动度进行分组对比发现，肝实质MD在不同炎症分级组间有显著差异，尤其是重度炎症组（G3），能与其他各炎症组鉴别，且肝实质MD与肝炎活动度呈中度相关，随着肝炎活动度加重，MD逐渐下降。以上均提示MD可以用于鉴别肝炎活动度，与Li等[15]对非酒精性脂肪性肝炎的研究结果类似，因此，肝实质MD的变化与肝炎活动度存在直接关系。MD鉴别无炎症与有炎症、正常和轻度炎症与中重度炎症的诊断效能较低，但鉴别正常和轻中度炎症与重度炎症具有高度诊断效能，因此，肝脏MD的变化主要受重度肝炎的影响，其能准确诊断重度肝炎。

3.2 肝纤维化程度对MD的影响 既往研究显示，肝纤维化程度也会影响肝脏MD[20]，并且肝炎活动度与肝纤维化程度存在正性关系[4]，因此本研究分析肝实质MD与肝纤维化程度的关系，结果显示两者呈轻度负相关。此外，将肝纤维化程度作为控制变量进行分析，结果显示肝实质MD与肝炎活动度呈低度相关性，表明肝脏MD同时受肝炎活动度与肝纤维化程度的影响，校正肝纤维化程度后，肝实质MD对肝炎活动度分级的诊断能力下降。

3.3 DKI定量参数MK对肝炎活动度的诊断价值MK反映肝脏微观结构的复杂性[21]，炎症会改变肝脏的微观结构，增加微观结构的复杂性，导致MK增大。既往临床及动物试验研究报道MK对肝纤维化分级的价值不一致[22-24]。本研究中不同肝炎活动度组间MK无显著差异，MK与炎症活动度分级无相关性，提示MK不能用于肝炎分级，与Li等[15]对非酒精性脂肪性肝炎动物模型研究结果不同，其原因一方面可能为疾病病因不同，本研究中慢性肝病患者肝脏炎症程度导致的肝脏微观结构改变不足以引起肝脏MK的显著变化；另一方面可能是结果受样本量少的影响，需要进一步研究。

3.4 本研究的局限性 ①样本量偏小，尤其是G1及G3组，并且各组间患者数不均，对统计结果有一定的影响；②未研究脂肪变性对MD及MK的影响；③病理穿刺部位与ROI选择区域之间存在一定的偏差，穿刺后的少量组织不能完全代表整个肝脏的病变状况。

总之，DKI定量参数MD对肝炎活动度分期具有一定的诊断价值，尤其能高效鉴别重度炎症。