肝纤维化磁共振成像检测的研究进展与无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断方法

【摘要】成都华西华科研究所研究肝纤维化的有效诊断对于防止发生肝硬化、监测肝脏疾病的转归及疗效评价非常重要，磁共振成像（magnetic resonance imaging.MRI)检测作为一种无创的评估手段，通过扩散加权成像、灌注成像及波谱成像对中重度肝硬化作出分期，但对轻中度肝纤 维化分期尚有明显不足，而弥散张量成像在轻中度肝纤维化的诊断中有较大优势。现就肝纤维化MRI检测的研究进展作一概述。 【关键词】肝纤维化;诊断;磁共振成像

随着对肝纤维化及肝硬化研究的不断深人，有学 者明确提出肝纤维化甚至早期肝硬化可以逆转的观 点^[1]，所以对肝硬化前期病变的检测显得非常重要。 目前，肝组织的病理学检测仍是确诊肝纤维化和肝硬 化的金标准，然而该方法有创、取材局部，并且其检测 结果受病理医师经验的影响。作为一种无创的检查技 术，磁共振成像（magnetic resonance imaging ,MRI)检查 不但能够显示肝脏的形态学变化，而且能够反映肝脏 的代谢状况。

1扩散加权成像

MRI 扩散加权成像（diffusion weighted imaging, DWI)是目前唯一一种检测活体组织水分子热运动的 技术。通过添加弥散敏感梯度脉冲，使运动的水分子 产生相位离散、信号降低，而静止的水分子信号强度不 受影响，因而水分子运动越自由的组织信号强度降低 越明显。DWI正是通过检测组织内水分子的运动状 态来反映组织内的结构特点。在DWI中最常用的指 标是ADC值，即表观扩散系数，它反映了水分子的热

运动。在DWI的序列设置中b值（扩散敏感度）的选 择非常重要，b值的选择是影响DWI中信号强度和 ADC值的主要因素，在DWI中b值越小受到组织微灌 流的影响越大，b值越大越能真实地反映组织中水分 子的弥散特性。但是随着b值的增大各种伪影逐渐增 多，图像易变形，信噪比下降，严重影响图像质量，因此 选取恰当的b值能够在获取高质量图像的同时，使 DWI能真正地反映弥散信息。Annet等^[2]通过对大鼠 处死前后的DWI检测发现，在活体大鼠中，随着肝纤 维化程度的加重，ADC值逐渐减小，ADC值与肝脏纤 维化程度呈负相关，然而在死亡或固定好的大鼠肝脏 检测时却没有发现上述变化。王秋实等^[3]在兔肝纤 维化DWI的研究中发现在b值取300、600 s/mm²时， 随着肝纤维化程度加重，ADC值依次降低，说明随着 肝纤维化的出现和程度增加，肝脏组织内的水分子受 限、弥散减弱，与肝纤维化的病理学基础一致，并且在 b值取300 _S/mm²时，ADC值能有效地将轻中度纤维 从正常肝脏和重度肝纤维化/肝硬化中鉴别出来，认为 DWI有助于检测早期肝纤维化。但是，在对于轻中度 肝纤维化的检测仍存在不足，Barry等^[4]采用纹理分析 的统计方法对小鼠肝纤维化模型的WDI图像进行分 析，通过直方图3个特性（平均数、中位数及标准差）、 五灰度共生矩阵（gray-level co-occurrence，GLCM )及 十一灰度游程（gray-level run-length，GLRL )的特征评

估肝纤维化ADC值与肝纤维化图像分析的相关性，发 现ADC值的中位数与肝纤维化图像分析所得出的评 价具有很强的负相关性（ft = -0. 89),而ADC值标准 差与其具有中度相关性（R =〇. 70)。然而杨正汉等^[5] 通过对犬半肝肝硬化模型DWI研究发现，轻度肝硬化 的ADC值无明显改变，认为ADC值并非反映肝硬化 的明显指标，并且认为严重肝硬化可以使肝组织的 ADC值降低不是由增生的纤维组织本身限制了水分 子的热运动，而是由于纤维增生影响了肝脏微循环导 致肝实质内血流灌注减少所致。由于b值、扫描序列 选择及人为的感兴趣区选择的差异，目前肝脏DWI研 究结论也存在一定的差异。

2弥散张量成像

MRI 弥散张量成像（diffusion tensor imaging, DTI) 是在DWI基础上发展起来的MRI技术，其成像基础 为活体组织中不同结构导致水分子自由弥散的速率和 方向发生改变，并可转为图像和各参数。ADC值和 FA值分别反映生物体内水分子的运动能力和运动方 向，ADC值与水分子的运动能力呈正比，FA值与水分 子运动方向一致程度呈正比。DTI在肝硬化方面的研 究报道甚少，Lee等^[6]通过对小鼠肝纤维化模型检测 认为，相对于通过DWI得出的ADC值，DTI所得出的 FA值对轻中度的肝纤维化更为敏感。Taouli等^[7]通 过传统的DWI和DTI对病理确诊的病毒性慢性肝病 患者及正常志愿者的检测发现，两种方法所测得的 ADC值，慢性肝病患者明显低于正常志愿者，ADC值 与肝纤维化程度呈负相关，在对于肝纤维化程度诊断 的敏感性中DTI不如传统的DWI;T_〇sun等^[8]也做了 相似的研究，认为运用DTI重建获得的ADC值不如传 统的DWI所获得的ADC值有助于肝纤维化的诊断。 国内学者不仅通过DTI来观测ADC值对于肝纤维化 的诊断价值，并且描述了 FA值在诊断肝纤维化中的 优势，章雅琴等^W对犬肝硬化模型进行MR-DTI检测， 随着肝纤维化的进展，ADC值逐渐降低<0.05), FA值总体呈上升趋势（P >0. 05),肝脏组织病理学分 期S2-S4期ADC值与对照组、S1期比较，差异有统 计学意义，S4期ADC值与S2期比较，差异有统计学 意义。随着肝纤维化程度的加重，FA值总体呈上升趋 势，二者呈正相关，但不同纤维化间差异无统计学意 义。该研究认为，MR-DTI能够反映肝硬化各期的血 流动力学变化趋势，ADC值与肝纤维化程度具有良好 的相关性，DTI可作为检查肝纤维化较敏感的手段。 Cheung等^[1°^]对未注射CC1₄和注射CC1₄ 2周、4周的 SD大鼠进行MR-DTI检测，结果显示，两者ADC值有 明显差异，而FA值在注射前与注射2周后有显著差

异，但是在注射后第2周发现其FA值又趋于注射前 水平。因此认为DTI对早期肝硬化的诊断有较大 价值。

3磁共振波谱成像

磁共振波谱成像技术（magnetic resonance spec­trum, MRS) 是以 MRI 基本原理及与化学位移和自旋 耦合现象为基础来定量测定活体组织器官生化改变及 代谢状态的一种无创性的功能成像技术。在MRS中， 对脑肿瘤的应用研究最为广泛^[11]，现在也逐渐应用到 肝脏疾病的诊断中，主要为1H-MRS和31P-MRS的研 究。在肝脏中含有氢质子的代谢产物，在质子磁共振 波谱研究中大多研究主要含氢复合物、脂质（lipid)、胆 碱（Ch〇)、糖原/葡萄糖复合物（Glyu)。在现有的研究 中发现，脂质的成分、含量与肝纤维化程度存在一定关 系，Cheung等^[12]通过对CC1₄诱导的小鼠肝纤维化模 型进行1H-MRS分析发现，肝纤维化模型肝脏中的总 脂质及总饱和脂肪酸指数较正常组明显增加，而在用 CC1₄诱导肝纤维化的早期与正常组比较，只有非饱和 脂肪酸指数与正常组有显著差异，因此认为肝纤维化 脂质的增加是由于饱和脂肪酸增加导致，并认为该研 究对于诊断肝纤维化中脂质成分及成分的改变有巨大 价值。王秋实等^[13]进行的兔肝纤维化模型MRS研究 中发现，ChVlipid、Glyu/lipicl随肝纤维化程度的增加 而增加。然而只有Cho/lipid在重度肝纤维化/肝硬化 组与无肝纤维化和轻中度肝纤维化比较，差异有统计 学意义，因此，尚不能通过氢质子磁共振波谱区分无纤 维化和轻中度肝纤维化。Ch。等^[u]对75例慢性肝病 志愿者的研究表明，随着肝纤维化程度增加，代谢物与 脂质的比值升高，其升高程度与肝脏组织病理学改变 程度一致，因此，1H-MRS可能将在慢性肝病的诊断和 分级中代替肝脏病理学检查。对31P-MRS的研究报 道甚少。在不使用去耦合技术时，正常肝脏的31P波 谱主要由三磷酸腺苷（ATP)、无机磷（Pi)、磷酸单脂 (PME)和磷酸二脂（PDE)等几个主要的波峰组成。 在肝脏的代谢过程中，ATP和Pi反映细胞的能量代谢 和酸碱平衡,PME和PDE则反映细胞磷脂合成与分解 代谢过程中中间产物的水平^[15]。在肝脏病变过程中 上述指标将发生相应的变化，因此，31P-MRS能够揭 示肝脏病变的生化变化，有学者认为PME/PDE是检 测肝硬化的敏感指标^[16]，可利用该指标对轻中度肝纤 维化与肝硬化进行区分。

4灌注加权成像

磁共振灌注加权成像（perfusion weighted imaging, PWI)用来描述血流通过组织血管网的情况，通过测量 血流动力学参数，从而无创地评价组织的血流灌注状

态。根据成像原理，PWI分为对比剂首过法和动脉自 旋标记法。而前者更常用于实验和临床中。该技术首 先在中枢神经系统中应用^[17]，关于PWI研究肝纤维 化的报道甚少，胡晓峰等^[18]对36只家兔肝硬化造模 后，通过采集肝实质和门静脉的信号强度计算出相对 肝门静脉局部血流容积、相对肝门静脉局部血流量、平 均通过时间、最大信号下降百分比和相对肝血流容积， 结果显示最大信号下降百分比在各组间比较，差异有 统计学意义，而其他各组参数显示有相对减少或增加 的趋势，但差异无统计学意义，因此，认为用该方法不 能对肝硬化模型进行肝纤维化分期。但是，Hagiwam 等通过比较晚期肝纤维化和非晚期肝纤维化的各 个参数，发现肝动脉灌注量、肝动脉灌注指数、对比剂 平均通过时间及分布容积等均存在显著差异，在晚期 肝纤维化组呈上升趋势，而门静脉灌注量下降，全肝灌 注量并没有明显差异，因此认为肝动脉灌注量、对比剂 通过时间等参数是诊断晚期肝纤维化的最佳指标。曾 燕等^[2°^]通过PWI对兔肝硬化模型量化分析门静脉和 肝实质的峰值时刻、达峰时间、信号上升最大斜率和最 大相对信号增加率的变化规律，分析显示轻度肝纤维 化与中重度肝纤维化的上述指标比较差异有统计学意 义，提示门静脉灌注参数可能反映轻度肝纤维化和中 重度纤维化或早期肝硬化的门静脉血流动力学改变。 因此，认为PWI能够对肝纤维化程度进行量化评估。 综上所述，应用PWI对不同程度肝纤维化模型进行观 察，随着肝纤维化程度增加，各种检查指标与PWI有 一定的相关性，在轻度和中重度纤维化中的各个指标 比较差异并无统计学意义，因此，目前通过该检查方法 尚不能对肝硬化进行细致的分期。目前，PWI操作技 术相对复杂，且不能准确计算组织内对比剂的总量，要 得到良好的灌注图像及较为准确的血管的灌注量需要 进一步的研究及实践。

对肝纤维化的MRI诊断的研究仍处于初级阶段， 在对肝纤维化实验研究中，尽管不同学者研究的结论 有一定的差异，并且在区分轻中度的肝纤维化中尚有 明显不足，但是MRI在中晚期肝硬化的区分中有较明 显的优势。另外，MRI弹力成像也将运用到肝脏疾病 的研究中^[21]。未来的研究应该着重确定一个与肝纤 维化病理分期相对应的MRI的诊断标准，从而确定一 种能够常规应用于临床的并且可以进行持续性评估的 检查方法。随着计算机技术的发展，MRI的功能不断 完善，功能成像将发挥更重要的作用。

  成都华西华科研究所研发生产无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断仪

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