磁共振成像技术在肝纤维化诊断中的应用进展与无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断方法

成都华西华科研究所研究肝纤维化多继发于慢性肝损伤之后，为肝组织修复过程 中的代偿反应，其特征是胶原等细胞外基质在肝脏过度沉 积，是各种慢性肝病的共同病理基础。目前研究认为，肝纤 维化是可逆的，因此，早期诊断和量化肝纤维化程度对慢性 肝病的治疗具有重要的临床意义。影像学检査因其客观、无 创、真实还原、可重复性等优点，已广泛应用于临床，是目前 最简单易行的无创诊断肝纤维化的方法之一。近年来随着 MRI新技术的开发和应用，已不局限于肝形态学检査，还可 以从血流、弹性、代谢、功能等多个方面加强对肝纤维化的诊 断和认识，在肝纤维化诊断中的作用日益凸出。MRI除常规 T1加权、T2加权和增强扫描之外，还有不少特殊序列可用 于肝纤维化诊断，现就近年来应用于肝纤维化诊断的磁共振 新技术作一综述。

一、    磁共振弹性成像（magnetic resonance elastography , MRE)

MRE是能直观显示和量化组织弹性的非侵人性成像方 法。1991年，Ophir等最早正式提出了弹性成像的概念，并 首先应用于超声诊断研究，随后被应用于MRI的研究^ MRE的基本原理是在进行组织的磁共振扫描时附加低频剪 切波，并将组织的波型转换成可见图像即弹性图，用减震波 长和频率计算其掸性模量。肝纤维化时肝脏硬度增加，肝脏 平均剪切模量随着肝纤维化程度的加重而升髙，健康人的平 均剪切模量明显低于慢性肝炎患者。既往多项研究显示，肝 脏的剪切弹性随着肝纤维化分期增加而增加，肝纤维化分期 和MRE测量值之间有显著相关性。Yin等^[1]对50例慢性 肝病患者与35名健康者进行MRE检査，当ROC显示硬度 阈值设定为2.93 1^₃时，区分显著肝纤维化的敏感度和特 异度分别为98%和99%,区分轻度肝纤维化的敏感度和特 异度分别为86%和85%。

正是由于其自身独特的技术优势，MRE对早期肝硬化 的检出能力已得到普遍认可^[2]。此外，最新的研究证明， MRE在肝纤维化分期方面的评估能力也要优于磁共振弥散 加权成像（diffusion weighted imagin^DWI)等其他 MRI 技 术^[3_^4]。因此，基于弹性测定并结合常规影像技术进行肝脏 弹性测量是一项具有重要临床应用价值和发展前景的成像 技术。

二、    Tl-rho序列成像

Tl-rho序列成像是一项特殊扫描序列，Tl-rho值主要

反映大分子与水分子之间相互缓慢运动作用，可用来检测组 织中蛋白聚糖等大分子构成情况，目前已被应用于骨关节退 行性疾病的诊断。由于在肝纤维化的形成过程伴随着大量 胶原纤维等大分子沉积，肝脏硬度增加，可以推测对大分子 较为敏感Tl-rho值对肝纤维化应具有一定诊断价值。 2011年，Wang等^研究发现，磁共振Tl-rho成像技术同样 可用于检测胆管结扎（bile duct ligadon)模型大鼠的肝纤维 化程度，Tl-rho值与细胞外基质中胶原的沉积量密切相关。 Zhao等^[6]在CCU诱导的肝脏损伤模型中再次证实Tl-rho 序列对肝纤维化的诊断价值。肝纤维化的Tl-rho值较正常 肝脏显著升髙，且肝脏Tl-rho值与肝纤维化病理学分级明 显相关:纤维化病理分级越髙，Tl-rho值越髙。在注射CC1₄ 后2 d、2周、4周和6周，肝脏Tl-rho值分别较注射前增加 4.4%、12.0%、16_5%和23.0%。2014年，八111^1^61：等[^7]用 1.5T Tl-rho MRI检测了 25名健康志愿者和34例肝硬化 患者，证实其用于评估人的肝硬化是可行的，但其在肝脏纤 维化分期，特别是区分早、中、晚期肝纤维化的应用尚处于初 期研究阶段，其对于肝纤维化的诊断价值仍需大样本的临床 研究进行验证。2015年，Singh等^[8]的临床研究也得到类似 结论。

虽然目前关于Tl-rho序列对肝纤维化的诊断应用价值 的研究仍属初步阶段，现有研究纳入病例数相对较少，且研 究结果并不完全一致^[9]。但事实上，Tl-rho成像技术作为一 种直接反映组织中蛋白聚糖等大分子构成和质子成分变化 的高敏序列，其对肝纤维化的早期诊断及肝纤维化程度的识 别能力有着巨大的应用价值。近年来，围绕该序列在慢性肝 病诊断中的应用研究已成为热点。

三、磁共振动态增强扫描（dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging, DCE-MRI)

肝脏血流变化与肝脏组织病理学改变密切相关，因此可 以通过DCE-MRI析其时间信号强度曲线（time signal intensity curve, TIC)和量化参数的变化来反映肝脏纤维化 的程度。在诊断有无纤维化时，有意义的指标仅有门静脉期 肝信号上升最大斜率（maximum slope of increase，MSI)、动 脉期脾MSI、脾信号下降最大斜率（maximum slope of decrease，MSD)，而在诊断中度以上纤维化和硬化时，所有 斜率指标均有意义，说明TIC参数在评价有无纤维化的作用 有限，而评价是否达到中度以上纤维化的准确性较髙。脾脏 MSD直接反映了窦性门静脉高压的程度，而动脉期脾脏 MSI是对脾脏淤血程度的反映，也间接反映了门静脉髙压的 程度。另外ROC曲线分析诊断中度以上纤维化时，肝MSD 及门静脉MSI作为诊断指标也表现出较髙的准确性，而在

预测肝硬化时，其准确性有所下降，门静脉MSI作为诊断指 标的准确性反而有所提高，这些变化也充分说明肝炎至肝硬 化的过程中，血流动力学变化的复杂性。：Zhou等^[1°_^11]在小 猪的肝纤维化模型，Zhang等^[12]在大鼠的肝纤维化模型中都 得到了类似的结论。

由于肝脏采用屏息下扫描，必然存在间歇期，同时因为兼 顾全肝扫描，每个时相成像时间略长，所以诸如峰髙、达峰时 间等参数的数值并不一定是实际情况的真实反映。另外门静 脉TIC显示受诸多因素的影响，尤其是扫描时患者的呼吸配 合情况，如果扫描过程中屏息状态不一致或屏息不佳，将导致 门静脉位移，致使获得的TIC出现波动，不能反映真实的血流 动力学情况。综合以往研究结果，TIC相关参数指标要灵活 运用，多个指标联合使用将更加有助于肝纤维化的诊断。

四、    DWI

DWI是利用MRI观察活体组织中水分子的微观扩散运 动的一种成像方法。水分子扩散快慢可用表观扩散系数 (apparent diffusion coefficient，ADC)和 DWI 两种方式表 示。ADC值是直接反映水分子扩散速度快慢的指标，如脑 脊液扩散速度快，信号髙，图像呈白色。DWI图反映信号丢 失的多少，若组织液扩散速度快，则信号丢失多，图像呈黑 色。纤维化的肝脏有大分子蛋白质沉积，其分子结合紧密， 限制了组织内水分子运动。因此从理论上讲，肝纤维化的扩 散应该减少，ADC值显著低于正常肝组织。大多数研究表 明，肝纤维化、肝硬化程度与ADC值具有一定负相关性。 DWI是功能MRI的一种，具有快速、无创、无需对比剂、提髙 特殊组织的对比等诸多优点。同时，DWI也是目前能够无创 探测活体组织内的水分子扩散运动的唯一影像学检査方法。 量化后的ADC值能够进行定量分析，动态反映肝脏组织学 变化。这些都有助于对肝硬化作出早期诊断，同时还可以评 判病变的严重程度，为肝纤维化的临床诊治提供有价值的信 息^[13_^14]。目前,DWI技术已广泛应用于临床，尤其对于肝脏 恶性肿瘤的诊断和肝硬化基础上小肝癌的筛选有重要

意义[15] 〇

五、    磁共振扩散张量成像（diffusion tensor imaging， DTI)技术

DTI是近年来在磁共振-DWI基础上发展起来的成像和 后处理技术，它利用组织中水分子自由热运动的各向异性的 原理，探测组织的微观结构。DTI的主要参数有ADC值和 各向异性分数（fractional anisotropy，FA)值，ADC值主要反 映水分子运动能力，运动能力越大，ADC值越高；FA值主要 反映水分子运动的方向性，方向性越一致，FA值越髙。肝纤 维化发生后，肝脏组织内大量胶原纤维沉积，水分子运动能 力受限，但运动的方向性不受影响，且一致性较好，故在纤维 化的肝脏组织中表现为ADC值降低，FA值升高。Lee和 研究认为，DTI测得的FA值对于肝纤维化的诊断和 分级较ADC值更为灵敏•，由此认为DTI在肝硬化的诊断和 分级方面有较好的效果。动物实验研究还发现，肝脏不同区 域的FA值变化与纤维胶原沉积分布具有一致性。

DTI是一项显示活体组织微观扩散特点的无创性影像 技术，可用ADC、平均扩散度、FA、相对FA等参数间接推测

组织病理学改变，已经成功用于中枢神经系统病变的临床诊 断。近年来DTI也逐渐用于肝脏疾病的研究。相较于 DWI，DTI的FA值能够更加灵敏地发现肝脏纤维化病变， 又能较好地反映肝纤维化与早期肝硬化之间的差异，因此具 有更好的研究及临床应用前景。

六、    磁共振波谱成像（magnetic resonance spectroscopy, MRS)

MRS的基本原理是依据化学位移和J-耦合两种物理现 象。MRS要求以短的射频脉冲以激励原子核，采集到的信 号称为自由感应衰减信号，进一步将这种信号通过傅立叶转 换变成波谱。由于化学位移不同，不同化合物可以根据其在 MRS上共振峰的位置不同加以区别。共振峰的面积与共振 核的数目成正比，反映化合物的浓度，因此可用来定量分析。 峰值在横轴上的位置代表物质的种类，波峰的髙度或波峰下 的面积代表物质的数童，化合物的含量亦可用图谱色阶表 示。研究发现，磷酸单酯/磷酸双酿在轻、中、重度悛性肝炎 和肝硬化患者之间的差异均有统计学意义(P均<〇. 〇5)^[17]。

MRS作为功能MRI的一种，能够定量测定人体能量代 谢和体内化合物浓度。因此，利用MRS检测肝纤维化相关 代谢物浓度变化可在一定程度上反映肝纤维化程度，并为临 床早期肝硬化的诊断提供影像学依据^[18]。但是，目前肝脏 的MRS技术尚不完善，存在如化学位移范围较窄，化合物的 波峰相互重叠，基线不稳定，以及峰值波动范围大等问题。 肝脏MRS检査过程中呼吸运动的伪影也会影响波谱分析。 以上种种原因迫切需要完善MRS技术以突破其在肝纤维化 诊断应用中的限制。

七、    磁化传递快速成像(magnetization transfer imaging，MTI)

MTI基本原理是选用连续偏移共振的辐射脉冲，使被大

分子限制活动的氢质子(结舍池质子）受到激励而饱和，而自 由水中的氢质子（自由池质子)不被该脉冲所激励，结合池质 子受激励后可将饱和性传递到邻近的自由水，使其出现部分 饱和，达到新的平衡，从而产生新的图像对比。这种磁化交 换过程，称作磁化传递或磁化转移。通过MTI技术可间接 反映组织中蛋白质含量及其变化。MTR值与肝纤维化分期 呈正相关，结合目前研究，MTI技术对于诊断早期肝纤维化 敏感性较差^[19]，但对鉴别轻度肝纤维化与中重度肝纤维化 具有一定临床意义，可与临床生物化学指标等检测结合，作 为补充诊断手段^[2°^]。

八、    小结与展望

肝纤维化的早期诊断对于指导临床治疗和防止病变的 进一步发展有着至关重要的作用。近些年来医学影像学技 术的发展日新月异，尤其是MRI技术突飞猛进，已成为无创 诊断肝纤维化的重要手段。相对于其他影像学技术方法， MRI技术有着得天独厚的优势。首先，MRI没有电离辐射， 患者依从性好，为定期重复检査、发现早期肝硬化提供了客 观条件。其次，高场强MRI具有更髙的分辨率和更多的观 测角度、窗口，为肝纤维化分期的观测提供更佳选择。更为 重要的是，MRI可提供不同的特殊序列进行扫描，通过不同 的成像图片和测量参数为临床提供更多有价值的信息。

近些年来，一大批可应用于肝纤维化诊断的MRI新技

术、新方法被开发并得到充分研究,其中，MRE已广泛应用 于临床，成为肝纤维化诊断的重要影像学工具。最近，又有 不少学者将Tl-rho序列引人肝纤维化诊断中，在动物实验 和临床研究中都取得了较为理想的结果。随着相关研究的 深入，该项技术有望成为肝纤维化诊断的一项新手段。同 时，仍有一大批研究成果尚未能成功转化进人临床应用。这 其中的原因，有可能是肝脏成像特点和技术本身的局限性， 但也有可能是对MRI的潜力挖掘不够。MRI还有强大的后 台计算机技术储备尚未被充分开发和应用，充分、灵活地运 用好MRI技术可为肝纤维化诊断提供新的思路和方法，也 必将使实用、无创、客观、动态评价肝纤维化程度的设想变为 现实。

成都华西华科研究所

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