功能磁共振成像诊断肝纤维化研究进展

石鸣琪，王培源

(滨州医学院烟台附属医院医学影像科，山东 烟台 264100)

肝纤维化(hepatic fibrosis， HF)是慢性肝病进展至肝硬化的中间环节，是肝组织对炎症或损伤的代偿性修复反应。HF为可逆性病理过程，早期诊断与干预对阻止其向肝硬化发展具有重要临床意义[1]。经皮肝穿刺活检为诊断HF的金标准，但为有创性检查，且存在取样误差等不足。血清学检查亦可用于诊断HF，标记物包括Ⅲ、Ⅳ型胶原及透明质酸、层黏连蛋白等[2]。传统的血清学标记物虽然能区分显著HF与不显著HF，但对于诊断F2期前早期HF缺乏敏感性[3]。在影像学诊断方面，超声检查易受观察窗、胃肠道气体、肥胖和腹腔积液等体质因素影响；CT仅能发现肝脏形态学改变之后的变化，对早期诊断HF效能低。MRI具有无辐射、可多序列成像、软组织分辨率高及可重复性好等优点，在腹部疾病的诊断、复查、随访及病情监测等方面具有明显优势；尤其是近年来功能磁共振成像(functional MRI， fMRI)的发展，使其在观察HF形态学改变的同时，能够更全面地了解功能变化，有利于早期诊断HF。本文对fMRI诊断HF的应用进展进行综述。

1 磁共振弥散成像

1.1 DTI DTI是在DWI基础上发展起来，能够在三维空间定量分析组织内水分子弥散特性的成像技术，初期主要用于诊断中枢神经系统疾病[4]，近年来逐渐应用于肝脏疾病。DTI常用参数有表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)、平均扩散度(mean diffusivity, MD)、各向异性分数(fractional anisotropy, FA)、平均扩散峰度(mean kurtosis, MK)及扩散敏感因子b值等。在HF患者，肝脏水分子扩散能力受到其内胶原纤维沉积的影响，但后者对扩散方向性及一致性的影响较小，因此HF的DTI表现为ADC值降低而FA值升高。Taouli等[5]观察31例HF患者，结果显示ADC值诊断F1～F3期HF的敏感度分别为78.30%、62.50%和41.20%，特异度分别为69.20%、70.00%和90.90%，提示ADC值对HF的诊断效能较好。Yang等[6]对81例HF患者的研究表明，MD值与HF呈负相关(r=-0.491，P<0.001)，MK值与HF呈正相关(r=0.537，P<0.001)，ADC值与HF呈负相关(r=-0.496，P<0.001)。Lee[7]的动物实验结果显示，FA值诊断早期轻中度HF的敏感度较高，且FA值与肝脏脂肪分数呈正相关(r=0.418，P=0.011)，说明脂肪对HF的发展有一定促进作用。

1.2 体素内不相干运动(intravoxel incoherent motion, IVIM)-DWI IVIM-DWI采用双指数模型、选择多个b值进行扫描，能够更真实、准确地反映水分子的扩散运动，并可对获得的组织灌注和扩散信息进行定量分析；一般选择6～8个b值，包括2～3个反映单纯水分子扩散效应的高b值(≥200 s/mm2)，反映水分子扩散与微循环灌注两种效应的低b值(<200 s/mm2)≥4个，后者对微循环灌注效应更敏感[8]。IVIM-DWI的主要参数包括反映体素内单纯水分子扩散的D值(慢池扩散)、微循环灌注所引起扩散效应的D*值(快池扩散)和灌注分数f(微循环所致灌注效应占总扩散效应的比率)。Chen等[9]研究表明，b=60 s/mm2时IVIM-DWI对正常肝脏和纤维化肝脏的诊断效能较高。Yoon等[10]对106例HF患者的研究结果显示，D*值的AUC值最大[0.89，95%CI(0.81,0.94)]，D*值比D值和f值有更好的诊断效能。

逐层动态匀场(integrated specific slice dynamic Shim， iShim)技术是IVIM-DWI技术的延伸，能够提高主磁场B0的均匀性，减少局部磁敏感伪影，结合膈肌导航及呼吸触发技术，可以保证图像位置的匹配，并减少运动伪影，提高脂肪抑制效果[11]。该技术现已在腹部IVIM-DWI中应用，但在诊断HF方面尚无确切研究成果。

2 MRS

MRS成像的基本原理是化学位移和J-耦合，采集化合物自由感应衰减信号经傅里叶转换为波谱，可在肝脏发生形态学变化前检测到物质代谢改变。HF修复过程需要大量的ATP提供能量，MRS可检测到肝细胞内ATP含量降低[12]。MRS还可以根据化合物的化学位移进一步定量分析化合物的浓度。Puustinen等[13]对12例肝炎患者的研究结果显示，磷酸酰乙酰胺/甘油磷酸酰乙酰胺可用于HF的诊断。目前1H-MRS是临床应用最多的MRS。

由于MRS对磁场均匀性和梯度场强要求较高，肝脏检查受呼吸运动影响较重，存在波谱基线稳定性差、化合物波峰波动范围大且相互重叠等影响，目前肝脏活体MRS临床应用受到一定限制。

3 磁共振弹性成像(MR elastography, MRE)

MRE是新型、无创、具有高度可重复性的评价肝脏硬度的成像方法。HF使得肝组织内胶原沉积，肝脏硬度增大。MRE有助于检出HF，被称为“影像触诊”。Besa等[14-15]的研究结果显示，MRE弹性值与HF程度呈正相关。Morisaka等[16]报道，MRE对F2～F4期HF的诊断准确率分别为79.00%、88.00%和82.00%，与肝穿刺活检相当，提示MRE可以代替穿刺活检诊断HF。Dyvorne等[17]的结果显示MRE对晚期HF与肝硬化的鉴别诊断效能优于DWI和DCE-MRI。Imajo等[18]观察142例非酒精性脂肪性肝病患者，发现MRE的无创性及对HF诊断的优越性使其能在一定程度上替代肝脏穿刺活检，可作为HF长期随访和疗效监测的无创性手段。

MRE检测HF不受患者体质的影响，可用于超声显像较差的肥胖和腹腔积液患者，不受观察窗的限制，且无操作者依赖性；其缺点是肝内铁沉积会影响MRE成像，可能导致扫描失败[19]，且对于图像处理技术的要求较高，目前已有的数据处理方法尚未达到能够准确成像的水平。

4 磁共振动态增强成像(dynamic contrast-enhanced MRI, DCE-MRI)

DCE-MRI属于磁共振灌注成像中使用外源性示踪剂的对比剂首过灌注成像法。目前肝脏DCE-MRI扫描通常使用平面回波序列，超快速、快速小角度激发梯度回波[20]进行成像；静脉团注对比剂后扫描，对所获图像进行后处理，得到组织的时间-信号强度曲线(time-signal intensity curve, TIC)，可以观察组织内微循环血流动力学变化，无创评价组织的功能状态。随着纤维化的发展，肝内结缔组织异常增生，造成门静脉回流压力增大、供血逐渐减少，而肝动脉供血相应增多。张岚等[21]对经肝穿刺活检确诊的65例HF患者及20名正常对照者行肝脏DCE-MRI，通过Exchange血流动力学模型对相关定量参数进行测量，结果显示对比剂容积转运常数(Ktrans)、血管外细胞外间隙容积分数(Ve)与HF严重程度呈负相关，肝动脉灌注指数(hepatic arterial perfusion index, HPI)、对比剂平均通过时间(mean transit time, MTT)、达峰时间(time to peak, TTP)与HF严重程度呈正相关；ROC曲线显示Ktrans对轻度与重度HF均有较高的诊断效能，且明显高于Ve；HPI、MTT、TTP对轻度与重度HF有较好的诊断效能。Norén等[22]应用Gd-EOB-DTPA对38例HF患者行DCE-MRI检查，发现不同HF阶段的肝细胞对于对比剂的摄取率差异有统计学意义(P<0.05)，可用于分期诊断HF。Hako等[23]研究表明，DCE-MRI能可靠区分轻度与重度HF(P<0.01)，与Norén等[22]的结果一致。

目前有关DCE-MRI对比剂使用浓度与用量尚无统一标准与规范；扫描时间和空间分辨率需进一步提高。由于含钆对比剂可加重肾功能受损患者的肾损害程度，对于HF合并急慢性肾功能损伤患者应慎行DCE-MRI检查。

5 小结与展望

fMRI技术具有无创性和可重复性好的特点，能够较好地应用于疾病的临床与基础研究。无创性fMRI技术的普及应用，特别是MRE技术，使fMRI有望代替经皮肝穿刺活检用于诊断HF。目前部分fMRI技术在HF分期方面的敏感度和特异度尚有所欠缺。相信随着检查设备与技术的不断发展与进步，fMRI必将能更客观、准确地早期诊断HF，并促进早期治疗。