磁共振彌散張量成像對(duì)大鼠肝纖維化早期診斷的實(shí)驗(yàn)研究

王啟苑，張維，范國(guó)華

磁共振彌散張量成像對(duì)大鼠肝纖維化早期診斷的實(shí)驗(yàn)研究

王啟苑，張維，范國(guó)華

目的探討磁共振彌散張量成像（DTI）對(duì)大鼠肝纖維化早期診斷及其分期的價(jià)值。方法CCl4法建立大鼠肝纖維化模型，行6個(gè)和15個(gè)方向的DTI檢查，根據(jù)病理分期進(jìn)行組間FA值及ADC值比較。結(jié)果隨著肝纖維化分期的增加FA值增大，ADC值減?。?個(gè)方向和15個(gè)方向的DTI中，F(xiàn)A值與肝纖維化分期呈正相關(guān)性（P＜0.05）；ADC值與肝纖維化分期呈負(fù)相關(guān)性（P＜0.05）。結(jié)論DTI的FA值和ADC值對(duì)肝纖維化的診斷和分期均具有較高的價(jià)值和較好的相關(guān)性，15個(gè)方向的DTI對(duì)肝纖維化分期的敏感性更佳。

肝纖維化；大鼠；磁共振成像；彌散張量成像

磁共振彌散張量成像（DTI）可無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)體內(nèi)纖維束的走行、排列、方向及緊密度等，從而間接反映組織微觀結(jié)構(gòu)的變化，這一特性已在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。肝纖維化的形成是由于膠原纖維形成和溶解失衡，引起肝內(nèi)纖維結(jié)締組織的過(guò)度沉積，導(dǎo)致肝內(nèi)水分子的擴(kuò)散發(fā)生變化。本研究評(píng)價(jià)DTI對(duì)肝纖維化早期診斷及定量分析的價(jià)值，為臨床應(yīng)用提供直觀影像及量化指標(biāo)?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 材料60只健康雄性SD大鼠進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，模型組48只，按3m l/kg體質(zhì)量腹部皮下注射40%CCl4油溶液，注射頻率為2次/周；對(duì)照組12只，按3m l/kg體質(zhì)量腹部皮下注射0.9%氯化鈉注射液，注射頻率為2次/周。使用設(shè)備包括：Philips Intera Achieva 1.5TMR掃描儀、M icroscopy 4.7 cm顯微線圈、正置熒光顯微鏡及HE染色液。

1.2 MR成像方法大鼠給藥后第2周開(kāi)始，每周隨機(jī)抽取模型組大鼠2只、對(duì)照組大鼠1只行MR檢查，掃描序列為：常規(guī)T1W I（TR 310ms，TE 28ms）掃描后，DTI（6個(gè)方向低-DTI：TR 2559.9ms，TE 92.88 ms；15個(gè)方向中-DTI：TR 5649.52 ms、TE 78.86 ms、FOV 64 mm×64mm、Thickness 2mm、Slices gap 0.2、NSA15、矩陣128×128）。

1.3 大鼠肝臟標(biāo)本取材大鼠MR掃描后4 h內(nèi)進(jìn)行肝臟標(biāo)本取材，用PBS溶液持續(xù)灌洗大鼠循環(huán)系統(tǒng)，直至灌洗液澄清、肝臟發(fā)白（需PBS溶液量250～300m l），取出肝組織，觀察肝臟大小、形態(tài)、顏色及表面等。盡量于磁共振功能分析感興趣區(qū)對(duì)應(yīng)的部位取材，用4%多聚甲醛固定液固定，待病理組織學(xué)檢查。

1.4 病理組織學(xué)檢查將取材的肝組織標(biāo)本進(jìn)行HE染色，由兩位病理學(xué)專家對(duì)肝組織切片纖維化程度進(jìn)行肝纖維化分期。按METAVIR評(píng)分系統(tǒng)進(jìn)行判定，F(xiàn)0：無(wú)纖維化；F1：匯管區(qū)纖維化，無(wú)纖維間隔；F2：少量纖維間隔形成；F3：大量纖維間隔形成導(dǎo)致小葉結(jié)構(gòu)變形；F4：肝硬化。

1.5 DTI圖像后處理及其分析采用Philips工作站自帶的軟件進(jìn)行后處理，每個(gè)ROI分別測(cè)量3次，取其平均值。

1.6 統(tǒng)計(jì)方法采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，如果數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布、方差齊，對(duì)不同分組間樣本均數(shù)的比較采用單因素方差分析（ANOVA），組間兩兩比較采用最小顯著差法（LSD）；采用Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)分析FA值及ADC值與肝纖維化分期的相關(guān)性。＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 大鼠肝纖維化模型的建立及一般情況對(duì)照組12只隨時(shí)間的延長(zhǎng)體質(zhì)量逐漸增加，飲食飲水正常，毛色有光澤，實(shí)驗(yàn)期間無(wú)死亡。模型組48只隨著實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)，出現(xiàn)食欲不振，營(yíng)養(yǎng)不良，精神萎靡，活動(dòng)減少，對(duì)外界刺激反應(yīng)遲鈍，體質(zhì)量逐漸減輕，消瘦，毛發(fā)蓬亂、無(wú)光澤。模型組48只大鼠中，共有31只大鼠完成實(shí)驗(yàn)，死亡17只，病死率35.4%。

2.2 病理組織學(xué)檢查及分期由病理科醫(yī)生對(duì)兩組大鼠進(jìn)行病理分期：模型組肝纖維化分期：0期3只、1期7只、2期9只、3期7只、4期5只。對(duì)照組大鼠肝纖維化分期均為0期。

2.3 DTI表現(xiàn)共有對(duì)照組9只及模型組30只大鼠完成磁共振DTI檢查，DTI圖像質(zhì)量及信噪比均達(dá)到診斷要求，無(wú)明顯偽影。另外對(duì)照組3只和模型組1只大鼠（為模型組纖維化2期）未完成檢查。

2.3.1 單個(gè)ROI纖維束顯示DTI圖像上可以直觀顯示ROI平面上所有通過(guò)ROI的纖維束數(shù)目、分布及方向等。下圖為單一ROI的纖維束走行及分布情況（封四彩圖3～6）。

2.3.2 對(duì)照組與肝纖維化各分期FA值及ADC值分析低-DTI示各組FA值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=4.785，P＜0.05），對(duì)照組與模型組2期、3期、4期，1期與4期差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；各組ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=9.245，P＜0.05）；對(duì)照組與模型組各分組、1期與4期、2期與4期差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。中-DTI示各組FA值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=20.064，P＜0.05），對(duì)照組與模型組各分組、1期與3期、2期與3期差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；各組ADC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=17.095，P＜0.05），對(duì)照組與模型組1期、3期、4期，1期與4期、2期與4期差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。見(jiàn)表1。

表1 對(duì)照組與肝纖維化各分期FA值及ADC值比較×10－3mm2/s

2.3.3 FA值、平均ADC值與肝纖維化分期相關(guān)分析肝纖維化分期與FA值呈正相關(guān)，與ADC值呈負(fù)相關(guān)（均P＜0.05）。見(jiàn)表2。

表2 FA值、平均ADC值與肝纖維化分期相關(guān)分析

3 討論

DTI用于描述所有方向擴(kuò)散的張量，能在活體上無(wú)創(chuàng)性地探測(cè)組織內(nèi)水分子擴(kuò)散，追蹤白質(zhì)纖維走行方向，現(xiàn)已成熟應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究[1]，并逐步應(yīng)用于腹部的研究[2-3]。本文通過(guò)DTI成像顯示肝內(nèi)纖維結(jié)締組織的分布及走行情況，并得到FA值及ADC值，這兩個(gè)數(shù)值分別反應(yīng)生物體內(nèi)水分子的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)能力[4]，有望從直觀圖像和定量數(shù)據(jù)兩方面對(duì)肝纖維化進(jìn)行分析。

本研究結(jié)果顯示，DTI中的FA值隨著HF分期的增加，數(shù)值增大。低-DTI的FA值能區(qū)分對(duì)照組與2～4期肝纖維化組，以及1期與4期肝纖維化組，不能有效地將間隔1～2期內(nèi)的組別加以區(qū)分。中-DTI的FA值能區(qū)分對(duì)照組與模型組，對(duì)1期與3期、2期與3期肝纖維化也能區(qū)分，其區(qū)分肝纖維化的效能高于低-DTI。由此可見(jiàn)，中-DTI的FA值在反映肝纖維化分期方面更為敏感，即彌散方向越多，F(xiàn)A值越敏感。FA值不能反映相鄰組別肝纖維化的差異，分析原因可能為：（1）相鄰分期組別FA值數(shù)據(jù)存在一定的重疊；（2）肝纖維化晚期大量膠原纖維沉積，肝內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，15個(gè)彌散方向亦不足于細(xì)致分辨各向異性的能力，故FA值在精確區(qū)分肝纖維化時(shí)尚有一定的限度。

本研究結(jié)果表明，ADC值和FA值有助于檢測(cè)肝纖維化，尤其在區(qū)分輕度與重度病變方面，與Tosun等[5]、Lee等[6]研究結(jié)果較為一致。彌散張量成像FA值、ADC值與METAVIR評(píng)分的Pearson相關(guān)分析表明：低-DTI及中-DTI的FA值與肝纖維化分期均呈正相關(guān)，ADC值與肝纖維化分期均呈負(fù)相關(guān)，但中-DTI相關(guān)性更高，表明中-DTI的FA值和ADC值反映肝纖維化分期更敏感。

目前，DTI的診斷價(jià)值尚存在一些爭(zhēng)議。Cheung等[7]研究發(fā)現(xiàn)，DTI成像可能反映早期纖維化進(jìn)展情況，而Taouli等[8]研究認(rèn)為DTI并未改善對(duì)纖維化定量分析的準(zhǔn)確性，反而使圖像噪聲增大。也有學(xué)者[9-10]發(fā)現(xiàn)，隨著肝纖維化分級(jí)增加，F(xiàn)A值總體呈上升趨勢(shì)，ADC值呈逐漸減低趨勢(shì)，并能夠?qū)F進(jìn)行早期診斷及分期。以上研究結(jié)果差異可能與研究對(duì)象、所用機(jī)型、掃描參數(shù)及相關(guān)的后處理程序等有關(guān)。本研究結(jié)果表明，DTI成像技術(shù)可作為肝纖維化早期診斷、病情評(píng)估及療效監(jiān)測(cè)的有效方法。但FA值和ADC值在肝纖維化不同分期組間存在一定的重疊，其精確界值范圍有待于進(jìn)一步研究。

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10.3969/j.issn.1671-0800.2016.10.038

R817.1

A

1671-0800(2016)10-1332-03

2016-07-10

（本文編輯：陳志翔）

蘇州市科技發(fā)展計(jì)劃（應(yīng)用基礎(chǔ)研究）基金資助項(xiàng)目（SYS201474）

310009杭州，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院（王啟苑）；南京市兒童醫(yī)院（張維）；蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院（范國(guó)華）

范國(guó)華，Email：fangh22@sina.com