肝纖維化磁共振擴(kuò)散加權(quán)、磁共振灌注成像的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、肝纖維化是肝內(nèi)纖維結(jié)締組織的異常增生與沉積，是各種慢性肝病向肝硬化發(fā)展的必經(jīng)階段。肝纖維化的早期診斷及嚴(yán)重程度判定在慢性肝病的早期治療和預(yù)后判斷中有重要意義。 近年來(lái)各種MR功能成像方法的出現(xiàn)為肝纖維化的診斷帶來(lái)了曙光，其中MR擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)和磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging，PWI)分別通過(guò)檢測(cè)組織內(nèi)微觀水分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和血流灌注

2、的變化，在肝纖維化形態(tài)學(xué)改變出現(xiàn)之前對(duì)肝臟分子水平的結(jié)構(gòu)變化和血流動(dòng)力學(xué)改變進(jìn)行評(píng)價(jià)。 本研究對(duì)大鼠肝纖維化模型進(jìn)行DWI和PWI檢查，通過(guò)與肝臟組織病理、超微結(jié)構(gòu)改變、血液生化學(xué)和Ⅳ型膠原(C-Ⅳ)、層粘蛋白(LN)免疫組化進(jìn)行對(duì)照分析，對(duì)DWI和PWI結(jié)果作出更深入合理的解釋，評(píng)價(jià)DWI、PWI在肝纖維化中的診斷效能，以便對(duì)無(wú)創(chuàng)性評(píng)價(jià)肝纖維化的方法作出合理選擇和應(yīng)用，提高肝纖維化的診斷水平。 材料和方法： 雄

3、性Wistar大鼠60只，體重200-250g，隨機(jī)分為6組：1、2、3、4、5組為實(shí)驗(yàn)組，6組為對(duì)照組，每組10只。實(shí)驗(yàn)組大鼠每周2次背部皮下注射60％CCl4和40％橄欖油混合液(0.2ml/100g)，共12周。對(duì)照組大鼠背部皮下注射生理鹽水(0.2ml/100g)，每周2次，共12周。在給藥4、6、8、10、12周末分別取1-5實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組2只大鼠進(jìn)行MR掃描。 MR設(shè)備應(yīng)用Philips Gyroscan Inter

4、a 1.5 T超導(dǎo)型磁共振儀，C3線圈。DWI采用SE-EPI序列，b值分別取333、666、1000s/mm2，TR/TE：1723ms/66ms，層厚3.0mm，層間距0mm，矩陣128×256，激勵(lì)次數(shù)1。DWI原始擴(kuò)散圖像獲得后即由計(jì)算機(jī)自動(dòng)繪出ADC圖。感興趣層面定為肝門上、下1-2層，感興趣區(qū)選在肝右葉圖像質(zhì)量最好的層面，在不同b值圖像上測(cè)量肝臟信號(hào)強(qiáng)度，同一位置測(cè)量3次并取平均值，盡量避開(kāi)膽管、血管和偽影等。記錄DWI圖像

5、信號(hào)強(qiáng)度(signal intensity，SI及對(duì)應(yīng)的ADC值。比較不同肝纖維化分期時(shí)DWI參數(shù)的變化，分析各參數(shù)與纖維化分期之間的相關(guān)性。 灌注成像采用THRIVE(3D T1-TFE)序列，TR/TE=7.5ms/3.7ms，F(xiàn)A=10°，采集次數(shù)1，矩陣128×128，層厚2.0mm，層間隔0mm，塊厚20mm，脂肪抑制。全肝掃描層數(shù)10層，共60個(gè)時(shí)相，掃描時(shí)間126秒。由鼠尾靜脈留置針團(tuán)注對(duì)比劑Gd-DTPA(0.0

6、5mmol/kg)，隨后續(xù)注10ml生理鹽水沖管，注射對(duì)比劑同時(shí)開(kāi)始PWI掃描。選用全部PWI灌注圖像，分別選擇腹主動(dòng)脈、門靜脈和肝實(shí)質(zhì)作為感興趣區(qū)ROI，自動(dòng)繪制信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線(time-signal intensity curve，TIC)。觀察并記錄①峰值時(shí)間；②信號(hào)上升最大斜率；③信號(hào)下降最大斜率。比較不同肝纖維化分期時(shí)PWI參數(shù)的變化，分析各參數(shù)與纖維化分期之間的相關(guān)性。 MR掃描后心臟穿刺取血5ml制備血清，統(tǒng)一

7、進(jìn)行血清學(xué)肝纖維化指標(biāo)檢測(cè)，包括透明質(zhì)酸(HA)、Ⅲ型前膠原(PCⅢ)、Ⅳ型膠原(C-Ⅳ)和層粘連蛋白(LN)。比較不同纖維化分期時(shí)各指標(biāo)的變化規(guī)律，分析血清學(xué)各指標(biāo)間及與纖維化分期的相關(guān)性。 MR掃描后6小時(shí)內(nèi)斷頭處死大鼠取肝，病理取材盡量與MR中ROI設(shè)置層面相對(duì)應(yīng)，10％甲醛固定，行HE、Masson和網(wǎng)狀纖維染色，光鏡下判定肝纖維化分期。采用Envision二步法進(jìn)行C-Ⅳ、LN免疫組化染色，定量測(cè)量C-Ⅳ、LN的陽(yáng)性面

8、積比。對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組每組2只，處死后即刻取1×1×3mm肝組織2.5％戊二醛固定，常規(guī)電鏡切片制作，透射電鏡下觀察肝組織超微結(jié)構(gòu)改變。 結(jié)果： 對(duì)照組死亡0只，實(shí)驗(yàn)組死亡12只，共48只大鼠完成實(shí)驗(yàn)。肝纖維化分期：對(duì)照組S0(n=10)，實(shí)驗(yàn)組S0(n=3)、S1(n=5)、S2(n=9)、S3(n=13)、S4(n=8)。 隨給藥時(shí)間延長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)組肝細(xì)胞變性、壞死及炎細(xì)胞浸潤(rùn)加重，膠原纖維和網(wǎng)狀纖維數(shù)量增多、范圍

9、擴(kuò)大。電鏡觀察隨給藥時(shí)間延長(zhǎng)肝細(xì)胞損傷加重，貯脂細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞演變，肝內(nèi)纖維沉積增多，肝竇毛細(xì)血管化早期出現(xiàn)并持續(xù)存在。 一、血清學(xué)肝纖維化指標(biāo)變化 各血清學(xué)指標(biāo)隨纖維化分期進(jìn)展逐漸升高，在S4期達(dá)到高峰。各血清學(xué)指標(biāo)間及與肝纖維化分期之間顯著正相關(guān)(P<0.01)。 二、免疫組化結(jié)果 肝纖維化組C-Ⅳ、LN在匯管區(qū)及粗大的纖維間隔處肝竇壁陽(yáng)性著色顯著增強(qiáng)并呈連續(xù)性分布，隨肝纖維化程度的增加肝竇壁C-

10、Ⅳ、LN陽(yáng)性表達(dá)逐漸增高。C-Ⅳ、LN陽(yáng)性面積百分比與肝纖維化分期的相關(guān)系數(shù)分別為0.900和0.912，相關(guān)性有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。 三、DWI結(jié)果 根據(jù)肝纖維化分期進(jìn)行分組，同一組內(nèi)，隨b值升高，SI值、ADC值逐漸降低，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。在b取333、666和1000 s/mm2時(shí)，隨肝纖維化程度加重，DWI圖像信號(hào)強(qiáng)度SI依次升高，ADC值依次降低，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.0

11、1)。ADC值與纖維化分期之間有很好的相關(guān)性，以b=1000s/mm2時(shí)相關(guān)關(guān)系最密切。b=333 s/mm2和666 s/mm2時(shí)，根據(jù)SI和ADC值可以將S0～S2期與S4期進(jìn)行區(qū)分，S0期與S3、S4期進(jìn)行區(qū)分。b=1000s/mm2時(shí)，可將S0～S2期與S4期進(jìn)行區(qū)分。ADC值與肝纖維化血清學(xué)指標(biāo)之間存在不同程度的負(fù)相關(guān)(P<0.05)。 四、PWI結(jié)果 獲得大鼠全肝MR灌注圖像和穩(wěn)定的信號(hào)強(qiáng)度-時(shí)間曲線。隨肝纖

12、維化分期進(jìn)展，門靜脈灌注曲線的達(dá)峰時(shí)間逐漸遞增，信號(hào)上升最大斜率和信號(hào)下降最大斜率逐漸遞減。根據(jù)門靜脈灌注曲線的達(dá)峰時(shí)間，S2～S4期與S0期有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p<0.05，<0.001，<0.001)。根據(jù)門靜脈的最大上升斜率和最大下降斜率，S0～S2期與S3、S4期有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。肝實(shí)質(zhì)灌注曲線的達(dá)峰時(shí)間逐漸遞增，最大上升斜率、最大下降斜率逐漸遞減。S0～S2期與S3、S4期有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。 MR灌注

13、參數(shù)與C-Ⅳ、LN相關(guān)性分析：門靜脈和肝實(shí)質(zhì)的達(dá)峰時(shí)間與C-Ⅳ和LN存在顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01)，門靜脈和肝實(shí)質(zhì)的最大上升斜率和最大下降斜率與C-Ⅳ和LN存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。 結(jié)論： 1、血清學(xué)指標(biāo)HA、PCⅢ、C-Ⅳ和LN隨肝纖維化分期進(jìn)展依次升高，血清學(xué)指標(biāo)相互之間及與肝纖維化分期之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系。 2、隨肝纖維化分期進(jìn)展，肝竇壁C-Ⅳ和LN的表達(dá)逐漸增高，C-Ⅳ、LN陽(yáng)性面積百分

14、比與肝纖維化分期之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系。 3、隨肝纖維化分期進(jìn)展，DWI圖像的SI依次升高，ADC值依次降低。DWI可檢測(cè)S3、S4期中、重度肝纖維化，但對(duì)判定S0～S2期肝纖維化尚有局限性。 4、ADC值與肝纖維化血液生化學(xué)各指標(biāo)間存在良好的相關(guān)性，共同反映肝纖維化ECM異常增生和沉積的特征性病理改變。 5、MR-PWI可能檢測(cè)輕度肝纖維化(S2期)和中、重度肝纖維化/早期肝硬化(S3、S4期)，肝臟MR灌注參