肝纖維化磁共振擴散加權(quán)、磁共振灌注成像的實驗研究.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重程度判定在慢性肝病的早期治療和預后判斷中有重要意義。 近年來各種MR功能成像方法的出現(xiàn)為肝纖維化的診斷帶來了曙光，其中MR擴散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)和磁共振灌注成像(perfusion-weighted imaging，PWI)分別通過檢測組織內(nèi)微觀水分子的運動狀態(tài)和血流灌注

2、的變化，在肝纖維化形態(tài)學改變出現(xiàn)之前對肝臟分子水平的結(jié)構(gòu)變化和血流動力學改變進行評價。 本研究對大鼠肝纖維化模型進行DWI和PWI檢查，通過與肝臟組織病理、超微結(jié)構(gòu)改變、血液生化學和Ⅳ型膠原(C-Ⅳ)、層粘蛋白(LN)免疫組化進行對照分析，對DWI和PWI結(jié)果作出更深入合理的解釋，評價DWI、PWI在肝纖維化中的診斷效能，以便對無創(chuàng)性評價肝纖維化的方法作出合理選擇和應用，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，隨機分為6組：1、2、3、4、5組為實驗組，6組為對照組，每組10只。實驗組大鼠每周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實驗組和對照組2只大鼠進行MR掃描。 MR設備應用Philips Gyroscan Inter

4、a 1.5 T超導型磁共振儀，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，激勵次數(shù)1。DWI原始擴散圖像獲得后即由計算機自動繪出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值圖像上測量肝臟信號強度，同一位置測量3次并取平均值，盡量避開膽管、血管和偽影等。記錄DWI圖像

5、信號強度(signal intensity，SI及對應的ADC值。比較不同肝纖維化分期時DWI參數(shù)的變化，分析各參數(shù)與纖維化分期之間的相關性。 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個時相，掃描時間126秒。由鼠尾靜脈留置針團注對比劑Gd-DTPA(0.0

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

7、進行血清學肝纖維化指標檢測，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各指標的變化規(guī)律，分析血清學各指標間及與纖維化分期的相關性。 MR掃描后6小時內(nèi)斷頭處死大鼠取肝，病理取材盡量與MR中ROI設置層面相對應，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二步法進行C-Ⅳ、LN免疫組化染色，定量測量C-Ⅳ、LN的陽性面

8、積比。對照組和實驗組每組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： 對照組死亡0只，實驗組死亡12只，共48只大鼠完成實驗。肝纖維化分期：對照組S0(n=10)，實驗組S0(n=3)、S1(n=5)、S2(n=9)、S3(n=13)、S4(n=8)。 隨給藥時間延長，實驗組肝細胞變性、壞死及炎細胞浸潤加重，膠原纖維和網(wǎng)狀纖維數(shù)量增多、范圍

9、擴大。電鏡觀察隨給藥時間延長肝細胞損傷加重，貯脂細胞向肌成纖維細胞演變，肝內(nèi)纖維沉積增多，肝竇毛細血管化早期出現(xiàn)并持續(xù)存在。 一、血清學肝纖維化指標變化 各血清學指標隨纖維化分期進展逐漸升高，在S4期達到高峰。各血清學指標間及與肝纖維化分期之間顯著正相關(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性著色顯著增強并呈連續(xù)性分布，隨肝纖維化程度的增加肝竇壁C-

10、Ⅳ、LN陽性表達逐漸增高。C-Ⅳ、LN陽性面積百分比與肝纖維化分期的相關系數(shù)分別為0.900和0.912，相關性有顯著統(tǒng)計學意義(P<0.01)。 三、DWI結(jié)果 根據(jù)肝纖維化分期進行分組，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)計學意義(P<0.01)。在b取333、666和1000 s/mm2時，隨肝纖維化程度加重，DWI圖像信號強度SI依次升高，ADC值依次降低，差異有顯著統(tǒng)計學意義(P<0.0

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

12、維化分期進展，門靜脈灌注曲線的達峰時間逐漸遞增，信號上升最大斜率和信號下降最大斜率逐漸遞減。根據(jù)門靜脈灌注曲線的達峰時間，S2～S4期與S0期有統(tǒng)計學差異(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)計學差異(P<0.05)。肝實質(zhì)灌注曲線的達峰時間逐漸遞增，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)計學差異(P<0.05)。 MR灌注

13、參數(shù)與C-Ⅳ、LN相關性分析：門靜脈和肝實質(zhì)的達峰時間與C-Ⅳ和LN存在顯著正相關關系(P<0.01)，門靜脈和肝實質(zhì)的最大上升斜率和最大下降斜率與C-Ⅳ和LN存在顯著負相關關系(P<0.01)。 結(jié)論： 1、血清學指標HA、PCⅢ、C-Ⅳ和LN隨肝纖維化分期進展依次升高，血清學指標相互之間及與肝纖維化分期之間存在顯著正相關關系。 2、隨肝纖維化分期進展，肝竇壁C-Ⅳ和LN的表達逐漸增高，C-Ⅳ、LN陽性面積百分

14、比與肝纖維化分期之間存在顯著正相關關系。 3、隨肝纖維化分期進展，DWI圖像的SI依次升高，ADC值依次降低。DWI可檢測S3、S4期中、重度肝纖維化，但對判定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各指標間存在良好的相關性，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