肝纤维化是各种慢性肝损伤的共有病理变化，可持续发展为肝硬化，进而引起肝功能衰竭甚至肝细胞癌，已经成为一个危害人类生命健康的世界性问题。早期诊断出肝纤维化，可以进行早期干预，阻止其发展为肝硬化。笔者用1.5 T MRI对SD大鼠肝纤维化、早期肝硬化模型进行扩散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）量化研究，探讨其在评估肝纤维化、早期肝硬化方面的价值。同时与扩散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）进行比较，探讨DTI在评估肝纤维化性病变的优势。

1　材料与方法

1.1　动物模型建立

       本动物实验经实验动物伦理委员会批准。选取体重为180~220 g的雄性SD大鼠（大连医科大学实验动物室提供），笼养适应1周后，随机分成2组：实验组每3 d一次皮下注射四氯化碳（沈阳新化试剂厂）和橄榄油混合液（混合比例1∶1），注射剂量为0.3 ml/100 g体重；对照组每3 d一次皮下注射相同剂量的生理盐水。大鼠自由饮水，饲标准饮食。分别在给药4、8、12周随机抽取实验组大鼠5只和对照组大鼠2只进行试验研究。试验组大鼠因麻醉死亡3只，最后入组12只；对照组大鼠6只全部入组。

1.2　检查方法

       (1)动物准备：大鼠禁食水12 h，检查前用7%水合氯醛按0.3 ml/100 g体重腹腔注射麻醉。麻醉后鼠尾静脉留置静脉通道，肝素生理盐水封管防止血液凝固。大鼠卧位，腹部加压包扎，将肝脏置于线圈中心，进行MR扫描。(2)图像采集：本实验研究采用GE Sigra 1.5 T超导型MRI系统，检查使用腕关节线圈肝脏MR扫描，包括常规T1序列及DWI、DTI序列。扫描参数：DWI采用单次激发自旋平面回波序列，扩散梯度因子b值取0，500 s/mm²；DTI采用平面回波序列，在6个正交方向施加扩散梯度，b值为500 s/mm²，层厚：3 mm，矩阵：192×128，激励次数（NEX）为4。(3)数据分析：在ADW 4.4工作站上分别对DWI及DTI进行后处理，重建出平均扩散系数（average diffusion coefficient，ADC）图及部分各向异性系数（fractional anisotropy，FA）图，由笔者在1名具有5年以上腹部MRI诊断经验的放射科医师指导下测量DWI的ADC值及DTI的ADC值和FA值，且对测量对象的病理结果并不知晓。测量时避开肝内血管、胆管，于肝脏显示最大层面在肝右叶后段距离肝包膜约0.5 cm处，选取大小为4 mm×4 mm的3个感兴趣区（region of interest，ROI），分别测量ADC值及FA值，随后取3个ROI测得数值的平均值做进一步分析。(4)病理检查：所有大鼠取MRI测量ROI相应层面的肝组织，以10％福尔马林固定，标本大小约1 cm×1 cm×1 cm，常规石蜡包埋、切片、HE染色后进行病理观察。最后入组大鼠模型根据病理结果，参考Metavir score system肝纤维化分期标准，分为肝纤维化组7只，早期肝硬化组5只。同时有同期正常对照大鼠6只。

1.3　统计学分析

       本研究所有数据采用SPSS 13.0统计学软件进行处理分析。根据数据分布类型，应用秩和检验分析DWI的ADC值及DTI的ADC值、FA值与正常、肝纤维化、早期肝硬化分级的相关性，并进行两两对照。P< 0.05认为有统计学意义。

2　结果

       本研究的18例动物模型经ADW4.4工作站的Functool软件后处理均得到满意的ADC图（图1）及FA图（图2）。

       DWI的ADC值在正常组（0.001545±0.00013）、肝纤维化组(0.001116±0.00014)、早期肝硬化组（0.000791±0.00018）中呈递减趋势，正常组与肝纤维化组、早期肝硬化组差异有统计学意义(P<0.05)，而肝纤维化组与早期肝硬化组差异无统计学意义。DTI序列中，正常组ADC值[(0.017175±0.00097)×10^-7]高于肝纤维化组[(0.011510±0.00080)×10^-7]和早期肝硬化组[(0.010556±0.00195)×10^-7]，差异有统计学意义(P<0.05)，但肝纤维化组与早期肝硬化组之间的差异无统计学意义(P>0.05)；FA值在正常组(0.2278±0.0123)、肝纤维化组（0.3088±0.1509）、早期肝硬化组（0.4216±0.0388）中呈递增趋势（图3，图4，图5），各组之间差异均有统计学意义(P<0.05)。如图3，图4所示，DWI、ADC的肝硬化组均见个别偏离较大的点，是由于病例组大鼠病变肝模型构建不均匀而致。

       正常组、肝纤维化组、早期肝硬化组ADC值（DWI、DTI）及FA值两两比较P值见表1。

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图1  ADC重建图
图2  FA重建图
Fig. 1  Reconstructed ADC image.
Fig. 2  Reconstructed FA image.

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图3  DWI各组ADC值
图4  DTI各组ADC值
图5  DTI各组FA值
Fig. 3  ADC value of DWI in different groups.
Fig. 4  ADC value of DTI in different groups.
Fig. 5  FA value of DTI in different groups.

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表1  不同组ADC值（DWI、DTI）及FA值比较
Tab. 1  Different groups of ADC (DWI, DTI) and FA value

3　讨论

       肝纤维化是各种慢性肝病发展中，由于肝内纤维生成与降解失衡、细胞外基质合成过多或降解不足，导致肝内胶原蛋白沉积、纤维结缔组织增生的病理过程，轻者称为肝纤维化，当有假小叶及结节形成时，则称为肝硬化。如果能在肝纤维化与早期肝硬化阶段做出准确诊断并加以干预，就有可能阻断、减轻甚至逆转肝纤维化，就能在很大程度上改善肝病的预后，使其不发展为肝硬化，从而提高患者的生活质量^[1,2]。长期以来，肝纤维化的诊断主要依靠肝穿刺活检病理，但其是有创性检查，并存在一定的并发症及抽样误差，且不能进行反复操作。影像学对肝纤维化与早期肝硬化的诊断评估一直以来都受到学者们的关注。一些学者^[3,4,5]对超声二维影像及彩色多普勒血流影像诊断肝纤维化及早期肝硬化做了大量研究，但这些研究结果仍局限于最低和最高分期之间的显著性差异。常规CT及MR检查根据形态学改变及其他间接征象对肝纤维化、早期肝硬化评估的价值有限。MR SPIO增强扫描利用肝纤维化时肝脏Kupffer细胞减少，导致T1WI及T2WI信号下降程度低于正常肝组织，对肝纤维化可以做出诊断^[6]。MR弹性成像（magnetic resonance elatography，MRE）作为一种新的、非创伤性的成像技术近年来受到学者的关注，Asbach等^[7]和Huwart等^[8]在对肝纤维化的研究中发现，MRE对于肝纤维化各期的诊断都有很高的特异度和灵敏度；但MRE的不足在于其测量过程中无法避开肝内血管，导致不可避免的测量误差。

       DWI则是通过检测组织内水分子的运动状态来反映组织的结构特点。近年来，应用DWI评估肝纤维化、早期肝硬化诊断已受到广泛关注，有学者研究报道1.5 T MR-DWI对于诊断肝纤维化的益处，并认为ADC值=1.31×10^-3 mm²/s能够区别肝纤维化和正常肝组织^[9,10,11]。但DWI的ADC值能否作为肝纤维化临床分期的量化指标尚存在争议，国内外学者尚无统一观点^[12,13,14]。Koinuma等^[13]和Lewin等^[14]分别采用b值为0 s/mm²、128 s/mm²和0 s/mm²、200 s/mm²、400 s/mm²、800 s/mm²对病人进行DWI扫描，结果发现ADC值与肝纤维化分级之间具有相关性，且随着肝纤维化程度增加而降低。Boulanger等^[12]采用50 s/mm²、100 s/mm²、150 s/mm²、200 s/mm²、250 s/mm²共5个b值进行DWI扫描，认为ADC值的降低与肝纤维分级之间并无相关性。各研究结果不同可能与扫描时b值的选择有关。b值小时，ADC值主要反映组织内血液灌注情况，并不能很好地反映水分子扩散受限的程度；b值大时，ADC值主要反映组织内水分子扩散受限的程度。目前，DWI扫描时b值的取值并没有统一规范，各研究所取b值也不尽相同。Girometti等^[15]研究显示，b值取高于400 s/mm²时ADC值用于诊断和评价肝纤维化性病变的准确性更高；本研究b值取0、500 s/mm²。本研究结果与Boulanger等^[12]类似，DWI的ADC值由正常到肝硬化呈递减趋势，虽能区分正常肝与肝纤维化，但却无法对肝纤维化进行进一步的评估。

       DTI是在DWI的基础上发展而成的一种根据组织内水分子的扩散特性来探测有机体的微观结构和病理改变的MRI方法，已经成功地用于中枢神经系统病变的临床诊断和相关病变的基础研^[16]。近年来DTI用于腹部的研究也逐渐成为热点，在肝脏、肾脏、前列腺等腹部脏器均有研究^[17,18]，既往动物实验研究证明，DTI可在早期发现肝脏病变并动态监测部分生长特性及血流变化，是一种检测肝脏病变的敏感手段^[19,20,21]。DTI的主要参数有ADC值、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值越高。肝脏受损后，经一系列反应后会在肝组织内沉积大量胶原纤维，胶原纤维排列紧密，水分子运动能力受限，但运动的方向性却很好，故受损的肝组织在DTI上表现为ADC值降低，FA值升高^[22]。

       本研究中DWI序列和DTI序列的ADC值表现出的趋势较一致。DTI序列中，FA值在正常组、肝纤维化组与早期肝硬化组中呈递增趋势；在Tosun等^[23]的研究结果中，FA值虽表现出与本研究类似的趋势，但其肝纤维化与早期肝硬化组间差异并无统计学意义，而本研究各组之间差异均有统计学意义。Jones等^[24]研究认为，对于信号较弱组织的FA值的研究以18~21个扩散梯度方向为宜，而对于信号较强的组织，扩散梯度方向个数取6较好。

       本研究的不足之处：本研究在6个正交方向施加扩散梯度，方向数较小，对研究结果可能有影响；另外，本研究虽然得出各组DTI的ADC值、FA值之间差异有统计学意义，但由于样本数少，无法得出可信的诊断界值，有待增加样本量进一步研究，取得较为可信的诊断界值。

       综上所述，DWI与DTI的ADC值对于肝脏纤维化性病变的评估有着不可忽视的临床应用价值，却难以进一步区分肝纤维化与早期肝硬化。而FA值较ADC值更加敏感，既能区分正常与肝脏纤维化性病变，又能较好地反映肝纤维化与早期肝硬化之间的差异，具有更好的研究及临床应用前景。