磁共振DWI、IVIM與大鼠肝纖維化病理分期相關(guān)性研究.pdf

1、目的：
　　評價磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像（Diffusion Weighted Imaging,DWI）參數(shù)ADC和體素內(nèi)不相干運動（Intravoxel Incoherent Motion,IVIM）參數(shù)D，f及D*與大鼠肝纖維化病理分期的相關(guān)性并探討大鼠肝纖維化診斷和分期的最佳指標(biāo)。
　　方法：
　　于蘭州大學(xué)實驗動物中心處獲取65只健康清潔雄性SD大鼠，從中隨機(jī)選取55只作為實驗組，其余10只作為健康對照組。采用大鼠肝

2、纖維化模型經(jīng)典培養(yǎng)方法，實驗組55只大鼠在正常喂養(yǎng)的同時通過腹腔注射四氯化碳溶液逐步誘導(dǎo)形成不同級別的肝纖維化模型，對照組大鼠僅正常喂養(yǎng)。對照組和實驗組大鼠先后行3.0T MR檢查，檢查序列包括常規(guī)定位掃描、軸位T1加權(quán)像（Axial T1-FSE）、軸位壓脂T2加權(quán)像（Axial T2-FSE-FS）、軸位DWI單指數(shù)模型成像（b值為0和800s/mm2）和軸位IVIM雙指數(shù)模型成像（b值分別取0、50、100、150、200、400

3、、600和800s/mm2），掃描所得原始圖像經(jīng)后處理軟件（SIEMENS WORKSTATION和MITK）處理后在合適層面（與肝組織病理檢查取材部位盡量靠近）選取感興趣區(qū)測量肝臟DWI及IVIM相關(guān)參數(shù)值，包括DWI參數(shù)表觀擴(kuò)散系數(shù)（Apparent Diffusion Coefficient,ADC）及IVIM成像相關(guān)參數(shù)純水分子擴(kuò)散系數(shù)（Pure Water Molecular Diffusion Coefficient,D）、

4、灌注相關(guān)擴(kuò)散系數(shù)（Perfusion-related Coefficient,D*）與灌注分?jǐn)?shù)（Perfusion Fraction,f）。所有行磁共振掃描的大鼠均于掃描結(jié)束后處死取肝組織行病理學(xué)檢查，采用Metavir肝纖維化病理評分系統(tǒng)將肝纖維化分為F0-F4五期，根據(jù)病理結(jié)果把55只大鼠（實驗組大鼠死亡4只及圖像質(zhì)量不佳排除6只）分為五組。測量每組DWI、IVIM成像相關(guān)參數(shù)值，使用SPSS22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及行Spearm

5、an相關(guān)性分析，通過受試者工作特征曲線（ROC）評估DWI、IVIM成像各參數(shù)值診斷肝纖維化的效能及進(jìn)行分期的能力。
　　結(jié)果：
　　1.病理分期結(jié)果
　　病理結(jié)果為：F0期10只，F(xiàn)1期8只，F(xiàn)2期13只，F(xiàn)3期14只，F(xiàn)4期10只；對照組10只健康大鼠歸為F0期。
　　2.正常大鼠與肝纖維化大鼠DWI和IVIM各參數(shù)值對比
　　分析結(jié)果顯示正常大鼠與肝纖維化大鼠的ADC值均明顯高于其D值（正常組ADC值

6、和D值分別為（1.35±0.08）x10-3mm2/s和（0.99±0.08）x10-3mm2/s， P<0.05）（纖維化組ADC值和D值分別為（1.25±0.10）x10-3mm2/s和（0.88±0.69）x10-3mm2/s，P<0.05）。大鼠肝纖維化ADC值、D值、f值及D*值均較正常大鼠明顯降低，差異具有顯著性（P<0.01）。Spearman相關(guān)性分析顯示，ADC值、D值、f值和D*值均與肝纖維化水平呈負(fù)相關(guān)（

7、r=－0.657，r=－0.668，r=－0.711，r=－0.851，P<0.05），其中D*與肝纖維化程度相關(guān)性最大。
　　3.DWI和IVIM各參數(shù)對各期肝纖維化的鑒別能力
　　在DWI單指數(shù)模型中，隨著肝纖維化水平增加，ADC值逐漸下降，其中F3期和F4期的ADC值具有明顯差異（ADC值分別為（1.23±0.11）x10-3mm2/s和（1.16±0.05）x10-3mm2/s，P<0.05），F(xiàn)0和F1期、F1和F

8、2期、F2期和F3期的ADC值無顯著差異（P>0.05）。
　　在IVIM雙指數(shù)模型中，D值、f值、D*值隨肝纖維化級別的遞增逐漸下降，其中肝纖維化F0期與F1期的D*值有顯著差異（D*值分別為（59.88±6.93）x10-3mm2/s和（49.37±5.19）x10-3mm2/s，P<0.01），F(xiàn)1期和F2期大鼠的D*值和f值有明顯差別（（D*值分別為（49.37±5.19）x10-3mm2/s和（42.69±2.75）x1

9、0-3mm2/s，P<0.01），f值分別為（0.24±0.03）和（0.21±0.02），P<0.01）），F(xiàn)3期和F4期肝纖維化大鼠的D值有明顯差異（D值分別為（0.88±0.05）x10-3mm2/s和（0.90±0.06）x10-3mm2/s，P<0.05）。
　　4.DWI和IVIM各參數(shù)對不同階段肝纖維化的診斷準(zhǔn)確性
　　ROC曲線分析得出，D*值分別對肝纖維化F0期和F1-4期、F0-1和F2-4期及F0-2和

10、F3-4期三組的鑒別診斷效能均優(yōu)于ADC值和D、f值，ROC曲線下面積分別為0.982、0.980、0.930，各組的鑒別閾值分別為49.82x10-3mm2/s、44.70x10-3mm2/s和42.15x10-3mm2/s，敏感度分別為93％、95%和92%，特異度分別為100%、94%和83%，約登指數(shù)分別為0.930、0.892和0.755；ADC值對F0-3期和F4期肝纖維化的鑒別診斷上具有最高的診斷效能，ROC曲線下面積為0

11、.911，診斷閾值為1.17x10-3mm2/s，敏感度為80%，特異度為93%，約登指數(shù)為0.730。
　　結(jié)論：
　　1.ADC和D*都可以一定程度上診斷和分期肝纖維化，其中D*優(yōu)于ADC。
　　2.DWI、IVIM各參數(shù)均與肝纖維化水平呈負(fù)相關(guān)，其中D*與肝纖維化水平相關(guān)性最高。
　　3.D*能夠鑒別肝纖維化F0期與F1期，D*和f能夠鑒別肝纖維化F1與F2期，ADC和D能夠鑒別F3期與F4期肝纖維化。AD