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肝纤维化是各种慢性肝病的共同病理转归。肝脏发生损伤时，损伤-修复反应同时进行，激活肝星状细胞，细胞外基质过度沉积，发生肝纤维化，最终导致肝硬化等。肝纤维化分期对慢性肝病的治疗、监测及预后具有非常重要的临床价值。研究报道，早期肝纤维化起病隐匿、无症状，并且是一个双向性的动态过程，早期得到治疗，纤维化可以逆转，并非最终发展为肝硬化，特别是在F2期之前治疗效果最佳。作为诊断金标准的肝脏活检病理学检查，其具有创伤性、导致出血、致死率和取样误差、观察者主观评价不一致性以及患者意愿等各种局限性仍影响着临床诊疗及研究。 近年来，磁共振弹性成像（magnetic resonance elastography，MRE）在成像方法、成像序列等方面日益成熟，本文着重对MRE在肝纤维化的研究新进展进行综述。 1. MRE成像方法 弹性硬度是人体组织的固有物理特性，MRE是机械波通过测量活体组织的弹性硬度，反映组织的弹性力学特征，剪切波传播速度的平方与肝脏弹性值呈正比，通过组织弹性硬度的变化反映疾病病程，被称为“影像触诊”。MRE需要外置机械波发生器，目前各研究机构应用较多的是梅奥诊所应用的气压机械波发生器，其他类型的发生器还有压电装置驱动、机电装置驱动、电磁感应机械波发生器等。机械波发生器放置于磁共振扫描室外，产生空气压缩波，通过塑料连接管传输至被动振动器，测量肝脏硬度时，将其置于肝区腹壁上，利用波型转换产生连续正弦振动的剪切波（频率在50～500 Hz）传播至肝脏，MRE可应用在各个不同的MR设备上，兼容性较高。 早期，被动振动器是平面设计，与腹壁贴合不紧密，近两年采用柔软材质、与腹壁贴合较好，更有利于剪切波的传播，也提高患者舒适度。剪切波持续、动态地发生，使组织内质点发生空间位移，在与声学驱动系统同步下，利用运动敏感梯度获得组织内质点的空间位移，位移程度与质点弹性硬度相关，剪切波在较硬组织中传播速度较快，反之传播速度较慢，周期较多，相位改变较大，根据质点位移大小拟合计算剪切波在组织内的传播速度。 剪切波传播速度反映波长，组织弹性硬度的增加伴随波长的延长，因此同样频率的剪切波产生不同的传播速度和波长，形成不同的剪切形变和剪切波，于不同的传播时间点获得波形图。明确剪切波的波长分布，获取相位图，最后通过拟合反演算法得出弹性系数分布图，即弹性图。 2. MRE成像序列 MRE可以在1.5 T、3.0 T场强下进行扫描，在相同频率的剪切波下，剪切波的传播不受场强及其他扫描参数的影响，因此所测得弹性硬度值的重复性及观察者一致性较高。目前，MRE成像序列分为2D MRE及3D MRE序列，2D MRE序列可采用2D梯度回波序列（gradient recalled echo，GRE）、2D自旋平面回波序列（spin-echo echo-planar imaging，SE-EPI）以及平衡稳态自由进动序列（balanced steady-state free precision，bSSFP）等进行肝脏单层或全肝的扫描；3D MRE序列主要采用 SE-EPI-MRE序列扫描。 目前最常应用单一运动编码的2D GRE-MRE序列，但是有研究表明，肝纤维化容易合并铁沉积，GRE序列对短T2*弛豫时间较为敏感，铁沉积造成T2*信号明显衰减，影响数据测量，成像失败率高。而2D SE-EPI-MRE序列的回波时间较短，T2*信号衰减效应较小，Choi等在180例慢性肝病患者的两种序列成像对比分析中发现2D SE-EPI-MRE序列扫描成功率（98.1%）高于2D GRE-MRE （80.7%）；Serai等认为2D SE-EPI-MRE序列在肝纤维化伴铁沉积具有明确的临床应用价值。 Calle-Toro等回顾性分析52例肝纤维化患者，证实2D SE-EPI-MRE序列在单次射频脉冲下即可获得所有空间编码信息，扫描范围增大，并且扫描所需时间缩短，有利于减少呼吸伪影、提高图像质量，适用于儿童及老年患者。2D MRE序列选择肝脏最大横截面处扫描4层轴位图像，层厚5～10 mm；近年采用的3D MRE序列使用全肝扫描技术，更能反映整个肝脏弹性硬度的改变，尤其是肝纤维化在肝脏不均匀分布。 有研究表明，3D SE-EPI-MRE序列扫描面覆盖全肝，增加空间覆盖面，提高图像信噪比、准确度及诊断效能。但目前3D MRE扫描时间长、普及率不广，但是3DMRE将作为MRE未来的应用方向。 3. MRE图像后处理 采用MRE相应的后处理软件会自动处理生成波形图、弹性图、彩色弹性图（0～8 kPa）以及置信图覆盖的彩色弹性图。MRE主要通过测量弹性图的肝脏硬度值（liver stiffness，LS）评估组织弹性硬度，相位图对于组织弹性硬度评估方面有待于进一步研究。采用感兴趣区（region of interest，ROI）测量数据，常规选取4层肝脏最大截面的图像上手动绘制ROI测量LS值，避开肝脏边缘、胆管、大血管及心动伪影等，取ROI平均数值作为肝脏LS值。也可采用不规则形ROI，沿肝脏轮廓取最大的取样面积，能展现更好的重复性及准确度，但是费时费力。 对于不均匀性肝纤维化，肝纤维化病理进程不一致，并且在不同病因下、相同分期的患者，纤维化病理分布模式也不尽相同，尤其是在早期肝纤维化（F1、F2期），因此单纯绘制ROI或许不能准确评估肝纤维化分期。Rezvani等提出一种基于全肝容积的容积分割测量方法，采用西门子多参数分析软件自动进行肝脏分段，在排除置信度图以外区域的前提下，最大限度地覆盖待评估的肝脏容积，通过诊断128例肝纤维化患者分期，发现在59例常规ROI测值下评估为F0期样本中，容积分割测值能发现约31例（52.5%）超过20%肝脏容积具有不同程度的肝纤维化。容积分割能提供肝纤维化LS值的分布信息，对不同病因下的肝纤维化分期评估更为准确，能克服肝脏活检的缺点，甚至指导肝脏活检的进行。 4. MRE诊断肝纤维化 MRE成像技术是一种定量的、可靠的检查技术。根据人种、年龄不同，LS值各有差异。Venkatesh等研究41例健康亚洲人得出正常亚洲人平均LS值约（2.09±0.22） kPa，并且与年龄、性别、体质量指数、肝脏脂肪含量无关。不同年龄段的正常LS值也会发生变化，Sawh等研究81名健康儿童（8～17岁）得出正常儿童肝脏平均LS值为（2.45±0.35） kPa，高于正常成人的LS值。但是在部分超声瞬时弹性成像研究中，有学者认为LS值伴随年龄增长而增加。 慢性肝病的病因包括非酒精性脂肪肝病、病毒性肝炎、免疫性肝炎、酒精性肝病等。非酒精性脂肪肝病是全球范围内慢性肝病的主要病因，Loomba等回顾性分析117例非酒精性脂肪肝病患者，2D GRE-MRE成像在鉴别早期（F0～F2）肝纤维化与进展期（F3～F4）肝纤维化的受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线下面积（area under curve，AUC）达0.924，特异度达91%，灵敏度达86%。 我国慢性肝病的主要病因是病毒性肝炎，其中以乙肝最为多见，Park等发现MRE诊断乙肝所致肝纤维化≥F2期的AUC达0.906、F4期AUC达0.894。Wang等发现LS值与自身免疫性肝炎后肝纤维化分期呈明显正相关（r=0.88），诊断进展期肝纤维化及肝硬化的AUC分别为0.97、0.98，与传统的实验室检查相比，更能充当较好的预测指标。当肝纤维化合并腹水，MRE检查明显优于超声检查。 Abe等对208例肝纤维化患者（其中41例患者合并腹水）研究得出诊断肝纤维化合并腹水的最优截断值LS值＞6.0 kPa，相应AUC为0.87，并认为LS值＞6.0 kPa可作为肝纤维化合并腹水的独立风险因素，诊断效能高于血清生化学检查。Lee等认为LS值与肝纤维化预后呈明显相关性，预测肝功能失代偿、诊断肝癌、评估总体生存率的LS最优截断值分别为4.46、4.44、5.53 kPa，LS值可作为预测因子，为肝纤维化患者提供重要的预后信息。 MRE在诊断肝纤维化分期应用成熟，近年研究进展主要是与其他影像技术的比较。笔者团队前期曾研究扩散加权成像（diffusion-weighted imaging，DWI）诊断家兔肝纤维化分期，得出表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）值诊断各期的AUC分别为0.712、0.699、0.867、0.795，能发挥一定的临床价值，但是对比分析MRE及DWI，发现MRE具有更高的诊断效能，诊断≥F2期的AUC达0.922；Tlρ成像对大分子物质的低频运动非常敏感，在前期对比MRE和Tlρ成像研究中，MRE （各期AUC为0.938～0.989）诊断效能优于Tlρ（各期AUC为0.771～0.954）；磁敏感加权成像（susceptibility-weighted imaging，SWI）在诊断肝纤维化方面研究不多，笔者团队近年采用大白兔动物模型对比MRE与SWI两者的诊断效能，MRE各期诊断效能（AUC为0.953、0.949、0.986、0.979）稍高于SWI （AUC为0.914、0.932、0.897、0.903）。 相比传统的DWI，基于双指数模型的体素内不相干运动成像（intravoxel incoherent motion，IVIM）能反映肝脏微循环血流灌注改变，获得假性扩散系数（D*）、灌注分数（f）及真性扩散系数（D）与肝纤维化程度呈负相关，并且有研究表明D*值能较ADC值具有更高的早期（F0～F3）诊断效能，但是Ichikawa等研究得出MRE诊断各期肝纤维化效能（AUC为0.992、0.998、0.995、0.996）均高于IVIM的D*值（0.851、0.898、0.904、0.885）。 Gd-EOB-DTPA增强成像也能反映肝脏病理下灌注功能的改变，Wu等回顾性分析104例慢性肝病患者，认为LS值直接反映肝脏病理结构的变化，MRE在各期诊断效能均高于Gd-EOB-DTPA增强成像。此外，Hoffman等对比2D SE-EPI-MRE、T1 mapping与T2 mapping成像分析223例肝病患者，发现MRE成像诊断效能更高，在鉴别早期（F0～F2）肝纤维化与进展期（F3～F4）肝纤维化中，MRE所得AUC分别为0.975、0.925，均高于T1 mapping成像（0.671、0.642）与T2 mapping成像（0.671、0.743）。MRE在诊断肝纤维化中展现了重要的应用前景及诊断优势。 Morisaka等采用2D-GRE-MRE序列扫描80例肝纤维化患者得出MRE诊断肝纤维化的准确度与穿刺活检结果大致相同，足够替代肝脏活检。 5. MRE成像局限性 MRE在临床应用上仍有一定的局限性。首先，影响肝脏弹性硬度的因素不只是肝纤维化，胆道梗阻、右心衰竭、门静脉血流变化等均可影响LS值测量，干扰肝纤维化分期的评估。MRE仍需要较昂贵的额外设备，包括机械波发生器、特殊的后处理软件等，普及度仍待提高。 6.结语 磁共振弹性成像是目前诊断肝纤维化效能最高的无创性影像学技术，包括诊断不同病因下的肝纤维化分期、评估预后、预测并发症及患者总体生存率等，未来有望取代传统的肝脏病理活检。此外，MRE在肝脏局灶性病变及胰腺、肾脏、心脏纤维化等疾病也逐渐发挥诊断价值，在此不一一展开。无论是早期的肝纤维化筛查，还是晚期肝硬化的病情随访，都应将MRE作为常规检查手段。 来源：张豪,邹立秋.磁共振弹性成像技术对肝纤维化诊断的新进展[J].磁共振成像,2020,11(04):315-317. |
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