體素內不相干運動擴散加權成像（IVIM-DWI）在肝纖維化中的應用

黃喆

  擴散加權成像( diffusion weighted imaging，DWI)是以組織細胞間的水分子布朗運動為理論基礎，通過使用梯度回波技術來測量組織細胞間隙水分子擴散信號，從而間接反映組織內微觀結構的變化及特點。隨著對DWI 的深入認識及不斷研究，研究者發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)單指數(shù)模型DWI 的量化參數(shù)表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）有一定的局限性，由于ADC 包含了組織內水分子擴散及微循環(huán)血流灌注兩方面的信息，使其在數(shù)值上高于純水分子擴散系數(shù)D 值。由此，Le Bihan等在20 世紀80 年代提出了體素內不相干運動擴散加權成像（intravoxel incoherent motion diffusionweighted imaging，IVIM-DWI）概念，IVIM-DWI 應用雙指數(shù)模型，通過多b 值分析，能夠將組織內的純水分子擴散信息和微循環(huán)血流灌注信息區(qū)分開來。（圖1）； 

1    IVIM-DWI基本原理介紹

IVIM-DWI采用雙指數(shù)模型，可準確描述組織信號衰減與b值間的關系，獲取組織內純水分子擴散和微循環(huán)血流灌注效應的參數(shù)，即Sb/S0=（1-f）×exp（-bD）+f×exp〔-b（D+D*）〕，其中，S代表感興趣區(qū)組織的信號強度；D代表感興趣區(qū)組織內純水分子擴散，即Dslow，亦稱真性擴散系數(shù)；D*代表感興趣區(qū)組織內微循環(huán)血流灌注，即Dfast，亦稱假性擴散系數(shù)；f為灌注分數(shù)，代表感興趣區(qū)組織內微循環(huán)血流灌注效應占總體擴散效應的容積比率。其中，D、D*的單位為mm2/s，f無單位。

利用IVIM-DWI模型對多b值的DWI進行圖像采集和數(shù)據(jù)分析，能夠獲得擴散參數(shù)D和灌注相關參數(shù)D*和f。由于分子運動速度及空間分布的不同，D*值明顯大于D值，常達數(shù)十個數(shù)量級。一般認為，選用低b值（b<200s/mm2）成像，DWI包含水分子擴散運動和微循環(huán)血流灌注效應，但對后者更敏感，此時D* 成為主要信號；選用高b 值（b>200s/mm2）成像，此時微循環(huán)血流灌注效應所致信號衰減可忽略不計，DWI信號主要反映D，即純水分子擴散運動。需要注意的是，當b值超過800s/mm2時，圖像質量下降，不利于觀察和測值。

2    IVIM-DWI在肝纖維化中的應用現(xiàn)狀

肝纖維化屬于肝臟彌漫性病變中的一種，是各種損傷因素累及肝臟后肝臟啟動的一種病理修復狀態(tài)，最終發(fā)展成為肝硬化，肝硬化患者罹患終末期肝病、門靜脈高壓及肝細胞癌的風險大大增加；此外，因慢性病毒性肝炎所致肝硬化者，其對抗病毒治療的反應不佳。肝組織活檢是診斷肝纖維化的金標準，但其為有創(chuàng)檢查，且存在取樣誤差、不宜重復使用的缺點。因此，無創(chuàng)診斷方式對于患有慢性肝臟疾病并導致肝纖維化或肝硬化的患者至關重要。MRI尤其是IVIM-DWI 成為一種有良好前景的評估肝纖維化的方法。

有學者應用IVIM-DWI評價肝纖維化，結果表明，肝纖維化組患者的ADC、D、D*及f值與正常肝臟相比均明顯下降，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.0056～0.0377）。Chen等應用Metavir評分將患者肝纖維化分為0～4度（0度為無肝纖維化，1～4度為肝纖維化程度由輕到重），結果發(fā)現(xiàn)，D、D*、f 及ADC值在0～1度組和2～4度組肝纖維化患者及0～2度組和3～4度組肝纖維化患者間的差異均有統(tǒng)計學意義，且肝纖維化程度越重，這些值下降越明顯。Hu等對大鼠肝纖維化模型研究發(fā)現(xiàn)，D*、f及ADC值隨肝纖維化程度（0～4度）的加重而降低，D值在0～2度肝纖維化組間逐漸降低，在2～4度肝纖維化組間大小不一，并且這些參數(shù)值在各組間（0～4度）的差異均有統(tǒng)計學意義，D、D*及f值聯(lián)合診斷的效能好于單個ADC值，同時D*值在肝纖維化程度0度和1度間的差異提示其可能作為診斷早期肝纖維化的指標。（圖A-H）

圖A-H（圖片來自文獻）：一位33歲男性患者，乙型肝炎病史，肝穿后病理證實肝纖維化F3級。A-E分別是多b-DWIs、standard ADC、Dslow，Dfast和FF的偽彩圖。F-H分別為HE染色(放大倍數(shù)×40)、馬森染色(放大倍數(shù)×40)、網(wǎng)狀纖維染色(放大倍數(shù)×100)。

3    小結與展望

IVIM成像技術的臨床應用目前尚屬研究熱點，國內外諸多學者將其廣泛應用于全身各個器官及不同疾病，如本文中所提到的在肝纖維化方面的應用，IVIM通過D*、D及f值可直接反映出肝纖維化在不同病理階段的變化情況，但依據(jù)其與臨床病理對照的定量分級尚未明確，望有關科室相互合作共同研究。