王丹，陳天武，劉啟榆，張小明，易光明

肝纖維化是因為肝細胞內存在炎癥刺激及壞死時，以膠原纖維為主的細胞外基質合成增多，而過多的細胞外基質沉積于肝內導致肝纖維化的發(fā)生[1]。目前肝纖維化治療指南[2]表明早期肝纖維化是可以逆轉的，因此診斷早期肝纖維化尤為重要。而肝穿刺活檢由于各種原因致其臨床應用受限[3]，因此磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)作為一項無創(chuàng)、并發(fā)癥少且重復性高的成像方法得到廣泛的應用，在診斷肝纖維化中扮演著重要的角色。

重度T2

*加權的三維梯度回波成像序列(enhanced T2star weight angiography，ESWAN)的成像原理是由于組織間存在磁敏感性差異，這種差異多由順磁性物質引起，如鐵、去氧血紅蛋白以及部分血液產物等。ESWAN最初用于檢測顱內出血灶[4]，隨著技術的發(fā)展逐漸應用于肝臟。肝纖維化過程中，鐵與其進展密切相關，鐵誘導的氧化應激損傷可以促進肝細胞壞死、肝星狀細胞激活，導致肝纖維化發(fā)生[5]；同時在肝功能受損嚴重的肝硬化患者中，肝臟內微循環(huán)發(fā)生改變，導致肝內組織缺氧，引起去氧血紅蛋白增加[6]，隨著肝內鐵及去氧血紅蛋白的增加，導致局部磁場發(fā)生改變，從而使ESWAN成像。

國內研究報道，ESWAN可以間接評估肝內鐵含量[7]，及ESWAN較磁共振常規(guī)序列能更敏感、更準確地檢測肝臟鐵沉積結節(jié)[8]，但沒有關注肝纖維化各期與ESWAN參數之間的相關性，同時多定性研究幅度值和相位值。因此本研究的目的是探討T2

*值、幅度值和血清鐵蛋白能否用于定量診斷肝纖維化的存在和評估肝纖維化的嚴重程度及其對比研究。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及方法

實驗新西蘭大白兔64只，6～8月齡，體重2.0～3.0 kg，雄性。建模分2批進行，每批共32只，正常組4只，實驗組28只，實驗組分為4小組，每小組7只。第2批建模較第1批推遲2個月進行，分組方案同第1批。根據Zhang等[9]的方法及采用純四氯化碳(CCl4)[10]建造兔肝纖維化模型。實驗組兔每周2次純CCL4腹腔注射，劑量為0.1 ml/kg，對照組進行同劑量的、同時間的生理鹽水腹腔注射。

1.2 MR檢查

造模第 6、8、10及12周隨機抽取1只對照組兔和1只實驗組兔進行MR檢查，使用美國GE Discovery MR750 3.0 T超導型MR機，膝關節(jié)線圈。掃描前兔8 h禁食，4 h禁水；使用麻醉機(美國Matrx，VIP3000；麻醉藥：異氟烷)對動物進行麻醉。兔取俯臥位固定，用腹帶控制動物呼吸動度。掃描完成取出肝臟做病理學檢查，由兩名高年資的病理學教授對標本進行肝纖維化METAVIR分期。

掃描序列如下：(1) T1LAVA-Flex：TR/TE=5.2/2.0 ms，帶寬166.67 KHz，FOV=20 cm×20 cm，矩陣=128×128，層厚3 mm，激勵次數1.0；(2) T2WI：TR/TE=3158/104 ms，帶寬83.34 KHz，FOV=14 cm×14 cm，矩陣=320×320，層厚4 mm，激勵次數2.0；(3) ESWAN：回波數為8個，TR=28.5 ms，TE=3.9～17.5 ms，翻轉角為20°，層厚3 mm，無間隔掃描，帶寬125 KHz，FOV=16 cm×16 cm，矩陣=256×256。

1.3 MR圖像及血清鐵蛋白

使用GE Advantage Workstation 4.6工作站測量ESWAN中的T2*值和幅度值。兩名放射學醫(yī)師采用雙盲法在圖像上勾畫出感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，選取圖像質量較佳、肝臟較大的3個層面勾畫ROI，每個層面隨機勾畫3個ROI(圖1)，每個兔肝臟共9個ROI，每個ROI面積為12～28 mm2。勾畫ROI應盡量避開大血管、膽管、偽影等，同時與肝臟邊緣保持足夠的距離。9個數據的平均值用于統計分析。

兩名病理學教授對肝臟標本進行肝纖維化METAVIR分期。抽取2 ml兔動脈血，3000 r/min離心10 min，收集上層血清。按照ELISA試劑盒說明書操作，得到血清鐵蛋白濃度。

1.4 統計分析

使用SPSS 13.0統計分析實驗數據。P＜0.05表示差異有統計學意義。兔肝T2*值和幅度值用x±s表示。

兩名放射科醫(yī)師測量的參數間和第1名醫(yī)生兩次測量參數間的一致性檢驗均用組間變異系數(coefficient of variation，CV)表示，CV(%)=(s/x)×100[11]。

2 結果

2.1 動物造模結果

64只新西蘭大白兔，8只正常對照組，56只構建肝纖維化模型。造模過程中共死亡19只，2只未造模成功(F0期)，共造模成功35只。肝臟纖維化分期結果見表1，各期肝纖維化Masson染色見圖2。

表1 各分組肝纖維化分期結果Tab.1 Results of stage of METAVIR in each group

表2 肝纖維化各期的ESWAN參數和血清鐵蛋白值Tab.2 Parameters of ESWAN and serum ferritin values at various stages of hepatic fi brosis

2.2 T2*值、幅度值和血清鐵蛋白與不同肝纖維化分期的關系

各期肝纖維化的T2*值、幅度值及血清鐵蛋白見表2、圖3。肝纖維化組的T2*值和幅度值均小于正常組，隨著肝纖維化的進展，T2*值(r=-0.588，P＜0.05)和幅度值(r=-0.388，P＜0.05)呈下降的趨勢。T2*值能區(qū)分正常組分別與F2、F3、F4期(P＜0.05)，以及F1期分別與F4期、F2～4期(P＜0.05)；幅度值能鑒別正常組和F4期、F1期和F4期、F1～3期和F4期(P＜0.05)。

肝纖維化組血清鐵蛋白值較正常組高，隨著肝纖維化的進展，血清鐵蛋白值呈上升趨勢(r=0.409，P＜0.05)。血清鐵蛋白能區(qū)分正常組分別與F3、F4期(P＜0.05)，同時與T2*值和幅度值均沒有相關性。

2.3 觀察者間、觀察者內差異性分析

兩名醫(yī)師測量的T2*值和幅度值之間的差異性用CV表示，2 w后兩名醫(yī)師分別再次測量數據，并進行觀察者內差異性分析。兩者CV值超過和低于10%的數據見表3。

2.4 ROC曲線分析

3 討論

鐵在肝纖維化發(fā)展過程中非常重要[5]。肝臟是人體鐵最主要的代謝和儲存器官，肝臟的鐵濃度可以反映體內鐵濃度，因為血清鐵蛋白不能準確評估體內的鐵含量[12]，因此MRI被應用于測量肝內鐵含量[3]。有研究報道，ESWAN可以定性診斷肝脾內鐵沉積結節(jié)[13-14]。

圖1 A～D分別代表正常和F1～F4期肝纖維化的肝臟MR圖 圖2 A～D分別代表肝纖維化F1～F4期，藍色區(qū)域為肝纖維化(Masson染色，1100倍) 圖3 A～C分別表示T2*值、幅度值和血清鐵蛋白在各肝纖維化期的分布Fig.1 A—D represents the liver MR map of normal and F1-F4 stage liver fi brosis, respectively. Fig.2 A—D represents hepatic fi brosis stage F1-F4,and blue region is liver fi brosis (Masson staining, ×1100). Fig.3 A—C indicated the distribution of fi brosis stage.

本研究發(fā)現，幅度值能區(qū)分正常組與F4期、F1期和F4期、F1～3期和F4期。幅度圖像對局部磁場的不均勻比較敏感[14]。肝纖維化過程中，肝內鐵含量增加，使局部磁場發(fā)生改變、局部磁場不均勻，從而使幅度值發(fā)生改變，隨著肝纖維化程度的加重，鐵也愈加增多，因此幅度值呈下降的趨勢。但是在正常組分別與F1、F2、F3期纖維化比較中，幅度值差異沒有統計學意義，可能是由于差異不明顯導致。

本研究發(fā)現血清鐵蛋白能分別區(qū)分正常組與F3、F4期。有研究報道血清鐵蛋白的水平能輔助診斷肝纖維化[18]。血清鐵蛋白是鐵儲存的最主要方式，因此鐵過載時，組織內和血循環(huán)中的血清鐵蛋白都將增加[19]。肝臟中鐵持續(xù)增加導致肝纖維化程度加重，同時血循環(huán)中的血清鐵蛋白也逐漸增加。因此血清鐵蛋白隨著肝纖維化程度的加重呈上升趨勢；然而血清鐵蛋白不能區(qū)分正常對照和早期肝纖維化，究其緣由可能是因為早期肝纖維化時，肝臟的代償能力較強，兩者之間差異較小所導致。

通過ROC分析得出，在鑒別正常對照組和F4期肝纖維化中，幅度值和T2*值的AUC均≥0.825，其中T2*值的診斷效能較高。在各期肝纖維化之間比較中，幅度值與T2*值能鑒別F1期和F4期，且AUC均≥0.8，其中幅度值的診斷效能較高；T*2值能鑒別F1期和F2～4期肝纖維化，AUC值為0.74；而幅度值能鑒別F1～3期和F4期纖維化，AUC值為0.822。血清鐵蛋白較ESWAN的參數診斷價值稍低，僅能區(qū)別正常對照組分別與F3期、F4期肝纖維化，AUC值分別為0.873、0.886。綜上所述，T*2值較幅度值與血清鐵蛋白的診斷效能高。

本實驗有幾點不足：(1)本實驗未進行相位值分析，有報道相位值可以評估鐵含量[20]，在將來筆者將進一步進行這方面的研究。(2)本實驗不是臨床研究而是動物實驗。

T2

*值、幅度值及血清鐵蛋白能定量診斷肝纖維化以及評估肝纖維化的嚴重程度，其中T2*值診斷價值較高。

表3 觀察者內及觀察者間的ESWAN參數的變異系數比較Tab.3 Comparison of interobserver and intraobserver variability of parameters of ESWAN

表4 ESWAN參數值與血清鐵蛋白的ROC曲線診斷肝纖維化Tab.4 Parameters of ESWAN and serum ferritin values in stages of fi brosis

參考文獻 [References]

[1] Jiang HQ, Zhang XL. Pathogenesis of hepatic fi brosis. World Chin J Diges, 2000, 8(6): 687-689.姜慧卿, 張曉嵐. 肝纖維化的發(fā)生機制. 世界華人消化雜志, 2000,8(6): 687-689.

[2] Heintges T, Mohr L, Hensel F, et al. Value of liver biopsy prior to interferon therapy for chronic viral hepatitis. Diges Dis & Sci, 1998,43(7): 1562-1565.

[3] Zamani F, Razmjou S, Akhlaghpoor S, et al.imaging of the liver in thalassemic patients in Iran. World J Gastroenterol, 2011, 17(4): 522-525.

[4] Zhang J. ESWAN in the detection of diffuse axonal injury related hemorrhagic lesions and the investigation of imaging parameters.Wuhan: Huazhong University of Science and Technology, 2010.張菁. ESWAN序列對DAI出血灶的檢出及其參數研究. 武漢: 華中科技大學, 2010.

[5] Ramm GA, Ruddell RG. Iron homeostasis, hepatocellular injury,and fi brogenesis in hemochromatosis: the role of in fl ammation in a nonin fl ammatory liver disease. Seminars in Liver Dis, 2010, 30(3):271-287.

[6] Haque M, Koktzoglou L, Li W, et a1. Functional MRI of liver using BOLD MRI: effect of glucose. J Magn Reson Imaging, 2010, 32(4):988-991.

[7] Zhu NY, Yan FH, Wang H. Preliminary study on using IDEALQUANT, and ESWAN imaging technique for evaluating iron deposition in liver fibrosis. J Diagn Concepts Pract, 2014, 13(2):146-151.朱乃懿, 嚴福華, 王鶴. MR IDEAL-QUANT及ESWAN成像技術評估肝纖維化鐵質沉積的初步研究. 診斷學理論與實踐, 2014,13(2): 146-151.

[8] Ding JR, Pan JL, Mi YC. Application of ESWAN technique in detection siderotic nodules in the cirrhotic liver. J Clin Chin Med Imaging, 2014, 25(9): 664-666.丁建榮, 潘璟琍, 米玉成. ESWAN在檢測肝硬化鐵沉積結節(jié)中的價值. 中國臨床醫(yī)學影像雜志, 2014, 25(9): 664-666.

[9] Zhang L, Duan YY, Yin JK, et al. Grey scale enhancement by a new self-made contrast agent in early cirrhotic stage of rabbit liver. BMC Gastroenterol, 2007, 7(1): 32.

[10] Zeng Y, Zhao JN, Wu W, et al. Establishment of liver fibrosis in rabbit model and quantitative study on hepatic perfusion with dynamic whole liver 3D MR imaging. Chin J Hepatol, 2009, 17(5):350-353.曾燕, 趙建農, 吳偉, 等. 家兔肝纖維化模型的建立及三維全肝動態(tài)磁共振灌注成像對纖維化分期的量化價值. 中華肝臟病雜志,2009, 17(5): 350-353.

[11] Data BN. Intraobserver and interobserver variations in liver biopsy interpretation in patients with chronic hepatitis C. Hepatology, 2010,20(1): 15-20.

[12] Anwar M, Wood J, Manwani D, et al. Hepatic iron quanti fi cation on 3 Tesla magnetic resonance (MR): technical challenges and solutions.Radiol Res Pract, 2013, 2013: 628150.

[13] Yuan ZG, Shen Z, Guo LF, et al. Improving detection of sideroticnodules in patients with liver disease using 2D ESWAN technique. Acad Radiol, 2014, 21(8): 971-976.

[14] Ouyang HQ, Gong ZJ, Zha YF, et al. Splenic siderotic nodules in patients with liver cirrhosis. Exp Ther Med, 2013, 6(2): 445-450.[15] Chung YE, Park MS, Kim MS, et al. Quantification of superparamagnetic iron oxide-mediated signal intensity change in patients with liver cirrhosis using T2and T2*mapping: A preliminary report. J Magn Reson Imaging, 2010, 31(6): 1379-1386.

[16] Jin N, Deng J, Chadashvili T, et al. Carbogen gas-challenge BOLD MR imaging in a rat model of diethylnitrosamine-induced liver fi brosis. Radiology, 2010, 254(1): 129-137.

[17] Zhao JY, Li YW, Li L. The role of iron and hepcidin in hepatic fi brosis. Prog Physiol Sci, 2010, 41(3): 183-188.趙晉英, 李艷偉, 李琳. 鐵和鐵調素在肝纖維化中的作用. 生理科學進展, 2010, 41(3): 183-188.

[18] Manousou P, Kalambokis G, Grillo F, et al. Serum ferritin is a discriminant marker for both fibrosis and inflammation in histologically proven non-alcoholic fatty liver disease patients. Liver Int, 2011, 31(5): 730-739.

[19] Angulo P, George J, Day CP, et al. Serum ferritin levels lack diagnostic accuracy for liver fi brosis in patients with nonalcoholic fatty liver disease. Clin Gastroenterol Hepatol, 2014, 12(7):1163-1169.

[20] Sun LL, Li K, Fu L, et al. Study of phase value from ESWAN in astrocytictumor grading. Chin Comput Med Imag, 2013, 19(2):111-114.孫琳琳, 李克, 付玏, 等. ESWAN序列相位值在星形細胞腫瘤分級中的應用. 中國醫(yī)學計算機成像雜志, 2013, 19(2):111-114.