玻璃钢 胃肠病学研究与实践 1687-630X 1687-6121 印地语 10.1155/2018/2983725 2983725 研究文章 慢性病毒性肝炎肝功能不全患者的体内非相干运动（IVIM）扩散加权成像（DWI）：3特斯拉时的节段异质性及其与Child-Turcotte-Pugh分级的关系 http://orcid.org/0000-0002-7225-4304 叮 雷 1. 萧 莲香 2. 林 香桃 2. 熊 春梅 3. 林 凌波 4. http://orcid.org/0000-0002-6202-8848 陈 世俊 4. 米科马 淘气 1. 山东大学 传染病科 山东大学附属济南市中心医院 济南 山东省250021 中国 山东大学 2. 山东医学影像研究所 济南 山东省250021 中国 medimg.org 3. 山东大学 济南市传染病医院 济南 山东省250021 中国 山东大学 4. 济南市传染病医院 济南 山东省250021 中国 jnidhosp.com 2018 16 12 2018 2018 05 07 2018 19 09 2018 16 12 2018 2018 版权所有©2018雷丁等人。 这是一篇根据知识共享署名许可证发布的开放获取文章，允许在任何媒体中不受限制地使用、分发和复制，前提是原创作品被正确引用。

出身背景. 很少有研究集中于肝内非相干运动（IVIM）扩散加权成像（DWI）的感兴趣区域（ROI）相关异质性。本研究的目的是评估肝硬化（慢性病毒性肝炎）肝段间肝脏IVIM参数的差异。 材料和方法．本研究是对2015年1月至2016年12月济南市传染病医院行MRI检查的82例慢性肝病患者的回顾性研究。IVIM DWI(七种不同 B 数值）在西门子3.0-T MRI扫描仪上进行。纯分子扩散( D )，伪扩散( D ∗ )，和灌注分数( F )在不同的肝段进行评估。 后果． F , D 和 D ∗ 不同肝段之间的差异（所有 P < 0.05 )，表明肝段间IVIM参数的异质性。 F Child Turcotte-Pugh（CTP）A组的得分始终高于CTP B组 + C( P < ０．０１ ）. D 和 D ∗ 与CTP B级相比，CTP A级的平均值更高 + C( P < 0.05 ).在中等收入患者中 F 值>0.29时，AUC为0.88（95%CI:0.81-0.96），从CTP B类预测CTP A类的敏感性为86.8%，特异性为81.8% + C 结论肝IVIM可能是一种很有希望的方法，用于根据CTP等级对慢性病毒性肝炎节段性肝功能不全的严重程度进行分类，它为评估节段性肝功能不全提供了一种无创性的替代方法，可准确选择ROI。它可能用于监测慢性病毒性肝炎患者CLD和LC的进展e未来。

 1.介绍

肝功能评估在预测慢性肝病（CLD）或肝硬化（LC）患者的预后方面起着至关重要的作用，这两种疾病最终都会导致肝衰竭。对于CLD或LC伴或不伴肝细胞癌（HCC）的患者，肝功能评估也是治疗决策的一个组成部分，可以帮助医生做出适当的治疗决策[ 1., 2.]在临床实践中，使用吲哚青绿清除试验、弹性成像和临床评分系统，如Child-Turcotte-Pugh（CTP）或终末期肝病模型（MELD）评分来评估整个肝功能。CTP评分是CLD和LC中广泛使用且经验证的长期生存预测因子，根据总分5-6、7-9和10-15，将患者分为a、B和C级[ 3.]．

使用钆氧西酸和体内非相干运动（IVIM）扩散加权成像（DWI）的磁共振成像（MRI）最近显示出评估节段性肝功能障碍的潜力[ 4.– 8.].IVIM DWI，最初由勒比汉和特纳描述[ 9]在脑成像中，它有可能测量真正的分子扩散和水分子在毛细血管网络中的非相干运动。通过使用IVIM模型和足够低的倍数 B 值（<200 嗯2./秒)，不仅可以纯扩散特性( D )与组织内微观循环引起的伪扩散分离，但灌注特征（伪扩散系数( D ∗ ))以及它们的比例（灌注分数）( F ))也可以导出[ 10– 12].使用IVIM DWI，可以分离灌注和扩散因子[ 2.]然而，对于CLD或LC，由于结缔组织的逐渐增加和肝脏灌注的减少，肝脏的灌注和微观现象是不均匀的[ 4., 9]事实上，Samir等人已经证实了与用于评估肝纤维化阶段的剪切波弹性成像采集位置相关的变化[ 13]因此，由于感兴趣区域（ROI）的位置不同，IVIM参数在不同的节段之间可能会有所不同。最近通过IVIM评估的肝功能障碍或纤维化研究涉及从单个节段到整个肝脏的不同ROI位置和边界[ 7., 14– 18]．

很少有研究关注肝脏IVIM参数的ROI相关异质性。因此，本研究的目的是评估慢性病毒性肝炎引起的肝硬化肝脏各节段肝脏IVIM参数的差异，并根据t他使用CTP评分系统。

 2.材料和方法 2.1.研究设计

这是一项回顾性研究，共有82名CLD患者于2015年1月至2016年12月在济南传染病医院放射科接受了MRI检查。该研究得到了济南传染病医院伦理委员会的批准。由于研究的回顾性。

 2.2.病人

对于这些患者，MRI检查主要用于观察肝脏的形态学变化和肝炎/肝硬化的继发变化，如结节和腹水，并排除HCC。纳入标准为（1）>18岁，（2）慢性乙型肝炎病毒（HBV）或丙型肝炎病毒（HCV）感染，（3）进行IVIM。排除标准为（1）先前接受过肝脏疾病的局部治疗，（2）无法完成整个MR影像检查，（3）其他弥漫性肝病（原发性硬化性胆管炎、原发性胆汁性肝硬化、肝脂肪浸润等），（4）经MRI、囊肿和血管瘤证实的HCC 1 经MRI证实直径大于或等于cm（这些患者未发现其他肿瘤或肿瘤样病变），（5）门静脉栓塞，或（6）酗酒或酒精性肝硬化。

 2.3.生化试验和肝功能

所有患者在MRI前后1周内在同一实验室进行血清学检查。通过CTP评分系统评估肝脏疾病的严重程度。

 2.4. MRI检查与IVIM参数

在MRI检查前，所有患者均被要求禁食，并在夜间禁食和饮水。MRI使用3.0-T扫描仪（Magnetom Verio，Siemens Healthcare，Erlangen，Germany）进行.身体线圈用作发射器，6元件脊柱矩阵线圈与身体矩阵组合用作接收器。首先，冠状T2加权成像（半傅立叶采集单激发涡轮自旋回波（HASTE），重复时间（TR）/回波时间（TE）1400/86 ms，翻转角度10，矩阵 512 × 512 视野 400 × 400 M M ，切片厚度5 mm，20%间隙，30个切片）。

横断面MRI方案包括肝穹检查触发的横向t2加权涡轮自旋回波序列(TR/TE 4251/105 ms, matrix 560，视野 400 × 400 M M ，切片厚度5 毫米，20%间隙，30层），以及3D同相和异相屏气快速破坏梯度回波成像（TR/TE，4.0/2.5和1.2 ms，翻转角度10，矩阵 512 × 512 视野 450 × 390 M M ，切片厚度3 嗯，72片）。

自由呼吸，IVIM DWI采用单次激发自旋回波平面序列（SE-EPI），梯度反转脂肪抑制（TR/TE 6500/67） 毫秒，回波间隔0.52 ms，FOV 400 × 262 M M ，使用7 B 0、50、100、150、200、400和800 s/mm的值2.）.

 2.5.图像分析

使用MITK扩散软件（由德国海德堡医学和生物信息学分部德国癌症研究中心开发）对IVIM数据进行后处理，以获取 F , D 和 D ∗ .对于肝实质，四个不规则ROI（设计用于仔细保存至少5个 mm至肝脏边缘，包括尽可能大的整个节段，不包括可见的血管，通过选择不同水平的肝脏放置局部肝脏病变（如囊肿和血管瘤，或成像伪影）（内脏和膈肌表面附近的切片被丢弃，以消除肠道气体和呼吸运动伪影）。人工绘制左叶额外节段（EL）、左叶内侧节段（ML）、右叶前部节段（AR）和右叶后部节段（PR）的ROI（图 1.).所有ROI均放置在DWI上，具有 B 两名放射科医生（一名具有15年（XTL）经验，另一名具有7年（LXX）腹部MRI经验）得出的值为50。两名放射科医生对患者的临床特征一无所知。观察者之间对所有IVIM参数的一致性非常好，与Cronbach的一致 α为0.951 F ，0.876 D 和0.861 D ∗ ．

盒内非相干运动扩散加权成像测量的感兴趣区域（ROI）图 = 左叶的额外部分；b = 左叶内侧段；c = 右肺前叶；d = 右肺后叶。

对于每个肝段，IVIM参数( F , D 和 D ∗ )通过6-15个不同水平的肝脏横切面上的测量值的平均值计算 F , D 和 D ∗ 四个肝段的值作为整个肝脏IVIM参数。

 2.6.统计分析

使用Kolmogorov-Smirnov检验对连续数据进行正态分布检验。IVIM参数表示为平均值 ± 标准偏差。采用LSD事后检验的单因素方差分析评估不同肝段之间的IVIM参数。CTP A类组和CTP B类组之间的IVIM参数 + C组使用学生记忆进行比较 T-测试：使用受试者-操作者特征曲线（ROC）来比较受试者的能力 F, D和 D ∗ 鉴别CTP A、B级患者的价值 + C.使用多元线性回归分析评估IVIM参数与CTP得分之间的相关性。所有统计分析均使用SPSS 21.0 for Windows（IBM，Armonk，NY，USA）进行。双侧 P 值<0.05被认为具有统计学意义。

 3.结果 3.1.病人

共有142名CLD患者被纳入研究。如果患者之前接受过肝脏疾病的局部治疗，则排除在外( N = 10 )，如果他们无法完成整个MRI检查( N = 4. )，如果他们有其他弥漫性肝病( N = 7. )，如果他们有MRI证实的肝癌( N = 26 )，如果他们有门静脉栓塞( N = 7. )，或酗酒或酒精性肝硬化( N = 6. ）.如图所示 2.本研究共纳入82例慢性病毒性肝炎患者，年龄24 ~ 77岁。这些患者的临床特征列于表中 1.．

患者流程图。

应用IVIM MRI评估82例慢性病毒性肝炎患者的临床特征。

特征 数值（平均值，标准差） 中位数（范围）
年龄（年） 52.7 ± 11.9 51 (27-77)
 男/女， N (%) 51 (62.2)/31 (37.8)
体重指数（kg/m）2.) 24．1 ± 2.8 24.2 (17.9-24.3)
乙型肝炎/丙型肝炎 80/2
印度卢比 1.3. ± 0.3 1.26 (0.95-2.9)
ALT（IU/L） 81.4 (141) 40.5 (13-1005)
AST（国际单位/升） 92.7 ± 105 54.5 (19-691)
ALB（克/升） 34.4 ± 6.5 34 (17-54.7)
TBIL（mmol/L） 40.9 ± 62.1 21.7 (4.9-375.4)
法新社（纳克/毫升） 119.4 ± 250.6 14.9 (0.84 - > 2000)
CTP得分，平均值或n 6.9 ± 1.4.
 CTP A类（5~6） 40
5 24
6 16
CTP B级(7~9) 40
7 29
8 5.
9 6.
 CTP C级（10） 2.

BMI：体重指数；INR：国际标准化比率；ALT：丙氨酸转氨酶；AST：天冬氨酸转氨酶；ALB：白蛋白；TBIL：总胆红素；AFP: α-甲胎蛋白。

 3.2.不同位置的IVIM参数

不同肝段和全肝的IVIM参数均呈正态分布( P = 0.310 − 0.899 ，Kolmogorov-Smirnov检验）。表中给出了描述性统计数据 2.．数字 3.表明 F , D 和 D ∗ 不同肝段的IVIM参数存在显著差异，表明不同肝段IVIM参数存在异质性。

肝节段IVIM DWI参数。

肝段 F (%) D （10−3.嗯2./（s） D ∗ （10−3.嗯2./（s）
平均数±标准差 95%置信区间 平均数±标准差 95%置信区间 平均数±标准差 95%置信区间
埃尔 36.14 ± 7.80 34.42-37.85 1.34 ± 0.23 1.29 - -1.39 27.58 ± 7.79 25.86-29.29
毫升 29.22 ± 8.67 27.32 - -31.12 1.15 ± 0.16 1.11-1.18 30.41 ± 7.96 28.66 - -32.16
应收账 25.94 ± 6.60 24.49–-27.39 1.09 ± 0.13 1.06-1.11 33.31 ± 7.89 31.58-35.05
公共关系 27.35 ± 8 25.59-29.10 1.10 ± 0.12 1.07-1.13 32.11 ± 9.90 29.94-34.28
整体 29.69 ± 7.04 28.14-31.24 1.17 ± 0.12 1.15-1.19 31.22 ± 7.13 29.65-32.79
P <0.001 <0.001 <0.001

EL：左叶外段；ML：左叶内侧段；AR：右叶前段；PR：右叶后段。

盒状图 F , D 和 D ∗ 在不同的肝段。

 3.3.IVIM参数与CTP等级之间的关系

桌子 3.显示 F , D 和 D ∗ 根据CTP分类的不同肝段。 F 在CTP A类中始终高于CTP B类 + C（全部） P < ０．０１ ）. D 与CTP B级相比，CTP A级的风险更高 + EL、PR和整个肝脏中的C（所有 P < 0.05 ）. D ∗ 与CTP B级相比，CTP A级的风险更高 + EL、ML、PR和整个肝脏中的C（所有 P < 0.05 ）.

F , D 和 D ∗ 根据CTP分类的不同肝段。

肝段 F (%) D （10−3.嗯2./（s） D ∗ （10−3.嗯2./（s）
CTP A CTP b + c 西格。 CTP A CTP b + c 西格。 CTP A CTP b + c 西格。
埃尔 38.53 ± 7.07 33.76 ± 8 0.006 1.41 ± 0.22 1.27 ± 0.22 0.006 29.58 ± 7.04 25.93 ± 8.07 0.034
毫升 32.35 ± 7.63 26.20 ± 8.76 0.001 1.18 ± 0.13 1.12 ± 0.12 0.114 32.68 ± 7.46 28.17 ± 8.07 0.011
应收账 28.67 ± 6.19 23.61 ± 6.75 0.001 1.11 ± 0.10 1.08 ± 0.14 0.303 34.70 ± 8.45 31.98 ± 7.17 0.119
公共关系 29.90 ± 7.82 24.86 ± 7.64 0.005 1.14 ± 0.12 1.08 ± 0.12 0.023 34.27 ± 10.1 30.05 ± 9.35 0.038
整体 32.36 ± 6.21 27.11 ± 7.06 0.001 1.21 ± 0.10 1.13 ± 0.12 0.005 33.56 ± 7.22 28.99 ± 6.36 0.003
N 40 42 40 42 40 42

EL：左叶外段；ML：左叶内侧段；AR：右叶前段；PR：右叶后段。

 3.4.ROC分析

如图所示 4.的ROC曲线下面积（AUC） F , D 和 D ∗ 值具有统计学意义 F 值>0.29时，AUC为0.88（95%CI:0.81-0.96），这是三个IVIM参数中的最高值，导致从CTP B类预测CTP A类的敏感性为86.8%，特异性为81.8% + C（表1） 4.）.

接收机工作特性曲线比较 F , D 和 D ∗ 在不同的节段中作为CTP等级的预测因子（A和B + C） 。

ROC曲线数据 F , D 和 D ∗ 用于区分CTP类A和B + C。

段 AUC
F ( P 价值） D ( P 价值） D ∗ ( P 价值）
埃尔 0.85 (< 0.001) 0.59 (0.158) 0.68 (0.005)
毫升 0.80 (<0.001) 0.58 (0.234) 0.62 (0.062)
应收账 0.79 (<0.001) 0.59 (0.142) 0.60 (0.139)
公共关系 0.83 (<0.001) 0.61 (0.099) 0.65 (0.021)
全肝 0.88 (< 0.001) 0.65 (0.024) 0.73 (<0.001)

EL：左叶外段；ML：左叶内侧段；AR：右叶前段；PR：右叶后段。

 3.5. 多元分析

多元线性回归分析显示，在病毒性肝炎患者中， F ( P < 0.001 ), D ( P = 0.038 )与CTP类独立相关，而 D ∗ 没有关联( P = 0.451 ）.

 3.6。典型案例

数字 5.和 6.提出两个典型案例。两个病例都相对稳定。患者如图所示 5.是CTP A级。 F EL为0.35， F ML为0.24， F AR为0.29， F PR为0.43，全肝 F 是0.33。根据本研究的临界值0.29，评价肝功能为 F 数值显示整个肝脏 F 该值与CTP A级一致，但如果在左内叶或右前叶放置一个ROI，或者如果使用多个ROI，则将获得假阳性结果，并将患者确定为CTP B级 + C.以类似的方式，在图中 6.，患者为CTP B级。 F EL为0.25, F ML为0.29， F AR为0.22， F PR为0.37，全肝 F 为0.28。然而，如果ROI位于右后叶，则患者将被确定为CTP A级。这两个典型病例清楚地证明了肝硬化患者肝脏异质性和肝功能局部评估的重要性。

一名52岁女性慢性乙型肝炎患者不同肝段的IVIM测量，CTP评分为6（a类）。

一名67岁女性慢性乙型肝炎患者不同肝段的IVIM测量，CTP评分为9（B级）。

 4.讨论

目前的研究显示，不同肝段的IVIM参数存在显著差异，有统计学意义的更高 F 和 D 值，但更低 D ∗ 根据Dijkstra等人的一项研究，将EL值与其他节段进行比较[ 5.]1.教育的异质性 F 数值部分类似于先前研究中观察到的数值[ 4., 5.]．然而，本研究表明，包括微灌注成分在内的所有IVIM参数都具有位置依赖性 D ∗ 和纯分子扩散成分 D . 因为 D ∗ ，本研究与Dijkstra等人的研究一致[ 5.]但这两项研究都与Luciani等人的研究相矛盾[ 4.]。许多研究可能导致这些差异，包括病理类型、种族和遗传学。此外，本研究中观察到的范围低于他们报告的范围[ 4.]。这可能反映使用不同的 B 数值计算方法，因为我们在MITK扩散工作站上选择了三参数拟合模型 D 在这两项研究中未观察到节段之间的差异，这可能是由于患者数量相对较少或健康个体的微环境发生轻微变化所致。

此外，先前的一项研究表明，存在明显的变异，并且 F 价值观 D 价值观，以及 D ∗ F0期肝组织的数值[ 2.]众所周知，肝硬化与肝脏灌注减少有关，尤其是门脉血流减少[ 19– 21]．在大鼠灌注计算机断层扫描(CT)的实验研究中，肝左叶的相对血流比右叶高17% [ 22]．这也得到了Su等人的支持[ 23]在一项双源CT肝脏灌注研究中，他们发现第3节段（左外叶）的肝脏灌注指数（HPI）显著高于第5至8节段（右叶）这可能与肝血管的解剖结构有关。肝硬化左叶代偿性增加支持了这一点。

我们认为，除了组织学变化如脂肪和铁含量和技术差异如选择 B ROI的采集位置也对解释（至少部分解释）所报告的大范围IVIM参数具有重要影响。这些问题增加了在肝段间观察到的异质性，进一步使结果的解释复杂化。

肝脏灌注减少和结缔组织进行性增加被认为是CLD和肝癌中IVIM参数降低的可能机制[ 24, 25].这个 D 数值反映了细胞内和细胞外的分子扩散，而 D ∗ 和 F 数值反映微循环。据报道 F 值随坏死炎症活动的严重程度增加而降低[ 4., 26– 33]因此，IVIM参数变化不仅可以反映纤维化程度和灌注变化，还可以反映肝炎活动，如炎症浸润、肝细胞水肿和胆汁淤积 F , D 和 D ∗ 值均随CTP评分的增加而降低，这也得到了Zhang等人之前的研究的支持[ 34].根据多元线性回归分析 F 和 D 这些值与CTP评分独立相关，但不相关 D ∗ .部分原因可能是 D ∗ 并不是一个可重复性好的受肝纤维化影响的测量方法[ 35]．在平均值之间发现了中等的关系 F 值和CTP分数，以及两者之间的轻度关系 D 值或CTP得分。CTP A类患者的IVIM参数显著高于CTP B + C类患者，但IVIM参数与CTP评分之间仅存在轻度至中度相关性。这可能与患者的分布有关，如本研究中大多数患者的CTP评分为5 - 7分。此外, D 这些值受混杂因素的影响，如纤维化、脂肪和铁，这些因素通常与肝病共存。

基于之前的研究和我们的研究，IVIM DWI可能是一种快速、可重复的无创MR成像方式，能够定性和定量评估组织扩散率。它可能成为量化CLD变化的可靠成像方式。IVIM DWI的优点之一是它可以集成到常规腹部MRI序列中。与使用钆螯合物相比，注射Gd-EOB-DTPA后，肾功能受损导致肝胆排泄增加，因此对异常肾功能没有限制[ 36, 37]．

目前的研究有几个局限性。首先，没有进行肝纤维化阶段的组织病理学确认。其次，没有正常肝脏患者作为阴性对照组。此外，只有少数患者CTP评分较高。然而，CTP a组和CTP B组的IVIM参数变化 + C组仍反映出与肝功能不全呈负相关的趋势。此外，由于MRI系统的软件限制，无法获取任何相关数据 D ∗ 之间 B = 0 和50年代/毫米2.，这可能会导致相对较低的 D ∗ 在本研究和其他人的[ 5.– 7., 38– 41]尽管一些研究怀疑IVIM参数的明显变化和较差的再现性[ 35，它仍然显示了定量CLD的合理潜力。在最具影响力的因素中，节段依赖相关异质性在以往的研究中可能被低估。

 5.结论

IVIM肝脏DWI成像是一种很有前景的方法，可以根据CTP级别来评估慢性病毒性肝炎肝功能障碍的严重程度。它为评估节段性肝功能障碍提供了一种无创的选择。在临床上，我们将来有可能使用IVIM来监测CLD和LC的进展。在选择roi时，应考虑IVIM测量的异质性。IVIM MR成像在慢性肝病和LC的诊断和分期中的价值有待进一步研究。

 数据可用性

本研究期间生成的数据集可根据合理要求从相应作者处获得。

 披露

肖莲香是第一作者之一。

 利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

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