董常峰　曾　政　刘映霞　李汉英　陈　昕　骆永芳 　单灵波　黄　华　陆普选*

(1.深圳市第三人民医院超声科， 广东深圳 518112；2. 深圳市第三人民医院放射科， 广东深圳 518112； 3. 深圳市第三人民医院感染科， 广东深圳 518112；4. 深圳大学生物医学工程学院， 广东深圳 518112)



· 感染与炎性反应放射学 ·

剪切波速对比磁共振弥散成像评价慢性乙型肝炎肝纤维化程度

董常峰1曾政2刘映霞3李汉英1陈昕4骆永芳1单灵波1黄华2陆普选2*

(1.深圳市第三人民医院超声科， 广东深圳 518112；2. 深圳市第三人民医院放射科， 广东深圳 518112； 3. 深圳市第三人民医院感染科， 广东深圳 518112；4. 深圳大学生物医学工程学院， 广东深圳 518112)

目的对比研究剪切波速与磁共振体素内不连贯运动弥散成像技术对慢性乙型肝炎(以下简称慢乙肝)肝纤维化程度进行无创性分期的价值。方法入选223例经病理证实肝纤维化程度的慢乙肝患者，将其分为轻微肝纤维化(F1)组、肝纤维化(F2)组、严重肝纤维化(F3)组、肝硬化(F4)组。80例健康体检者组成对照(F0)组，测量所有入选者肝右叶各段剪切波速及其均值。应用磁共振弥散成像技术获得其中不同病理分期的39例肝纤维化患者及19例健康体检者的弥散值(D)、弥漫分数(f)及灌注相关弥散值(D*)。结果5组间剪切波速结果两两比较，除对照组与F1组间s5肝段剪切波速差异无统计学意义(P>0.05)，其余肝段剪切波速及其均值差异均有统计学意义(P<0.05)，且随着肝纤维化程度的加重，剪切波速逐级递增。剪切波速诊断≥F1、≥F2、≥F3及F4的临界值分别为1.22 m/s、1.30 m/s、 1.45 m/s 及1.60 m/s，在非严重型肝纤维化(F1、F2)诊断方面，剪切波速有较高的敏感度，分别达到92.82%、90.12%，而对于严重的肝纤维化及肝硬化(F3、F4)，剪切波速则具有极佳的特异度，分别达到92.27%、95.93%，其诊断各期(≥F1、≥F2、≥F3、F4)肝纤维化的受试者工作特征曲线下面积(area under the receiver operating characteristic curve， AUROC)分别达到0.887、0.920、0.952、0.954。磁共振弥散成像方面，与对照组比较，肝纤维化患者的D、f、D*均显著减低(P<0.05)，且随着肝纤维化程度的加重，f值和D*值持续减低，差异有统计学意义(P<0.05)。f值和D*值具有区分肝纤维化F2期与F1期的能力，最佳诊断分界点分别是0.135、9.928×10-3mm2/s。 结论对比剪切波速可细分F2以上级慢乙肝肝纤维化程度，磁共振体素内不连贯运动弥散成像则能将F1期与其他期肝纤维化精确区分，二者联合应用值得临床推广。

剪切波速；磁共振体素内不连贯运动弥散成像；肝脏纤维化；无创性诊断

我国是慢性乙型肝炎(以下简称慢乙肝)高发区，乙肝病毒反复活动可导致肝细胞变性坏死，最终导致肝纤维化、肝硬化，而肝纤维化如得到及时治疗可以逆转[1]，因此，对肝纤维化程度进行准确分期极为重要。肝脏穿刺活检虽是肝纤维化诊断的金标准，但因其创伤性无法常规实施。剪切波速(shear wave velocity，SWV)测量是一种新的组织弹性定量技术[2-3]，可以定量分析肝组织受外力作用后的弹性、硬度等生物力学参数，而磁共振体素内不连贯运动弥散成像(intravoxel incoherent motion diffusion magnetic resonance imaging，IVIM)技术也是近期无创性诊断肝纤维化的新热点。

1　资料与方法

1.1 一般资料

将深圳市第三人民医院2010年11月至2015年5月收治的223例慢性乙型肝炎(以下简称慢乙肝)确诊患者纳入SWV研究，其中女性43例，男性180例；年龄21～64岁，平均年龄(40.2 ± 9.4)岁。按METAVIR[4-6]分期标准分为4组：轻微肝脏纤维化(F1)组53例；肝脏纤维化(F2)组54例；严重肝脏纤维化(F3)组45例；肝硬化(F4)组71例。所有患者近3个月均无肝功能异常波动且小于两倍正常上限水平，无合并其他各类型急、慢性肝病，女性无妊娠，肝活检位置均位于肝脏右前叶，组织条长度≥ 20mm且包含至少8个门静脉汇管区。选择2011年3月至2015年5月来本院体检的80例健康者组成对照组，其中男性41例、女性39例，年龄20～67岁，平均年龄(33.3 ± 9.8)岁，无各类急、慢性肝病，无酗酒史，肝功能正常，影像学检查未发现其他肝脏异常。

筛选2013年8月至2014年9月于本院经肝穿刺活检病理确诊肝纤维化的慢乙肝患者39例(F1 15例，F2 10例，F3 8例，F4 6例)行 IVIM检查，排除标准：①合并其他各类型急、慢性肝病；②曾行肝叶切除或者肝移植手术者；③不能耐受磁共振检查或者有磁共振检查禁忌证(动脉瘤银夹、心脏起搏器等)。其中女性15例，男性24例；年龄22～57岁，平均年龄(36.9 ± 9.5)岁，19例健康志愿者接受IVIM检查，其中男性12例，女性7例，年龄23～59岁，平均年龄(35.7 ± 9.7)岁。

1.2 仪器与方法

活检术后2周内行SWV及IVIM检查，SWV研究采用Acuson S2000高档彩超，凸阵探头4C1，探头频率2.0～4.0 MHz，谐波成像，机械指数1.5。受检者平卧，调出SWV取样框，嘱受检者平静呼吸时屏气，置取样线于图像中央，取样框位于肝包膜下约2cm，确认取样框内为均匀的肝实质回声，按下“update”激发键，测量肝右前叶s5、s8段肝组织SWV，测量3次并取均值作为此段SWV值，受检者取左侧卧位，同样方法测量肝s6、s7段SWV，计算4个肝段SWV均值作为本例受检者肝脏SWV值。

IVIM检查采用荷兰菲利浦Achieva 1.5T 磁共振扫描，包括横断面T1WI梯度回波序列、横断面T2WI快速自旋回波序列以及横断面IVIM序列。T1WI扫描参数：TR=11 ms，TE=6.9 ms，矩阵=252×151，FOV=375 mm×304 mm，层厚7 mm，层间距1 mm。T2WI扫描参数：TR=421 ms，TE=80 ms，矩阵=268×184，FOV=375 mm×297 mm，层厚7 mm，层间距1 mm。IVIM序列包含10个b值(10、20、40、60、80、100、150、200、400、800 s/mm2)，平均TR=1 500 ms，TE=63 ms，矩阵=124×97，FOV=375 mm×302 mm，层厚7 mm，获得弥散分数f、弥散值D、灌注相关弥散值D*。

1.3 统计学方法

2　结果

2.1 各组剪切波速的比较及对乙肝肝纤维化程度的评价

F4组肝脏各段剪切波速较各组相应肝段剪切波速显著增快且差异具有统计学意义(P<0.05)(图1A、表1)，F3组较对照组、F1、F2组的各肝段剪切波速也有增快，差异具有统计学意义(P<0.05)(图1B、表1)，对照组、F1、F2组两两比较，除对照组与F1组的s5段外，其余肝段剪切波速差异均有统计学意义(P<0.05)(图1C、表1)。

图1　剪切波速分期肝纤维化

A：F4 cirrhosis， SWV of hepatic segment 8 increased significantly(1.74 m/s)；B： hepatic fibrosis F3， SWV of hepatic segment 7 increased obviously(1.57 m/s)；C： hepatic fibrosis F2， SWV of hepatic segment 8 increased mildly(1.25 m/s)； SWV： shear wave velocity.

表1　各组受检者肝右叶各段剪切波速及其均值

*P<0.05vscontrol group；△P<0.05vsF1 group；▲P<0.05vsF2 group；#P<0.05vsF3 group； SWV： Shear wave velocity.

各组受检者SWV均值的中位数、四分位数、最小值、最大值、离群值以箱形图显示(图2)。

肝纤维化不同阶段对应的SWV均值有明显不同的区间范围，为了确定各个肝纤维化阶段SWV临界值，运用ROC分析(图3)： SWV分期诊断肝脏纤维化的临界值(图4)及其对应的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、阳性相似比、AUROC详见表2。

2.2各组IVIM及对乙肝肝纤维化程度的评价比较

肝纤维化组IVIM扫描参数(D、f、D*)相对于正常志愿者组扫描参数均减低， 差异具有统计学意义(P<0.05)，详见表3。

不同病理分期组肝纤维化患者IVIM扫描参数D值差异无统计学意义(P>0.05)，F1期与F2期、F3&4

图2 各组受检者剪切波速均值分布范围

Top and bottom of boxes represent first and third quartiles， respectively， thick line through each box represents median. Error bars mark the minimum and maximum values (range). Small circles represent the outliers. SWV: shear wave velocity.

期肝纤维化组别间f值与D*值差异有统计学意义(P<0.05)，F2期与F3&4期肝纤维化组别间f值与D*值差异无统计学意义(P>0.05)，详见表4。

利用ROC曲线建立肝组织纤维化F2期对F1期f值的诊断曲线，结果显示其AUROC值为0.827(P<0.05)，最佳诊断分界点为0.135，建立肝组织纤维化F2期对F1期D*值的诊断曲线，结果显示其AUROC值为0.823(P<0.05)，最佳诊断分界点为9.928×10-3mm2/s。

3　讨论

虽然诊断肝纤维化的金标准仍是肝脏穿刺活检，但近年来以生物力学理论为基础的剪切波速(SWV)检测技术及磁共振体素内不连贯运动弥散成像(IVIM)等医学影像技术发展迅猛[ 7-10 ]，成为极有可能替代肝脏穿刺活检的无创性肝纤维化诊断新标准。

图3　剪切波速分期诊断肝脏纤维化 (≥F1-F4)的ROC曲线

图4　剪切波速分期诊断肝脏纤维化的临界值

Item≥F1≥F2≥F3F4Cut-offvalue/(m·s-1)1.221.301.451.60Sensitivity(95%CI)/%92.82(88.31-95.68)90.12(84.56-93.83)83.61(76.03-89.13)75.61(65.31-83.62)Specificity(95%CI)/%61.11(51.69-69.77)82.98(75.92-88.29)92.27(87.44-95.34)95.93(92.44-97.84)PPV(95%CI)/%81.17(75.52-85.75)85.88(79.85-90.33)87.93(80.76-92.67)87.32(77.63-93.19)NPV(95%CI)/%82.50(72.74-89.28)87.97(81.35-92.46)89.30(84.06-92.97)91.38(87.06-94.35)PLR(95%CI)2.387(2.276-2.503)5.295(4.872-5.754)10.81(9.362-12.48)18.57(14.78-23.32)AUROC(95%CI)0.887(0.851-0.923)0.920(0.889-0.950)0.952(0.929-0.974)0.954(0.932-0.976)

SWV： shear wave velocity；PPV：positive predictive value；NPV：negative predictive value；PLR：positive likelihood ratio;AUROC:area under the receiver operating characteristic curve.

表3　肝纤维化组与正常对照组磁共振体素内不连贯运动弥散成像参数比较

表4　各期肝纤维化磁共振体素内不连贯运动弥散成像参数方差分析

本组研究对象均为慢性乙型肝炎患者，研究结果显示随着肝脏纤维化程度的加重，SWV逐渐增快，这表明SWV具备对不同程度肝脏纤维化特别是F2以上级别肝纤维化进行分期的能力，其机制可能是肝纤维化的不断加重使肝组织弹性降低、硬度增加、肝组织受外力作用后产生形变的时间缩短，进而使垂直于外力方向产生的横向SWV增快。在某种程度上，SWV增快其实是大量肝细胞变性坏死、再生、结缔组织纤维间隔广泛形成等微观病理学变化的宏观体现[11]。SWV值与肝纤维化级别高度相关，其诊断各期肝纤维化的曲线下面积分别达到0.920、0.952、0.954，具备极佳的诊断准确性，值得在临床上广泛推广应用。同时，SWV为动态监测肝纤维化发展及评估抗肝纤维化疗效也提供了新方法，特别是对于≥F2级肝纤维化的慢性乙型肝炎患者极具价值，因为这部分乙肝患者更容易发生门脉高压、肝硬化、肝细胞肝癌等合并症，对其尽早采取抗病毒、抗纤维化治疗是非常必要的，也是适应证之一[12-13]。这将大大提高其生活质量，降低其合并症的发生率和病死率[14-17]。

当然，SWV也存在一些缺陷，比如中重度脂肪肝、急性肝炎、淤血肝、体质量指数明显偏离正常等情况出现时，SWV值会受影响，不能真实反映肝脏纤维化程度，本组研究中还发现相邻肝纤维化组间均存在小部分的SWV值重叠，这也会导致部分病例出现假阳性或假阴性，影响诊断准确性[18]。

IVIM近来成为无创性诊断肝纤维化的新热点[19-20]，本研究的应用结果明确了肝脏的弥散分数f、弥散值D、灌注相关弥散值D*均与肝纤维化程度相关[21]。且与正常肝脏相比，肝纤维化的f、 D、 D*均显著减低，这可能是因为：纤维化肝脏胶原纤维成分的增加影响到肝组织内水分子的布朗运动；肝纤维化均伴有肝细胞变性、肝组织窦腔狭窄变小，导致肝内血流灌注量减少，血供的减少进一步加重了肝细胞的坏死，纤维间隔的增生，肝纤维化程度不断加重，从而形成恶性循环；肝组织微环境的改变，包括胶原纤维沉积、炎细胞浸润等影响了肝内分子的单纯扩散和灌注。在本研究中， f值与D*值则呈现与肝纤维化进展程度负相关的态势，同时也表现出了区分早期肝纤维化的能力。磁共振IVIM扫描参数的研究为肝纤维化的分期提供了新的思路，大样本以及规范扫描参数的相关研究将可能得到更多的诊断信息。

SWV与IVIM均为无创性诊断肝纤维化的影像学新技术。在本次研究中，SWV对肝纤维化准确分期特别是F2以上级别的肝纤维化程度的确定有重要价值，而IVIM则体现出了区分F1与F2、F3及F4期肝纤维化的能力，两者联合应用可明显提高判断肝纤维化程度的准确率。对于指导临床正确选择两种影像学检查、明确肝纤维化的诊断和进行有效治疗具有重要意义。

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编辑陈瑞芳

Comparative study of shear wave velocity and diffusion MRI for hepatic fibrosis in patients with chronic hepatitis B.

Dong Changfeng1，Zeng Zheng2， Liu Yingxia3，Li Hanying1， Chen Xin4，Luo Yongfang1，Shan Lingbo1，Huang Hua2， Lu Puxuan2*

(1.DepartmentofUltrasound，TheThirdPeople’sHospitalofShenzhen，Shenzhen518112，GuangdongProvince，China； 2.DepartmentofRadiology，TheThirdPeople’sHospitalofShenzhen，Shenzhen518112，GuangdongProvince，China；3.DepartmentofInfection，TheThirdPeople’sHospitalofShenzhen，Shenzhen518112，GuangdongProvince，China；4.SchoolofBiomedicalEngineering，ShenzhenUniversity，Shenzhen518112，GuangdongProvince，China)

ObjectiveTo compare the value of shear wave velocity (SWV) and intravoxel incoherent motion diffusion MRI (IVIM) in evaluating the stage of hepatic fibrosis in patients with chronic Hepatitis B. MethodsTotally 223 patients with HBV infection who underwent liver biopsy were selected into this research, they were divided into four groups: mild hepatic fibrosis (F1), obvious hepatic fibrosis (F2), serious hepatic fibrosis (F3), cirrhosis (F4). Eighty normal subjects were chosen as control group. The SWV of all hepatic segments s5, s6, s7, s8 and their average value were measured; 39 patients of different degrees hepatic fibrosis and 19 normal subjects accepted IVIM, the diffusion parameters (D, f, D*) were measured. ResultsAmong these 5 groups, the SWV of all hepatic segments had significant difference (P<0.05) except for the segment s5 between control and F1 group (P>0.05), with the development of hepatic fibrosis, SWV increase gradually. The cut-off value of ≥F1, ≥F2, ≥F3 and F4 was separately 1.22 m/s,1.30 m/s, 1.45 m/s and 1.60m/s, SWV had fine sensitivity of 92.82% and 90.12% for liver fibrosis F1 and F2, as it comes to F3 and F4, SWV get fantastic specificity of 92.27% and 95.93%. The diagnostic accuracy of SWV expressed as area under receiver operating characteristic curve (AUROC) was 0.887, 0.920, 0.952 and 0.954 for the diagnosis of hepatic fibrosis ≥F1, ≥F2, ≥F3 and F4. The mean D, f and D*values of IVIM measured in patients with hepatic fibrosis were obviously smaller than healthy subjects. As the fibrosis severity progressed, f and D*values decreased, a trend towards lower f and D*with the increase of fibrosis stages was statistically significant (P<0.05). f and D*values had the ability to distinguish different fibrosis stages of F2 between F1, the best cut-off points were 0.135, 9.928×10-3mm2/s, respectively. ConclusionSWV could accurately evaluate the stage of obvious hepatic fibrosis in patients suffering from chronic hepatitis B; IVIM could distinguish mild liver fibrosis from obvious hepatic fibrosis, the combination of them were suitable for clinical use.

shear wave velocity；intravoxel incoherent motion diffusion MRI；hepatic fibrosis；noninvasive diagnosis

国家自然科学基金(61031003，81471735， 81570552)。This study was supported by National Natural Science Foundation of China(61031003，81471735， 81570552).

10.3969/j.issn.1006-7795.2016.04.010]

R 81

2016-06-03)

*Corresponding author， E-mail：lupuxuan@126.com

网络出版时间：2016-07-2021∶17网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3662.r.20160714.2117.048.html