体素内不相干运动扩散加权成像（IVIM-DWI）在肝纤维化中的应用

黄喆

  扩散加权成像( diffusion weighted imaging，DWI)是以组织细胞间的水分子布朗运动为理论基础，通过使用梯度回波技术来测量组织细胞间隙水分子扩散信号，从而间接反映组织内微观结构的变化及特点。随着对DWI 的深入认识及不断研究，研究者发现，传统单指数模型DWI 的量化参数表观弥散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）有一定的局限性，由于ADC 包含了组织内水分子扩散及微循环血流灌注两方面的信息，使其在数值上高于纯水分子扩散系数D 值。由此，Le Bihan等在20 世纪80 年代提出了体素内不相干运动扩散加权成像（intravoxel incoherent motion diffusionweighted imaging，IVIM-DWI）概念，IVIM-DWI 应用双指数模型，通过多b 值分析，能够将组织内的纯水分子扩散信息和微循环血流灌注信息区分开来。（图1）； 

1    IVIM-DWI基本原理介绍

IVIM-DWI采用双指数模型，可准确描述组织信号衰减与b值间的关系，获取组织内纯水分子扩散和微循环血流灌注效应的参数，即Sb/S0=（1-f）×exp（-bD）+f×exp〔-b（D+D*）〕，其中，S代表感兴趣区组织的信号强度；D代表感兴趣区组织内纯水分子扩散，即Dslow，亦称真性扩散系数；D*代表感兴趣区组织内微循环血流灌注，即Dfast，亦称假性扩散系数；f为灌注分数，代表感兴趣区组织内微循环血流灌注效应占总体扩散效应的容积比率。其中，D、D*的单位为mm2/s，f无单位。

利用IVIM-DWI模型对多b值的DWI进行图像采集和数据分析，能够获得扩散参数D和灌注相关参数D*和f。由于分子运动速度及空间分布的不同，D*值明显大于D值，常达数十个数量级。一般认为，选用低b值（b<200s/mm2）成像，DWI包含水分子扩散运动和微循环血流灌注效应，但对后者更敏感，此时D* 成为主要信号；选用高b 值（b>200s/mm2）成像，此时微循环血流灌注效应所致信号衰减可忽略不计，DWI信号主要反映D，即纯水分子扩散运动。需要注意的是，当b值超过800s/mm2时，图像质量下降，不利于观察和测值。

2    IVIM-DWI在肝纤维化中的应用现状

肝纤维化属于肝脏弥漫性病变中的一种，是各种损伤因素累及肝脏后肝脏启动的一种病理修复状态，最终发展成为肝硬化，肝硬化患者罹患终末期肝病、门静脉高压及肝细胞癌的风险大大增加；此外，因慢性病毒性肝炎所致肝硬化者，其对抗病毒治疗的反应不佳。肝组织活检是诊断肝纤维化的金标准，但其为有创检查，且存在取样误差、不宜重复使用的缺点。因此，无创诊断方式对于患有慢性肝脏疾病并导致肝纤维化或肝硬化的患者至关重要。MRI尤其是IVIM-DWI 成为一种有良好前景的评估肝纤维化的方法。

有学者应用IVIM-DWI评价肝纤维化，结果表明，肝纤维化组患者的ADC、D、D*及f值与正常肝脏相比均明显下降，差异有统计学意义（P=0.0056～0.0377）。Chen等应用Metavir评分将患者肝纤维化分为0～4度（0度为无肝纤维化，1～4度为肝纤维化程度由轻到重），结果发现，D、D*、f 及ADC值在0～1度组和2～4度组肝纤维化患者及0～2度组和3～4度组肝纤维化患者间的差异均有统计学意义，且肝纤维化程度越重，这些值下降越明显。Hu等对大鼠肝纤维化模型研究发现，D*、f及ADC值随肝纤维化程度（0～4度）的加重而降低，D值在0～2度肝纤维化组间逐渐降低，在2～4度肝纤维化组间大小不一，并且这些参数值在各组间（0～4度）的差异均有统计学意义，D、D*及f值联合诊断的效能好于单个ADC值，同时D*值在肝纤维化程度0度和1度间的差异提示其可能作为诊断早期肝纤维化的指标。（图A-H）

图A-H（图片来自文献）：一位33岁男性患者，乙型肝炎病史，肝穿后病理证实肝纤维化F3级。A-E分别是多b-DWIs、standard ADC、Dslow，Dfast和FF的伪彩图。F-H分别为HE染色(放大倍数×40)、马森染色(放大倍数×40)、网状纤维染色(放大倍数×100)。

3    小结与展望

IVIM成像技术的临床应用目前尚属研究热点，国内外诸多学者将其广泛应用于全身各个器官及不同疾病，如本文中所提到的在肝纤维化方面的应用，IVIM通过D*、D及f值可直接反映出肝纤维化在不同病理阶段的变化情况，但依据其与临床病理对照的定量分级尚未明确，望有关科室相互合作共同研究。