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目的:探讨MR弥散与灌注成像的技术方法在大鼠肝纤维化的应用,并利用所获得成像参数值定量分析大鼠肝纤维化程度。
方法:将60只Wistar雄性健康大鼠随机分为两组:实验组49只,对照组11只。实验组给予皮下注射50%四氯化碳(CCL<,4>)油溶液,制成肝纤维化模型。然后对实验组和对照组分批、分期行MR工扫描进行观察研究。检查使用Siemerls Magnetom Avantol.5 T磁共振扫描仪自带的直肠线圈,并将大鼠肝脏固定在线圈的中央位置进行扫描。先行平扫,采用单次激发SE-EP工序列,弥散系数b值取0、50、100、200、300、400、500、600、800s/mm<2>,层厚:2mm。后行灌注扫描:采用TSE2D(快速自旋回波二维成像序列),加脂肪抑制,T1WI,TR/TE:202ms/11ms,层厚:3mm。于注射造影剂前约5秒开始扫描,连续无间断扫描30次,每次扫描可获4幅图像,单次扫描时间5.1s,历时2min33s,共获图像120幅。将获得的弥散及灌注图像导入Leonardo工作站。弥散图像所得数值采用手算法,根据公式ADC值=1n(SI<,低>/SI<,高>)/(b<,高>-b<,低>)计算出ADC值;灌注图像使用Mealn Curve软件生成动态曲线进行数据处理。时间一信号强度曲线所观察的指标有曲线上升的最大斜率、强化的最大峰值及达峰时在MRI扫描结束,处死大鼠并取出肝脏作病理学检查。将取出的肝脏经10%的福尔马林固定48小时以上,石蜡包埋后连续4 μm组织切片,按常规程序进行HE染色和Masson、VG染色。制成切片后由两位病理科教授对肝脏的HE、Masson及VG染色的组织切片分别于100、200、400倍显微镜放大观察,并给予肝脏纤维化分级。
实验组大鼠于注药的第4-8周期间死亡5只,实验组和对照组共有55只行MRI扫描,其中52只大鼠获得弥散图像,39只大鼠获得动态MR灌注图像。根据病理结果将大鼠肝纤维化程度分为4级即0、1、2、3级。
结果:实验组DWI图像显示肝脏的信号高于对照组,尤其在高b值时表现明显。单因素方差分析结果显示各组ADC值差异均有统计学意义,在b=50时,F=19.708,p<0.05.b=100时F=18.753,p<0.05;b=200时F=24.753,p<0.05; b=300时F=21.619,p<0.05;b=400时F=12.619,p<0.05;b=500时F=9.849,p<0.05:b=600时F=6.989,p<0.05;b=800时F=7.159,p<0.05;进一步行组间比较q检验,结果显示:各实验组与对照组之间ADC值差别均有统计学意义,p<0.05;1级与3级纤维化之间ADC值差异亦均有统计学意义,p<0.05:而1级与2级,2级与3级纤维化之间ADC值差异无统计学意义,p>0.05。将不同级别肝纤维化与ADC值行相关性分析,结果显示:肝纤维化的级别与ADC值的大小呈明显负相关关系。
MR灌注结果:我们利用时间信号强度曲线进行观察,对照组大鼠的肝实质信号强度曲线上升的速度较纤维化组要快,且有明显的峰值;肝纤维化组曲线上升的速度较慢,达峰时间相对延迟,下降趋势不明显或稍有下降。单因素方差分析结果显示:曲线最大斜率比较,各组差异无统计学意义,F=1.060,p=0.379。曲线的最大峰值以及达峰时间比较,各组差异均有统计学意义,F值分别为17.524,63.845,p<0.05;进一步行两两q检验比较,组间最大峰值比较:各纤维化组与对照组之间及1级与3级纤维化之间比较差异均有统计学意义,p<0.05;1级与2级纤维化、2级与3级纤维化之间比较差异无统计学意义,p分别为0.073和0.087。组间达峰时间比较:纤维化组与对照组之间及各纤维化组间比较差异均有统计学意义,p<0.05。我们对时间信号强度曲线的最大峰值、达峰时间与纤维化级别之间相关性分析,结果显示:最大峰值的大小与肝纤维化级别呈明显负相关关系,而峰值时间与纤维化级别呈明显正相关关系。
结论:
1、四氯化碳油溶液皮下注射可以成功建立不同级别的大鼠肝纤维化模型。
2、在b=300s/mm<2>-500s/mm<2>时,大鼠肝纤维化DWI图像质量比较理想,对人来说,如果我们知道一个合适的b值,那么ADC值将是诊断肝纤维化的有价值参数。
3、ADC值能够定量分析不同程度、不同级别的肝纤维化,其大小与纤维化程度呈负相关。
4、弥散加权成像(DWI)对大鼠肝纤维化诊断具有一定价值,尤其是对肝硬化的诊断,其敏感性可以达到85.7%,特异性达到90%,准确性达到88.2%。
5、MR灌注成像技术可以用来评价肝脏血流动力学变化,虽然这种方法涉及到了一些复杂的图像分析方法及扫描技术,但它不但是一种诊断工具还提供了一些常规影像学方法无法看到的信息。
6、动态MR曲线的最大峰值与肝纤维化程度呈负相关,而达峰时间与肝纤维化程度呈正相关,MR灌注成像与肝纤维化血流变化有关,具体参数值有待进一步研究。