病毒性肝炎肝纤维化分级的对比研究

许尚文陈自谦夏加林钟群陈秀丽洪俊峰刘庆宏刘学兵

【摘要】目的对比DWI与超声弹性成像诊断慢性乙型病毒性肝炎（CHB）肝纤维化分级的价

值。方法前瞻性收集乙型肝炎病毒感染时间≥1年且准备行肝脏穿刺活检的69例CHB患者作为患

者组，肝功能正常的健康体检者15名作为对照组。所有受试者均行上腹部DWI和超声弹力成像检

查，二者的时间间隔在3d内，分别测得肝ADC值和剪切波速度（SWV）值。患者组受试者行肝穿刺，

并按照纤维化程度分为S0～S4级。采用单因素方差比较不同纤维化程度分级患者间肝脏ADC值、

SWV值的差异，采用Spearman等级相关检验分析患者组肝脏纤维化程度与肝脏ADC值、SWV值的相

关性，并采用ROC曲线分析肝脏ADC值、SWV值诊断肝纤维化的效能。结果69例患者中，S0、S1、

S2、S3、S4级患者分别为11、13、12、15及18例。对照组、S0级组、S1级组、S2级组、S3级组、S4级组患

者的ADC值分别为（1.39±0.09）×10-3、（1.39±0.08）×10-3、（1.38±0.10）×10-3、（1.20±0.06）×10-3、（1.12±

0.07）×10-3、（1.01±0.07）×10-3mm2/s，SWV值分别为（1.17±0.07）、（1.16±0.08）、（1.23±0.10）、（1.48±

0.14）、（1.85±0.14）、（1.97±0.12）m/s，各组间差异均有统计学意义（P均<0.01）。患者组ADC值与纤维

化程度呈高度负相关（r=－0.4，P<0.01），SWV值与纤维化程度呈高度正相关（r=0.904，P<0.01）。

ADC值预测≥S1级、≥S2级、≥S3级、S4级肝纤维化的ROC下面积分别为0.3、0.991、0.966、0.952，

SWV值预测上述分级肝纤维化的ROC下面积分别为0.937、0.993、0.994、0.914。结论DWI与超声弹

性成像诊断肝纤维化分级均有较高价值，二者诊断效能相仿。

【关键词】肝炎，乙型；肝硬化；磁共振成像；超声检查

基金项目：福建省科技计划重点项目（2015Y0027）；福建省自然科学基金（2015J01490）

Comparative study of staging hepatic fibrosis between MR diffusion weighted imaging and

ultrasound elastography in patients with chronic hepatitis B Xu Shangwen*,Chen Ziqian,Xia Jialin,

Zhong Qun,Chen Xiuli,Hong Junfeng,Liu Qinghong,Liu Xuebing.*Department of Medical Imaging,Fuzhou

General Hospital of Nanjing Military Command,Fuzhou350025,China

Corresponding author:Chen Ziqian,Email:chenziqianfz@yahoo.com.cn

【Abstract】Objective To compare the diagnostic value of DWI and ultrasound elastography(UE)in

staging hepatic fibrosis in patients with chronic viral hepatitis B(CHB).Methods Fifteen healthy volunteers

(control group)and69patients with CHB(disease duration more than1year)(patient group)were prospectively recruited.All of the subjects underwent DWI and UE experiments twice with the interval of

less than3days.Liver ADC and shear wave velocity(SWV)values were obtained for subsequent analysis.

Sixty⁃nine patients who had biopsy were grouped according to their pathological grading of fibrosis,from S0

to S4.One⁃way ANOVA was used to compare the ADC and SWV values between the five different fibrosis

groups and control group.Spearman correlation analysis was used to analyze the correlations between the

ADC and SWV values and those staging factors.Finally,receiver operating characteristic(ROC)curve

analysis was performed to compare the diagnostic performance of ADC and SWV values in discriminating

different stages of hepatic fibrosis.Results Based on the pathological results,the69patients were reclassified to five subgroups with11,13,12,15and18patients in the S0,S1,S2,S3and S4groups respectively.ADC values were（1.39±0.09）×10-3,（1.39±0.08）×10-3,（1.38±0.10）×10-3,（1.20±0.06）×10-3,

DOI:10.3760/cma.j.issn.1005-1201.2016.07.008

作者单位：350025南京军区福州总医院医学影像科（许尚文、陈自谦、夏加林、钟群、刘学兵），超声科（陈秀

丽、洪俊峰），病理科（刘庆宏）

通信作者：陈自谦，Email：chenziqianfz@yahoo.com.cn病毒性肝炎是引起我国患者肝纤维化和肝硬化的主要病因，其中以慢性乙型病毒性肝炎（chronic hepatitis B，CHB）最多见，将肝纤维化纳入

CHB治疗前评估具有重要的临床意义[1]。肝纤维化早期阶段病理生理改变是可逆的，常规影像和实验室检查特异度不高，肝穿刺活检取样误差较大且为有创检查，DWI与彩色超声多普勒声辐射力脉冲成像（ARFI）技术是近年用于肝纤维化早期诊断的简便、无创方法[2-5]。笔者旨在对比DWI与超声弹性成像诊断CHB肝纤维化分级的价值。

资料与方法

一、研究对象

本研究为前瞻性，通过了南京军区福州总医院伦理委员会的批准（批准文号2013186），所有受检者检查前均签署了知情同意书。

1.患者组：收集2013年10月至2015年9月本院符合以下标准的患者。纳入标准：乙型肝炎病毒感染时间≥1年，未接受过抗病毒治疗，且准备行肝脏穿刺活检的患者。排除标准：（1）CHB合并其他类型肝炎；（2）有MRI检查禁忌证；（3）有中、重度脂肪肝及明显含铁血黄素沉着症；（4）影像检查时间和肝脏穿刺病理活检时间间隔>60d；（5）图像伪影严重，质量不佳，影响数据测量；（6）肝穿刺术后出血、有直径≥2cm的血管瘤或囊肿，影响数据测量。69例CHB患者纳入研究，男48例、女21例；年龄17～59岁，平均（37±10）岁。

2.对照组：收集同期无肝炎和酗酒史、实验室检查显示肝功能正常的健康体检者15名作为对照组，均排除了弥漫性肝病、肝血管瘤或囊肿（直径≥2cm）、中度及重度脂肪肝。男9名、女6名；年龄17～53岁，平均（35±11）岁。

患者组和对照组的年龄差异无统计学意义（t=0.717，P=0.476）；性别差异亦无统计学意义（χ2=

0.517，P=0.472）。

二、影像检查方法

所有受试者均行上腹部DWI和超声弹力成像检查，二者的时间间隔在3d内。检查前均禁饮食6～8h。

1.DWI检查：采用德国Siemens Tim Trio3.0T MR扫描仪，8通道体部线圈。常规扫描序列包括横断面T2WI加脂肪抑制序列，横断面双回波同反相位T1WI。轴面DWI扫描参数：脂肪抑制单次激发平面回波成像序列，TR3024ms，TE73ms，b=0、800s/mm2，FOV342mm×344mm，矩阵192×139，层厚6.5mm，层间隔1.3mm，采集肝中部24层，信号采集次数6，体素大小9.7mm3。扩散梯度方向选取ALL模式。

2.超声弹性成像：采用德国Siemens Acuson S2000彩色多普勒超声诊断仪，探头型号为4C1，频率2.0～4.5MHz，具备ARFI功能，并配备相应的声触诊组织量化技术软件。由一名从事腹部彩超诊断的主治医师完成检查。患者仰卧，右手尽量上抬，选择肝右前叶，测量深度为距离肝表面3、6 cm处（图1，2）。在上述位置选取ROI（矩形框大小1.0cm×0.5cm）。确定好ROI后，嘱患者屏气，测量剪切波速度（shear wave velocity，SWV）。每点重复测量5次，共得到10个有效测量数据，取平均值作为该例的肝脏弹性值。

三、DWI图像后处理及分析

ADC图由设备自带软件Siemens Syngo自动生成。由一名从事肝脏影像诊断的放射科主治医师测量ADC值。将面积约100mm2的圆形ROI分别置于肝右前上叶、右前下叶和右后上叶、右后下叶（图3，4）。隔天同一时间重复上述步骤再测量一次，两次均数要求变异<10%，否则重新测量，将两次均数平均值作为此例患者的肝ADC值。

（1.12±0.07）×10-3and（1.01±0.07）×10-3mm2/s for the control group and stages S0to S4respectively.SWV values were（1.17±0.07）,（1.16±0.08）,（1.23±0.10）,（1.48±0.14）,（1.85±0.14）and（1.97±0.12）m/s for stages S0to S4and the control group respectively.Statistically significant differences were observed among them (P<0.01).Both ADC(r=－0.4,P<0.01)and SWV(r=0.904,P<0.01)values were highly correlated with the stages of liver fibrosis.The area under ROC(AUC)for predicting fibrosis stages(≥S1,≥S2,≥S3and S4) with ADC values was0.3,0.991,0.966and0.952respectively.Accordingly,the AUC for SWV values were0.937,0.993,0.994and0.914.Conclusions The two imaging methods of DWI and UE showed good and similar diagnostic performance in discriminating the different stages of hepatic fibrosis.

【Key words】Hepatitis B；Hepatic cirrhosis；Magnetic resonance imaging；Ultrasonograph Fund program：Key Program of Science and Technology Planning Project of Fujian Province of China (2015Y0027);National Natural Science Foundation of Fujian Province of China(2015J01490)四、病理分析

肝穿刺和影像检查的时间间隔0～59d，中位时间间隔6d。其中3例住院患者，因MRI检查预约时间较长，先行肝穿刺后再行MRI检查。所有肝脏穿刺标本长度≥20mm且少于8个汇管区。由2名具有20年以上工作经验的病理科副主任医师共同阅片，达成一致意见。将患者按照纤维化轻重程度分为0～4级[6]。

五、统计方法

采用SPSS17.0软件进行统计分析。采用样本t检验和校正四格表χ2检验比较患者组和对照组年龄及性别的差异。采用单因素方差比较不同纤维化程度分级患者间肝脏ADC值、SWV值的差异，两两比较采用LSD法；采用Spearman等级相关检验分析

患者组肝脏纤维化程度与肝脏ADC值、SWV值的相关性；采用ROC曲线分析肝脏ADC值、SWV值诊断肝纤维化的效能。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

一、不同病理分级组患者的ADC值和SWV值

随着纤维化程度增加肝ADC值呈下降趋势，而SWV值呈上升趋势，不同病理分级组间患者的

ADC值和SWV值差异均有统计学意义（表1）。患者组ADC值与纤维化程度呈高度负相关（r=－0.4，P<0.01），SWV值与纤维化程度呈高度正相关（r=0.904，P<0.01）。

二、ADC值和SWV值的诊断效能

ADC值和SWV值诊断肝纤维化均具有较高的效能（表2）。

讨论

一、肝ADC值和SWV值评价纤维化程度的价值

肝纤维化导致肝内的葡糖胺聚糖、蛋白聚糖及胶原纤维聚集，了水分子的随机扩散运动。本

研究结果显示，尽管肝ADC值与肝纤维化分级呈

高度负相关，但不能有效区分对照组、S0级、S1级

组。推测其原因可能与慢性肝炎患者S0级细胞外

基质沉积量极低，未形成肝纤维化，S1期仅局限于

窦周、汇管区及小叶内纤维化，胶原纤维分布比较

稀疏，未形成纤维间隔且无小叶结构紊乱，对水分

子的扩散运动轻微有关。笔者所测得的肝实

质ADC值与其他学者在相同b值和纤维化程度条

件下所测的肝ADC值结果有一定差异，例如本研

究中S2期肝实质平均ADC值为1.20×10-3mm2/s，其他研究中的结果为0.912×10-3～1.290×10-3mm2/s[2-3,7-8]，结果的差异考虑与不同研究中纳入的受试者种族、

病因、病种、MRI扫描仪和扫描参数存在一定差异

有关。

笔者测得的对照组SWV值与其他学者的结果

相符[9-10]。本研究结果显示，SWV值与肝脏纤维化

程度具有高度相关性（r=0.904），略高于肝ADC值

与肝纤维化的相关系数（r=－0.4）。SWV值预测≥S3级、≥S4级肝纤维化的ROC下面积为0.994、0.914，Friedrich-Rust等[11]的研究结果分别是0.93和

表2肝脏DWI和超声弹性成像测量值诊断不同病理分级肝纤维化的效能

分级≥S1级≥S2级≥S3级S4级

ADC值

截断点值（×10-3mm2/s）

1.343

1.254

1.204

1.0

敏感度（%）

.6

95.8

80.6

90.2

特异度（%）

81.8

95.6

97.0

83.3

准确度（%）

71.4

91.4

77.6

73.5

AUC

0.3

0.991

0.966

0.952

剪切波速度值

截断点值（m/s）

1.1

1.368

1.5

1.831

敏感度（%）

93.1

95.6

97.0

94.4

特异度（%）

72.7

95.8

94.4

82.4

准确度（%）

65.8

91.4

91.4

76.8

AUC

0.937

0.993

0.994

0.914

注：AUC：ROC下面积

表1肝纤维化患者不同病理分级间肝脏DWI

和超声弹性成像测量结果（xˉ±s）

组别

对照组

患者组

S0级

S1级

S2级

S3级

S4级

F值

P值

例数

15

11

13

12

15

18

ADC值（×10-3mm2/s）

xˉ±s

1.39±0.09

1.39±0.08

1.38±0.10

1.20±0.06

1.12±0.07

1.01±0.07

61.74

＜0.01

95%可信区间

1.20~1.27

1.34~1.44

1.31~1.44

1.17~1.24

1.08~1.16

0.98~1.05

剪切波速度值（m/s）

xˉ±s

1.17±0.07

1.16±0.08

1.23±0.10

1.48±0.14

1.85±0.14

1.97±0.12

152.68

＜0.01

95%可信区间

1.14~1.21

1.10~1.21

1.17~1.29

1.39~1.57

1.77~1.93

1.90~

2.03

注：两两比较，ADC值和剪切波速度值对照组与S0级、对照组与S1级、S0级与S1级差异均无统计学意义（P>0.05），其余组间差异均有统计学意义（P均<0.01）

0.97，本研究结果与之相符。Nierhoff 等[12]报道，ARFI 诊断肝纤维化分级准确度较高，诊断≥S2级和≥S4级肝纤维化的界值分别为1.31、1.80m/s ，笔者得到的界值分别为1.368和1.831，与之接近，但本研究中的诊断ROC 下面积略高于Nierhoff 等[12]的结果，推测原因可能与本研究中患者为单一病因肝纤维化，而Nierhoff 等[12]的研究中肝纤维化的病因多样有关。SWV 值预测纤维化分级的准确性、ROC 曲线下面积与ADC 值类似。

二、本研究局限性

第一，样本量仍偏小，对照组及患者组S0～S4级组的患者数不太均匀；第二，未收集实验室检查指标（如丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶等），这些指标有可能会对结果产生一定影响[13]；第三，未采用体素内非相干性运动成像序列、水通道蛋白DWI 以及扩散峰度成像序列来研究肝纤维化分级，笔者将在今后的研究中完善。

综上所述，超声弹性成像预测肝纤维化程度价值与DWI 类似，二者均有较好的诊断价值，在一定程度上可减少临床有创的肝脏穿刺活检。

利益冲突本研究过程和结果均未受到相关设备、材料、药品企业

的影响

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（收稿日期：2015-12-13）

（本文编辑：张晓冬

）

图1～4为同一病理分级为S3G2F2的慢性乙型病毒性肝炎患者。图1为行超声弹性成像，矩形ROI 置于距体表3cm 处，测得剪切波

速度（SWV ）为1.70m/s 。图2为行超声弹性成像，矩形ROI 置于距体表6cm 处，测得SWV 为1.68m/s 。图3为行DWI 检查b=800s/mm 2的ADC 图，圆形ROI 分别置于肝右前上叶和右后上叶，所测肝ADC 值为1.09×10-3mm 2/s 。图4为行DWI 检查b=800s/mm 2的ADC 图，圆形ROI 分别置于肝右前下叶和右后下叶，所测肝ADC 值为1.10×10-3mm 2/s下载本文