肝纤维化丨MR成像方法及表现

慢性肝病是全球范围内的重大公共卫生问题。肝纤维化（Liver fibrosis）是几乎所有慢性肝病病因的共同特征，涉及细胞外基质内胶原、蛋白聚糖和其他大分子的蓄积。纤维化倾向于逐步进展，导致肝功能不全、门静脉高压，最终导致肝硬化。

肝活检是诊断肝纤维化的参考标准，具有侵入性，成本较高，并且存在并发症和采样变异性。这些局限性使其不适合在一般人群中进行诊断和长期监测。因此，开发一种无创、准确和可重复的肝纤维化诊断和监测检测方法将具有重要价值。

传统的横断面成像技术显示肝纤维化的能力有限。在临床实践中，影像学检查通常用于评价进展为肝硬化的病例是否存在门静脉高压或肝细胞癌。针对西方国家慢性肝病患病率的不断上升，已经提出了许多基于成像的方法用于肝纤维化严重程度的无创诊断和分级，包括基于超声检查的瞬时弹性成像技术、基于CT的纹理分析和基于不同MR成像的技术。

目前用于肝纤维化无创评估的MR成像技术包括常规对比增强MR成像、双对比增强MR成像、MR弹性成像、扩散加权成像和MR灌注成像。

病毒性肝炎纤维化进展。肝活检标本的组织切片显微照片（原始放大倍数×40；三色染色）显示病毒性肝炎纤维化进展：

• 门脉三合体

  （门静脉、肝动脉及胆管）

  正常，无纤维化征象（F0期）(a)

• 门静脉纤维性扩张（F1期）(b)

• 门脉三合体发出薄纤维间隔（F2期）(c)

• 桥接门脉三合体和中央静脉的纤维间隔（F3期）(d) 

• 肝硬化（F4期）(e)，表现为肝实质结节样改变，被厚的纤维带隔开。

终末期原发性胆汁性肝硬化患者，因肝功能失代偿而接受肝移植，移植的肝硬化肝脏表现为混合性的微结节性和大结节性肝硬化。在 3T斜轴位T1WI 3D梯度回波 (a) 和 T2WI 2D自旋回波 (b) 离体MR图像显示整个肝脏有无数的再生结节。结节在T1WI上呈高信号，在T2WI上呈低信号，大小范围约0.3mm～2.5cm（箭）。最大结节的组织学分析证明它们是良性再生结节（RN）。

常规 MRI：肝硬化肝脏可见特征性形态学变化，如表面结节、肝裂增宽、胆囊窝扩大、右叶切迹、右叶萎缩以及左叶和尾叶外侧段相对增大。

对肝硬化具有较高的特异性，但对疾病早期阶段的敏感性较低，不适合在其整个范围内对肝纤维化进行分期。可能存在肝外表现，如脾大、门体静脉曲张、腹水和肠壁增厚，但并非肝硬化所特有，也可能发生在其他疾病中。

在肝硬化前期肝纤维化患者以及早期肝硬化患者中，肝实质通常具有正常的 MRI表现或可仅表现出细微的非特异性不均质性。然而，在晚期肝硬化患者中，MRI平扫纤维化间隔和桥接表现为T1WI上的低信号网状结构和T2WI上的高信号网状结构。

男性患者，HCV（丙肝）相关肝硬化，MR平扫的肝实质改变。3T T1WI(a) 和 T2WI-fs(b) 显示纤维化间隔表现为整个肝实质的网状结构。网状结构（箭）在T1WI上为低信号，在T2WI上为高信号。注意无数的再生结节（箭头），在T1WI上为等高信号，在T2WI上为等低信号。

因囊性纤维化导致终末期肝病的患者出现无脂肪纤维化瘢痕，该患者因肝功能失代偿而接受了肝移植；对取出的肝硬化肝脏进行了离体MR成像。(a) 脂肪分数图根据图像每个体素中的质子密度显示脂肪百分比。通过在连续反相位和同相位回波时间产生多个梯度回波获得标测图。将信号强度作为回波时间的函数建模。该模型在校正指数T2 *衰减的同时，考虑了水和脂肪之间以及各种脂肪部分之间的干扰效应。大部分肝实质的信号强度为中等，像素值为5%至10%脂肪含量。一些纤维化瘢痕穿过实质，将肝脏刻画成1-1.5cm的再生结节。纤维化瘢痕的信号强度较低（箭），表明其缺乏脂肪。胆囊窝 (gbf) 和镰状韧带 (FL) 含有脂肪组织，脂肪含量分数非常高，因此出现明显的高信号。(b)T2图显示纤维化瘢痕（箭）的T2弛豫延长。FL = 镰状韧带，gbf = 胆囊窝。

纤维组织与肿瘤组织的动态增强模式（含钆造影剂给药）。肝硬化肝脏的轴位T1WI，在静脉注射含钆造影剂前 (a) 和注射后20s (b)、80s(c) 和 5min(D) 获得，显示肝实质纤维化网状结构。网状结构逐渐强化。尽管一些网状结构在动脉期强化，但大多数网状结构直到更延迟的图像才强化（c和d中的黑箭）。2.0cm外生性HCC(*) 位于S6肝段，肿瘤周围有纤维包膜（c和d中的白箭）。纤维包膜逐渐强化，时间模式与实质纤维化网状结构相似。相比之下，HCC在动脉期明显强化，然后相对于静脉期的纤维网状结构廓清为低信号。超顺磁性氧化铁(SPIO) 是一种血管内皮系统特异性造影剂。静脉输入后，氧化铁颗粒通过吞噬作用从血液中清除，并在肝、脾和骨髓的网状内皮系统细胞中蓄积，约80%被肝脏摄取。铁芯的超顺磁性导致颗粒周围的局部磁场不均匀，导致MRI上明显的T2 *缩短和信号丢失。

肝硬化和HCC患者（与上方为同一患者）接受SPIO给药后肝纤维化的显著性增加。肝硬化肝脏的轴位2D T2 *加权梯度回波图像，在SPIO注入之前 (a) 和30 min之后(b) 显示在非增强图像上纤维化网状结构没有得到很好的显示。注射后由于Kupffer细胞的摄取，SPIO颗粒在肝脏中蓄积并导致肝脏变暗。纤维化网状结构的Kupffer细胞密度降低，不与氧化铁形成关联，因此表现为相对高信号（b中的箭）。请注意，2.0×1.8 cm外生性HCC(*) 起源于S6肝段，与纤维化网状结构相似，癌的Kupffer细胞密度较低，在 SPIO增强图像上表现为相对高信号。

融合性纤维化（confluent fibrosis）是指放射学检查时广泛的纤维状瘢痕，厚度可达数厘米，具有肿块样外观。融合性纤维化具有与纤维化间隔相似的信号强度和强化特征，由于其较大更容易被发现。融合性纤维化在酒精相关肝硬化患者中比在病毒性肝病患者中更常见，原因尚不明确。虽然纤维化可能类似于肿瘤，但它的特征性形态有利于正确诊断。与肿瘤不同，融合性纤维化通常呈楔形或地图样，边界呈直线或凹形，从肝门放射至肝表面，相应肝包膜回缩，随访研究发现其与进行性体积缩小相关。

女性患者，胆汁性肝硬化并发急性胆管炎，融合性纤维化与活动性炎症的动态增强模式（含钆造影剂给药）。胆汁性肝硬化是由于胆总管长期良性狭窄所致。静脉注射含钆造影剂前 (a) 和注射后20s(b)、80s(c) 和 5min(D) 获得的T1WI显示肝脏轮廓呈分叶状，右叶萎缩，左叶较大。在左右叶交界处，融合性纤维化的楔形区域（黑箭）从肝门放射，接触并使肝包膜回缩（白箭），并引起局灶性体积损失。融合的纤维化在非增强图像上呈低信号，给予造影剂后逐渐强化。同样，近肝门处肝内胆管壁纤维化、增厚并逐渐强化（c和d中的箭头）。相比之下，动脉期肝实质可见片状高强化区，而后相对于背景肝组织呈等信号。这些动脉期富血供的片状区域可能反映了活动性炎症引起的充血，在慢性胆道梗阻的情况下，提示急性胆管炎。

男性患者，HCV和酒精相关肝硬化融合性纤维化的非典型增强模式（含钆造影剂给药）。注药前 (a)、注药后20s(b)、80s(c)以及4min(d)，在肝脏S5可见楔形融合纤维化区域（箭）。融合性纤维化从肝门放射，接触并使肝包膜回缩，引起局灶性体积缩小。平扫纤维化呈略低信号，动脉期明显不均匀强化，后持续强化并在静脉期变得更均匀。动脉高强化是融合性纤维化的不典型表现，鉴别诊断包括HCC。然而，持续强化和静脉晚期均匀强化，以及其特征性形态学特征有利于融合性纤维化的诊断。注意静脉晚期图像上低信号再生结节周围的细纤维化网状结构。网状结构在萎缩的右叶和左叶中最明显，而在肥大的尾状叶中相对较少（c和d中的C）。还应注意被膜下纤维化（d中的箭头）和尾状叶-S6交界处的长纤维瘢痕（d中的弯箭）。

鉴别诊断：浸润性HCC。在肝内发现一个楔形团块影，肿块累及整个右叶，使包膜膨出，肝体积增大；在动脉期表现为明显不均匀强化（b箭），造影剂不均匀廓清，使肿块在静脉晚期信号不均匀。肿块侵犯肝右静脉（c中的白箭）和门静脉分支（c中的黑箭）。虽然肿块的楔形提示为良性过程，但体积增大、造影剂不均匀廓清和延迟期不均质、肿瘤侵犯血管有利于癌的诊断。

纤维组织与肿瘤组织的动态增强模式（肝胆钆造影剂给药）。在钆塞酸二钠静脉注射后20s (a)、5min(b) 和 30min(c) 获得的图像，显示肝硬化肝脏的纤维瘢痕在动脉期或静脉晚期未显示欠佳，在肝胆期图像上表现为清晰可见的低信号网状结构（c中的箭）。相比之下，S6大小约4.2×4.1cm的HCC(*) 在动脉期显著强化，在静脉晚期廓清为相对于肝脏的低信号，在肝胆期仍为低信号。肿瘤周围见纤维包膜（a和b中的弯箭），并含有内部分隔。在延迟30min图像上可见造影剂的胆汁排泄。

双对比增强MR成像（Double Contrastenhanced MR Imaging）涉及SPIO和含钆造影剂连续静脉给药后的MR成像。两者机制不同：SPIO降低了背景肝组织的信号，而含钆造影剂直接增强了纤维化组织内水成分的信号。这两种药物单独应用疗效有限，联合用药时它们可协同显示晚期纤维化，清晰度高于任一单一药物。

该技术包括在约30min内输注SPIO颗粒，然后静脉内推注含钆造影剂。SPIO颗粒在肝Kupffer细胞中蓄积，导致T2 *加权图像上肝实质信号丢失。随后静脉注射含钆造影剂导致肝纤维化结构的延迟强化，最终低信号肝实质和高信号纤维网状结构之间形成高对比度。为了更好的显示肝纤维化，应在给予含钆造影剂后约3-10min获得高分辨率2D梯度回波图像，应选择成像参数以达到T1WI和T2 *WI，同时应用化学脂肪饱和来抑制肝外的脂肪组织信号。

SPIO和含钆造影剂的协同作用，用于直接显示HCV相关肝硬化男性患者的晚期纤维化。在1周内获得的轴位预扫 (a)、钆增强(b)、SPIO增强 (c) 和双重对比增强（SPIO+钆）(d)T1WI和T2 *WI图像显示肝硬化肝脏在低信号再生结节周围有无数高信号网状结构。实质改变在非增强图像上显示不佳。含钆造影剂在纤维组织的细胞外间隙中蓄积，导致纤维化网状结构有强化。氧化铁选择性地在Kupffer细胞内聚集，使肝实质背景变暗。联合使用时，SPIO和含钆造影剂具有协同作用，可在双对比增强图像上清晰显示纤维网状结构（d中的黑箭）和再生结节（d中的白箭头）。

HCV相关肝纤维化不同阶段的双对比增强MRI表现。4例组织学确诊为F1 (a)、F2 (b)、F3 (c) 和 F4 (d) 期肝纤维化的HCV感染患者，轴位双对比增强（SPIO+钆）梯度回波图像显示肝脏高信号网状结构。随着纤维化分期的增加，网状结构的密度和厚度及其信号强度相对于肝脏相应增加。

慢性HCV感染所致肝硬化的双对比增强MRI表现。2例HCV相关肝硬化患者在1.5T(a) 和3T(b)下获得的肝脏轴位双对比增强（SPIO+钆）2D梯度回波图像显示了围绕大小不等低信号再生结节（箭头）的高信号弥漫纤维网状结构。无正常肝实质。注意每个患者均可见轻度高信号的小HCC（箭）。

男性患者，酒精性肝硬化的融合性纤维化的双对比增强MRI表现，血管周围未受累。在1.5T获得并从上(a)至下(d)显示的轴向双对比增强（SPIO+钆）图像显示了肝脏中几个高信号融合纤维化区域（黑箭）。许多血管周围有低信号晕征（a–c中的直白箭），提示血管周围未受累。注意左右叶部分的假瘤性肥大（c和d中的弯箭）。

MR弹性成像（MR Elastography）：当波在肝脏中传播时，采用梯度回波序列获得MR图像。在腹部传播的波的速度和波长取决于组织的硬度（速度和波长随着组织硬度的增加而增加）。因此，传播波的图像可用于评估硬度。

MR弹性成像。HCV相关纤维化。3例慢性HCV感染患者在3T获得的MR弹性成像波图（左）和彩色编码弹性图（右），显示活检证实的F0 (a)、F2 (b) 和 F4 (c) 期纤维化。剪切波通过肝脏的传播在所有3例患者中都是充分的。弹性图显示3例患者的肝脏硬度逐渐增加，这一发现与组织学纤维化分期的增加相对应。

DWI：通过应用导致扩散质子失去信号的运动敏感梯度来评估组织内质子的扩散。信号损失的量受扩散加权强度（序列的扩散灵敏度参数或b值）和质子通过组织扩散的能力（表观扩散系数，ADC值）的影响。

酒精性和HCV相关肝硬化（F4期）患者的DWI和ADC图。(a–f) DWI图，b值为0 (a)、100 (b)、250 (c)、500 (d)、750 (e)，和1000 (f)sec/mm2，在3T 单次屏气时获得，显示肝硬化肝脏信号强度随b值增加而逐渐降低；然而其降低程度不如非肝硬化患者明显。当b值为1000s/mm2时，肝脏轮廓仍然可见。(g)在单指数衰减假设下生成的腹部相应ADC图显示，肝脏的平均ADC值约为0.9×10-3mm2/sec。