肝纤维化的影像学定量技术进展评述

•述评•

基金项目：国家自然科学基金面上项目（21317241）；广东省自然科学基金重点项目（2018B0303110011）；广东省医学科学技

术研究基金项目（A2018132）

作者单位：暨南大学附属第一医院影像中心/广州市分子与功能影像临床转化重点实验室，广东，广州510632

★通信作者：罗良平，E⁃mail ：tluolp@

肝纤维化的影像学定量技术进展评述

马孟杰肖泽宇梁建业罗良平★

［摘要］肝纤维化是慢性肝病的一个重要标志。对肝纤维化的早期诊断、干预，有助于延缓其发

展甚至逆转病程。目前肝纤维化诊断的金标准是肝穿刺活检，穿刺活检有助于明确肝纤维化的诊断及

分期，但穿刺活检同样存在一定的局限性，例如取样误差及一系列潜在并发症。近年来，分子影像定量

检测技术发展迅速，在肿瘤成像等领域发挥出了重要的作用，其在肝纤维化定量检测中的应用，也受

到越来越多的重视。笔者回顾目前主流分子影像成像方法在肝纤维化定量诊断中的应用，对其优缺点

进行概述，以加深临床工作者对这些检查手段的认知。

［关键词］肝纤维化；分子影像；定量成像；磁共振成像

Advances of imaging quantitative techniques for liver fibrosis

MA Mengjie ，XIAO Zeyu ，LIANG Jianye ，LUO Liangping ★

（Medical Imaging Center ，the First Affiliated Hospital of Jinan University/Guangzhou Molecular and

Functional Imaging Clinical Translational Laboratory ，Guangzhou ，Guangdong ，China ，510632）

［ABSTRACT ］Liver fibrosis is an important sign of chronic liver diseases.Liver fibrosis could be

treated and even reversed if detected in early stages.At present ，the gold standard for the diagnosis of liver

fibrosis is liver biopsy ，which is helpful for the diagnosis and staging of liver fibrosis.However ，it also has

some limitations ，such as sampling error and a series of potential complications.In recent years ，molecular

imaging quantitative detection technology has developed rapidly and played an important role in tumor imaging

and other fields.The application in the quantitative detection of liver fibrosis has also received more and more

attention.In this review ，the current application of molecular imaging in the quantitative diagnosis and staging

of liver fibrosis was summarized ，and the advantages and disadvantages to facilitate the better and more

comprehensive understanding of these techniques were also discussed.

［KEY WORDS ］Liver fibrosis ；Molecular imaging ；Quantitative imaging ；Magnetic resonance

imaging

肝纤维化是各种病因导致的慢性肝损伤，最终可导致不可逆的肝硬化。肝硬化治疗是世界性医学难题，除进行肝移植外，目前还没有明显有效的治疗方法，早期肝纤维化经过及时的临床治疗可以逆转其纤维化进程［1］。临床判断肝纤维化程度最常采用的是Metavir 系统（metavir score system ），将肝纤维化分为F0⁃4：F0（无纤维化）；F1（汇管区纤维化，但无纤维间隔）；F2（汇管区纤维化，并有少量间隔）；F3（间隔纤维化）；F4（肝硬化）。导致肝纤维化的主要病理类型包括慢性病毒性肝炎（乙型、丙型）和代谢性肝病（非酒精性脂肪肝、酒精性肝病等）。尽管2种病理类型的发展模式并不相同，但共同的特征是细胞外基质蛋白沉积与清除之间的不平衡［2］。细胞外基质蛋白沉积是肝脏对急慢性损伤的

一种修复反应，肝星状细胞通常处于静止状态，受炎症刺激后活化，通过增生和分泌细胞外基质参与肝纤维化过程，可导致纤维瘢痕形成［3］。

目前肝纤维化的诊断及分期的“金标准”是穿刺活检，其优点是能直接评估肝纤维化阶段，及评估共存的其他疾病，如脂肪肝、铁沉积等。但是，活检的局限性同样非常明显，其取样标本非常局限，不能评估肝脏整体的纤维化状态，当样本为局灶性肝纤维化时，甚至可能出现漏诊［4⁃5］。有研究表明，在33.1%的病例中，从肝脏提取的两个样本出现至少一个纤维化分级的差异［6⁃7］。同时，穿刺的并发症同样不能忽视，疼痛、感染，甚至腹腔出血等，使其在临床的常规应用及随访观察中受到限制。因此，临床医生对非侵入性检查肝纤维化的期望值越来越高。传统影像通过信号、密度、回声等改变可以大致判断肝纤维化的一般情况，但缺乏可定量评价肝纤维化严重程度的功能学指标。与传统影像学检查手段相比，分子影像可以提供肝脏细胞及分子层面的信息，并且可以定量测量相关参数，具有更高的灵敏度及特异性，成为了时下研究的热点。本文将对这些定量成像手段进行简要概述，并分析各个成像手段的优缺点，以提高临床及科研工作者对非侵入性定量影像检查的认识。

1磁共振分子成像（magnetic resonance im⁃aging，MRI）

磁共振成像具有优异的软组织分辨率，以不同序列可以获得不同的疾病信息的特点，不仅可应用于肝纤维化的一般诊断，随着新序列及对比剂的研发，探索肝纤维化的微观结构改变也成为了可能。其中主要的技术方法包括弹性成像、灌注成像、体内不相干运动成像等。

1.1弹性成像（elastography）

肝纤维化过程中，随着细胞外基质蛋白的沉积，并相互连接形成纤维网络，肝脏的应变力逐渐降低，肝脏的硬度随着纤维化程度的增高而不断增加，所以，肝脏的硬度可以反应肝纤维化程度。目前，弹性成像被认为是临床最可靠的无创肝纤维化检测和分期方法［8⁃10］。磁共振弹性成像（magnet⁃ic resonance elastography，MRE）是一种动态检测横波传播的技术，剪切波长与组织的硬度相关，因此MRE可以通过分析机械波在组织中的传播，无创、定量的检测肝脏的硬度，并以此来检测肝纤维化分期［11］。MRE是在普通磁共振设备的基础上，加上一套剪切波产生装置，紧贴于检测部位浅表皮肤，经过激励后的肝组织会产生几微米到几十微米的小位移，采用运动敏感梯度对位移进行映射及测量，并通过后处理对弹性力学进行逆求解，得到肝组织弹性系数分布图。商业化运用的MRE已经在主要的磁共振（magnetic resonance，MR）仪器制造商中实现标准化，这意味着MRE的测量结果是可重复的，标准化的测量设备及序列意味着不同设备的测量结果具有可对比性。与穿刺活检相比，通过MR进行弹性成像，可以对整个肝脏进行检测，不同肝叶、肝段的纤维化程度区别，在MRE上都可以直观的显示。因此，MRE不存在取样区域不同导致的结果差异，通过MRE成像可以对整个肝脏的纤维化情况进行一体式评估。但是，与常规MR肝脏成像一样，MRE对肝的铁沉积敏感，过量的铁沉积会导致图像的信噪比降低，造成测量结果不可靠。MRE的主要局限在于其测量的并非是肝纤维化本身，而是通过肝脏的硬度来反映纤维化的程度，一些生物干扰因素（如餐后状态、伴脂肪变性、胆汁淤积等）会影响测量结果，这些干扰因素大多会导致肝脏硬度增高，进而造成对肝纤维化分期的高估。

弹性成像还可以在超声设备进行，通过超声探头产生低频机械脉冲波传导至肝脏形成剪切波，再通过探头获取并计算得到弹性数值。超声弹性成像主要包括瞬时超声弹性成像（transient elastogra⁃phy，TE）、实时超声弹性成像（real⁃time tissue elas⁃tography，RTE）、声辐射力弹性成像（acoustic radia⁃tion force impulse imaging，ARFI）和剪切波弹性成像（shear wave elastography，SWE）。SWE整合了解剖学和组织硬度的信息，同时兼有RTE和ARFI的优点，并且能立即获得测量结果，是近年来研究的热点。SWE通过超声探头发射声辐射，声辐射力激励检测平面内肝组织产生剪切波，并通过快速平面波采集技术跟踪剪切波的传播时的位移及速度，通过计算机分析得到杨氏模型，组织硬度越大，则杨氏模型量越大［12］。Ferraioli等［13］学者发现，SWE测量中不受腹腔积液、肥胖等常规超声成像的干扰因素的限制。与MRE相比，SWE操作便捷，价格更为低廉，而且具有不俗的诊断效能，这些优点使得SWE可以作为早期纤维化筛查手段。但是，与常规超声一样，SWE成像依赖于操作者对于扫描切面的