依巴努·阿不都熱合曼，任波，王健，曾紅春，葉帥，余青峰，劉文亞

新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院影像中心，新疆烏魯木齊 830054；*通訊作者 劉文亞 13999202977@163.com

T1 mapping是對T1弛豫時間進行量化的序列，此序列的基本原理是應(yīng)用反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，先應(yīng)用180°射頻脈沖對組織進行激勵，使組織的宏觀縱向弛豫矢量發(fā)生反轉(zhuǎn)，隨后施加90°射頻脈沖，在T1 mapping序列中需設(shè)置不同的TI，通過不斷改變TI時間，獲得不同T1權(quán)重下的多個圖像，應(yīng)用隨時間變化的縱向磁化公式擬合計算T1值。T1弛豫時間定量可以提供腹部各種病理情況下有價值的信息，如在肝臟，T1 mapping定量得到的T1弛豫時間可以用來區(qū)別肝硬化及正常肝臟[1]。本研究通過建立繼發(fā)性肝泡狀棘球蚴?。╤epatic alveolar echinococcosis，HAE）的動物模型，觀察HAE不同時期的影像學表現(xiàn)，旨在探討不同時期泡球蚴病灶T1值的演變規(guī)律，以期通過MRI判斷泡球蚴病理組織結(jié)構(gòu)的變化情況。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 選用由本大學動物實驗中心飼養(yǎng)的SD大鼠140只，雌性，清潔級，體重（200±20）g，鼠齡8～10周。種鼠為新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院動物實驗中心提供的經(jīng)腹腔成功感染泡球蚴的長爪沙鼠2只。動物分籠飼養(yǎng)于我院動物實驗中心小動物實驗室，該中心已通過國際實驗動物管理評估和認證委員會認證。接種前1周對所有大鼠行腹部超聲篩查，未發(fā)現(xiàn)大鼠肝臟異常。

1.2 HAE動物模型的建立 參照文獻[2]建立原發(fā)性HAE動物模型。

1.3 影像學實驗方法

1.3.1 實驗大鼠準備 自大鼠接種后第5周起，每隔2周隨機對20只大鼠進行超聲篩查，超聲篩查全程由1名超聲科高年資副主任醫(yī)師完成，接種后第9周對所有存活大鼠進行超聲篩查，采用GE LOGIQ7超聲診斷儀，探頭頻率為7～12 MHz，超聲篩查由超聲科醫(yī)師完成。大鼠麻醉后行常規(guī)腹部備皮，充分暴露上腹部，取仰臥位，將探頭涂抹偶合劑，進行多切面檢查，記錄肝內(nèi)異常回聲病灶的區(qū)域、大小、形態(tài)、境界、內(nèi)部回聲情況等。超聲篩查后1周內(nèi)，對接種成功的大鼠進行MRI掃描。

1.3.2 MRI檢查 分別于接種后10周、18周、32周將超聲篩查接種成功的大鼠進行MRI檢查。接種后的時間節(jié)點根據(jù)本課題組前期的工作經(jīng)驗及各期不同的病理表現(xiàn)確定。檢查前采用10%水合氯醛溶液進行腹腔注射麻醉，劑量為0.3 ml/100 g。

采用Siemens 1.5T MR掃描儀，采用腕關(guān)節(jié)表面線圈。取仰臥位，腳先進。常規(guī)MR掃描序列包括：①冠狀位T2WI：采用快速自旋回波序列序列，TR 471 ms，TE 34 ms，視野（FOV）100 mm，矩陣192×85，激勵次數(shù)（NEX）10，ST 3 mm；②軸位T2WI（圖1A）：采用快速自旋回波序列，TR 2000 ms，TE 93 ms，F(xiàn)OV 80 mm，矩陣192×81，NEX 10，ST 3 mm；③軸位T1WI：采用快速自旋回波序列，TR 98 ms，TE 6 ms，F(xiàn)OV 80 mm，矩陣192×100，NEX 10；④T1 mapping：采用三維快速小角度激發(fā)序列，TR 15 ms，TE 2.49 ms，翻轉(zhuǎn)角5°及26°，F(xiàn)OV 80 mm，矩陣160×100，NEX 4。

1.3.3 圖像分析及后處理 所有大鼠的3次MRI圖像由2位高年資影像醫(yī)師獨立閱片和測值，2位醫(yī)師測量意見不一致時，與上級醫(yī)師共同協(xié)商，最終決定測量區(qū)域。最終數(shù)據(jù)采用2位醫(yī)師所測值的平均值。T1 mapping掃描得到解剖圖像及偽彩圖（圖1B），在西門子富士通后處理工作站（CELSIUS R670-2），T1 mapping偽彩圖上測量T1值。由2位放射診斷醫(yī)師分別對所有數(shù)據(jù)進行2次測量，具體方法：①先根據(jù)T2WI圖像將HAE分為病變區(qū)、病變周邊及背景肝臟三部分；②分別在HAE各區(qū)域勾畫感興趣區(qū)（ROI），選取病變最大層面設(shè)置ROI，需避開大血管、膽管及偽影較重區(qū)域，為了避免部分容積效應(yīng)，ROI直徑需>0.5 cm；③在偽彩圖上對不同ROI進行測值并記錄。

1.4 動物分組及病理學檢查 將140只大鼠分為對照組40只及接種泡球蚴混懸液組100只。然后根據(jù)超聲篩查結(jié)果將接種泡球蚴混懸液的大鼠分為2個亞組，即接種成功組和未接種成功組，在各隨訪時間點從對照組及接種泡球蚴成功組中抽取15只大鼠進行MRI掃描，掃描結(jié)束后每組隨機抽取5只共10只大鼠進行病理學檢查。

標本采集：采用10%水合氯醛溶液進行腹腔注射麻醉，劑量為0.3 ml/100 g。麻醉生效后稱重、記錄，大鼠取仰臥位，采用腹正中約5～10 cm切口，進腹后探查有無腹水，探查腹腔其他器官有無異常，下腔靜脈取血，離斷肝臟各韌帶，觀察病灶區(qū)域、形態(tài)，完整取出肝臟及病變組織，若肝外其他器官有病灶，完整切除肝外病灶，逐層縫合切口，由動物實驗中心工作人員統(tǒng)一處理動物尸體。測量病灶大小，觀察病灶形態(tài)后，將標本固定于4%甲醛溶液中。標本經(jīng)甲醛溶液固定24～48 h后，在斷面上連續(xù)切取2 cm×2 cm的組織塊，然后常規(guī)沖洗、脫水、透明、包埋，制成約5 μm切片2～4張，分別行HE染色和Masson染色。HE染色后在光學顯微鏡下觀察HAE病灶內(nèi)小囊泡的大小、形態(tài)及數(shù)量，觀察小囊泡面積占整個病灶的比例以及纖維化的比例。Masson染色觀察病變纖維化。

1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 17.0軟件，計量資料用中位數(shù)及四分位間距表示。將不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進行對數(shù)轉(zhuǎn)換，由于集中數(shù)級轉(zhuǎn)換，但均無法解決正態(tài)性問題，因此采用秩變換，先求出T1值的秩次大小，然后用秩代替具體數(shù)值。秩變換可以進行兩兩比較。經(jīng)過秩變換，將R（T1）值代替T1值進入方差分析模型。首先將對照組肝實質(zhì)與接種成功組背景肝臟的T1值進行比較，比較HAE病灶不同時期不同區(qū)域的T1值。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 大鼠接種情況 49只大鼠接種成功，接種成功 率為49%（49/100）。接種后10周、18周及32周分別存活48只、39只和21只大鼠。

2.2 HAE大鼠不同時期及不同區(qū)域T1值比較 對照組肝實質(zhì)與接種成功組背景肝臟T1值差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。HAE病灶區(qū)、病灶周邊區(qū)及背景肝臟的早、中、晚期T1值比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P均>0.05）。但在同一時期，病灶區(qū)與病灶周邊區(qū)、病灶區(qū)與背景肝臟、病變周邊區(qū)與背景肝臟之間T1值比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P均<0.05）；但同一區(qū)域不同時期T1值比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P均>0.05），見表1。

表1 大鼠HAE不同時期不同區(qū)域T1值比較[M（Q1，Q3），ms]

2.3 大鼠HAE病灶HE染色結(jié)果 大體觀：HAE早期病灶可見肝臟內(nèi)單個或多個淡黃色或白色囊泡狀結(jié)構(gòu)。HE染色后，早期病灶可觀察到囊泡結(jié)構(gòu)呈中空的紅染角質(zhì)層結(jié)構(gòu)，周邊見炎癥細胞聚集及微血管結(jié)構(gòu)（圖2A）。

大體觀：HAE中期病灶表現(xiàn)為透光或不透光的多個囊泡結(jié)構(gòu)，病灶體積較早期增大，與肝臟分界欠清，外形不規(guī)則，剖開病灶有液體流出，部分囊泡內(nèi)見實性成分。HE染色后，中期病灶可觀察到中空的囊泡及纖維組織結(jié)構(gòu)，囊泡周圍的纖維組織結(jié)構(gòu)較早期增多，周邊可見炎癥反應(yīng)帶，內(nèi)含炎癥細胞、微血管及纖維 組織，較早期病灶相比炎癥細胞浸潤增多（圖2B）。大體觀：HAE晚期病灶可見較多大小不等的囊實性結(jié)構(gòu)，與周圍肝組織分界不清，質(zhì)地硬，剖開后，病變切面呈蜂窩狀。HE染色后，病變內(nèi)見壞死結(jié)構(gòu)、大量纖維組織及鈣化結(jié)構(gòu)，病灶與肝組織交界區(qū)見散在小囊泡，少量炎癥細胞浸潤（圖1C、圖2C）。

2.4 大鼠HAE病灶Masson染色結(jié)果 Masson染色顯示，HAE病灶囊泡角質(zhì)層染色呈藍色，囊泡周邊纖維組織染色呈藍色，隨著病變的進展，泡球蚴囊壁周圍纖維增生較早期明顯；晚期HAE病灶囊壁周圍及病變與肝實質(zhì)交界區(qū)大量膠原纖維增生藍染（圖1D）。

圖1 同一只大鼠T2WI（A）、T1 mapping偽彩圖及相應(yīng)感興趣區(qū)（B）、HE染色（C）及Masson染色圖（D）。B中的1、2、3分別為病灶區(qū)、病灶周邊區(qū)、背景肝臟感興趣區(qū)。此大鼠病灶區(qū)平均T1值為1409 ms，病灶周邊區(qū)平均T1值為760 ms，背景肝臟平均T1值為585 ms。HE染色示HAE病灶見病灶內(nèi)纖維樣結(jié)構(gòu)及鈣化（箭頭，×100）；Masson染色示顯示囊壁周圍及病變與肝實質(zhì)交界區(qū)大量膠原纖維增生藍染（×100）

圖2 大鼠不同時期HAE病灶HE染色結(jié)果（×100）。A為早期HAE病灶，見泡球蚴囊泡結(jié)構(gòu)（箭頭）；B為中期HAE病灶，見病灶周邊區(qū)域的炎性浸潤帶（箭頭）；C為晚期HAE病灶，見病灶囊壁明顯鈣化（箭頭）

3 討論

定量的T1弛豫數(shù)據(jù)在腹部成像中已經(jīng)有應(yīng)用。在肝臟成像中，T1弛豫時間具有定量評價肝纖維化嚴重程度的能力[3]。Gambarota等[4]研究顯示，T1弛豫時間的測量有助于鑒別大腸癌肝轉(zhuǎn)移和提高病變檢出的能力。在腎臟，T1弛豫已經(jīng)顯示出包括水腫、炎癥和纖維化的不同變化[5]。既往研究將T1 mapping成像用于腎移植術(shù)后移植腎功能的評估并取得一定的成效[6]。在HAE發(fā)病的不同時期，炎癥及纖維化所占的比例不同，即此研究中擬應(yīng)用T1 mapping序列進行評價的目的，旨在能反映HAE發(fā)病不同時期不同的T1值，從而間接反映HAE病變的活性。

肝泡型包蟲病的病理發(fā)展過程表現(xiàn)為肝組織中大小不等的泡球蚴小囊泡，小囊泡向外芽生增殖，聚集成結(jié)節(jié)狀，囊泡周圍有嗜酸性粒細胞浸潤并肉芽腫形成，纖維組織增生，鈣化形成，病變組織液化壞死形成無定形囊腔。泡球蚴被纖維炎性反應(yīng)帶所包繞，大體病理檢查顯示寄生蟲組織與肝實質(zhì)之間無明確的分界，泡球蚴病變周圍可見很多不規(guī)則小空腔，這些小空腔對應(yīng)的是小囊泡，囊泡是寄生蟲病變的活躍區(qū)，即活性區(qū)[7]。纖維化、鈣化、液化壞死和囊泡樣結(jié)構(gòu)等多成分并存是HAE病灶的典型病理特征[8-9]。HAE病灶從早期的囊泡至晚期的液化壞死，病變內(nèi)的含水量均非常豐富，并且水的流動性均較高，故病灶內(nèi)T1值較高，通過與泡狀棘球蚴患者的常規(guī)圖像觀察比較發(fā)現(xiàn)，大鼠的泡球蚴病灶囊變成分相對更多，實性成分僅顯示為分隔及周邊很小的范圍，與人相比，其實性成分范圍較小，故在早、中、晚期大鼠HAE病灶均表現(xiàn)為較高的T1值。從泡球蚴病理發(fā)展過程可見，HAE是多種病理狀態(tài)并存的疾病，從最初的多個小囊泡發(fā)展至無定形囊腔，T1值主要反映組織含水量，受病變含水量的影響而變化，但由于多種病變形態(tài)共存使得T1值無法辨別不同時間點的病理改變，盡管大鼠HAE病灶T1值在發(fā)病各時期無顯著差異，但仍可以看到病灶內(nèi)T1值的變化趨勢，即早期病灶內(nèi)T1值較高，中期較低，晚期病灶內(nèi)T1值 最高，從病理學角度解釋可以理解為中期病灶內(nèi)肉芽 腫成分相對較多，使得病灶內(nèi)水含量及流動性相對較低，故中期病灶內(nèi)T1值最低。此外，病灶周邊區(qū)T1值從中位數(shù)來看，晚期病灶周邊區(qū)T1值相對最低，可能與HAE晚期病灶周邊區(qū)域纖維化程度最重有關(guān)。本研究中并未發(fā)現(xiàn)周邊區(qū)域的T1值各期有顯著差異，提示T1 mapping可能不能反映HAE病灶周邊區(qū)域的病理改變。T1 mapping易受一些參數(shù)影響，如不同廠家不同型號的機器標準值均不同，同時標準值受磁場影響也較大，本研究應(yīng)用1.5T MR掃描儀及腕關(guān)節(jié)表面線圈，而大鼠本身體積較小，導(dǎo)致圖像分辨率較低可能也是出現(xiàn)陰性結(jié)果的原因。

本研究結(jié)果提示，T1 mapping序列可能不足以反映HAE病變周邊區(qū)域的病理改變。T1值不能反映不同時間點的變化情況，不能反映泡球蚴的活性情況。