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第一部分体素内不相干运动扩散加权成像评估大鼠肝纤维化:b值优化初探目的探讨大鼠肝纤维化模型IVIM-DWI中b值的优化选择。方法建立CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型,实验组50只每周2次腹腔注射50%CCl4橄榄油混合液共14周,对照组11只同时腹腔注射生理盐水。大鼠肝纤维化模型行IVIM-DWI检查后,图像导入Fire Voxel软件,根据双指数IVIM-DWI模型拟合三种b值组合方案图像(A方案8个b值:0,10,20,40,80,200,400,800s/mm2;B方案6个b值:0,10,20,80,200,800s/mm2;C方案4个b值:0,10,80,800 s/mm2)得到三组DT、DP和f。根据METAVIR分期方案将肝纤维化分为三组:无肝纤维化(F0)、早期肝纤维化(F1-F2)和晚期肝纤维化(F3-F4)。采用单因素方差分析比较三组DT、DP和f的差异,通过ROC曲线分析和Z检验比较三组DT、DP和f对肝纤维化分期评估效能。结果实验组50只(早期肝纤维化组和晚期肝纤维化组各25只)和对照组11只共61只大鼠完成IVIM-DWI检查及图像后处理。A方案拟合参数DT1、f1和B方案拟合参数DT2在不同肝纤维化分期组间差异有统计学意义(P<0.05)。ROC分析结果显示,DT1对F0的预测效能优于f1和DT2,DT1对F3-F4的预测效能优于DT2。结论A方案8个b值组合取得了良好的IVIM-DWI参数拟合效果,是三个方案中的最佳方案。B方案6个b值组合可以减少1/3的扫描时间,IVIM-DWI拟合参数DT对肝纤维化分期评估有意义,此方案有潜在的临床应用价值。第二部分IVIM-DWI直方图分析在体评估大鼠肝纤维化的价值目的探讨双指数IVIM-DWI模型定量参数结合直方图分析无创性在体评估大鼠肝纤维化的价值。方法建立CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型,实验组50只每周2次腹腔注射50%CCl4橄榄油混合液共14周,对照组11只同时注射生理盐水。大鼠肝纤维化模型行8个b值(0,10,20,40,80,200,400,800 s/mm2)IVIM-DWI检查后,图像导入Fire Voxel软件,根据双指数IVIM-DWI模型和传统单指数DWI模型拟合得到DT、DP、f和ADC,使用SPSS 19.0统计学软件计算得到相应的直方图参数,包括偏度、峰度及第25、50、75百分位数。MRI检查后断头法处死大鼠获取肝脏标本,行HE、Masson胶原纤维染色,以及CD31、VEGF和HIF-1α免疫荧光染色。根据METAVIR分期方案将肝纤维化分为三组:无肝纤维化(F0)、早期肝纤维化(F1-F2)和晚期肝纤维化(F3-F4)。采用单因素方差分析比较三组间DT、DP、f和ADC的差异,各参数与肝纤维化分期及血管生成指标的相关性采用Spearman相关分析,通过ROC曲线分析和Z检验比较DT、DP、f和ADC对肝纤维化分期的预测效能。结果实验组50只(早期肝纤维化组和晚期肝纤维化组各25只)和对照组11只共61只大鼠完成IVIM-DWI检查及图像后处理。DT及其第25、50、75百分位数、f第25、50百分位数随纤维化进展而降低,F0、F1-F2和F3-F4三组间差异有统计学意义(P<0.05)。DT及第25、50、75百分位数与肝纤维化分期及血管生成指标存在高中度负相关关系,其中DT与肝纤维化分期(r=-0.891)之间的关系最密切。ROC分析结果显示,DT均值、DT中位数、DT第75百分位数对F0的预测效能优于f第25百分位数,DT对F3-F4的预测效能优于f。结论水分子扩散与微循环血流灌注共同导致了肝纤维化进展过程中表观扩散的变化,DT和f可作为评估肝纤维化分期的影像标志物,且DT优于f。IVIM-DWI参数与肝纤维化血管生成有相关性,具有反映组织缺氧的潜在价值。直方图分析方法可以提供更多有意义的无创性定量参数,DT和f的百分位数可反映肝纤维化的不均质性。第三部分磁共振扩散峰度成像定量参数与大鼠肝纤维化分期的相关性研究目的利用DKI模型探讨大鼠肝纤维化非高斯扩散特征以及评估肝纤维化分期的价值。方法建立CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型,实验组每周2次腹腔注射50%CCl4橄榄油混合液共14周,对照组同时注射生理盐水。大鼠肝纤维化模型行6个b值(0,50,500,1000,1500,2000 s/mm2)DKI检查后,图像导入Fire Voxel软件,根据DKI模型和传统单指数DWI模型拟合得到MD、MK和ADC值,使用SPSS 19.0统计学软件计算得到相应的直方图参数,包括偏度、峰度及第25、50、75百分位数。MRI检查后断头法处死大鼠获取肝脏标本,行HE、Masson胶原纤维染色。根据METAVIR分期方案将肝纤维化分为三组:无肝纤维化(F0)、早期肝纤维化(F1-F2)和晚期肝纤维化(F3-F4)。采用单因素方差分析比较三组间MD、MK和ADC值的差异,各参数与肝纤维化分期的相关性采用Spearman相关分析,通过ROC曲线分析和Z检验比较MD、MK和ADC值对肝纤维化分期的预测效能。结果实验组50只(早期肝纤维化组和晚期肝纤维化组各25只)和对照组11只共61只大鼠完成DKI检查及图像后处理。MK、MD、ADC及其第25、50、75百分位数在F0、F1-F2和F3-F4三组间差异有显著统计学意义(P<0.01),MD、ADC值随纤维化进展而降低,而MK随纤维化进展而增高。MK及其第25、50、75百分位数与肝纤维化分期之间存在中度正相关关系,其中MK第75百分位数与肝纤维化分期(r=0.780)之间的关系最密切。ROC分析和Z检验结果显示,MK对F3-F4的预测效能优于ADC。结论DKI为大鼠肝纤维化模型提供了无创性定量评估方法,MK反映了肝纤维化偏离理想高斯扩散行为的程度,有助于对肝纤维化分期的评估;直方图分析方法提供了更多有价值的无创性定量参数,MK及其直方图参数可反映肝纤维化的不均质性。第四部分DCE-MRI定量灌注参数评估大鼠肝纤维化血管生成的实验研究目的探讨DCE-MRI定量灌注参数及其衍生的直方图分析参数在肝纤维化分期评估及与肝纤维化血管生成相关性方面的应用价值。方法建立CCl4诱导的大鼠肝纤维化模型,实验组每周2次腹腔注射50%CCl4橄榄油混合液共14周,对照组同时注射生理盐水。大鼠肝纤维化模型行T1 MAP和DCE-MRI检查,采用e-THRIVE序列,时间分辨率5s,共扫75个时相,通过Omni-Kinetics 2.0软件后处理图像得到定量灌注参数Ktrans、Kep、Ve和半定量灌注参数i AUC,使用SPSS 19.0统计学软件计算得到Ktrans和i AUC直方图参数。MRI检查后断头法处死大鼠获取肝脏标本,行HE、Masson胶原纤维染色,以及CD31、VEGF和HIF-1α免疫荧光染色。根据METAVIR分期方案将肝纤维化分为三组:无肝纤维化(F0)、早期肝纤维化(F1-F2)和晚期肝纤维化(F3-F4)。采用单因素方差分析比较三组DCE-MRI定量及半定量灌注参数的差异,灌注参数与肝纤维化分期及血管生成指标的相关性采用Spearman相关分析,通过ROC曲线分析和Z检验比较定量和半定量灌注参数对肝纤维化分期的预测效能。结果实验组50只(早期肝纤维化组和晚期肝纤维化组各25只)和对照组11只共61只大鼠完成DCE-MRI检查及图像后处理。Ktrans、i AUC及其第25、50、75百分位数随肝纤维化进展而下降,F0、F1-F2和F3-F4三组间差异有显著统计学意义(P<0.01)。Ktrans及其百分位数与肝纤维化分期及血管生成指标存在高中度负相关关系,其中Ktrans中位数与肝纤维化分期(r=-0.90)、CD31(r=-0.82)及VEGF(r=-0.64)之间的关系最密切,Ktrans与HIF1α(r=-0.58)的关系最密切。ROC分析结果显示,Ktrans与i AUC对F0的预测效能相当,Ktrans对F3-F4的预测效能优于i AUC。结论DCE-MRI定量灌注技术为大鼠肝纤维化模型提供了新的无创性定量评估方法,定量灌注参数对肝纤维化分期的预测效能优于半定量灌注参数。DCE-MRI定量灌注参数Ktrans与肝纤维化分期及肝纤维化血管生成有较高的负相关性,反映了肝纤维化血管生成过程中(主要是肝窦毛细血管化)微血管壁渗透性的降低。直方图分析为肝纤维化DCE-MRI评估增添了额外的有价值的量化参数,Ktrans的百分位数可反映肝纤维化的不均质性。