脂肪肝無創(chuàng)性影像學(xué)檢查

張仲偉林志謙陳克敏

脂肪肝是指肝細(xì)胞內(nèi)脂肪蓄積超過肝濕重的5%,或組織學(xué)上每單位面積1/3以上的肝細(xì)胞有脂肪變性。病理上,脂肪肝包括單純性脂肪肝、脂肪性肝炎及其相關(guān)肝硬化三大類型。單純性脂肪肝的預(yù)后良好,但脂肪性肝炎可進(jìn)一步發(fā)展為肝硬化,甚至發(fā)生肝癌、肝衰竭而導(dǎo)致死亡。近年來,隨著生活水平的提高和生活方式的改變,脂肪肝在我國的發(fā)病率明顯上升。脂肪肝的定量診斷及其動態(tài)檢測是臨床診療的關(guān)鍵。

肝穿刺活檢是診斷脂肪肝的金標(biāo)準(zhǔn),但因其為創(chuàng)傷性檢查,不易被患者普遍接受;且活檢只能穿刺肝臟某一部位,存在取樣少、取樣誤差等缺點(diǎn),對于脂肪不均勻浸潤病例不能反映不同部位的脂肪浸潤情況,因此限制了肝穿刺活檢在臨床上的應(yīng)用。B超、CT和MRI等影像學(xué)檢查,因其無創(chuàng)性、相對敏感性、可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)而在脂肪肝的診斷上普遍應(yīng)用,尤其是CT、MRI和MR波譜成像(MR spectroscopy,MRS)為脂肪肝的臨床診斷和療效評價(jià)提供了有效的檢測手段[1,2]。

脂肪肝CT診斷

肝臟CT值的高低與脂肪沉積量呈明顯負(fù)相關(guān),肝CT值降低的程度能夠評估脂肪肝的嚴(yán)重程度。國內(nèi)學(xué)者許驊等[3]認(rèn)為,CT值閾值定量診斷脂肪肝的準(zhǔn)確性較差,肝血管相對密度定量診斷的準(zhǔn)確性較好,肝/降主動脈的CT值比值和肝/下腔靜脈的CT值比值也可作為定量診斷脂肪肝的參考指標(biāo)。目前CT檢測脂肪肝的最常用方法是通過測量肝臟和脾臟CT值來診斷。中華醫(yī)學(xué)會肝病學(xué)分會依據(jù)肝/脾CT值的比值作為診斷脂肪肝和衡量脂肪肝嚴(yán)重程度的參考標(biāo)準(zhǔn)[4]:即彌漫性肝臟密度降低,肝臟與脾臟的CT值之比小于或等于1;若肝/脾CT比值≤1.0但大于0.7者為輕度;肝/脾CT比值≤0.7但大于0.5者為中度;肝/脾CT比值≤0.5者為重度。

值得注意的是,有些病理情況會造成肝臟密度的異常改變而影響CT值的測定,掩蓋合并的脂肪肝病變[1]。如肝臟鐵質(zhì)沉積癥,由于過量鐵質(zhì)沉積在肝臟網(wǎng)織內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi),使肝臟密度普遍增高,從而影響脂肪肝的診斷。又如肝糖原貯積癥,該病常并發(fā)肝臟彌漫性的脂肪浸潤,但由于肝細(xì)胞內(nèi)糖原積聚導(dǎo)致肝臟密度增高,也會影響肝臟脂肪浸潤程度的判斷。

脂肪肝MRI診斷進(jìn)展

MRI常規(guī)序列診斷脂肪肝的價(jià)值有限,目前脂肪肝MRI診斷通常采用化學(xué)位移成像、脂肪抑制技術(shù)和較新的水-脂分離技術(shù)。

MRI化學(xué)位移成像是在快速梯度回波(gradient echo,GRE)序列基礎(chǔ)上應(yīng)用Dixon法相位位移技術(shù)的脂肪抑制原理[5]。水和脂肪質(zhì)子在磁場中的運(yùn)動頻率有差異,施加梯度場后,其質(zhì)子橫向磁矢量的相位變化不一致,兩者相位在不斷的變化中會周期性地出現(xiàn)同相位(in phase,IP)和反相位(opposed phase,OP)的情況。通過選擇不同的回波時(shí)間(echo time,TE)分別采集回波信號,就可以獲得水和脂肪的IP和OP圖像。IP圖像上,水和脂肪質(zhì)子的信號相互疊加(+water,+fat),而在OP圖像上,水和脂肪質(zhì)子信號相互抵消(+w ater,-fat),OP圖像具有很好的脂肪抑制效果。通過對照觀察OP和IP圖像的組織信號有無下降,可以推測該組織中是否含有脂肪成分,且OP圖像上的信號強(qiáng)弱與組織內(nèi)脂肪含量和水含量的比例密切相關(guān)[6]。2點(diǎn)Dixon(2PD)是運(yùn)用新穎的相位修正算法以及商用雙回波梯度脈沖序列,2點(diǎn)Dixon技術(shù)最早大約是在20年前提出用于分離水和脂肪信號。2點(diǎn)Dixon技術(shù)能夠在一次屏氣自動生成整個(gè)腹部水和脂肪圖像,代替了相位去卷折的運(yùn)用,相位修正算法明確了由掃描范圍內(nèi)不均質(zhì)性所導(dǎo)致的信號方位分布。在活體研究中,僅僅是水和脂肪腹部圖像,而沒有呼吸和其他后處理偽影,2點(diǎn)Dixon技術(shù)顯示出可行性和應(yīng)用潛能。2PD技術(shù)聯(lián)合了毀損梯度回波序列(SPGR),由于其成像簡便而經(jīng)常被應(yīng)用于臨床。2PD或者M(jìn)RS和組織學(xué)之間的高度相關(guān)性已經(jīng)被許多研究所證實(shí)。三點(diǎn)法水-脂分離技術(shù)即IDEAL(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation)是基于改良3點(diǎn)Dixon技術(shù)最新使用的反相位成像。IDEAL通過重復(fù)計(jì)算掃描野內(nèi)的圖像并且運(yùn)用不對稱相位位移將信噪比最大化,對照其他方法,其可以明顯提高水-脂分離的能力。運(yùn)用三點(diǎn)法水-脂分離技術(shù)一次成像可以得到四幅圖像,即水像、脂肪像、同相位和反相位圖像。

頻率選擇性飽和法MRI脂肪抑制技術(shù)的原理是利用水和脂肪的化學(xué)位移效應(yīng)[7]。脂肪質(zhì)子的進(jìn)動頻率比水分子慢3.5ppm,若在成像前先連續(xù)施加預(yù)脈沖使脂肪組織發(fā)生預(yù)飽和現(xiàn)象,水分子由于進(jìn)動頻率不同而不能被激發(fā),然后再施加激發(fā)脈沖進(jìn)行成像,此時(shí)脂肪組織因?yàn)轭l率飽和不再接受能量產(chǎn)生信號,而水分子可以被有效激勵并產(chǎn)生信號,從而使脂肪組織的信號被抑制。將MRI技術(shù)與M RS的相關(guān)性進(jìn)行比較,結(jié)果如下:IDEAL優(yōu)于水飽和(water saturation,WS)優(yōu)于脂肪飽和(fat saturation,FS)優(yōu)于IOP。

在理論上,化學(xué)位移成像對顯示水-脂混合組織的脂肪信號降低較飽和法脂肪抑制技術(shù)更明顯。但也有研究認(rèn)為[7],對合并肝硬化的患者,飽和法脂肪抑制技術(shù)對脂肪肝的定量分析較化學(xué)位移成像更準(zhǔn)確,分析認(rèn)為,肝硬化患者肝內(nèi)鐵質(zhì)沉積增多,影響了局部磁場的均勻性,造成T 2＊效應(yīng),導(dǎo)致同相位-反相位圖像上局部信號丟失。

脂肪肝MRS定量分析

磁共振波譜分析 (magnetic resonance spectroscopy,MRS)是目前唯一可以無創(chuàng)性研究活體組織代謝、生化改變及化合物定量的方法。MRS利用體內(nèi)奇數(shù)質(zhì)子原子核的自身磁性及其在外加磁場作用下的磁化和振動,產(chǎn)生磁共振信號,并經(jīng)傅立葉轉(zhuǎn)換形成頻率曲線(波譜)[8]。根據(jù)譜線上各個(gè)共振峰位置的不同及其波峰數(shù)目、大小的變化,可以推斷組織中化合物或代謝物的分子結(jié)構(gòu),并定量檢測相應(yīng)物質(zhì)的相對含量。M RS大多采用的是單體素點(diǎn)分辨表面線圈波譜成像(single voxel point resolved surface coil spectroscopy,PRESS)序列。根據(jù)T 2W I序列圖像,選擇波譜掃描的最佳層面,一般選擇在肝右后葉,感興趣區(qū)(region of interest,ROI)大小不限定,也可以是多個(gè)ROI,范圍設(shè)定以不包含較大血管和膽管為原則。ROI周圍放置飽和帶,以去除鄰近組織的污染。氫質(zhì)子MR波譜分析(1H-MRS)能夠直接定量測定肝細(xì)胞內(nèi)三酰甘油含量,并以直觀的譜線形式表現(xiàn)出來,精細(xì)分析肝內(nèi)脂肪的組成成分和脂質(zhì)代謝的生化特性,對脂肪肝檢測較之半定量的CT診斷有較高的準(zhǔn)確性[9]。1H-MRS比斷面MR成像在正常人脂肪含量測定、脂肪肝定性定量分析等方面具有更高的敏感性[10,11]。雖然至今1H-MRS檢測肝臟脂肪含量的正常值范圍尚無共識標(biāo)準(zhǔn),但有學(xué)者研究認(rèn)為20%的脂質(zhì)含量是診斷脂肪肝的參考閾值[12]。對于所得到的1H-MRS的波譜值(包括水峰峰值、水峰下面積、脂峰峰值、脂峰下面積),可以通過以下公式進(jìn)行計(jì)算得到肝臟脂質(zhì)含量(IHCL):IHCL=脂峰下面積/(水峰下面積+脂峰下面積)×100%。隨著脂肪肝嚴(yán)重程度的加重,波譜圖像中的脂肪峰不斷升高,計(jì)算出的IHCL也不斷增加。有研究發(fā)現(xiàn)此種方法計(jì)算出的IHCL與病理學(xué)檢測結(jié)果密切相關(guān),IHCL＞5.5%即可診斷為脂肪肝。當(dāng)脂峰下面積/水峰下面積＞20%,也可診斷為脂肪肝[13]。CT和MRI是在斷面圖像上進(jìn)行綜合分析,故易受肝臟其他代謝異常(如鐵質(zhì)沉積等)因素的干擾,影響定量診斷的準(zhǔn)確性,而1H-M RS則通過直接測定肝細(xì)胞內(nèi)三酰甘油含量,因此能夠更精確直觀地反映脂肪肝的嚴(yán)重程度。Vuppalanchi等[14]對一批供肝樣本作1H-MRS定量分析、病理組織學(xué)分級及肝細(xì)胞內(nèi)三酰甘油含量測定的相關(guān)性研究,結(jié)果證實(shí)三者間有良好的相關(guān)性。但也有文章[15]指出使用MR單體素定位法及多體素MRS定位法所測值之間存在高度的相關(guān)性,但絕對數(shù)字卻相差較大,從而限制了其在臨床中的應(yīng)用。單體素M RS容易受肝臟不均質(zhì)性影響,雖然可以從多體素中采集數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償,但其缺點(diǎn)是增加了掃描時(shí)間。?

綜上所述,CT、MRI、MRS為脂肪肝的臨床診斷和定量分析以及療效評價(jià)提供了有效的檢測手段,雖然目前磁共振尚未制定出明確的脂肪肝嚴(yán)重度量化標(biāo)準(zhǔn),但隨著磁共振硬件設(shè)備的不斷發(fā)展,以及新技術(shù)和后處理軟件的開發(fā),尤其是肝臟MRS研究的日益深入,其臨床應(yīng)用價(jià)值必將進(jìn)一步提高。