多模態(tài)MRI對BMI正常的T2DM腹型肥胖者脂肪肝的定量研究

晁紅艷 吳獻華* 崔鳳 張思琪

2型糖尿病(T2DM)是臨床最常見的內(nèi)分泌代謝疾病,除了典型的高血糖外,還可存在非酒精性脂肪肝病(NAFLD)、肥胖、脂代謝紊亂和高血壓等.研究表明,T2DM和NAFLD具有共同的發(fā)病機制,且存在相互促進的惡性循環(huán)關(guān)系.因此,臨床上對T2DM的診治應(yīng)選擇兼顧對兩種疾病均有效的干預(yù)措施.我國47.7%的T2DM患者體重指數(shù)<25kg/m2[1],且具有向心性肥胖這一顯著特征[2].所以對這一人群脂肪肝的研究具有重要的臨床意義.MRI技術(shù)無電離輻射,在分子水平上對異位脂肪沉積進行檢測和量化,可以在兒童及孕婦(孕后期)中進行無限期重復(fù)性縱向研究,且軟組織分辨率高,具有多參數(shù)、多掃描序列、敏感、靈活對比機制,尤其多模態(tài)磁共振技術(shù)應(yīng)用在診斷及定量脂肪肝方面具有良好的臨床應(yīng)用前景.

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標(biāo)準(zhǔn):T2DM患者,年齡≥20歲;空腹血糖:6.1~13.6mmol/L;18.5kg/m2≤BMI<25kg/m2.本研究入組患者48例,其中1例未完成完整的掃描,1例掃描中發(fā)現(xiàn)肝臟占位性病變,排除篩選后,最終入組46例(男27例,女19例;年齡41~81歲;腰圍80~103cm;體質(zhì)指數(shù)(BMI)19.3~24.9kg/m2.檢查設(shè)備及方法:應(yīng)用GE 1.5T signa HDx設(shè)備,所有患者MR掃描由同一高級職稱技術(shù)人員施行.掃描序列包括肝臟冠狀位、矢狀位及軸位定位序列、肝臟T2WI序列、PRESS序列、雙回波FSPGR及不對稱三點法水脂分離技術(shù)(IDEAL)序列掃描.

1.2 掃描參數(shù)及數(shù)據(jù)處理 (1)1H-MRS圖像及數(shù)據(jù)采集:使用T2WI橫軸位圖像結(jié)合三平面冠、矢狀圖像由兩名有經(jīng)驗的醫(yī)師選擇感興趣區(qū)域(ROI),盡量避開周圍較大血管及膽管.PRESS序列主要參數(shù)如表1.所有譜線經(jīng)jMRUI軟件處理,測量脂峰下面積Arealip及水峰下面積AreaH2O,測量結(jié)果使用線性最小二乘擬合算法校正T2效應(yīng),相對脂肪含量(RLC)=Arealip/(Arealip+AreaH2O)X100%.(2)雙回波FSPGR序列圖像及數(shù)據(jù)采集:1次屏氣掃描同時獲得IP和OP像,在IP/OP上測量同1H-MRS盡可能相同ROI信號強度SIin和SIout,肝臟脂肪分?jǐn)?shù)(HFF)HFFa=(SIin-SIout)/2 SIinX100%.為矯正T1及T2*的影響,采用Schwenzer等[3]測量得到的正常器官組織的弛豫時間矯正,肝臟的T1弛豫時間為584ms,脂肪組織的T1弛豫時間為343ms,肝臟T2*的時間為28.1ms,采用公式(公式一)得到T1和T2*校正后的HFF1.(3)IDEAL序列圖像及數(shù)據(jù)采集:IDERL序列一次掃描采集純水、純脂、同相及反相位圖像,在純水、純脂圖像上分別選取同1H-MRS盡可能一致ROI的信號強度值SIfat、SIwater,HFF2=SIfat/(SIfat+ SIwater)X100%.

表1 MR序列及參數(shù)

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 22.0 統(tǒng)計軟件.所有數(shù)據(jù)經(jīng)Shapiro-Wilk 檢驗判斷是否服從正態(tài)分布.使用Spearman 秩相關(guān)分析對RLC、HFF1、HFF2進行相關(guān)性分析.以RLC>5.56% 為診斷脂肪肝的標(biāo)準(zhǔn),將患者分T2DM肝脂含量正常對照組及T2DM合并脂肪肝組,對HFF1、HFF2行受試者工作特征曲線(ROC)分析,判斷HFF1、HFF2的診斷界值及該界值下診斷T2DM合并脂肪肝的敏感度、特異度.

2 結(jié)果

2.11H-MRS圖像及數(shù)據(jù)統(tǒng)計 46例患者的RLC的范圍是0.020~0.240,中位數(shù)0.029;以>5.56%為脂肪肝標(biāo)準(zhǔn),對照組29例RLC范圍0.002~0.055,中位數(shù)0.014;合并脂肪肝組17例RLC范圍0.059~0.240,中位數(shù)為0.100.

2.2 雙回波FSPGR序列及IDEAL序列數(shù)據(jù)統(tǒng)計 46例患者HFF1范圍0.001~0.187,中位數(shù)為0.010,正態(tài)分布檢驗(Shapiro-Wilk檢驗),P值為0.000,呈偏態(tài)分布.46例患者HFF2范圍0.100~0.410,中位數(shù)為0.200.Shapiro-Wilk檢驗,P值為0.015,呈偏態(tài)分布.

2.3 數(shù)據(jù)分析 對HFF1及HFF2數(shù)據(jù)行非參數(shù)檢驗(Mann-whitney U),HFF1、HFF2差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05).Spearman秩相關(guān)分析顯示HFF1、HFF2和RLC呈線性正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為r=0.746、r=0.771(P<0.01).以RLC>5.56%為診斷脂肪肝的標(biāo)準(zhǔn),將患者分為T2DM肝脂正常對照組及T2DM合并脂肪肝組,統(tǒng)計分析結(jié)果如表2及圖1所示.

表2 T2DM肝脂正常對照組及T2DM合并脂肪肝組分組數(shù)據(jù)

圖1 A和B:HFF1 、HFF2和RLC呈線性相關(guān).C:HFF1、HFF2進行ROC曲線分析,HFF1、HFF2的AUC分別為0.943、0.925,HFF1的診斷閾值取6%時,診斷敏感性為76.47%,特異性為100%;HFF2診斷閾值取25%時,診斷敏感性為76.5%,特異性為100%

3 討論

目前,T2MD合并NAFLD在我國的人口患病率較高,臨床上診治選擇兼顧彼此,因此迫切需要一種精確、無損傷的定量方法以監(jiān)測病情及治療效果.1H-MRS被認(rèn)為是量化異位脂肪沉積最敏感的方法,但多回波掃描時間長且后處理計算復(fù)雜、耗時、容易出錯.

雙回波FSPGR序列可以測量整個肝臟的脂肪分?jǐn)?shù),采集時間短,且對脂肪肝背景上的肝內(nèi)其它病灶的檢出也起到互補作用.此序列中同相位上兩者信號相加,IP=|SWater+SFat|;反相位圖像兩者信號相減,OP=|SWater-SFat|,脂肪信號分?jǐn)?shù)HFF=(SIP-SOP)/2SIPX100%.為了減少T1和T2*弛豫的影響,一般采用T2*擬合信號或直接測量T2*值校正.本研究根據(jù)Schwenzer等[3]的方法引入公式對數(shù)據(jù)進行T1、T2*校正.統(tǒng)計分析HFF1和RLC呈線性正相關(guān),這與Krishan等[4]的研究結(jié)果基本一致.本研究設(shè)定RLC=5.56%為正常界值,>5.56%為診斷脂肪肝的標(biāo)準(zhǔn),參考Szczepaniak等[5]研究的最大樣本報道,且該值與病理標(biāo)準(zhǔn)較接近.經(jīng)ROC曲線分析 HFF1診斷閾值取6%時,診斷敏感性為76.47%,特異性為100%.可見雙回波FSPGR序列的測量結(jié)果能較準(zhǔn)確地反映肝臟脂肪浸潤情況.Drager等[6]采用三回波MRI診斷成人脂肪肝,診斷閾值取6.9%.Kim等[7]提出使用改良后的Dixon技術(shù)診斷兒童脂肪肝閾值采用4.85%.本研究結(jié)果與其均有差異,考慮入組對象為2型糖尿病患者,這可能與正常成人及兒童脂肪肝之間存在差異有關(guān);其次以上研究采用的掃描儀器及掃描參數(shù)均不完全一致,這也可能是導(dǎo)致測量結(jié)果有差異的一個重要原因.

IDEAL結(jié)合了三點非對稱采集技術(shù)與迭代最小二乘水脂分離算法,通過不對稱三點法采集并圖像重建,即保證了水脂徹底分離的穩(wěn)定性也解決了頻率法存在的抑脂不均勻情況以及短時翻轉(zhuǎn)恢復(fù)序列(STIR)低信噪比的現(xiàn)象,且一次掃描可以得到四種組織對比圖像,減少掃描時間,增加疾病診斷的信息量.Chiang等[8]采用IDEAL序列同矯正過后的1H-MRS和病理活檢結(jié)果比較,結(jié)果均證實IDEAL對肝臟脂肪浸潤評估具有較高的精準(zhǔn)性.Joe等[9]對49名肝臟捐獻者行梯度回波化學(xué)位移同反位序列及IDEAL序列測量脂肪肝,并與病理活檢結(jié)果比較,結(jié)果顯示IDEAL序列測量肝臟脂肪含量與病理活檢相關(guān)r=0.902,P<0.001,其靈敏度為100%,特異性為91%,梯度回波化學(xué)位移同反位序列的敏感性87.5%,特異性97%,結(jié)論表明IDEAL 可以進行活體肝供體術(shù)前脂肪變性的診斷,可以避免在這些患者中進行不必要的活檢.本研究統(tǒng)計分析HFF2和RLC呈線性正相關(guān),經(jīng)ROC 曲線分析AUC=0.925,HFF2的診斷閾值取0.25時,診斷敏感性為76.5%,特異性為100%,由此可見 IDEAL序列的檢查結(jié)果能較準(zhǔn)確地反映肝臟脂肪浸潤情況,可以避免在這些患者中進行不必要的活檢或接受電離輻射.本研究不足:由于目前尚無統(tǒng)一的脂肪肝磁共振診斷標(biāo)準(zhǔn),因磁共振序列、參數(shù)及機型不同所得結(jié)果的絕對值也不完全相同,為了盡量減少MRI診斷脂肪肝誤差,有必要建立標(biāo)準(zhǔn)磁共振成像序列及參數(shù),設(shè)定肝臟脂肪含量標(biāo)準(zhǔn)界值.其次采用人群平均T2*值進行矯正,測量結(jié)果有一定誤差,下一步研究中將采用測量個體T2*來矯正.

綜上所述,比較雙回波FSPGR序列及IDEAL序列,1H-MRS復(fù)雜、耗時有一定的臨床應(yīng)用局限性.雙回波FSPGR序列的診斷效能較IDEAL序列更為精準(zhǔn),考慮IDEAL序列雖然解決了B0場不均勻影響,但沒有考慮到T2*衰減影響,因此測量結(jié)果較經(jīng)T2*矯正過后的雙回波FSPGR序列診斷效能略低.建議測量結(jié)果考慮T2*衰減效應(yīng),IDEAL序列能準(zhǔn)確定量脂肪肝.對比雙回波FSPGR序列水脂分離模糊等缺陷,IDEAL序列水脂分離徹底、多組織對比及后處理簡單,顯示出其良好的臨床應(yīng)用前景.因此,磁共振成像IDEAL技術(shù)是目前最適合于臨床量化肝臟脂肪浸潤的一項無創(chuàng)技術(shù),對BMI正常的T2DM腹型肥胖患者可以準(zhǔn)確且縱向無限次測量及評估肝脂含量及治療效果,具有良好的臨床應(yīng)用前景.