3.0 T MRI雙回波水脂分離Dixon技術(shù)在非酒精性脂肪肝患者肝臟脂肪含量定量測(cè)定中的應(yīng)用

應(yīng)潔，劉丹，楊全，王興蘭，丁昭君，蘇麗平

脂肪肝(fatty liver)是指肝內(nèi)脂肪異常聚集，當(dāng)肝臟內(nèi)脂肪含量超過肝臟的5%時(shí)稱為脂肪肝[1]，包括單純性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis，NASH)及肝硬化。脂肪肝的患病率在全球逐年上升，以非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)為主要趨勢(shì)，并逐漸年輕化，在美國(guó)患病率是10%～46%，而在世界的其他地方是6%～35%[2]。有研究顯示，血脂水平與脂肪肝的脂肪含量不成正比，血清學(xué)和生化檢查指標(biāo)尚不能準(zhǔn)確診斷NAFLD[3]。肝穿刺活檢是檢測(cè)肝臟脂肪含量和診斷脂肪肝的金標(biāo)準(zhǔn)，但因其有創(chuàng)性、存在取樣誤差、可重復(fù)性差，患者難以接受，故肝穿刺活檢不能被廣泛推廣，更不宜用作篩查和定量診斷脂肪肝。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選擇2017年11月至2019年5月在我院經(jīng)超聲診斷為非酒精性脂肪肝的160例患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1) MRI檢查禁忌證者；(2)重度肝臟鐵質(zhì)沉積者；(3)肝臟腫瘤或脾臟切除術(shù)后者；(4)肝炎病毒攜帶者及患者；(5)有酗酒史或近3個(gè)月內(nèi)有脂肪肝藥物治療史的患者。目前脂肪肝的病理學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)[4-6]：輕度脂肪肝，肝臟含脂肪量為5%～10%或者光鏡下30%～50%的肝細(xì)胞有脂肪變性，肝細(xì)胞內(nèi)可見小而少的空泡；中度脂肪肝，肝臟含脂肪量為10%～25%或者光鏡下50%～75%的肝細(xì)胞有脂肪變性，空泡多而大，呈彌漫性；重度脂肪肝，肝臟含脂肪量為25%～50%或光鏡下超過75%的肝細(xì)胞存在脂肪變性。

1.2 研究方法

1.2.1 檢查技術(shù)

所有受試者均采用Siemens Verio 3.0 T磁共振，使用通道表面線圈進(jìn)行腹部掃描。通過掃描，完成精確常規(guī)平掃 T1WI、T2WI、DWI、MRS及T1-VIBE -Dixon序列，Dixon具體參數(shù)如下：TE 1.23 ms，TR 4.16 ms，矩陣256×192，F(xiàn)OV 40 cm×30 cm，層厚3 mm，層間距0.6 mm，掃描層數(shù)72層。T1-VIBE -Dixon序列可以獲得同相位(in-phase，IP)、反相位(out-phase，OP)、純脂相、純水相圖。通過單體素波譜技術(shù)1H-MRS技術(shù)分別對(duì)α、β、γ三個(gè)不同點(diǎn)進(jìn)行掃描，這三個(gè)點(diǎn)的選擇必須避開匯管區(qū)及膈肌附近，肝右葉選擇兩個(gè)點(diǎn)(α、β)，肝左葉選擇一個(gè)點(diǎn)(γ)，通過掃描獲得MRS波譜原始數(shù)據(jù)。由具有5年以上腹部掃描經(jīng)驗(yàn)的MRI掃描技師進(jìn)行操作。

1.2.2 圖像處理

在后處理工作站上對(duì)MRS原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成感興趣區(qū)ROI的脂肪定量報(bào)告，其所獲得的脂肪分?jǐn)?shù)值分別用X、Y、Z表示。通過后處理系統(tǒng)對(duì)T1-VIBE -Dixon進(jìn)行后處理獲得脂肪分?jǐn)?shù)圖。在脂肪分?jǐn)?shù)圖上選擇與波譜掃描一致的α、β、γ三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行脂肪分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)測(cè)量。上述處理均由2名有5年以上腹部MRI診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師共同閱片，達(dá)成一致意見。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SAS 9.4回歸和相關(guān)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)T1-VIBE -Dixon測(cè)量的α、β、γ三點(diǎn)所測(cè)量脂肪分?jǐn)?shù)A、B、C與MRS測(cè)量的α、β、γ三點(diǎn)所脂肪分?jǐn)?shù)值X、Y、Z進(jìn)行相關(guān)性分析。采用SPSS 25.0軟件分別對(duì)α、β、γ三點(diǎn)使用T1-VIBE -Dixon序列測(cè)量的脂肪分?jǐn)?shù)值A(chǔ)、B、C與使用MRS所測(cè)的脂肪分?jǐn)?shù)值X、Y、Z進(jìn)行t檢驗(yàn)，P＞0.1無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

NAFLD患者肝臟MRI表現(xiàn)為同相位圖中肝臟信號(hào)呈高信號(hào)、反相位圖信號(hào)衰減(圖1A、B)。其純脂相圖像和純水相如1C、D所示。通過Siemens Verio 3.0 T磁共振自帶軟件生成的脂肪分?jǐn)?shù)圖(1E)。MRS后處理圖像如圖2所示。

表1 α、β、γ點(diǎn)與MRS所測(cè)得脂肪分?jǐn)?shù)的相關(guān)性(±s)

表1 α、β、γ點(diǎn)與MRS所測(cè)得脂肪分?jǐn)?shù)的相關(guān)性(±s)

注：使用MRS和T1-VIBE -Dixon兩種方法對(duì)感興趣區(qū)α、β、γ三點(diǎn)脂肪分?jǐn)?shù)進(jìn)行測(cè)量，其脂肪分?jǐn)?shù)FF分析的到兩種方法的測(cè)量值的相關(guān)系數(shù)較高，且經(jīng)t檢驗(yàn)處理后所得P＞0.1，兩種測(cè)量方法無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異

測(cè)量方法α點(diǎn)β點(diǎn)γ點(diǎn)MRS0.10355±0.04544 0.10169±0.04512 0.14725±0.57327 T1-VIBE -Dixon 0.10350±0.06955 0.10144±0.04586 0.10188±0.04625 r值0.996160.979170.9354 P值0.477610.820620.416611

首先通過采用SAS 9.4軟件進(jìn)行回歸與相關(guān)統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)處理。其中輕度脂肪肝患者93例，中度58例，重度脂肪肝患者9例。計(jì)量資料采用回歸和相關(guān)分析，T1-VIBE -Dixon技術(shù)所獲得脂肪分?jǐn)?shù)圖上所測(cè)3點(diǎn)(肝右葉α、β，肝左葉γ)區(qū)域測(cè)量的脂肪分?jǐn)?shù)與MRS在相一致的點(diǎn)測(cè)量側(cè)脂肪分?jǐn)?shù)之間的相關(guān)系數(shù)分別是0.99616、0.97917、0.9354。然后再采用兩個(gè)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，獲得的3個(gè)點(diǎn)的P值分別為0.477661、0.820632、0.41661 (P值均＞0.1)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

3 討論

肥胖癥及糖尿病發(fā)病率在近年來呈明顯上升趨勢(shì)，從而導(dǎo)致NAFLD的發(fā)生率明顯增加，此病已經(jīng)成為了臨床中常見的慢性肝病之一，雖然單純性脂肪肝預(yù)后良好，但其脂肪性肝炎依然是肝癌、肝硬化、肝衰竭等疾病的危險(xiǎn)因素，使患者的健康受到了嚴(yán)重威脅。所以早期診斷脂肪肝并定量評(píng)估脂肪肝患者的肝臟內(nèi)脂肪含量對(duì)脂肪肝疾病的診斷、隨訪、監(jiān)測(cè)以及早期預(yù)防干預(yù)尤為重要。目前臨床中可應(yīng)用的檢查方法種類較多，但其各有優(yōu)缺點(diǎn)。

3.1 病理活檢

目前肝臟病理穿刺是診斷非酒精性脂肪肝的金標(biāo)準(zhǔn)[7]。但是穿刺活檢也有它的局限性性如：(1)病理穿刺具有有創(chuàng)性，無法被所有的患者所接受，所以病理穿刺不能作為篩查和長(zhǎng)期病情監(jiān)測(cè)的檢查方法，也不能短時(shí)間內(nèi)重復(fù)使用。(2)穿刺活檢也存在著并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)(例如：出血、感染、嚴(yán)重的時(shí)候可能發(fā)生死亡)。(3)病理活檢只能選擇性穿刺某一、二點(diǎn)或數(shù)點(diǎn)，受穿刺操作者操作熟練程度及患者配合度的影響較大，并且穿刺點(diǎn)的位置可控性較小。因此，病理活檢的有創(chuàng)性與其取組織范圍的有限性都限制了其在臨床的應(yīng)用，使其不能用于脂肪肝的篩查、病情的監(jiān)測(cè)及脂肪沉積的范圍的測(cè)定。因此無創(chuàng)傷性的檢查受到越來越多的關(guān)注[8]。

3.2 超聲檢查

超聲檢查雖然簡(jiǎn)便，但無法精確評(píng)估肝臟脂肪的含量，雖然對(duì)中等程度的 NAFLD靈敏度可達(dá)60%～94%，但有文獻(xiàn)報(bào)道當(dāng)肝臟脂肪含量在10%～19%時(shí)，靈敏度僅為55%[9]；近年來文獻(xiàn)報(bào)道通過瞬時(shí)彈性成像技術(shù)(transient elastography，TE)可以直觀地測(cè)量非酒精性脂肪肝NAFLD患者的肝臟脂肪變性程度，該方法通過超聲探測(cè)器直接對(duì)肝臟的形態(tài)、纖維化及脂肪變性進(jìn)行整體的評(píng)估，但是其受操作者操作技術(shù)影響較大[9]。且超聲瞬時(shí)彈性成像容易受非酒精性脂肪肝NAFLD患者皮下脂肪層的厚度等因素影響，其診斷準(zhǔn)確性低于MRS[10]。

3.3 CT檢查

CT檢查可以測(cè)量肝臟CT值及能譜功能成像可定量評(píng)估肝臟脂肪含量，但均僅為半定量測(cè)定肝臟的脂肪含量。并且CT掃描具有電離輻射，又易受肝臟內(nèi)其他物質(zhì)含量的影響，因此CT檢查不宜用作脂肪肝的定量測(cè)定和長(zhǎng)期的隨訪[11]。

3.4 MRS

隨著科技和醫(yī)療的發(fā)展，目前已經(jīng)證實(shí)的用于脂肪肝測(cè)量的MRI序列主要有MRS和水脂分離技術(shù)[12]。對(duì)于MRS，其原理是不同物質(zhì)的化學(xué)位移不相同，通過傅里葉轉(zhuǎn)換和后處理得到不同化合物的波譜圖像。磁共振波譜所測(cè)量的是肝臟脂肪的相對(duì)含量，由不同成分波下的面積來計(jì)算得到。肝臟脂肪含量(liver fai content，LFC)計(jì)算公式為：肝臟脂肪含量=脂肪峰下的面積/(脂肪峰下的面積+水峰下的面積)，用波譜診斷脂肪肝脂肪含量的標(biāo)準(zhǔn)為肝臟脂肪含量大于5%[13]。MRS技術(shù)是目前所知唯一從分子層面反映活體組織的病理生理變化的影像學(xué)檢查技術(shù)。雖然MRS測(cè)量的肝內(nèi)脂肪含量是相對(duì)脂肪含量，但經(jīng)研究表明其測(cè)值與病理學(xué)活檢分級(jí)具有高度的相關(guān)性[14]。MRS診斷脂肪肝的特異性和敏感性均較高。有文獻(xiàn)認(rèn)為MRS檢查可評(píng)價(jià)脂肪肝的嚴(yán)重程度，診斷效能要高于常規(guī)梯度回波化學(xué)位移MRI，有望替代肝穿刺活檢[15]。因?yàn)榇蠖鄶?shù)患者不愿意接受有創(chuàng)的病理活檢，故本研究選擇MRS作為對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)。但由于其檢查技術(shù)耗時(shí)、成功率不高、后處理過程繁瑣，因此MRS不能作為臨床常規(guī)檢查[16]。所以需要尋求一種方便、快捷、準(zhǔn)確性高的檢查方法。而水脂分離Dixon技術(shù)[17]自1984年發(fā)展至今，衍生出了基于單點(diǎn)式(正交、特定True FISP)、二點(diǎn)式(對(duì)稱、不對(duì)稱)、三點(diǎn)式(對(duì)稱、不對(duì)稱)和多點(diǎn)式多種掃描技術(shù)。對(duì)于多點(diǎn)式Dixon檢查技術(shù)，例如T2*校正多回波Dixon 技術(shù)獲得的基于質(zhì)子密度的脂肪分?jǐn)?shù)(fat fraction based on proton density，PDFF)主要通過使用小翻轉(zhuǎn)角降低T1效應(yīng)的影響[18]，通過多次回波采集來減小鐵沉積對(duì)T2衰變的影響，從而得到更高的信噪比[19]。例如IDEAL-IQ在脂肪測(cè)量的應(yīng)用中消除了弛豫率對(duì)信號(hào)的影響，能更精準(zhǔn)地測(cè)量脂肪含量[20]。雖然多點(diǎn)式Dixon技術(shù)測(cè)量的脂肪分?jǐn)?shù)值精確度更高，但是其檢查技術(shù)對(duì)磁場(chǎng)均勻性要求較高，并且需要特殊的軟件。大部分基層醫(yī)院設(shè)備、軟件無法滿足掃描和后處理?xiàng)l件，從而使得MRI在脂肪肝患者肝臟脂肪的測(cè)量方面遇到了難以解決的問題，急需要一種合適在中低場(chǎng)強(qiáng)MR設(shè)備中能廣泛應(yīng)用，且操作簡(jiǎn)便、后處理簡(jiǎn)單的掃描技術(shù)?；谶@種現(xiàn)狀本研究所探討的雙回波Dixon技術(shù)有著較高的臨床應(yīng)用需求，其掃描和后處理簡(jiǎn)便，并具有優(yōu)越的壓脂效應(yīng)[21-22]。本研究所采用的Dixon技術(shù)，通過一次閉氣掃描耗時(shí)16 s，可以獲得4組72層的圖像，耗時(shí)短，患者易配合。掃描的圖像不僅可以通過in-phase and out-phase進(jìn)行脂肪肝的定性診斷，還可以通過設(shè)備自帶的處理軟件生成脂肪分?jǐn)?shù)圖，在脂肪分?jǐn)?shù)圖上可以對(duì)任意感興趣區(qū)域進(jìn)行定量測(cè)定，因此操作簡(jiǎn)便。通過對(duì)本研究所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理顯示，雙回波Dixon所測(cè)得的肝脂肪分?jǐn)?shù)與MRS的脂肪分?jǐn)?shù)一致性高達(dá)0.99616、0.97917、0.9354，肝臟是脂肪代謝的重要場(chǎng)所，任何影響脂肪合成能力增加或脂肪轉(zhuǎn)運(yùn)能力下降均會(huì)導(dǎo)致脂肪物質(zhì)在肝細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)積[23]，因此肝臟內(nèi)肝細(xì)胞脂肪儲(chǔ)積的程度可以出現(xiàn)不一致，從而形成均勻性脂肪肝和非均勻性脂肪肝。使用MRS測(cè)量脂肪肝脂肪分?jǐn)?shù)一般適用于均勻性脂肪肝，然而臨床中均勻性脂肪肝較少。通過對(duì)數(shù)據(jù)的處理不難得出Dixon在診斷脂肪肝特異性及敏感性方面與MRS相差不大，其結(jié)果真實(shí)、可信，且測(cè)量范圍廣，可任意測(cè)定感興趣區(qū)域的肝臟脂肪分?jǐn)?shù)，對(duì)非均勻性脂肪肝仍然適用。因此雙回波Dixon掃描時(shí)間短、成功率高、后處理方法簡(jiǎn)單，結(jié)果準(zhǔn)確性高，對(duì)非酒精性脂肪肝患者的診斷、隨訪和干預(yù)監(jiān)測(cè)均具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

本研究的不足之處：首先2點(diǎn)Dixon方法的校正場(chǎng)不均勻會(huì)造成一定的相位誤差，使得脂肪分?jǐn)?shù)值精確度稍差；其次，本實(shí)驗(yàn)收集人群為本院確診為NAFLD的患者，肝內(nèi)脂肪含量浸潤(rùn)程度以輕中度為主，重度患者較少，并且未進(jìn)行具體分組。在今后的研究中希望能夠完善分組研究。

綜上，3.0 T MRI雙回波水脂分離Dixon技術(shù)在非酒精性脂肪肝患者肝臟脂肪含量的定量測(cè)定的應(yīng)用中成像速度快、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確性高、設(shè)備和軟件要求相對(duì)較低，在臨床上對(duì)脂肪肝的測(cè)定是可行的。

利益沖突：無。