磁共振水脂分離Dixon技術(shù)在非酒精性脂肪肝定量研究的進(jìn)展

張 敏

天津市河?xùn)|區(qū)婦女兒童保健和計劃生育服務(wù)中心，天津 300170

2014年世界胃腸病學(xué)全球指南指出，非酒精性脂肪肝炎（nonalcohlic steatohe atohepatitis，NASH）是非酒精性脂肪肝最嚴(yán)重的組織學(xué)表現(xiàn)，當(dāng)非酒精性脂肪肝進(jìn)展到非酒精性脂肪肝炎，可增高肝硬化、肝衰竭及肝細(xì)胞癌的風(fēng)險［1-2］。非酒精性脂肪肝是可逆的病理過程，若不干預(yù)將有10%～15%發(fā)展為肝硬化，最終出現(xiàn)肝功能衰竭者占5.4%。肝臟脂肪定量是非酒精性脂肪肝診斷的最可靠指標(biāo)［3］，其對非酒精性脂肪肝的早期診斷和病情監(jiān)控有重要的價值。

1 MRI對非酒精性脂肪肝的研究及其MRI脂肪抑制成像

1.1 MRI對非酒精性脂肪肝的研究

近年來影像學(xué)檢查如CT、MRI等被用于進(jìn)行較為精確的脂肪定量，但各項技術(shù)各有優(yōu)缺點如CT掃描速度快，但是具有輻射性強；而磁共振具有無輻射、高分辨率、無創(chuàng)性、高敏感性等優(yōu)勢，成為較新型測定肝臟脂肪含量的方法，尤其用于非酒精性脂肪肝患者在治療和后續(xù)檢查評估。磁共振波譜分析不僅能對脂肪進(jìn)行量化分析，還能無創(chuàng)地檢測胰腺內(nèi)脂肪組織的化學(xué)成分，觀察其組織細(xì)胞代謝情況，對成人受檢者的肝臟脂肪分?jǐn)?shù)（HFF）進(jìn)行測定，并分析其與腹腔內(nèi)臟脂肪面積（VA）、BMI、糖脂代謝等多種臨床指標(biāo)有密切的相關(guān)性［4］。

1.2 MRI脂肪抑制成像

磁共振脂肪抑制技術(shù)主要包括利用基于脂肪縱向弛豫時間的短TI反轉(zhuǎn)恢復(fù)脈沖序列（short TI inversion recovery，STIR），磁共振率飽和法脂肪抑制技術(shù)作為光譜空間的激勵技術(shù)，通過與化學(xué)位移敏感度及層選擇激勵的結(jié)合，對于量化評價肝臟脂肪堆積具有較高的敏感性。選擇性脂肪抑制技術(shù)通常使用短TI反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列，該項技術(shù)抑脂效果良好，且不易受脂肪均勻度影響，但對于輕度脂肪變性檢出率低［5］。利用水質(zhì)子和脂肪質(zhì)子化學(xué)位移頻率差的化學(xué)位移選擇性脂肪預(yù)飽和技術(shù)或化學(xué)位移選擇性水激發(fā)成像。

2 MRI水脂分離Dixon技術(shù)原理及其Dixon技術(shù)肝臟脂肪量化

2.1 MRI水脂分離Dixon技術(shù)原理

目前，用于MRI定量檢測脂肪肝的方法主要有氫質(zhì)子磁共振波譜（1H-MRS）、Dixon技術(shù)。由于氫質(zhì)子具有高自然豐度和核磁感性的特性，且人體內(nèi)水和脂肪含氫最多，所以質(zhì)子密度脂肪分?jǐn)?shù)（proton density fat fraction，PDFF）是定量肝脂肪變性的主要影像學(xué)指標(biāo)［6］，代表組織中甘油三酯濃度。1H-MRS技術(shù)已成為公認(rèn)的量化肝脂肪變性的檢查方法［7］，總體來說，采用1H-MRS定量檢測脂肪肝方面的研究已不斷趨于成熟，在未來的臨床應(yīng)用中具有很大潛力，但MRS的采集依賴于掃描者的經(jīng)驗，在掃描前需根據(jù)經(jīng)驗放置感興趣區(qū)域（region of interest，ROI），只能對該ROI內(nèi)的成分進(jìn)行測量，且其取樣體積較小，抽樣誤差大，不能覆蓋整個肝臟。

1984年，Dixon［8］首次報道了關(guān)于水和脂肪分離的簡單光譜學(xué)成像的技術(shù)，提出其可用于脂肪含量的測定。Dixon技術(shù)其原理是分別采集同相位和反相位兩種回波信號，兩種不同相位的回波信號通過運算，各產(chǎn)生一幅純水質(zhì)子及純脂肪質(zhì)子的圖像，從而在水質(zhì)子的圖像上可以觀測到脂肪抑制的目的。人體組織器官及病變中很多都含有脂肪，Dixon技術(shù)可以得到水、脂分離的兩種圖像，在有些器官及疾病應(yīng)用中水份及脂肪兩者都需要精確定量或者進(jìn)行抑制，因此水脂分離定量成像研究在臨床MRI診斷中非常需要。該技術(shù)采用改進(jìn)的自旋回波脈沖序列能夠獲取兩種單獨的圖像。一種是傳統(tǒng)的自旋回波圖像；另一種獲得水和脂肪信號是反相的。這兩種圖像可以對水和脂肪定量測量。然而，脂肪信號受很多因素影響不能可靠地被評估，其中T2偏倚是常見的混雜因素。隨著技術(shù)改進(jìn)［9］，Dixon技術(shù)對磁場不均勻性不敏感，其回波時間可以靈活設(shè)定，并通過增加回波數(shù)減少T2＊衰減導(dǎo)致的偏移；可以利用低翻轉(zhuǎn)角度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，使T1偏移幾乎可以忽略不計；亦可以通過定義掃描儀上的配置文件，對脂肪復(fù)雜的失相位因素進(jìn)行靈活建模。Vu等［10］初步證明，用T2校正和復(fù)雜擬合方法精確分離水和脂肪需要至少6個回波，運用7峰值模型，并結(jié)合T2校正能得到脂肪分?jǐn)?shù)圖和R2弛豫圖。Sofue研究［11］將Dixon技術(shù)測得的MRI-PDFF與組織病理學(xué)脂肪含量進(jìn)行相關(guān)性分析，并證實了其在脂肪肝分級診斷中的價值。Portillo［12］研究提示由Dixon序列測得的PDFF、T2值與肝細(xì)胞組織活檢測定的脂肪含量具有很好的相關(guān)性。Takahashi［13］研究提示Dixon技術(shù)克服了傳統(tǒng)MRI對磁場均勻性敏感度高、易受呼吸運動偽影影響等缺陷，去除了T2效應(yīng)的干擾、渦流效應(yīng)等混雜因素，利用脂肪和水中的氫質(zhì)子信號強度差異可得出整個肝臟的PDFF圖，可以方便地測量任意多個區(qū)，反映脂肪在肝內(nèi)的分布情況。

2.2 MRI水脂分離Dixon技術(shù)肝臟脂肪量化

目前應(yīng)用較多的兩點法Dixon序列［14］已經(jīng)是應(yīng)用非常成熟的技術(shù)，1次屏氣采集 就可自動生成整個腹部的水和脂肪圖像。最新的反相位成像（iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation，IDEAL）基于改良三點法Dixon技術(shù)，通過重復(fù)計算掃描野內(nèi)的圖像并且運用不對稱相位位移將信噪比最大化，進(jìn)一步提高了水-脂分離的能力，一次屏氣成像就可以得到水像、脂肪像、同相位和反相位74幅圖像，已成為近年來臨床科研和應(yīng)用的熱點［15］。

高琪等研究［16］將多回波Dixon技術(shù)測得的MRI-PDFF（質(zhì)子密度脂肪分?jǐn)?shù)proton density fat fraction，PDFF）與組織病理學(xué)脂肪含量進(jìn)行相關(guān)性分析，并證實了其在脂肪肝分級診斷中的價值。組織學(xué)上評價肝臟脂肪變性程度是根據(jù)脂肪變肝細(xì)胞所占比例分為0級（＜5%）、1級（5%～33%）、2級（33%～66%）、3級（＞66%）。

Makhija［17］研究輕、中、重度非酒精性脂肪肝組的共94例對象，性別構(gòu)成和年齡分布均無統(tǒng)計學(xué)差異，無論是肝穿刺脂肪定量結(jié)果還是Dixon全肝脂肪定量的結(jié)果，各組間均有顯著差異。進(jìn)一步的分析表明：雖然同一樣本的Dixon全肝脂肪定量結(jié)果小于肝穿刺脂肪定量結(jié)果，但兩者呈顯著正相關(guān)，且所測得的FVF值隨著脂肪肝分級診斷的升級而提高。提示：Dixon全肝脂肪定量與肝穿刺活檢脂肪定量的結(jié)果一致性較好，均能反映脂肪肝的嚴(yán)重程度。Kim［18］運用Dixon技術(shù)原理相仿的磁共振IDEAL技術(shù)對50例供體肝臟進(jìn)行了MRI檢查評估及病理學(xué)的對照研究，結(jié)果顯示IDEAL檢測脂肪沉積的靈敏度為100%，特異度為91%，從側(cè)面證實了Dixon技術(shù)成像原理的可行性。陽寧靜等［19］對30只NAFLD模型的大鼠行Dixon雙回波序列掃描，結(jié)果顯示雙回波序列與組織病理學(xué)所測肝內(nèi)脂肪含量呈顯著正相關(guān)（r=0.936，P=0.001），Bland-Ahman曲線分析顯示兩者所測定的大鼠肝內(nèi)脂肪含量一致性非常好［20］。Zhong等［21］利用Dixon法進(jìn)行體外模型脂肪定量分析，結(jié)果亦顯示脂肪定量評估值與實際脂肪含量具有高度的相關(guān)性［22］。Lee應(yīng)用MRIDixon技術(shù)可直觀地在FVF圖上顯示脂肪在肝內(nèi)的分布，經(jīng)過體外模型試驗驗證，MRIDixon技術(shù)測得的平均FVF值近似于模型的實際脂肪含量。Dixon技術(shù)和相位陣列線圈并行采集結(jié)合起來以進(jìn)一步提高掃描速度、與部分傅立葉采集結(jié)合起來縮短掃描時間也是一個趨勢。

總之，運用Dixon技術(shù)，對于肝臟脂肪含量的定量測定，特別是不均勻脂肪浸潤的非酒精性脂肪肝患者的肝臟脂肪測定，其結(jié)果較為可信，MRI將會在一定程度上取代活檢，避免并發(fā)癥，減輕非酒精性脂肪肝病人的負(fù)擔(dān)，更好地指導(dǎo)臨床對疾病的監(jiān)測、療效評價及預(yù)后評估。