黃夢(mèng)月， 程敬亮， 呂曉婷， 高雪梅， 屈召慧， 黃夢(mèng)娜

·肝臟脂肪定量診斷影像學(xué)專題·

IDEAL-IQ與MRS定量測(cè)量肝臟脂肪含量的可行性及相關(guān)性

黃夢(mèng)月， 程敬亮， 呂曉婷， 高雪梅， 屈召慧， 黃夢(mèng)娜

目的：探討非對(duì)稱回波的最小二程估算法迭代水脂分離技術(shù)(IDEAL-IQ)與磁共振波譜(MRS)定量測(cè)量肝臟脂肪含量的可行性及相關(guān)性。方法：采用IDEAL-IQ和MRS定量測(cè)量87例非酒精性脂肪肝患者及20例健康志愿者的肝臟脂肪含量，對(duì)比分析IDEAL-IQ、MRS測(cè)量的脂肪含量的差異及相關(guān)性。結(jié)果：107例受檢者中IDEAL-IQ掃描成功102例(95.8%，102/107)，MRS掃描成功76例(71.0%，76/107)，兩種檢查方法的掃描成功率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。76例受檢者M(jìn)RS、IDEAL-IQ均掃描成功，此76位受檢者由MRS、IDEAL-IQ測(cè)得的相對(duì)脂質(zhì)含量(RLC)、脂肪分?jǐn)?shù)(FF)分別為(17.33±10.86)%、(16.28±10.27)%，兩者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.192)。IDEAL-IQ與MRS測(cè)量肝臟脂肪含量相關(guān)性的散點(diǎn)圖顯示兩者呈線性關(guān)系，Pearson相關(guān)性分析顯示RLC和FF呈正相關(guān)(r=0.784，P=2.613)。結(jié)論：MRS、IDEAL-IQ均可定量測(cè)量脂肪肝的脂肪含量,兩者測(cè)量的肝臟脂肪含量呈線性正相關(guān)。

非酒精性脂肪肝； 肝臟脂肪含量;磁共振成像； 磁共振波譜

肝脂肪變性在大多數(shù)情況下被定義為肝細(xì)胞內(nèi)脂肪的異常堆積，病程是可逆的[1]，晚期可進(jìn)展為脂肪性肝炎、肝纖維化、肝硬化,甚至是功能衰竭和肝細(xì)胞癌,因此，早期診斷和治療脂肪肝是非常必要的。本文采用非對(duì)稱回波的最小二程估算法迭代水脂分離技術(shù)(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and the least squares estimation quantification sequence，IDEAL-IQ)和磁共振波譜(magnetic resonance spectroscopy，MRS)定量測(cè)量87例非酒精性脂肪肝患者及20例健康志愿者的肝臟脂肪含量，并對(duì)兩種檢查方法的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析，旨在探討IDEAL-IQ和MRS定量測(cè)量肝臟脂肪含量的可行性和相關(guān)性。

材料與方法

1.病例資料

脂肪肝的診斷參照中華醫(yī)學(xué)會(huì)肝臟病學(xué)分會(huì)制定的非酒精性脂肪肝診斷標(biāo)準(zhǔn)，選取2014-2016 年就診于鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院的87例非酒精性脂肪肝患者(男63例，女24例)和20例健康志愿者(男10例，女10例)，107位受檢者年齡范圍為16～70歲，中位年齡46歲 。脂肪肝患者臨床主要表現(xiàn)為肥胖、消化不良等非特異性癥狀。

2.檢查方法

107例受檢者均行3.0T MRI (GE Discovery750)掃描。掃描前受檢者禁食禁水6～8h，并對(duì)其進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，禁止受檢者隨身攜帶金屬物品。

圖1 健康志愿者,男，38歲。a) 脂肪比圖測(cè)量得到的FF值為2.47%； b) MRS圖像示4.7ppm處可見高聳的水峰，而1.3ppm處未見明顯的脂質(zhì)峰，峰值及峰下面積無法測(cè)量。 圖2 脂肪肝患者，女，28歲。a) 脂肪比圖測(cè)量得到的FF值為35.95%； b) MRS圖像示1.3ppm處可見高聳的脂質(zhì)峰， MRS測(cè)量的肝臟脂肪含量為42.7%。

受檢者取仰臥位，腳先進(jìn)。MRS掃描參數(shù):TE 35 ms，TR 2000 ms，激勵(lì)次數(shù)8，體素大小25 mm×25 mm×25 mm。IDEAL-IQ掃描參數(shù):重復(fù)時(shí)間13.71 ms，層厚10 mm，翻轉(zhuǎn)角5。，帶寬61.25 kHz，矩陣大小256×128，掃描層數(shù)24。

3.數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用GE Advantage Windows工作站進(jìn)行圖像后處理，利用GE軟件測(cè)量脂峰和水峰下面積。通過公式(1)計(jì)算脂肪相對(duì)含量(relative lipid content，RLC)。

(1)

其中S水代表水峰下面積，S脂代表脂峰下面積。測(cè)量完成后將IDEAL-IQ的脂肪比圖拉入后處理工作站viwer中，在波譜定位體素塊相對(duì)應(yīng) 的位置勾畫感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，大小約25 mm×25 mm，左下角即會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)值。

ROI的選取應(yīng)盡量避開膽管較多的區(qū)域，盡量與MRS定位體素塊在同一層面上的同一位置，所有ROI大小盡量保持一致。連續(xù)測(cè)量3次脂肪分?jǐn)?shù)，求其平均值。

結(jié) 果

107例受檢者中IDEAL-IQ掃描成功102例(95.8%，102/107)，MRS掃描成功76例(71.0%，76/107)，IDEAL-IQ的掃描成功率高于MRS，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表1)； MRS掃描失敗的31位受檢者中單純肥胖者(體質(zhì)指數(shù)≥30 kg/m2)15例，肥胖+呼吸不配合者12例，單純呼吸不配合者4例；IDEAL-IQ掃描失敗的5例患者均為呼吸不配合者。76例受檢者M(jìn)RS、IDEAL-IQ均掃描成功，此76例受檢者由MRS、IDEAL-IQ測(cè)得的RLC、脂肪分?jǐn)?shù)(fat fraction，F(xiàn)F)分別為(17.33±10.86)%、(16.28±10.27)%(圖1、2)，兩者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.192)。IDEAL-IQ與MRS測(cè)量肝臟脂肪含量相關(guān)性的散點(diǎn)圖顯示兩者呈線性關(guān)系(圖3)，Pearson相關(guān)性分析顯示RLC和FF呈正相關(guān)(r=0.784，P=2.613)。

表1 IDEAL-IQ與MRS掃描成功率及測(cè)量的脂肪含量比較

討 論

肝臟病理穿刺是診斷非酒精性脂肪肝的金標(biāo)準(zhǔn)，然而病理穿刺具有創(chuàng)傷性[2]。目前無創(chuàng)性測(cè)量脂肪含量的方法有超聲、CT及MRI。超聲在診斷脂肪肝中存在主觀性強(qiáng)、缺乏客觀指標(biāo)等不足[3]。CT能定量測(cè)量脂肪肝的脂肪含量，但是CT具有輻射性，不適合于兒童及縱向隨訪[4]。MRI被認(rèn)為是非侵入性、定量檢測(cè)肝臟脂肪含量的最佳檢查方法。目前測(cè)量脂肪含量的MRI序列包括正反相位、Dixon、MRS、IDEAL、IDEAL-IQ,其中MRS、IDEAL-IQ是目前研究的熱點(diǎn)。MRS被認(rèn)為是診斷脂肪肝的金標(biāo)準(zhǔn)，但MRS操作復(fù)雜，尚未廣泛應(yīng)用于臨床。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)正常人與脂肪肝患者水峰下面積、性別、年齡及體質(zhì)指數(shù)(body mass index，BMI)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[5]，故本研究未對(duì)上述因素對(duì)肝臟脂肪含量的影響進(jìn)行研究。肝臟脂肪大多呈非均勻性分布，而肝臟單體素塊的脂肪測(cè)量具有很大的局限性，體素塊位置的不同會(huì)造成結(jié)果出現(xiàn)很大差異，Regnell等[6]報(bào)道肝臟第V段的脂肪含量可代表整體肝臟的脂肪含量，故本研究選擇肝臟第V段為研究對(duì)象，這樣就可以使所有ROI盡量保持一致，并且能減小個(gè)體差異對(duì)結(jié)果的影響。

圖3 IDEAL-IQ與MRS測(cè)量肝臟脂肪含量相關(guān)性的散點(diǎn)圖。

本研究結(jié)果顯示MRS測(cè)量的RLC與IDEAL-IQ測(cè)量的FF差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.192)，這與相關(guān)研究的結(jié)果相符[7-9]。本研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)RLC與 FF呈線性正相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)為0.784，低于以往文獻(xiàn)報(bào)道的相關(guān)性系數(shù)[10]，可能與人為選擇ROI存在誤差有關(guān)，對(duì)于不均勻性脂肪肝患者存在采樣誤差，其次MRS掃描時(shí)間長，呼吸運(yùn)動(dòng)及磁場(chǎng)不均勻均可影響掃描成功率[11]。MRS雖可以客觀反映脂肪肝的脂肪含量，但由于操作及后處理都比較復(fù)雜，目前仍未廣泛應(yīng)用于臨床，并且MRS對(duì)主磁場(chǎng)的均勻性要求較高[12]，肝臟內(nèi)鐵的沉積和血液代謝物均可改變主磁場(chǎng)的均勻性。IDEAL-IQ在進(jìn)行脂肪定量分析中排除了弛豫率所帶來的信號(hào)影響，從而能夠更準(zhǔn)確地定量測(cè)量脂肪含量[13-14]。IDEAL-IQ單次屏氣掃描可以得到六種圖像，即脂肪比圖、R2*圖、水像、脂像、同相位及反相位圖像[11]，IDEAL-IQ還解決了諸多因素影響FF測(cè)量準(zhǔn)確性的問題，這些因素包括磁場(chǎng)不均勻性、T1弛豫、脂肪譜、噪聲偏差和渦流等[15-16]。MRS被認(rèn)為是診斷脂肪肝的金標(biāo)準(zhǔn)[14]，本研究結(jié)果表明IDEAL-IQ與MRS具有較高的相關(guān)性，并且已有體外實(shí)驗(yàn)證明IDEAL-IQ的測(cè)量結(jié)果與脂肪含量具有較高的相關(guān)性[17]。因此，IDEAL-IQ與MRS均可用于測(cè)量肝臟脂肪含量。

目前已有許多關(guān)于MRS定量測(cè)量肝臟脂肪含量的報(bào)道，但均未涉及MRS的掃描成功率。本研究中MRS的掃描成功率較低(71.0%)，31例MRS掃描失敗者中單純肥胖者(BMI≥30 kg/m2)15例，肥胖+呼吸不配合者12例，單純呼吸不配合者4例。曾有研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)局部磁場(chǎng)不均勻時(shí)，可導(dǎo)致譜線變寬[16]，這樣就無法精確地進(jìn)行單一物質(zhì)的峰標(biāo)準(zhǔn)化擬合，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。隨著脂肪肝病變程度的加重，肥胖患者體內(nèi)脂肪沉積增多且不均勻，有時(shí)肝內(nèi)局部可伴有鐵質(zhì)的沉積，這些都會(huì)造成磁場(chǎng)不均勻、線寬增加、MRS掃描失敗或定量測(cè)量脂肪含量不準(zhǔn)確。受檢者肥胖是造成MRS掃描失敗的主要原因之一，波譜定位錯(cuò)誤、ROI內(nèi)含有氣體、骨等影響磁場(chǎng)均勻性的物質(zhì)、磁場(chǎng)中心頻率位移、磁場(chǎng)均勻性差等也可導(dǎo)致MRS掃描失敗。呼吸配合欠佳的受檢者的呼吸運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致MRS體素塊位移，使體素塊靠近骨、氣體，導(dǎo)致掃描失敗。本研究中MRS的掃描成功率(71.0%，76/107)低于IDEAL-IQ(95.8%，102/107)，與既往研究結(jié)果相符。IDEAL-IQ在肝臟脂肪含量的定量測(cè)量中排除了弛豫率所帶來的信號(hào)影響，且IDEAL-IQ操作簡(jiǎn)便、掃描時(shí)間短，與其他影像學(xué)檢查方法相比，IDEAL-IQ能更準(zhǔn)確地測(cè)量肝臟脂肪含量[18]。在臨床上MRS雖然可以定量測(cè)量非酒精性脂肪肝的脂肪含量, 但是MRS掃描時(shí)間較長，后處理復(fù)雜、費(fèi)時(shí)，需要患者呼吸配合，掃描成功率不高。IDEAL-IQ掃描時(shí)間短，成功率高，后處理簡(jiǎn)便，具有更廣闊的臨床應(yīng)用前景。雖然對(duì)比劑可以影響R2*值，但是注射對(duì)比劑后IDEAL-IQ仍然可以準(zhǔn)確地測(cè)量脂肪含量，因此IDEAL-IQ測(cè)量脂肪含量的穩(wěn)定性較高，不受對(duì)比劑的影響[19-20]，即使在注射對(duì)比劑前掃描失敗，也可在注射對(duì)比劑之后再行掃描。

綜上所述，MRS、IDEAI-IQ均可精確測(cè)量脂肪肝的脂肪含量，但MRS掃描時(shí)間較長，后處理復(fù)雜、費(fèi)時(shí);IDEAI-IQ操作簡(jiǎn)便、掃描用時(shí)短，且IDEAI-IQ測(cè)量脂肪含量具有較高的穩(wěn)定性，具有較廣闊的臨床應(yīng)用前景。

[1] Angulo P.GI Epidemiology:nonalcoholic fatty liver disease[J].Aliment Pharmacol Ther,2007,25(8):883-889.

[2] Yokoo T,Shiehmorteza M,Hamilton G,et al.Estimation of hepatic proton-density fat fraction by using MR imaging at 3.0T[J].Radiology,2011,258(3):749-759.

[3] Ma X,Holalkere NS,Kambadakone RA,et al.Imaging-based quantification of hepatic fat:methods and clinical.Applications[J].Radiographics,2009,29(5):1253-1277.

[4] Parente DB,Rodrigues RS,Paiva FF,et al.Is MR spectroscopy really the best MR-based method for the evaluation of fatty liver in diabetic patients in clinical practice?[J].PLoS One,2014,9(11):e112574.

[5] 梁長虹，徐莉，劉再毅，等．在體肝臟3．0T1H-MR波譜勻場(chǎng)及抑水影響因素探討[J]．中華放射學(xué)雜志，2009，43(7)：739-742．

[6] Regnell SE,Peterson P,Trinh L,et al.Magnetic resonance imaging reveals altered distribution of hepatic fat in children with type 1 diabetes compared to controls[J].Metabolism,2015,64(8):872-878.

[7] Irwan R,Edens MA,Sijens PE.Assessment of the variations in fat content in normal liver using a fast MR imaging method in comparison with results obtained by spectroscopic imaging[J].Eur Radiol,2008,18(4):806-813.

[8] Machann J,Thamer C,Schnoedt B,et al.Hepatic lipid accumulation in healthy subjects:a comparative study using spectral fat-selective MRI and volume-localized1H-MR spectroscopy[J].Magn Reson Med,2006,55(4):913-917.

[9] 范明霞，田建明，陸建平，等．活體1H磁共振波譜分析在大鼠脂肪肝中應(yīng)用價(jià)值的初步研究[J]．中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2004，20(10)：1503-1505．

[10] Kukuk GM,Hittatiya K,Sprinkart AM,et al.Comparison between modified Dixon MRI techniques,MR spectroscopic relaxometry,and different histologic quantification methods in the assessment of hepatic steatosis[J].Eur Radiol，2015,25(10):2869-2879.

[11] Stareuk Z，Jr Starcuk Z，Mlynarik V，et al.Low-power water suppression by hyperbolic secant pulses with controlled offsets and delays (WASHCODE)[J]．J Magn Reson,2001，152(2):168-178.

[12] 郭若淚，唐文杰，朱葉青，等.磁共振IDEAL-IQ 序列對(duì)肝臟脂肪變性和鐵過載的診斷價(jià)值[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)科學(xué)版)，2015，36(5)：689-692.

[13] 韓海偉，韓成坤，汪敬群,等.三回波梯度回波序列與1H-MRS在大鼠肝內(nèi)脂肪含量測(cè)定中的應(yīng)用[J].臨床放射學(xué)雜志，2014，33(6)：929-932.

[14] Lee SJ,Yu SM.Effectiveness evaluation of the fat percentage determination in multi-echo T2-corrected single- voxel spectroscopy by comparing the 3-point Dixon and the 6-point interference Dixon techniques[J].Appl Magn Reson，2014，45(11):1333-1342.

[15] Chiang HJ,Lin LH,Li CW，et al.Magnetic resonance fat quantification in living donor liver transplantation[J].Transplant Proc，2014,46(3)：666-668.

[16] Karcaaltincaba M,Idilman I,Celik A.Focal sparing of iron and fat in liver tissue in patients with hemosiderosis:diagnosis with combination of R2* relaxometry and proton density fat fraction calculation by MRI[J]．Diagn Interv Radiol,2011,17(4):323-327.

[17] 劉偉，邸強(qiáng)，賴云耀，等.采用3.0T MR不同分析方法進(jìn)行體外模型脂肪定量分析的價(jià)值[J].中華放射學(xué)雜志，2014，48(12)：1033-1037.

[18] Tang A,Tan J,Sun M,et al.Nonalcoholic fatty liver disease:MR imaging of liver proton density fat fraction to assess hepatic steatosis[J].Radiology,2013,267(2):422-431.

[19] Ge M,Zhang J,Wu B,et al.Effect of gadolinium on hepatic fat quantification using multi-echo reconstruction technique with T2* correction and estimation[J].Eur Radiol,2016,26(6):1913-1920.

[20] Liau J,Shiehmorteza M,Girard OM,et al.Evaluation of MRI fat fraction in the liver and spine pre and post SPIO infusion[J].Magn Reson Imaging,2013,31(6):1012-1016.

下期要目

乳腺影像學(xué)專題

AIP與胰腺癌的鑒別診斷征象分析

原發(fā)性脾血管肉瘤的CT、超聲及病理對(duì)照研究

小兒炎性肌纖維母細(xì)胞瘤CT/MRI表現(xiàn)分析

卵巢未成熟畸胎瘤的CT表現(xiàn)特征

兒童松果體區(qū)腫瘤的臨床及影像學(xué)特征

橋腦彌散內(nèi)生型膠質(zhì)瘤行為抑制減低患兒靜息態(tài)功能

MRI的研究

伴有踝關(guān)節(jié)外側(cè)副韌帶損傷的慢性外側(cè)踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)患者

距骨軟骨的T2-mapping評(píng)估

64層螺旋CT冠脈血管成像最佳重建時(shí)相與心率關(guān)系的

研究

真實(shí)穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)快速成像在脂肪肝診斷中的臨床應(yīng)用

IDEAL-IQ and MRS in quantitative assessment of liver fat content

HUANG Meng-yue,CHEN Jing-liang,LV Xiao-ting,et al.

Department of Magnetic Resonance,The First Affiliated Hospital of Zhengzhou University,Zhengzhou 450052,China

Obiective:To investigate the IDEAL-IQ and MRS in quantitative assessment of liver fat content.Methods:87 patients with non-alcoholic fatty liver disease and 20 healthy volunteers were scanned with MRS and then the fat content using IDEAL-IQ and MRS was calculated by postprocessing software.The thresholds of graded liver fat were achieved through analyzing the quantitative relationship between IDEAL-IQ and MRS.The difference and correlation between IDEAL-IQ and MRS were compared in quantitative assessment of liver fat content.Results:102 persons (102/107,95.8%) were scanned by IDEAL-IQ successfully in 107 subjects.76 subjects (76/107,71.0%) were scanned successfully with MRS scan.76 patients (71.0%,76/107) were scanned with MRS and IDEAL-IQ.The scores of relative lipid content (RLC) in MRS and fat fraction (FF) in IDEAL were 17.33±10.86 and 16.28±10.27,respectively.There was no significant difference between the RLC (MRS) and FF (IDEAL) (P=0.192).According the scattergram,there was a linear relationship between RLC and FF.Pearson correlation analysis showed that RLC and FF were positive.Conclusion:Fatty liver could be diagnosed accurately through MRS and IDEAL-IQ.

Nonalcoholic fatty liver; Hepatic fat content; Magnetic resonance imaging; Magnetic resonance spectroscopy

450052 鄭州,鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院

黃夢(mèng)月(1990-)，女，河南商丘人，碩士，醫(yī)師，主要從事MRI影像診斷工作。

高雪梅，E-mail：Gaoxuemei1964@163.com

R575.5; R445.2

A

1000-0313(2017)05-0447-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.05.004

2017-01-10

2017-03-30)