劉夢苓， 黃小華， 徐紅霞， 成濤， 匡靜， 雷力行

急性胰腺炎是一種具有潛在致死性的臨床常見疾病，約80%為水腫型胰腺炎，但是也有近20%的患者會發(fā)展為壞死性胰腺炎[1]。胰腺的炎癥會導(dǎo)致胰腺實質(zhì)內(nèi)水腫和脂肪沉積，合并出血時還可能因鐵蛋白和含鐵血黃素沉積而導(dǎo)致局部胰腺組織內(nèi)鐵過載，而長期鐵沉積可能對組織造成損傷[2]。有研究表明[3]，胰腺內(nèi)脂肪沉積對胰腺β細胞的功能有一定影響，與葡萄糖代謝受損有一定的關(guān)系。因此，探討急性胰腺炎狀態(tài)下胰腺內(nèi)脂肪沉積、鐵沉積和水腫狀態(tài)，對評價急性胰腺炎的嚴重程度、預(yù)測急性胰腺炎的預(yù)后及并發(fā)癥等有重要意義。磁共振非對稱回波與最小二乘法估算鐵定量的迭代水脂分離(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and the least squares estimation-iron quantification，IDEAL-IQ)序列基于不同脂質(zhì)化學(xué)位移激發(fā)回波鏈，利用多回波技術(shù)對T2*衰減進行校正，對組織脂肪含量的檢測更加精準，并且可以量化分析鐵沉積的濃度。該技術(shù)已經(jīng)在非酒精性脂肪肝與胰腺脂肪沉積關(guān)系、鐵過載疾病對胰腺脂肪和鐵沉積的檢測等方面有初步研究[4-5]，在但對急性胰腺炎狀態(tài)下胰腺內(nèi)脂肪和鐵沉積的研究較少。本次實驗利用磁共振IDEAL-IQ序列對一組急性胰腺炎進行觀察，分析影像測量的胰腺組織的脂肪含量、鐵沉積量及水含量與胰腺炎的關(guān)系，旨在進一步提高對胰腺疾病的影像診斷水平。

材料與方法

1.病例資料

搜集2016-2017年在本院就診并符合本實驗要求的37例急性胰腺炎患者的病例資料。其中男17例、女20例，年齡23～78歲、平均(46±16)歲。另外，選取年齡和性別與患者組相匹配的22例健康志愿者作為對照組，其中男10例、女12例，年齡22～63歲、平均(36±15)歲。依照2012亞特蘭大標準，急性胰腺炎組納入標準為滿足以下三項中的兩項：①符合急性胰腺炎特征的腹痛；②血清脂肪酶活性(或血清淀粉酶活性)大于正常上限三倍；③增強CT/MRI或腹部超聲發(fā)現(xiàn)急性胰腺炎的影像征象。正常對照組的納入標準：①無急性胰腺炎病史；②無膽囊、膽管炎和膽結(jié)石等病史；③血清脂肪酶活性(或血清淀粉酶活性)正常；④胰腺的影像學(xué)檢查未見異常。所有受試者簽署知情同意書。

2.檢查方法

使用GE Discovery 3.0T磁共振儀和8通道相控陣腹部線圈。所有受試者采用仰臥位，先行常規(guī)磁共振序列掃描，然后在屏氣狀態(tài)下行IDEAL-IQ序列掃描。隨后，急性胰腺炎患者進行增強掃描。IDEAL-IQ序列掃描參數(shù)：TR 6.2 ms，TE 2.8～3.1 ms，激勵次數(shù)0.50，視野38 cm×38 cm，層厚10 mm，相位數(shù)160，掃描時間17 s。掃描結(jié)束可自動重建出脂肪分量(fat fraction，F(xiàn)F)圖、弛豫率(R2*)圖、水像(Water)和脂像(Fat)共四組圖像(圖1～2)。

3.數(shù)據(jù)測量和分析

由一位高年資影像診斷醫(yī)師使用GE后處理工作站在四組圖像上分別測量胰腺頭、體和尾部的信號強度(signal intensity，SI)，在胰腺頭、體和尾部的最大層面勾畫ROI，每個部位測量3次，取3個部位的所有測量值的平均值作為在該組圖像上胰腺組織的最終測量結(jié)果。每個ROI應(yīng)盡量大，但需避開胰腺邊緣、胰頭部膽總管、在胰腺內(nèi)走行的較粗血管和主胰管。對合并出血和壞死的急性胰腺炎，則盡可能的包含壞死或出血組織。最后獲得胰腺的FF、R2*、SI水和SI脂值。對每例患者胰腺炎癥的嚴重程度按照磁共振嚴重程度指數(shù)(MR severity index，MRSI)進行評估，0～2分為輕度，3～6分為中度，7～10分為重度。具體評分標準見表1[6]。

表1 MRSI評分標準

注：*胰腺壞死的判斷標準為T1WI上呈低信號，T2WI上呈低信號或高信號，增強掃描動脈期、靜脈期圖像上均無明顯強化。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

使用SPSS 13.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。先對患者組和對照組中四個參數(shù)(FF、R2*、SI水和SI脂)的測量數(shù)據(jù)進行正態(tài)檢驗，滿足正態(tài)分布的參數(shù)值的組間比較采用獨立樣本t檢驗；非正態(tài)分布的參數(shù)值采用中位數(shù)±四分位間距表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗。對組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)進行受試者工作特征(receiver operation characteristic，ROC)曲線分析，計算曲線下面積(area under curve，AUC)和診斷效能。對輕度、中度和重度急性胰腺炎的組間比較采用Kruskal Walli分析和Wilcoxon秩和檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖1 正常胰腺IDEAL-1Q序列重建圖像。a) FF圖； b) R2*圖； c) 水像； d) 脂像。

圖2 急性胰腺炎患者IDEAL-1Q序列重建圖像，顯示胰體尾部明顯腫脹(箭)。a) FF圖； b) R2*圖； c) 水像； d) 脂像。

表2 急性胰腺炎組與對照組各項參數(shù)測量值及統(tǒng)計分析結(jié)果

注：#R2*的統(tǒng)計量為t值，其它參數(shù)的統(tǒng)計量為Z值。SI脂值的組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，故沒有相應(yīng)的AUC和診斷效能指標的分析結(jié)果。

結(jié) 果

對急性胰腺炎組及對照組的胰腺頭、體和尾部的4項參數(shù)的3次測量數(shù)據(jù)進行一致性分析，結(jié)果所示，3次測量數(shù)據(jù)間的一致性均較好(ICC>0.9，P<0.05)，提示采用3次測量值的平均值作為最終測量結(jié)果是可靠的。

兩組中4項參數(shù)的測量值及組間比較結(jié)果見表2，ROC曲線分析結(jié)果見表2和圖3～4。急性胰腺炎組胰腺的FF值大于對照組，R2*和SI水值小于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.011、0.002和0.016)；兩組間SI脂值的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。有組間差異的3個參數(shù)中，以R2*的診斷效能最高，其AUC最大。

根據(jù)MRSI評分，37例急性胰腺炎中輕度15例、中度15例和重度7例。輕度、中度和重度組的FF、R2*和SI水值及組間比較結(jié)果見表3。三組間FF和SI水值的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，R2*值的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。進一步行Wilcoxon檢驗顯示，輕度與中度、重度組間R2*值的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.041、P=0.043)；中度與重度組間R2*值的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.612)。

表3 不同程度急性胰腺炎各參數(shù)測量值及組間比較

圖3 FF值診斷急性胰腺炎的ROC曲線，AUC=0.700。圖4 R2*和SI水值診斷急性胰腺炎的ROC曲線，顯示R2*的AUC較大，提示其診斷效能較高。

討 論

目前磁共振成像技術(shù)中水-脂分離技術(shù)主要有MRS、頻率選擇MRI、傳統(tǒng)Dixon技術(shù)、可變肝臟容積加速采集(liver acquisition with volume acceleration-flexible，LAVA-FLEX)和IDEAL-IQ等，其中MRS和IDEAL-IQ技術(shù)可以對組織內(nèi)的脂肪成分等進行定量分析。但是MRS技術(shù)掃描時間長，對磁場的要求較高，掃描范圍有限，而且掃描和后處理過程的難度較大。IDEAL-IQ技術(shù)是基于最小二乘法估計和不對稱回波迭代的水-脂分離技術(shù)，利用不同脂質(zhì)在化學(xué)位移中脂質(zhì)峰的不同來進行回波采集時間的設(shè)定，采集內(nèi)容包含了多種脂質(zhì)，重建圖像在進行T2*衰減校正，對組織內(nèi)脂肪含量的檢測更加精準。因IDEAL-IQ技術(shù)解決了鐵沉積對T2*衰減作用加強的影響，能夠量化分析沉積鐵的含量。該技術(shù)對磁場均勻性的依賴性較低，受不均勻磁場的影響較小，掃描時間短，并且采用小翻轉(zhuǎn)角激發(fā)，降低了水像、脂像和脂肪分數(shù)圖上的T1效應(yīng)。IDEAL-IQ序列的掃描數(shù)據(jù)經(jīng)圖像重建后可以獲得脂肪分量圖(FF)、弛豫率圖(R2*)、水像(Water)和脂像(Fat)共四組圖像，其中FF圖、水像(Water)和脂像是R2*圖經(jīng)T2*校正后重建獲得。FF值表示脂肪比，由經(jīng)過T2*校正的水像和脂像的數(shù)據(jù)計算而來。R2*即橫向弛豫率，代表信號的衰減速度，鐵沉積、凝固性壞死和纖維化等過程可使局部組織的R2*值升高，含水量增多則使R2*值降低。IDEAL-IQ技術(shù)目前已經(jīng)應(yīng)用于肝臟和骨髓內(nèi)脂肪含量的評估、大腦動脈解剖相關(guān)性血腫的檢測、以及頸動脈粥樣斑塊內(nèi)出血的鑒別等多個領(lǐng)域的研究中，并且在非酒精性脂肪肝相關(guān)疾病的評估中有較多的應(yīng)用[7-11]。有研究表明，在評估肝臟脂肪含量方面，F(xiàn)F值與MRS和病理活檢結(jié)果間具有較好的一致性[12]。Liau等[13]認為鐵劑灌注后肝臟和骨髓的R2*值增加，但是FF值不受影響。

本次實驗中，急性胰腺炎組與對照組比較，胰腺的FF、R2*、SI水值的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，且相應(yīng)的ROC曲線下面積均≥0.7，其中以R2*值的ROC曲線下面積最大，診斷敏感性和特異性最高。

急性胰腺炎是一種較為常見的胰腺病變，在急性胰腺炎病程中，胰腺組織可發(fā)生一系列生理和病理性改變，可表現(xiàn)為水腫、出血和壞死等。胰腺組織細胞的代謝發(fā)生改變，可能導(dǎo)致組織內(nèi)脂肪沉積、鐵沉積及水腫等。合并出血可能造成含鐵血黃素沉積；而胰腺組織損傷和長期炎性病變，可能導(dǎo)致組織內(nèi)脂肪沉積和纖維化[14-15]。本次實驗中急性胰腺炎患者的年齡稍偏大，但Patel等[16]對非酒精性脂肪肝和胰腺脂肪含量關(guān)系的研究中，認為胰腺脂肪與年齡、體質(zhì)指數(shù)和糖尿病狀態(tài)均沒有明顯相關(guān)性。但此學(xué)者的另外一項研究結(jié)果顯示，非酒精性脂肪肝患者的胰島素抵抗隨胰腺脂肪含量同步增加[17]。Wang等[18]也認為胰腺脂肪沉積和年齡、性別等因素相互獨立，但與非酒精性脂肪肝和糖尿病有關(guān)系，胰腺脂肪沉積與糖尿病和非酒精性脂肪肝的先后關(guān)系有待進一步研究。評價急性胰腺炎分級的常用標準有Ranson評分、APACHE-Ⅱ評分、Balthazar CT嚴重指數(shù)(CT severity index,CTSI)和MRSI 等。有研究結(jié)果顯示，MRSI與CTSI在入院時和7天后均有較強的相關(guān)性，且MRSI與Ranson評分、入院48h內(nèi)C反應(yīng)蛋白水平、住院治療時間和局部或系統(tǒng)性的并發(fā)癥發(fā)病率有關(guān)，并認為MRSI是急性胰腺炎嚴重程度分級的可信方法[19]。因此本次實驗采用MRSI標準對急性胰腺炎進行分級。

本次實驗急性胰腺炎組中，雖然合并脂肪肝影像表現(xiàn)的患者有13例，但有脂肪肝病史或糖尿病病史的患者分別僅占1例。有研究[20]認為急性胰腺炎可導(dǎo)致肝臟脂肪沉積，急性胰腺炎恢復(fù)好轉(zhuǎn)后，肝臟脂肪沉積表現(xiàn)有好轉(zhuǎn)，因此可以解釋本次實驗部分病例有脂肪肝的影像表現(xiàn)但無脂肪肝病史，但是該研究未探討急性胰腺炎對胰腺本身脂肪沉積的影響。本次實驗急性胰腺炎組的FF值的平均值大于正常組，其部分病例肝臟影像表現(xiàn)為脂肪肝，可能是炎癥刺激引起胰腺、肝臟脂肪局部增加，但胰腺脂肪沉積持續(xù)時間有待進一步探討。

目前已有不少研究利用R2*值評價組織內(nèi)鐵沉積[21-22]，但是在急性胰腺炎狀態(tài)下檢測胰腺組織鐵沉積方面的研究少見，且上述研究結(jié)果均認為R2*值與鐵沉積含量呈正相關(guān)，其研究對象的受檢組織均為長期鐵沉積狀態(tài)或大量注入鐵劑。本次實驗中急性胰腺炎組R2*值的平均值小于正常組，輕、中和重度急性胰腺炎組間R2*值的差異有統(tǒng)計學(xué)意義，且輕度急性胰腺炎的R2*值大于中度和重度急性胰腺炎。雖然本研究結(jié)果顯示，R2*值可用于急性胰腺炎與正常胰腺的鑒別診斷，但與前述研究結(jié)果相反。造成此結(jié)果的原因可能是本組病例中合并出血均為早期，血液中的鐵離子可能呈抗磁性或少許順磁性，而以往研究中胰腺內(nèi)的鐵沉積多呈順磁性和超順磁性，且本組中急性胰腺炎患者以胰腺水腫較多見，出血壞死性胰腺炎的病例數(shù)較少，且出血區(qū)域較小，測量范圍內(nèi)包括了出血、壞死以及水腫區(qū)域，壞死和水腫均會降低組織的R2*值。因此，尚需在今后進一步探討急性胰腺炎局部出血灶的R2*值與正常胰腺R2*值的關(guān)系。

急性胰腺炎組的SI水值也小于正常組，但在輕度、中度和重度急性胰腺炎組間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義。急性胰腺炎狀態(tài)下，胰腺水腫增加，SI水值應(yīng)該隨之上升，但是本次結(jié)果中SI水值與預(yù)期的結(jié)果不符，但目前關(guān)于SI水值與組織水腫的關(guān)系的文獻報道非常少，考慮可能是SI水值并不完全能反映組織的水腫程度，具體原因有待進一步研究。

本次研究存在的不足：病例數(shù)和對照組的樣本量偏少，對照組中志愿者的年齡較輕，IDEAL-IQ序列沒有進一步優(yōu)化，圖像的信噪比有待提高，因此結(jié)果可能有一定的誤差。我們在今后將會進一步完善和優(yōu)化序列，增加樣本量，盡量降低系統(tǒng)誤差對實驗結(jié)果的影響。

綜上所述，急性胰腺炎狀態(tài)下胰腺實質(zhì)可有脂肪沉積，IDEAL-IQ序列重建圖像對急性胰腺炎有診斷價值，R2*值對區(qū)分輕度急性胰腺炎與中重度急性胰腺炎有一定意義。