CT定量腹部內臟脂肪組織技術優化

蘇大同，王敏，于鐵鏈

（天津醫科大學總醫院放射科，天津300052）

大量研究證實內臟脂肪組織（visceral adipose tissue，VAT）蓄積與多種疾病及預后相關[1-4]。CT因具有良好的密度分辨率及較高的測量準確性和可重復性可應用于VAT測量。目前，CT測量VAT采用的方法尚未標準化且均未考慮體型因素對VAT的影響[5-6]，因此本研究擬探討高脂血癥患者VAT測量位置以及體型對VAT測量的影響，優化CT定量VAT技術，以期為臨床預測高脂血癥提供幫助。

1 資料與方法

1.1 研究對象 2014年7月-2015年2月間于天津醫科大學總醫院行全腹CT平掃且臨床資料完整者，排除存在以下情況入組：（1）妊娠、腹部手術史或腹腔內占位性病變；（2）使用過激素、降血脂、減肥藥等影響血脂指標的藥物；（3）肝、腎功能不全、腹膜炎或腹腔積液等影響腹部脂肪識別者；（4）惡性腫瘤或其他消耗性疾??；（5）代謝及內分泌疾病如Cushing綜合征、艾迪生病、甲狀腺功能亢進或功能減低等。最終入組61例，其中男性30例，女性31例，受檢者平均年齡（59±13）歲。

1.2 研究方法

1.2.1 圖像采集與脂肪測量 受檢者仰臥位，雙手抱頭，雙膝墊高，使大腿與床面成45°角，靜息狀態屏氣行CT掃描（GE discovery 750HDCT或 GE LIGHT SPEED 16）。掃描范圍自膈頂至恥骨聯合。掃描條件：管電壓120 kV，管電流280 mA，層厚5 mm，層間距 5 mm，螺距 0.984，矩陣 512×512，掃描視野（FOV）50 cm，標準算法重建。

所獲圖像于GE AW4.6 workstation行后處理：以腹壁肌內緣為界，截取VAT區域，以-190HU至-32HU為脂肪組織閾值[7-8]。既往研究揭示單層圖像VAT容積與心血管代謝危險因素的相關性較全腹總體VAT容積高[9]，本研究分別測量胸 12/腰1（T12/L1）、腰 1/2（L1/2）、腰 2/3（L2/3）、腰 3/4（L3/4）、腰 4/5（L4/5）、腰 5/骶 1（L5/S1）共 6 個椎間隙水平的單層面腹部VAT體積（即面積×層厚），每個層面層厚10 mm。測量位置及方法見圖1。

圖1 CT定量VAT的測量位置及方法Fig 1 The location and methods used for CT VAT quantification

1.2.2脂肪測量指標及生化指標 為減少體型個體差異對腹部VAT定量的影響，本研究參考體質指數（BMI）（BMI=體質量/身高2），提出內臟脂肪組織指數（VATI），計算公式為 VATI=VAT/身高2。

參照《中國成人血脂異常防治指南（2007）》定義生化指標異常：（1）總膽固醇（TC）＞5.17 mmol/L 為升高；（2）總甘油三酯（TG）＞1.71 mmol/L為升高；（3）高密度脂蛋白（HDL）＜0.80 mmol/L為降低；（4）低密度脂蛋白（LDL）＞3.36 mmol/L為升高。

1.3 統計學分析 使用SPSS13.0軟件包進行統計學分析。血脂檢驗（TC、TG、HDL、LDL）數值為非正態分布，進行對數轉換后使其符合正態分布。采用Pearson線性相關分析評估VAT與血脂關系；運用ROC曲線分析VAT在預測高脂血癥及單項血脂異常中的診斷效能，以約登指數（Youden index）最大位置處的VAT、VATI為臨界值。P＜0.05時認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基本情況 61例受檢者中，高脂血癥患者34例，占55.7%，其中TC升高者21例，TG升高者21例，HDL降低者9例，LDL升高者17例。

2.2 VAT與血脂化驗各項指標相關性分析 受檢者不同測量水平腹部內臟脂肪體積與血脂各項指標之間具有顯著相關性，其中腰3/4水平與各項血脂檢驗指標相關性最好（表1）。

表1 VAT與血脂檢驗各項指標的相關性(n=61)Tab 1 The correlation between VATs and hyperlipidemia（n=61）

2.3 VATI與血脂檢驗各項指標相關性分析 受檢者不同測量水平VATI與血脂各項指標Pearson相關性分析結果顯示除LDL與腰1/2水平VATI的相關性略高于腰3/4水平外，其余各項血脂檢驗指標相關性仍顯示腰3/4水平相關性最好（表2）。

表2 VATI與血脂檢驗各項指標的相關性(n=61)Tab 2 The correlation between VATIs and hyperlipidemia（n=61）

2.4 VATI、VAT預測高脂血癥的診斷效能 所有受檢者中不論VATI還是VAT，與血脂各項指標相關性最佳的層面均為腰3/4水平，因此本研究僅對腰3/4水平VATI、VAT預測高脂血癥及單項血脂異常進行探討與比較。ROC曲線分析顯示腰3/4水平VATI的曲線下面積（AUC）較VAT稍大，提示其預測效能稍高。二者的臨界值分別為64.80 cm3/m2及184.78 cm3（表3）。相對于高脂血癥的各個亞型，包括高膽固醇血癥、高甘油三酯血癥、低高密度脂蛋白血癥及混合型高脂血癥。VATI的AUC均大于或與VAT相當（表4）。

表3 腰3/4水平VATI、VAT預測高脂血癥的臨界值及其診斷效能Tab 3 The cut-off value and diagnostic efficiency of VATI and VAT measured on L3/4 level on prediction of hyperlipidemia

表4 VATI、VAT預測高脂血癥不同亞型的臨界值及其診斷效能Tab 4 The cut-off value and diagnostic efficiency of VATI and VAT on prediction of hyperlipidemia subtypes

3 討論

本研究發現VATI和VAT均與TC、LDL相關，腰3/4水平為最佳測量層面，VATI預測血脂異常的診斷效能較VAT稍高。

3.1 CT脂肪組織定量的脂肪閾值 受部分容積效應、線束硬化效應偽影等因素影響，個體脂肪組織的CT閾值雖然大致相似但并不完全一致。為方便脂肪測量時取值，綜合國內外既往研究，于鐵鏈等[7-8]學者進行人體脂肪組織CT測量研究后得出，脂肪組織上限值-32HU、下限值-190HU作為脂肪組織閾值比較合適，因此本研究將-190HU至-32HU定為本組研究的脂肪閾值。

3.2 CT預測高脂血癥的最佳掃描層面 本研究評估了胸 12/腰 1、腰 1/2、腰 2/3、腰 3/4、腰 4/5、腰 5/骶1各椎間隙水平單層VAT及VATI與血脂各項指標的相關性，結果顯示6個層面中相關性最好的層面均為腰3/4水平（表2、3），與近期部分學者的研究結果相仿[10-11]。由于VAT具有高生物學活性的特性，使其易于分解，可以產生自由脂肪酸直接釋放入門靜脈系統從而進入肝臟，合成大量的載脂蛋白B，參與肝內低密度脂蛋白膽固醇和極低密度脂蛋白膽固醇的合成，當內臟脂肪產生過多自由脂肪酸時，會造成血脂的升高，而蓄積在大網膜和腸系膜周圍的VAT因鄰近門靜脈系統而具有更強的代謝活性，因此水平位置相對靠上的VAT比相對靠下的VAT與代謝綜合征具有更強的相關性，這也提示單層VAT與代謝綜合征的相關性可能強于全腹VAT，因此篩選VAT測量的最佳層面不僅可以減少輻射劑量，縮短掃描時間，節約衛生資源，同時也更具有明顯的臨床意義。

3.3 內臟脂肪組織與血脂相關性 內臟脂肪與代謝綜合征之間存在明顯的相關性，目前已經為大多數學者所接受[5、12]。內臟脂肪與脂蛋白代謝異常密切相關。由于VAT位于門靜脈循環獨特的位置，使其具有高生物學活性，易于分解，產生的自由脂肪酸（FFA）直接釋放入門靜脈進入肝臟，合成大量的載脂蛋白B，參與肝內低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）和極低密度脂蛋白膽固醇的合成。正是內臟脂肪的這種高生物活性、易轉換的特征，使人體內過多攝入的能量首先轉換為內臟脂肪作為短期能量儲備，當攝入脂質過多，內臟脂肪產生過多FFA時，會造成血脂的升高[13]。本研究中，自胸12/腰1至腰5/骶1六個位置測量的單層面VAT與TG、LDL呈明顯正相關；與HDL呈顯著負相關；與TC在部分測量位置也存在相關性，與既往研究結果大致符合[5、12-13]，均表明通過CT掃描測量VAT可以較好地評估高脂血癥的風險。

3.4 VATI概念的提出及其價值 既往研究多單純以全腹VAT或單層VAT體積（或面積）的絕對值來評估與高脂血癥的關系，忽略了體型的影響。這樣做可能會降低VAT評估身材較高個體高脂血癥風險的特異度，高估相應個體的高脂血癥風險；降低VAT評估身材較低個體高脂血癥風險的敏感度，低估相應個體的高脂血癥風險，從而減弱診斷效能。

BMI是目前國際上常用的衡量人體胖瘦程度的一個標準。本研究參考了BMI的算法，提出了VATI的概念：VATI=VAT/身高2。本研究顯示VATI和 VAT與 TC、LDL的相關系數相近（表2、3），但ROC曲線顯示腰3/4水平VATI評估高脂血癥除評估HDL與VAT相當外，評估其余血脂檢驗指標均具有稍高的診斷效能（表4），提示該指標對預測高脂血癥可能具有更好的應用潛力。

總之，本研究優化了CT內臟脂肪組織測量的技術方法，確定腰3/4水平為最佳測量層面，并首次提出內臟脂肪組織指數的概念。本文存在的不足之處在于納入研究的樣本數目相對較少，尚有待后續的大樣本驗證VAT與高脂血癥相關性。