多模態MRI對BMI正常的T2DM腹型肥胖者脂肪肝的定量研究

晁紅艷 吳獻華* 崔鳳 張思琪

2型糖尿病(T2DM)是臨床最常見的內分泌代謝疾病,除了典型的高血糖外,還可存在非酒精性脂肪肝病(NAFLD)、肥胖、脂代謝紊亂和高血壓等.研究表明,T2DM和NAFLD具有共同的發病機制,且存在相互促進的惡性循環關系.因此,臨床上對T2DM的診治應選擇兼顧對兩種疾病均有效的干預措施.我國47.7%的T2DM患者體重指數<25kg/m2[1],且具有向心性肥胖這一顯著特征[2].所以對這一人群脂肪肝的研究具有重要的臨床意義.MRI技術無電離輻射,在分子水平上對異位脂肪沉積進行檢測和量化,可以在兒童及孕婦(孕后期)中進行無限期重復性縱向研究,且軟組織分辨率高,具有多參數、多掃描序列、敏感、靈活對比機制,尤其多模態磁共振技術應用在診斷及定量脂肪肝方面具有良好的臨床應用前景.

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標準:T2DM患者,年齡≥20歲;空腹血糖:6.1~13.6mmol/L;18.5kg/m2≤BMI<25kg/m2.本研究入組患者48例,其中1例未完成完整的掃描,1例掃描中發現肝臟占位性病變,排除篩選后,最終入組46例(男27例,女19例;年齡41~81歲;腰圍80~103cm;體質指數(BMI)19.3~24.9kg/m2.檢查設備及方法:應用GE 1.5T signa HDx設備,所有患者MR掃描由同一高級職稱技術人員施行.掃描序列包括肝臟冠狀位、矢狀位及軸位定位序列、肝臟T2WI序列、PRESS序列、雙回波FSPGR及不對稱三點法水脂分離技術(IDEAL)序列掃描.

1.2 掃描參數及數據處理 (1)1H-MRS圖像及數據采集:使用T2WI橫軸位圖像結合三平面冠、矢狀圖像由兩名有經驗的醫師選擇感興趣區域(ROI),盡量避開周圍較大血管及膽管.PRESS序列主要參數如表1.所有譜線經jMRUI軟件處理,測量脂峰下面積Arealip及水峰下面積AreaH2O,測量結果使用線性最小二乘擬合算法校正T2效應,相對脂肪含量(RLC)=Arealip/(Arealip+AreaH2O)X100%.(2)雙回波FSPGR序列圖像及數據采集:1次屏氣掃描同時獲得IP和OP像,在IP/OP上測量同1H-MRS盡可能相同ROI信號強度SIin和SIout,肝臟脂肪分數(HFF)HFFa=(SIin-SIout)/2 SIinX100%.為矯正T1及T2*的影響,采用Schwenzer等[3]測量得到的正常器官組織的弛豫時間矯正,肝臟的T1弛豫時間為584ms,脂肪組織的T1弛豫時間為343ms,肝臟T2*的時間為28.1ms,采用公式(公式一)得到T1和T2*校正后的HFF1.(3)IDEAL序列圖像及數據采集:IDERL序列一次掃描采集純水、純脂、同相及反相位圖像,在純水、純脂圖像上分別選取同1H-MRS盡可能一致ROI的信號強度值SIfat、SIwater,HFF2=SIfat/(SIfat+ SIwater)X100%.

表1 MR序列及參數

1.3 統計學方法 采用SPSS 22.0 統計軟件.所有數據經Shapiro-Wilk 檢驗判斷是否服從正態分布.使用Spearman 秩相關分析對RLC、HFF1、HFF2進行相關性分析.以RLC>5.56% 為診斷脂肪肝的標準,將患者分T2DM肝脂含量正常對照組及T2DM合并脂肪肝組,對HFF1、HFF2行受試者工作特征曲線(ROC)分析,判斷HFF1、HFF2的診斷界值及該界值下診斷T2DM合并脂肪肝的敏感度、特異度.

2 結果

2.11H-MRS圖像及數據統計 46例患者的RLC的范圍是0.020~0.240,中位數0.029;以>5.56%為脂肪肝標準,對照組29例RLC范圍0.002~0.055,中位數0.014;合并脂肪肝組17例RLC范圍0.059~0.240,中位數為0.100.

2.2 雙回波FSPGR序列及IDEAL序列數據統計 46例患者HFF1范圍0.001~0.187,中位數為0.010,正態分布檢驗(Shapiro-Wilk檢驗),P值為0.000,呈偏態分布.46例患者HFF2范圍0.100~0.410,中位數為0.200.Shapiro-Wilk檢驗,P值為0.015,呈偏態分布.

2.3 數據分析 對HFF1及HFF2數據行非參數檢驗(Mann-whitney U),HFF1、HFF2差異均有統計學意義(P<0.05).Spearman秩相關分析顯示HFF1、HFF2和RLC呈線性正相關,相關系數分別為r=0.746、r=0.771(P<0.01).以RLC>5.56%為診斷脂肪肝的標準,將患者分為T2DM肝脂正常對照組及T2DM合并脂肪肝組,統計分析結果如表2及圖1所示.

表2 T2DM肝脂正常對照組及T2DM合并脂肪肝組分組數據

圖1 A和B:HFF1 、HFF2和RLC呈線性相關.C:HFF1、HFF2進行ROC曲線分析,HFF1、HFF2的AUC分別為0.943、0.925,HFF1的診斷閾值取6%時,診斷敏感性為76.47%,特異性為100%;HFF2診斷閾值取25%時,診斷敏感性為76.5%,特異性為100%

3 討論

目前,T2MD合并NAFLD在我國的人口患病率較高,臨床上診治選擇兼顧彼此,因此迫切需要一種精確、無損傷的定量方法以監測病情及治療效果.1H-MRS被認為是量化異位脂肪沉積最敏感的方法,但多回波掃描時間長且后處理計算復雜、耗時、容易出錯.

雙回波FSPGR序列可以測量整個肝臟的脂肪分數,采集時間短,且對脂肪肝背景上的肝內其它病灶的檢出也起到互補作用.此序列中同相位上兩者信號相加,IP=|SWater+SFat|;反相位圖像兩者信號相減,OP=|SWater-SFat|,脂肪信號分數HFF=(SIP-SOP)/2SIPX100%.為了減少T1和T2*弛豫的影響,一般采用T2*擬合信號或直接測量T2*值校正.本研究根據Schwenzer等[3]的方法引入公式對數據進行T1、T2*校正.統計分析HFF1和RLC呈線性正相關,這與Krishan等[4]的研究結果基本一致.本研究設定RLC=5.56%為正常界值,>5.56%為診斷脂肪肝的標準,參考Szczepaniak等[5]研究的最大樣本報道,且該值與病理標準較接近.經ROC曲線分析 HFF1診斷閾值取6%時,診斷敏感性為76.47%,特異性為100%.可見雙回波FSPGR序列的測量結果能較準確地反映肝臟脂肪浸潤情況.Drager等[6]采用三回波MRI診斷成人脂肪肝,診斷閾值取6.9%.Kim等[7]提出使用改良后的Dixon技術診斷兒童脂肪肝閾值采用4.85%.本研究結果與其均有差異,考慮入組對象為2型糖尿病患者,這可能與正常成人及兒童脂肪肝之間存在差異有關;其次以上研究采用的掃描儀器及掃描參數均不完全一致,這也可能是導致測量結果有差異的一個重要原因.

IDEAL結合了三點非對稱采集技術與迭代最小二乘水脂分離算法,通過不對稱三點法采集并圖像重建,即保證了水脂徹底分離的穩定性也解決了頻率法存在的抑脂不均勻情況以及短時翻轉恢復序列(STIR)低信噪比的現象,且一次掃描可以得到四種組織對比圖像,減少掃描時間,增加疾病診斷的信息量.Chiang等[8]采用IDEAL序列同矯正過后的1H-MRS和病理活檢結果比較,結果均證實IDEAL對肝臟脂肪浸潤評估具有較高的精準性.Joe等[9]對49名肝臟捐獻者行梯度回波化學位移同反位序列及IDEAL序列測量脂肪肝,并與病理活檢結果比較,結果顯示IDEAL序列測量肝臟脂肪含量與病理活檢相關r=0.902,P<0.001,其靈敏度為100%,特異性為91%,梯度回波化學位移同反位序列的敏感性87.5%,特異性97%,結論表明IDEAL 可以進行活體肝供體術前脂肪變性的診斷,可以避免在這些患者中進行不必要的活檢.本研究統計分析HFF2和RLC呈線性正相關,經ROC 曲線分析AUC=0.925,HFF2的診斷閾值取0.25時,診斷敏感性為76.5%,特異性為100%,由此可見 IDEAL序列的檢查結果能較準確地反映肝臟脂肪浸潤情況,可以避免在這些患者中進行不必要的活檢或接受電離輻射.本研究不足:由于目前尚無統一的脂肪肝磁共振診斷標準,因磁共振序列、參數及機型不同所得結果的絕對值也不完全相同,為了盡量減少MRI診斷脂肪肝誤差,有必要建立標準磁共振成像序列及參數,設定肝臟脂肪含量標準界值.其次采用人群平均T2*值進行矯正,測量結果有一定誤差,下一步研究中將采用測量個體T2*來矯正.

綜上所述,比較雙回波FSPGR序列及IDEAL序列,1H-MRS復雜、耗時有一定的臨床應用局限性.雙回波FSPGR序列的診斷效能較IDEAL序列更為精準,考慮IDEAL序列雖然解決了B0場不均勻影響,但沒有考慮到T2*衰減影響,因此測量結果較經T2*矯正過后的雙回波FSPGR序列診斷效能略低.建議測量結果考慮T2*衰減效應,IDEAL序列能準確定量脂肪肝.對比雙回波FSPGR序列水脂分離模糊等缺陷,IDEAL序列水脂分離徹底、多組織對比及后處理簡單,顯示出其良好的臨床應用前景.因此,磁共振成像IDEAL技術是目前最適合于臨床量化肝臟脂肪浸潤的一項無創技術,對BMI正常的T2DM腹型肥胖患者可以準確且縱向無限次測量及評估肝脂含量及治療效果,具有良好的臨床應用前景.