3.0 T MRI雙回波水脂分離Dixon技術在非酒精性脂肪肝患者肝臟脂肪含量定量測定中的應用

應潔，劉丹，楊全，王興蘭，丁昭君，蘇麗平

脂肪肝(fatty liver)是指肝內脂肪異常聚集，當肝臟內脂肪含量超過肝臟的5%時稱為脂肪肝[1]，包括單純性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis，NASH)及肝硬化。脂肪肝的患病率在全球逐年上升，以非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)為主要趨勢，并逐漸年輕化，在美國患病率是10%～46%，而在世界的其他地方是6%～35%[2]。有研究顯示，血脂水平與脂肪肝的脂肪含量不成正比，血清學和生化檢查指標尚不能準確診斷NAFLD[3]。肝穿刺活檢是檢測肝臟脂肪含量和診斷脂肪肝的金標準，但因其有創性、存在取樣誤差、可重復性差，患者難以接受，故肝穿刺活檢不能被廣泛推廣，更不宜用作篩查和定量診斷脂肪肝。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選擇2017年11月至2019年5月在我院經超聲診斷為非酒精性脂肪肝的160例患者。排除標準：(1) MRI檢查禁忌證者；(2)重度肝臟鐵質沉積者；(3)肝臟腫瘤或脾臟切除術后者；(4)肝炎病毒攜帶者及患者；(5)有酗酒史或近3個月內有脂肪肝藥物治療史的患者。目前脂肪肝的病理學診斷標準[4-6]：輕度脂肪肝，肝臟含脂肪量為5%～10%或者光鏡下30%～50%的肝細胞有脂肪變性，肝細胞內可見小而少的空泡；中度脂肪肝，肝臟含脂肪量為10%～25%或者光鏡下50%～75%的肝細胞有脂肪變性，空泡多而大，呈彌漫性；重度脂肪肝，肝臟含脂肪量為25%～50%或光鏡下超過75%的肝細胞存在脂肪變性。

1.2 研究方法

1.2.1 檢查技術

所有受試者均采用Siemens Verio 3.0 T磁共振，使用通道表面線圈進行腹部掃描。通過掃描，完成精確常規平掃 T1WI、T2WI、DWI、MRS及T1-VIBE -Dixon序列，Dixon具體參數如下：TE 1.23 ms，TR 4.16 ms，矩陣256×192，FOV 40 cm×30 cm，層厚3 mm，層間距0.6 mm，掃描層數72層。T1-VIBE -Dixon序列可以獲得同相位(in-phase，IP)、反相位(out-phase，OP)、純脂相、純水相圖。通過單體素波譜技術1H-MRS技術分別對α、β、γ三個不同點進行掃描，這三個點的選擇必須避開匯管區及膈肌附近，肝右葉選擇兩個點(α、β)，肝左葉選擇一個點(γ)，通過掃描獲得MRS波譜原始數據。由具有5年以上腹部掃描經驗的MRI掃描技師進行操作。

1.2.2 圖像處理

在后處理工作站上對MRS原始數據進行處理，生成感興趣區ROI的脂肪定量報告，其所獲得的脂肪分數值分別用X、Y、Z表示。通過后處理系統對T1-VIBE -Dixon進行后處理獲得脂肪分數圖。在脂肪分數圖上選擇與波譜掃描一致的α、β、γ三個點進行脂肪分數數據測量。上述處理均由2名有5年以上腹部MRI診斷經驗的醫師共同閱片，達成一致意見。

1.3 統計學方法

采用SAS 9.4回歸和相關統計學方法對T1-VIBE -Dixon測量的α、β、γ三點所測量脂肪分數A、B、C與MRS測量的α、β、γ三點所脂肪分數值X、Y、Z進行相關性分析。采用SPSS 25.0軟件分別對α、β、γ三點使用T1-VIBE -Dixon序列測量的脂肪分數值A、B、C與使用MRS所測的脂肪分數值X、Y、Z進行t檢驗，P＞0.1無統計學差異。

2 結果

NAFLD患者肝臟MRI表現為同相位圖中肝臟信號呈高信號、反相位圖信號衰減(圖1A、B)。其純脂相圖像和純水相如1C、D所示。通過Siemens Verio 3.0 T磁共振自帶軟件生成的脂肪分數圖(1E)。MRS后處理圖像如圖2所示。

表1 α、β、γ點與MRS所測得脂肪分數的相關性(±s)

表1 α、β、γ點與MRS所測得脂肪分數的相關性(±s)

注：使用MRS和T1-VIBE -Dixon兩種方法對感興趣區α、β、γ三點脂肪分數進行測量，其脂肪分數FF分析的到兩種方法的測量值的相關系數較高，且經t檢驗處理后所得P＞0.1，兩種測量方法無明顯統計學差異

測量方法α點β點γ點MRS0.10355±0.04544 0.10169±0.04512 0.14725±0.57327 T1-VIBE -Dixon 0.10350±0.06955 0.10144±0.04586 0.10188±0.04625 r值0.996160.979170.9354 P值0.477610.820620.416611

首先通過采用SAS 9.4軟件進行回歸與相關統計學數據處理。其中輕度脂肪肝患者93例，中度58例，重度脂肪肝患者9例。計量資料采用回歸和相關分析，T1-VIBE -Dixon技術所獲得脂肪分數圖上所測3點(肝右葉α、β，肝左葉γ)區域測量的脂肪分數與MRS在相一致的點測量側脂肪分數之間的相關系數分別是0.99616、0.97917、0.9354。然后再采用兩個獨立樣本t檢驗，獲得的3個點的P值分別為0.477661、0.820632、0.41661 (P值均＞0.1)，差異無統計學意義(表1)。

3 討論

肥胖癥及糖尿病發病率在近年來呈明顯上升趨勢，從而導致NAFLD的發生率明顯增加，此病已經成為了臨床中常見的慢性肝病之一，雖然單純性脂肪肝預后良好，但其脂肪性肝炎依然是肝癌、肝硬化、肝衰竭等疾病的危險因素，使患者的健康受到了嚴重威脅。所以早期診斷脂肪肝并定量評估脂肪肝患者的肝臟內脂肪含量對脂肪肝疾病的診斷、隨訪、監測以及早期預防干預尤為重要。目前臨床中可應用的檢查方法種類較多，但其各有優缺點。

3.1 病理活檢

目前肝臟病理穿刺是診斷非酒精性脂肪肝的金標準[7]。但是穿刺活檢也有它的局限性性如：(1)病理穿刺具有有創性，無法被所有的患者所接受，所以病理穿刺不能作為篩查和長期病情監測的檢查方法，也不能短時間內重復使用。(2)穿刺活檢也存在著并發癥風險(例如：出血、感染、嚴重的時候可能發生死亡)。(3)病理活檢只能選擇性穿刺某一、二點或數點，受穿刺操作者操作熟練程度及患者配合度的影響較大，并且穿刺點的位置可控性較小。因此，病理活檢的有創性與其取組織范圍的有限性都限制了其在臨床的應用，使其不能用于脂肪肝的篩查、病情的監測及脂肪沉積的范圍的測定。因此無創傷性的檢查受到越來越多的關注[8]。

3.2 超聲檢查

超聲檢查雖然簡便，但無法精確評估肝臟脂肪的含量，雖然對中等程度的 NAFLD靈敏度可達60%～94%，但有文獻報道當肝臟脂肪含量在10%～19%時，靈敏度僅為55%[9]；近年來文獻報道通過瞬時彈性成像技術(transient elastography，TE)可以直觀地測量非酒精性脂肪肝NAFLD患者的肝臟脂肪變性程度，該方法通過超聲探測器直接對肝臟的形態、纖維化及脂肪變性進行整體的評估，但是其受操作者操作技術影響較大[9]。且超聲瞬時彈性成像容易受非酒精性脂肪肝NAFLD患者皮下脂肪層的厚度等因素影響，其診斷準確性低于MRS[10]。

3.3 CT檢查

CT檢查可以測量肝臟CT值及能譜功能成像可定量評估肝臟脂肪含量，但均僅為半定量測定肝臟的脂肪含量。并且CT掃描具有電離輻射，又易受肝臟內其他物質含量的影響，因此CT檢查不宜用作脂肪肝的定量測定和長期的隨訪[11]。

3.4 MRS

隨著科技和醫療的發展，目前已經證實的用于脂肪肝測量的MRI序列主要有MRS和水脂分離技術[12]。對于MRS，其原理是不同物質的化學位移不相同，通過傅里葉轉換和后處理得到不同化合物的波譜圖像。磁共振波譜所測量的是肝臟脂肪的相對含量，由不同成分波下的面積來計算得到。肝臟脂肪含量(liver fai content，LFC)計算公式為：肝臟脂肪含量=脂肪峰下的面積/(脂肪峰下的面積+水峰下的面積)，用波譜診斷脂肪肝脂肪含量的標準為肝臟脂肪含量大于5%[13]。MRS技術是目前所知唯一從分子層面反映活體組織的病理生理變化的影像學檢查技術。雖然MRS測量的肝內脂肪含量是相對脂肪含量，但經研究表明其測值與病理學活檢分級具有高度的相關性[14]。MRS診斷脂肪肝的特異性和敏感性均較高。有文獻認為MRS檢查可評價脂肪肝的嚴重程度，診斷效能要高于常規梯度回波化學位移MRI，有望替代肝穿刺活檢[15]。因為大多數患者不愿意接受有創的病理活檢，故本研究選擇MRS作為對比標準。但由于其檢查技術耗時、成功率不高、后處理過程繁瑣，因此MRS不能作為臨床常規檢查[16]。所以需要尋求一種方便、快捷、準確性高的檢查方法。而水脂分離Dixon技術[17]自1984年發展至今，衍生出了基于單點式(正交、特定True FISP)、二點式(對稱、不對稱)、三點式(對稱、不對稱)和多點式多種掃描技術。對于多點式Dixon檢查技術，例如T2*校正多回波Dixon 技術獲得的基于質子密度的脂肪分數(fat fraction based on proton density，PDFF)主要通過使用小翻轉角降低T1效應的影響[18]，通過多次回波采集來減小鐵沉積對T2衰變的影響，從而得到更高的信噪比[19]。例如IDEAL-IQ在脂肪測量的應用中消除了弛豫率對信號的影響，能更精準地測量脂肪含量[20]。雖然多點式Dixon技術測量的脂肪分數值精確度更高，但是其檢查技術對磁場均勻性要求較高，并且需要特殊的軟件。大部分基層醫院設備、軟件無法滿足掃描和后處理條件，從而使得MRI在脂肪肝患者肝臟脂肪的測量方面遇到了難以解決的問題，急需要一種合適在中低場強MR設備中能廣泛應用，且操作簡便、后處理簡單的掃描技術。基于這種現狀本研究所探討的雙回波Dixon技術有著較高的臨床應用需求，其掃描和后處理簡便，并具有優越的壓脂效應[21-22]。本研究所采用的Dixon技術，通過一次閉氣掃描耗時16 s，可以獲得4組72層的圖像，耗時短，患者易配合。掃描的圖像不僅可以通過in-phase and out-phase進行脂肪肝的定性診斷，還可以通過設備自帶的處理軟件生成脂肪分數圖，在脂肪分數圖上可以對任意感興趣區域進行定量測定，因此操作簡便。通過對本研究所獲取的數據進行處理顯示，雙回波Dixon所測得的肝脂肪分數與MRS的脂肪分數一致性高達0.99616、0.97917、0.9354，肝臟是脂肪代謝的重要場所，任何影響脂肪合成能力增加或脂肪轉運能力下降均會導致脂肪物質在肝細胞內儲積[23]，因此肝臟內肝細胞脂肪儲積的程度可以出現不一致，從而形成均勻性脂肪肝和非均勻性脂肪肝。使用MRS測量脂肪肝脂肪分數一般適用于均勻性脂肪肝，然而臨床中均勻性脂肪肝較少。通過對數據的處理不難得出Dixon在診斷脂肪肝特異性及敏感性方面與MRS相差不大，其結果真實、可信，且測量范圍廣，可任意測定感興趣區域的肝臟脂肪分數，對非均勻性脂肪肝仍然適用。因此雙回波Dixon掃描時間短、成功率高、后處理方法簡單，結果準確性高，對非酒精性脂肪肝患者的診斷、隨訪和干預監測均具有一定的臨床應用價值。

本研究的不足之處：首先2點Dixon方法的校正場不均勻會造成一定的相位誤差，使得脂肪分數值精確度稍差；其次，本實驗收集人群為本院確診為NAFLD的患者，肝內脂肪含量浸潤程度以輕中度為主，重度患者較少，并且未進行具體分組。在今后的研究中希望能夠完善分組研究。

綜上，3.0 T MRI雙回波水脂分離Dixon技術在非酒精性脂肪肝患者肝臟脂肪含量的定量測定的應用中成像速度快、操作簡便、準確性高、設備和軟件要求相對較低，在臨床上對脂肪肝的測定是可行的。

利益沖突：無。