非膽源性胰腺炎患者IDEAL-IQ與1H-MRS定量評估的可行性

金贊輝 胡海華 趙紅星

[摘要] 目的 考察非對稱回波的最小二程估算法迭代水脂分離（IDEAL-IQ）技術與氫質子磁共振波譜（1H-MRS）定量評估急性非膽源性胰腺炎脂肪含量的可行性。 方法 回顧性選取2017年1月至2019年11月于湖州市第一人民醫(yī)院就診的急性非膽源性胰腺炎患者90例及同期健康志愿者90例，采用IDEAL-IQ與1H-MRS定量測量急性非膽源性胰腺炎的脂肪分數，分析并比較采用IDEAL-IQ和1H-MRS兩種方式測量所得脂肪含量的差異及相關性。 結果 兩組掃描成功率比較，IDEAL-IQ較1H-MRS掃描成功率更高（97.78% vs 84.44%），差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。兩組內胰腺各部位脂肪含量比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。兩組水峰下面積、脂峰下面積、RLC和FF值比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。Spearman相關性分析顯示，IDEAL-IQ與1H-MRS測量的胰腺脂肪含量呈正相關（r=0.698，P=0.001）。 結論 1H-MRS和IDEAL-IQ均可定量測量胰腺的脂肪含量，兩者測量的急性非膽源性胰腺炎脂肪含量呈正相關。

[關鍵詞] 急性非膽源性胰腺炎;脂肪含量;磁共振波譜;相關性分析

[中圖分類號] R445.2? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2021）03-0126-04

Feasibility on quantitative evaluation of IDEAL-IQ and 1H-MRS in the patients with non-biliary pancreatitis

JIN Zanhui1 HU Haihua2 ZHAO Hongxing1

1.Department of Radiology， Huzhou First People′s Hospital in Zhejiang Province， Huzhou? ?313000， China; 2.Department of Nuclear Medicine， Zhebei Mingzhou Hospital， International Branch of Huzhou First People′s Hospital in Zhejiang Province， Huzhou? ?313000， China

[Abstract] Objective To investigate the feasibility of quantitative evaluation of the fat content of acute non-biliary pancreatitis by the least square estimation iterative water-fat separation technique （IDEAL-IQ） of asymmetric echo and hydrogen proton magnetic resonance spectroscopy（1H-MRS）. Methods A total of 90 patients with acute non-biliary pancreatitis in Huzhou First People′s hospital and 90 healthy volunteers collected during the same period of time from January 2017 to November 2019 were selected. The fat fraction of acute non-biliary pancreatitis was quantitatively measured by IDEAL-IQ and 1H-MRS methods. The difference and correlation of fat content measured by IDEAL-IQ and 1H-MRS were analyzed and compared. Results The scan success rate was compared between the two groups of subjects， and the scan success rate of IDEAL-IQ was higher than that of 1H-MRS scan （97.78% vs 84.44%）. The difference was statistically significant（P<0.05）. There was no statistically significant difference in the fat content of each part of pancreas in the two groups（P>0.05）. There were statistically significant differences in the area under the water peak， the area under the fat peak， RLC and FF values between the two groups（P<0.05）. Spearman correlation analysis showed that IDEAL-IQ was positively correlated with pancreatic fat content measured by 1H-MRS（r=0.698， P=0.001）. Conclusion Both 1H-MRS and IDEAL-IQ can quantitatively measure the fat content of the pancreas. The fat content of acute non-biliary pancreatitis measured by the two methods is linearly correlated.

[Key words] Acute non-biliary pancreatitis; Fat content; Magnetic resonance spectrum; Correlation analysis

急性胰腺炎是臨床常見的疾病之一，具有潛在致死性，主要以膽囊炎、膽結石等誘發(fā)的膽源性胰腺炎為主。近年來，非膽源性胰腺炎的發(fā)病率逐年上升，可能與高脂血癥病史、暴飲暴食、酗酒、感染等關系密切，具有發(fā)病急、致死率高等特點[1]。胰腺炎癥會造成胰腺實質的水腫和脂肪沉積，合并出血時還可發(fā)生局部組織內鐵過載，長期脂肪沉積會對胰腺組織造成損傷[2]。已有報道稱胰腺的脂肪浸潤與胰腺炎的發(fā)生存在一定相關性[3-4]，故將脂肪定量技術用于非膽源性胰腺炎的診斷成為可能。磁共振非對稱回波與最小二乘法迭代水脂分離序列（Iterative decomposition of water and fat with echo ansymmetry & least squares estimation quantification sequencen，IDEAL-IQ）是從IDEAL技術發(fā)展而來的，經過幾代技術革新后，近年來正在成為脂肪含量檢測的有效手段。本研究采用IDEAL-IQ和現行使用的1H-MRS氫質子磁共振波譜技術，分別對非膽源性胰腺炎患者進行脂肪含量檢測，發(fā)現IDAEL-IQ有其獨特的優(yōu)勢，現報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料

回顧性選取2017年1月至2019年11月于湖州市第一人民醫(yī)院就診的急性非膽源性胰腺炎患者90例，女37例，男53例;年齡24～79歲，平均（47.81±5.52）歲;體質量指數（BMI）為22.24～26.65 kg/m2。收集同期健康志愿者90例，女39例，男51例;年齡22～76歲，平均（46.63±8.19）歲;BMI為21.62～27.68 kg/m2。兩組性別、年齡、BMI一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），具有可比性。本研究經湖州市第一人民醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準，所有受試者均簽署知情同意書。

急性非膽源性胰腺炎患者納入標準[5]：①持續(xù)上腹痛癥狀;②血清脂肪酶（LPs）活性或血清淀粉酶（Amy）活性為正常值上限的三倍及以上;③增強CT、MRI或腹部超聲顯示急性非膽源性胰腺炎征象，同時滿足上述三項中的兩項。排除標準[6]：①膽源性胰腺炎、膽管炎或膽總管結石者;②臨床資料不全者;③影像資料不清晰者。健康志愿者納入標準：①無非膽源性胰腺炎病史;②血清LPs（或Amy）活性正常;③無膽囊炎、膽管炎和膽結石等病史;④影像學檢查顯示胰腺無異常。

1.2 方法

所有受試者均行1.5 T高場磁共振掃描（儀器為美國GE），掃描前禁食水6 h以上，患者取仰臥位，1H-MRS掃描參數：TE 35 ms，TR 1360 ms，激勵次數為0.8，體素不低于15 mm×15 mm×15 mm。將感興趣容積（Volume of interest，VOI）放置于胰腺頭、體、尾部，注意盡量避開鄰近大血管、主胰管及腹腔脂肪。VOI內水信號經由呼吸門控觸發(fā)掃描。IDEAI-IQ掃描參數：重復時間13.71 ms，掃描層厚5 mm，翻轉角5°。帶寬61.25 kHz，視野（FOV）36 cm×36 cm，矩陣256×160，勵次數（NEX）1，掃描層數24，掃描時間20 s。

所有數據在GEADW 4.6后處理工作站進行數據后處理，由兩名3年以上閱片經驗者采用雙盲法對圖像進行測量。打開1H-MRS圖，在胰腺頭、體、尾部分別量化譜線，計算水峰（H2O）與脂肪峰（Lip）下面積。脂肪相對含量（RLC）=Lip/（Lip+H2O）峰下面積比×100%。胰腺脂肪分數=脂肪峰下面積/（脂肪峰+水峰峰下面積）×100%。再由各部位的脂肪分數值取均值作為全胰腺的平均脂肪分數（FF）。打開IDEAL-IQ脂肪分數圖，在胰腺頭、體、尾部圈定ROI，盡量避開鄰近大血管、主胰管及腹腔脂肪，每個部位測量3次，計算平均值。

1.3觀察指標

①IDEAL-IQ與1H-MRS技術圖像掃描技術成功率：收集所有受試者的IDEAL-IQ與1H-MRS技術圖像結果，排除患者無法配合、譜線無法滿足測量要求、圖像不清晰等情況;②胰腺頭部、體部、尾部脂肪含量：比較經過圖像處理后IDEAL-IQ與1H-MRS技術計算得到的胰腺頭部、體部、尾部脂肪含量;③胰腺脂肪含量相關性：比較IDEAL-IQ與1H-MRS技術測量水峰下面積、脂峰下面積、RLC及FF值，并比較兩者RLC和FF值相關性[7]。

1.4統(tǒng)計學方法

應用SPSS 21.0統(tǒng)計學軟件進行數據分析，計量資料用（x±s）表示，采用t檢驗和單因素方差分析;計數資料用[n（%）]表示，采用χ2檢驗;IDEAL-IQ與1H-MRS測量相關性采用Spearman相關分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩種掃描技術成功率比較

90例非膽源性胰腺炎患者中，1H-MRS掃描成功76例（84.44%），IDEAL-IQ掃描成功88例（97.78%），IDEAL-IQ掃描成功率明顯高于1H-MRS，差異有統(tǒng)計學意義（χ2=9.878，P=0.002）。其中IDEAL-IQ未成功掃描的2例均因無法配合呼吸屏氣;1H-MRS未成功掃描的14例中，有13例因胰腺頭、體、尾部波譜譜線無法滿足測量要求，有1例因無法配合呼吸屏氣。

2.2 兩種掃描技術測量胰腺頭部、體部、尾部脂肪含量情況

胰腺頭部、體部、尾部脂肪含量比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），即患者胰腺頭、體、尾部的脂肪含量分布大致均勻;IDEAL-IQ和1H-MRS兩種測量方法測得的胰腺各部位脂肪含量比較，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。見表1。

2.3 健康志愿者和非膽源性胰腺炎患者IDEAL-IQ與1H-MRS結果比較

健康志愿者和非膽源胰腺炎患者水峰下面積、脂峰下面積、RLC和FF值相比，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;非膽源性胰腺炎患者IDEAL-IQ測量胰腺FF值為（8.52±2.09）%，胰腺RLC為（10.56±2.52）%。見表2。Spearman相關性分析顯示，1H-MRS與IDEAL-IQ測量所得的胰腺脂肪含量呈正相關（r=0.698，P=0.001）。

3 討論

磁共振成像技術具有軟組織分辨率高、測量精確且無創(chuàng)、無輻射等優(yōu)點，近年來，磁共振成像技術日臻成熟，多種水-脂分離技術用于腹腔內臟器官組織脂肪沉積的成分分析，包括傳統(tǒng)Dixon技術、頻率選擇MRI、可變肝臟容積加速采集（LAVA-FLEX）、1H-MRS和IDEAL-IQ等，其中1H-MRS和IDEAL-IQ能夠實現組織內脂肪成分的定量分析[8-9]。1H-MRS作為目前非侵入性的脂肪定量檢測中最為準確的MRI技術，已在包括非酒精性脂肪肝、2型糖尿病等疾病中實現精準的胰腺組織脂肪含量測量，但由于1H-MRS存在一定的局限性，如掃描耗時久、操作復雜繁瑣，且圖像采集對主磁場均勻性的要求較高，采集過程中易受鐵沉積、T2效應等影響，在胰腺脂肪定量方面難以推廣應用[10-11]。相對于1H-MRS而言，IDEAL-IQ在掃描速度、檢查方式方面限制較少，在臨床應用中更具優(yōu)勢。以往對MRS的定量研究較多，但涉及對比掃描成功率的研究較少，有學者在研究中發(fā)現，當局部脂肪沉積過多[12]或ROI內包含骨、氣體等物質時[13]，磁場均勻度下降，會導致1.5 T 1H-MRS的波譜譜線變寬，造成對單一物質峰標準化擬合的精確度下降，導致結果出現偏差，甚至MRS掃描失敗，故MRS的掃描成功率一直以來維持在70%～80%。而IDEAL-IQ恰能避免以上影響，且不會受到R2的干預，掃描成功率顯著提高。但鑒于IDEAL-IQ掃描在10 mm層厚水平，不排除在患者呼吸配合較差時，因周邊物質摻入造成部分結果失真。本研究結果顯示，IDEAL-IQ的掃描成功率仍高于1H-MRS，提示外界影響對IDEAL-IQ檢測的影響更小。

IDEAL-IQ彌補了IDEAL的不足，其通過非對稱采集技術，與迭代最小二乘水脂分離算法相結合，通過小角度激發(fā)及采集多個回波擬合曲線修正了T2效應、消除了脂肪多峰、B0場不均勻性、噪聲偏差和渦流等干擾因素[14]，且一次屏氣就可收集6個梯度回波，同時得到水像、脂像、脂肪比像及R2圖，直接獲得脂肪分數及鐵百分含量，不需要進行復雜的公式計算，提高了操作速度和后處理速度，且校正后有利于提高檢測準確性。國內外研究者通過多種體外模型考察了多種MR技術測量內臟脂肪含量的效果，發(fā)現1H-MRS和IDEAL-IQ檢測所得的結果與生物化學方法測定的胰腺脂肪含量具有高度相關性[15-17]。國內有多篇報道證明兩種方法測量包括非酒精性脂肪肝患者、2型糖尿病患者在內的肝臟及胰臟脂肪含量，結果呈線性正相關[18-20]。本研究結果顯示，IDEAL-IQ與1H-MRS測量非膽源性胰腺炎患者的胰腺頭、體、尾三個部位脂肪含量沒有明顯差異，其測得的平均胰腺脂肪分數呈正相關，說明IDEAL-IQ和1H-MRS兩種測量手段對非膽源性胰腺炎胰腺脂肪含量的測量具有良好的相關性，兩種測量方式都具有較高的敏感性，在健康志愿者和非膽源胰腺炎患者中均能實現明顯的區(qū)分，符合預期。

綜上所述，1H-MRS和IDEAL-IQ均可定量測量胰腺的脂肪含量，兩者測量的急性非膽源性胰腺炎脂肪含量呈正相關。

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（收稿日期：2020-03-31）