基于磁共振成像的非酒精性脂肪肝患者上腹部脂肪體積與身體質(zhì)量指數(shù)的相關(guān)性研究

黃澤弟，李思聰，張岸洲，王星，丁贊，張雪峰*

作者單位：1.廣東省深圳市寶安區(qū)中心醫(yī)院(深圳大學(xué)第五附屬醫(yī)院)放射科，深圳 518102；2.廣東省深圳市寶安區(qū)中心醫(yī)院(深圳大學(xué)第五附屬醫(yī)院)統(tǒng)計(jì)病案室，深圳 518102

腹腔是人體脂肪重要的分布區(qū)域，與人體代謝及內(nèi)分泌的改變密切相關(guān)，多種代謝性或內(nèi)分泌疾病均可導(dǎo)致腹腔脂肪的堆積[1]。有研究顯示，超重與肥胖是2 型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)的危險因素，尤其是腹型肥胖者體脂堆積可造成高胰島素血癥和胰島素抵抗[2]，導(dǎo)致肌肉和其他組織對葡萄糖利用降低，造成糖耐量遞減，是肥胖發(fā)展為糖尿病的核心機(jī)制。腹腔脂肪體積的測定，為臨床醫(yī)師對腹型肥胖人群進(jìn)行一定的臨床干預(yù)提高參考，對預(yù)防T2DM 的發(fā)生有較大的意義[3]。腹腔為不規(guī)則腔隙，其內(nèi)有血管、系膜及腸管分布，腹腔脂肪含量常用腹圍表示，準(zhǔn)確性差。MRI 的IDEAL-IQ序列是能用于脂肪的定量測量的新技術(shù)。本研究采用MRI 脂肪測量技術(shù)測量上腹部內(nèi)臟脂肪與皮下脂肪，并探討其與身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)是否存在相關(guān)性，為利用MRI 腹腔脂肪定量技術(shù)用于代謝、消化系疾病的預(yù)防提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究對象

回顧性研究深圳市寶安中心醫(yī)院2017 年8 月至2019 年12月臨床診斷非酒精性脂肪肝且未經(jīng)過任何治療的病例56例，以上患者均在體檢二維超聲診斷脂肪肝，排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)過量飲酒史(飲酒量大于140 g/周)；(2)病毒性肝炎；(3)膽管梗阻；(5)服用降糖、降脂藥物；(6)肝功能明顯異常及其他影響肝臟脂肪含量的疾病。患者間隔1周內(nèi)均行上腹部MRI，IDEAL-IQ序列，采用體質(zhì)量身高測量儀，測量身高、體質(zhì)量，計(jì)算受檢者的BMI數(shù)值[BMI=體質(zhì)量(kg)/身高(m)2]。本研究經(jīng)過本單位醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號：20190313)，免除受試者知情同意。

1.2 檢查方法

所有被檢查者均采用美國GE公司生產(chǎn)的1.5 T MRI掃描儀Brivo MR360 進(jìn)行中上腹部掃描，受檢查者檢查前需禁食禁水4～6 h，檢查前做充分呼吸訓(xùn)練，受檢查者取仰臥位，腳先進(jìn)，采用體部相控陣線圈，線圈置于肝臟中心，掃描范圍包括膈頂部至腰4椎體下緣，IDEAL-IQ序列參數(shù)：TR 15.6 ms，TE自動配置，層厚10 mm，層間距0 mm，回波鏈長度為6，帶寬為110.11 kHz，激勵次數(shù)0.5次，視野44 cm×44 cm，矩陣224×160，翻轉(zhuǎn)角=8°，頻率編碼方向?yàn)樽笥曳较颉：魵饽┢翚夂筮M(jìn)行圖像采集，得到同相位、反相位及肝臟脂肪分?jǐn)?shù)等圖像。通過AW4.6后處理工作站，樣本全部由同一人對L2、L3椎體水平脂肪量進(jìn)行三維后處理，通過二維圖像輪廓線的提取(層切法)，把所需要測量的脂肪進(jìn)行橫斷面微分，再逐層手工描繪各個椎體水平腹腔脂肪的輪廓(圖1，2)，接著運(yùn)用三維容積工具把描繪的區(qū)域組成一個三維的立體圖像(圖3，4)，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)拈撝导皞尾?圖5，6)，最后通過體積測量工具直接測量出相應(yīng)椎體水平皮下脂肪體積(圖7)及腹腔內(nèi)臟脂肪體積(圖8)[1]。所有數(shù)據(jù)均通過2 名副主任醫(yī)師獨(dú)立測量完成，取兩者的平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

圖1～8 男，33 歲，非酒精性脂肪肝。圖1、2 為L2、L3 椎體水平腹腔脂肪的輪廓；圖3、4 為采用三維容積工具把描繪的區(qū)域組成一個三維的立體圖像；圖5、6示L2、L3椎體水平立體圖像閾值及偽彩；圖7為L2椎體水平皮下脂肪圖；圖8為L2椎體水平腹腔脂肪測量圖

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用Kolmogorov-Smirnov 檢驗(yàn)分析計(jì)量資料的正態(tài)性，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析，非正態(tài)分布的計(jì)量資料采用非參數(shù)Wald-Wolfowitz 游程檢驗(yàn)比較兩組間的差異；多組比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較使用LSD-t檢驗(yàn)。分類變量的組間比較采用χ2檢驗(yàn)。L2、L3 椎體水平脂肪體積與BMI 的相關(guān)性分析按照年齡、性別進(jìn)行分層后采用Spearman 相關(guān)分析進(jìn)行處理。采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義或相關(guān)性顯著。

2 結(jié)果

本研究納入56例彌漫性脂肪肝病例，男43例，女13例，年齡(41.9±10.9)歲，BMI為(26.90±3.18) kg/m2(表1)。

表1 樣本基線資料表(±s)

表1 樣本基線資料表(±s)

注：BMI：身體質(zhì)量指數(shù)。

P值0.866 0.872變量年齡(歲)BMI (kg/m2)全人群(56例)41.9±10.9 26.90±3.18男性(43例)41.7±10.2 27.00±3.04女性(13例)42.3±13.3 26.80±3.72

56例中，L2椎體水平腹腔內(nèi)臟脂肪體積(556.0±165.6) cm3，L2椎體水平皮下脂肪體積(448.9±166.7) cm3，L3椎體水平腹腔內(nèi)臟脂肪體積(513.6±163.6) cm3，L3椎體水平皮下脂肪體積(517.6±173.5) cm3(表2)。女性L2、L3 椎體水平皮下脂肪體積分別為610.2、655.7 cm3，男性分別為400.2、475.9 cm3，女性明顯高于男性(P＜0.001，P=0.001)。女性L2、L3 椎體水平腹腔內(nèi)臟脂肪體積分別為522.2、490.0 cm3，男性L2、L3 椎體水平腹腔內(nèi)臟脂肪體積分別為566.2、520.9 cm3，兩組之間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

按年齡組分層后，20～40 歲組和＞40 歲年齡組人群在L2、L3 椎體水平的腹腔內(nèi)臟及皮下脂肪體積差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P≥0.05，表2)。按BMI 大小分3 組：不同分組間，L2、L3 椎體水平腹腔內(nèi)臟脂肪體積及皮下脂肪體積皆不同；進(jìn)一步兩兩比較發(fā)現(xiàn)：BMI≥28 kg/cm2組的L2、L3椎體水平的腹腔內(nèi)臟及皮下脂肪體積均高于BMI＜24 kg/cm2組(P＜0.01)；在L2、L3 椎體水平腹腔內(nèi)臟脂肪體積方面，BMI 分組值越大，腹腔內(nèi)脂肪體積越高；BMI 24～27.9 kg/cm2組與BMI＜24 kg/cm2組的L2、L3椎體水平皮下脂肪體積差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2 L2、L3椎體水平脂肪體積差異性分析表(±s)

表2 L2、L3椎體水平脂肪體積差異性分析表(±s)

注：a，b，c為BMI(身體質(zhì)量指數(shù)）分組，Pab、Pac、Pbc為組間兩兩比較的P值。

變量全人群(56例)性別分類男性(43例)女性(13例)P值年齡分類20～40歲(25例)＞40歲(31例)P值BMI分類(kg/cm2)＜24a (9例)24.0～27.9b (27例)≥28c (20例)P值Pab值Pac值Pbc值L2椎體水平腹腔內(nèi)脂肪體積(cm3)556.0±165.6 L2椎體水平皮下脂肪體積(cm3)448.9±166.7 L3椎體水平腹腔內(nèi)脂肪體積(cm3)513.6±163.6 L3椎體水平皮下脂肪體積(cm3)517.6±173.5 566.2±163.1 522.2±175.9 0.405 400.2±134.6 610.2±165.3＜0.001 520.9±160.4 490.0±178.5 0.557 475.9±147.2 655.7±187.9 0.001 547.3±160.8 563.0±171.6 0.727 485.4±168.9 419.6±161.6 0.144 512.6±161.1 514.5±168.2 0.968 555.1±174.0 487.4±169.9 0.148 401.6±95.8 460.4±148.3 647.2±156.8＜0.01 0.296＜0.01＜0.01 385.0±116.7 518.9±131.2 682.7±132.3＜0.01 0.010＜0.01＜0.01 350.0±84.9 394.3±146.5 567.3±156.2＜0.01 0.424＜0.01＜0.01 344.0±110.5 471.3±118.9 647.2±134.2＜0.01 0.010＜0.01＜0.01

L2 與L3 椎體水平的腹腔內(nèi)臟脂肪體呈極高度正相關(guān)(r=0.961，P＜0.01；表3)，L2 與L3 椎體水平的皮下脂肪體呈積高度正相關(guān)(r=0.973；P＜0.01)；而腹腔內(nèi)臟脂肪體積與皮下脂肪體積正相關(guān)，相關(guān)性一般(r=0.347～0.410；P＜0.01)。

表3 L2、L3椎體水平脂肪體積的相關(guān)系數(shù)

在全部56 例中，隨著BMI 值的增大，L2、L3 椎體水平腹腔內(nèi)臟及皮下脂肪體積皆增大，呈中等偏強(qiáng)正相關(guān)(r=0.568～0.706，P＜0.01；表4)。按性別及年齡分層分析后結(jié)果類似；但與男性相比，女性BMI與L2、L3椎體水平脂肪體積的相關(guān)性更強(qiáng)；與＞40 歲人群相比，20～40 歲人群的BMI 與L2、L3 椎體水平腹腔內(nèi)脂肪體積的相關(guān)性更強(qiáng)。

表4 身體質(zhì)量指數(shù)與L2、L3椎體水平脂肪體積的相關(guān)分析

3 討論

脂肪是人體三大營養(yǎng)素之一，脂肪參與構(gòu)成生理物質(zhì)、激素生成，為人體提供必需的脂肪酸。脂肪攝入過多將導(dǎo)致甘油三酯多余的能量儲存，脂肪細(xì)胞將增生和肥大。甘油三酯在肝臟、腎臟、肌肉組織以及心臟等非脂肪組織中大量堆積，稱為脂肪浸潤[4]。脂質(zhì)產(chǎn)生脂毒性物質(zhì)，可導(dǎo)致胰島素抵抗和體內(nèi)血糖的升高而誘導(dǎo)T2DM 發(fā)生[5]，脂肪浸潤還可以增加脂肪肝和心腦血管等多種疾病的發(fā)病率，隨著國民物質(zhì)生活的豐富，肥胖引發(fā)的慢性疾病將成為人民健康的主要因素[6]。

脂肪浸潤一般為良性病變，若在組織細(xì)胞發(fā)生脂肪變性早期進(jìn)行干預(yù)、治療可能發(fā)生逆轉(zhuǎn)，所以，觀測脂肪含量(fat content，F(xiàn)C)對臨床具有重要指導(dǎo)意義[7]。目前，脂肪浸潤的診斷金標(biāo)準(zhǔn)是組織病理學(xué)檢查(穿刺活檢)，但由于穿刺活檢為有創(chuàng)性，組織采樣也局限，且存在觀察者之間的差異，可重復(fù)性差等因素限制其臨床應(yīng)用[8]。傳統(tǒng)的超聲檢查、CT 能夠在一定程度上量化組織細(xì)胞脂肪含量，但是其測量結(jié)果不能量化脂肪浸潤程度[9]。然而，無創(chuàng)性磁共振成像技術(shù)是評估腹腔脂肪浸潤最佳的檢查。磁共振的IDEAL-IQ 序列，測量結(jié)果的準(zhǔn)確性較高[10-12]。有作者通過將Dixon 水脂分離脂肪定量技術(shù)定量結(jié)果與病理學(xué)結(jié)果進(jìn)行對照，結(jié)果顯示脂肪定量具有很好的準(zhǔn)確性[10]，有作者對肝臟脂肪含量定量結(jié)果分析與組織活檢接近[11]。不同場強(qiáng)MRI機(jī)器上，該技術(shù)的定量結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)結(jié)果穩(wěn)定，可重復(fù)性高[12]。

腹腔為不規(guī)則腔隙，其內(nèi)分布有腸系膜及和腸管，測量全腹腔工作量巨大，容易出現(xiàn)較大誤差，故采用L2 椎體水平腹腔脂肪含量(VATV-L2)、L3 椎體水平腹腔脂肪含量(VATV-L3)、總VATV (VATV-L2 和VATV-L3)代表腹腔脂肪含量變化[13]。根據(jù)上腹部脂肪測量數(shù)據(jù)與BMI 對比統(tǒng)計(jì)分析相關(guān)性結(jié)果表明：(1)女性較男性、青年人群較中老年人群更容易隨BMI增長而增大脂肪體積。按年齡40 歲以下和40 歲以上的男女比例差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與文獻(xiàn)報告相符[14]；(2)不同性別L2、L3 椎體水平皮下脂肪體積均值存在差異，女性更容易堆積皮下脂肪，根據(jù)男女脂肪分布情況不同，該結(jié)果與BMI 比較數(shù)據(jù)客觀、合理；(3)不同BMI分組間，L2、L3椎體水平腹腔內(nèi)脂肪體積和皮下脂肪體積兩兩比較，BMI＜24 kg/cm2組與組間L2、L3椎體水平皮下脂肪體積不存在差異，但BMI＜24 kg/cm2組與BMI＞28 kg/cm2組、BMI 24～27.9 kg/cm2組與BMI＞28 kg/cm2組間皆存在差異，且通過比較均值得出BMI＜24 kg/cm2組差異小，BMI＞28 kg/cm2組差異最大，說明肥胖者腹腔脂肪堆積明顯增多，與Emdin 等[15]研究結(jié)果一致；(4) BMI 值越大，腹腔內(nèi)脂肪體積越高。有研究表明，隨著腹腔脂肪體積增加，糖化血紅蛋白、30BG、P2BG、CR、UA、TG、ALT、q胰島素、Homa-IR、BMI、肝臟脂肪含量、胰腺脂肪T2DM 含量等指標(biāo)均增高，提示腹腔脂肪組織可對實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)產(chǎn)生影響[16-17]。腹腔脂肪體積越大，出現(xiàn)T2DM的風(fēng)險越高[18]；有研究表明，腹部(L2～L3椎體水平)對內(nèi)臟脂肪總?cè)莘e的預(yù)測值明顯更高[19]。此外，L3 椎體水平的腹腔脂肪與全身內(nèi)臟脂肪的相關(guān)性最高[20]。通過本組研究顯示采用L2、L3 椎體水平脂肪體積測量能有效定量，便于臨床應(yīng)用[13]。可進(jìn)一步應(yīng)用于腹型肥胖的患者，預(yù)測其脂肪相關(guān)并發(fā)癥[8]。研究顯示上腹部的(在L2～L3 附近)脂肪含量對全腹脂肪總預(yù)測值有顯著提高[20]。此外，還有其他研究報道L3 椎體水平的VATV 與總VATV 的相關(guān)性最高[21]。腹腔脂肪體積的測定，為臨床醫(yī)師對腹型肥胖人群進(jìn)行一定的臨床干預(yù)，預(yù)防T2DM的發(fā)生有較大的意義[22]。

本研究的不足之處在于樣本量較少，男女比例稍大，可能會導(dǎo)致結(jié)果有偏失；IDEAL-IQ 序列測量脂肪體積未引入計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)的圖像分割技術(shù)做比較。

綜上所述，磁共振脂肪定量能夠用于腹部脂肪的定量測量，特別是能夠分別測量腹腔內(nèi)脂肪和腹部皮下脂肪。腹腔脂肪與BMI相關(guān)性高，而皮下脂肪與BMI相關(guān)性不高，說明BMI高的人脂肪主要沉積在腹腔內(nèi)。L2、3椎體水平腹腔及皮下脂肪含量可用于代表全腹脂肪體積測量，能為臨床提供脂肪量化的信息。

作者利益沖突聲明：全體作者均聲明無利益沖突。