定量CT在2型糖尿病胰腺脂肪沉積診斷中的應用價值

朱 紅， 張宗軍， 吳飛云

1．南京醫科大學第一附屬醫院放射科，南京 210029 2．南京中醫藥大學附屬中西醫結合醫院放射科，南京 210028

不健康的生活方式及長期高脂飲食會引起脂肪的異常沉積，當脂肪異常沉積于胰腺組織時，可導致脂肪胰的發生，引起胰腺分泌功能異常[1-2]。脂肪胰腺沉積可導致胰島素抵抗及β細胞受損，而后二者均與糖尿病的發生密切相關[3-5]。

因此，精確評估胰腺內脂肪含量，對糖尿病的防治有重要的臨床意義。胰腺組織活檢是檢測脂肪浸潤的金標準，但是胰腺組織活檢風險高，創傷大，臨床中一般不采用。目前評估胰腺內脂肪含量的無創方法包括超聲、CT及MRI。超聲難以精確測量胰腺脂肪含量，且檢測易受到患者體型及檢查者操作手法的影響[6]。MRI是目前最常用于胰腺脂肪量化的方法，隨著近年來水脂分離技術的應用，其在胰腺脂肪量化中的應用卻來越多[7-8]。CT掃描速度快，操作簡便，臨床應用廣泛，但在胰腺脂肪精確量化方面研究較少。

本研究對67例糖尿病患者同時應用MRI及定量CT(QCT)測量胰腺脂肪含量，比較兩種方法測量結果的相關性及一致性，探討QCT應用于胰腺脂肪定量分析的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2020年1月至3月本課題組招募67例2型糖尿病志愿者，其中男性33例，女性34例，年齡54～80歲，平均年齡(66.55±6.23)歲。所有受試者均簽署知情同意書。2型糖尿病診斷符合1999年WHO制定的標準。排除標準：(1)有MRI檢查相對及絕對禁忌證，如心臟起搏器植入者、支架植入者、幽閉恐懼癥患者；(2)重大疾病患者；(3)胰腺疾病患者，如腫瘤、急慢性胰腺炎患者；(4)孕婦及哺乳期女性。收集受試者體質量指數(body mass index, BMI)、腹圍、空腹血糖、糖化血紅蛋白等。本項目由本院醫學倫理委員會批準(2020wkys-027)。

1.2 胰腺MRI和QCT檢查方法及脂肪定量 所有受試者的MRI和CT檢查均在同日完成。MRI檢查采用美國GE公司3.0T MRI(Discovery 750)掃描儀，32通道相控陣體部線圈。脂肪定量序列采用定量非對稱回波的最小二乘估算法迭代水脂分離序列(IDEAL-IQ)，參數：TR/TE=7.66 ms/3.58 ms，回波鏈長度(ETL)=3，視野40 cm，矩陣256×256，層厚5 mm，層間距1 mm。重建序列：同、反相位圖及脂肪分數圖。脂肪分數圖傳輸至GE AW4.6工作站進行分析：在脂肪分數圖上對胰腺頭部、體部及尾部分別取一個感興趣區(ROI,圖1A～1C)進行測量，ROI大小約100 mm2，取其脂肪含量平均值記作MRI胰腺脂肪分數(MR-PFF)。勾畫ROI時注意避開周圍血管、擴張胰管及腹腔脂肪組織。

腹部CT檢查采用美國GE公司64層螺旋CT(lightspeed VCT)掃描儀。受試者檢查前禁食、水4～6 h，檢查時仰臥于檢查床上，雙手上舉，掃描范圍為膈頂至腰4椎體下緣水平。掃描條件：管電壓120 kV，自動管電流，螺距0.98，球管轉速每圈0.5 s，準直器寬度0.625 mm×40 mm，矩陣512×512。重建方法：標準重建，重建厚度為5 mm及1.25 mm。采用QCT Pro 6.0 (Mindways Software Inco，美國)軟件分析CT-PFF：將1.25 mm層厚的CT重建圖像傳輸至工作站，選擇軟件內置的肌肉脂肪測量模塊，在傳入的CT圖像上找到與MRI圖像中相對應的胰腺頭部、體部及尾部，在同一位置分別取1個同樣大小的ROI(約100 mm2,圖1D～1F)，由軟件自動計算后生成報告，得到三區域脂肪含量，取平均值記作CT-PFF。勾畫ROI時注意避開周圍血管及腹腔脂肪組織。

圖1 MRI及CT采集圖

2 結 果

2.1 MR-PFF與糖尿病相關指標的相關性分析 Pearson結果(表1)顯示：腹圍及肝臟脂肪含量與MR-PFF相關(r值分別為0.261、0.267，P<0.05)；糖化血紅蛋白、空腹血糖及BMI與MR-PFF無明顯相關性。

2.2 CT-PFF與MR-PFF相關性及一致性 67名受試者的MR-PFF為2%～48%，平均(12.21±10.71)%；受試者的CT-PFF為7.3%～60.3%，平均(19.9±10.61)%。Pearson分析(圖2A、表1)示：兩者相關(r=0.842,P<0.001)，線性方程為MR-PFF=-4.169+0.818×CT-PFF。Bland-Altman分析結果(圖2B)示：兩者平均偏倚值7.7%、標準差5.6%，均值95%CI -4.15%～19.75%(P=0.044)，區間內樣本量64例、區間外樣本量3例。

表1 受試者糖尿病相關因素及CT-PFF與MR-PFF的Pearson相關分析

圖2 CT-PFF與MR-PFF的Pearson相關性(A)及Bland-Altman一致性(B)分析

3 討 論

2型糖尿病患者胰腺脂肪含量明顯高于血糖正常人群，血糖正常人群PFF約為5.2%，超過7%被定義為脂肪胰[9-10]。本組糖尿病患者平均PFF為(12.21±10.71)%，明顯升高。胰腺內脂肪沉積，會引起一系列代謝異常：(1)胰腺β細胞長期暴露于高水平脂肪酸及三酰甘油中可使胰島素分泌信號傳導異常，抑制胰島素受體酪氨酸磷酸化，進而損害磷脂酰肌醇-3-激酶途徑，導致胰島β細胞凋亡、功能障礙及脂肪置換[11-12]；(2)胰島素抵抗可以引起高胰島素血癥，后者通過調節固醇調節機制刺激三酰甘油和脂肪酸合成極低密度脂蛋白，進一步加劇脂肪在胰腺及其他臟器(如肝臟)內的沉積[11-12]。

本研究還發現，胰腺脂肪含量與肝臟脂肪含量具有相關性。非酒精性脂肪肝與2型糖尿病關系密切，2型糖尿病中非酒精性脂肪肝的發生率明顯高于血糖正常人群[13]。本研究中受試者糖化血紅蛋白及空腹血糖水平與胰腺內脂肪含量無明顯相關性，可能與受試者均為糖尿病患者，而糖尿病患者多通過藥物將血糖控制在相對穩定的水平有關。

MRI脂肪定量常用方法有磁共振波譜成像(MRS)及水脂分離兩種方法。其中，MRS在小器官脂肪定量中容易受呼吸運動及磁場均勻性影響，且可重復性差[14]。水脂分離技術掃描時間短，受磁場影響較小，對胰腺等小器官內脂肪含量測量更準確[15]。Hernando等[16]研究表明，基于化學位移成像技術(水脂分離)的脂肪定量分析具有準確度和可重復性高，不同廠家、不同場強或不同序列間一致性好的優點。因此該技術目前已成為臟器脂肪定量的公認標準方法。IDEAL-IQ技術通過矯正磁敏感及T2*效應的影響，計算出三酰甘油與自由水中H質子比值，確定脂肪含量，測量更準確。因此本研究以該方法獲得的MR-PFF為標準衡量QCT結果的準確性。

常規平掃CT對肝臟與胰腺的脂肪定量采用與脾臟CT值比值或差值的方法進行半定量分析。各種平掃CT常用于評估脂肪肝，但對于脂肪胰的評估目前缺乏標準。有研究[17-18]表明，以胰腺/脾臟CT比值0.7作為臨界值診斷脂肪胰的靈敏度和特異度最高，均為79%；根據該比值，可將脂肪胰分為輕度(0%～33%)、中度(34%～66%)和重度(67%～100%)。 QCT測量胰腺脂肪含量時采用腰大肌模塊，其原理為將胰腺看作純胰腺組織與脂肪組織的混合物，通過體模校準轉換成水和K2HPO4，通過測量ROI內CT衰減系數得出其等效密度值，進而測得PFF[19]。Yao等[20]發現，QCT和MR化學位移成像技術的胰腺脂肪含量測定結果有很好的一致性。該研究采用QCT 3型4.2，而本研究測量時采用QCT Pro 6.0(4型)，該版本有肝臟和肌肉脂肪定量測量模塊。肌肉脂肪定量測量模塊采用肌肉的等效密度值，其物質組成與胰腺組織存在一定差異，但脂肪組織的等效密度值恒定，因此，肌肉組織與胰腺組織脂肪含量差值恒定，存在線性關系。本研究中CT-PFF與MR-PFF有差異，但存在線性相關性。

MRI定量技術應用于脂肪測量較廣泛，結果較準確，但易受到多種因素的影響，如：ROI大小的選擇會影響測量結果，本研究中均為100 mm2；當志愿者呼吸配合不佳時，也會影響圖像質量，進而影響測量結果；胰腺組織形態不規則、周圍結構復雜，尤其當胰腺周圍腸管內氣體較多時，會影響測量結果的準確性。而目前QCT應用仍局限。

本研究的不足之處：(1)對象為糖尿病患者，缺少血糖正常人群及糖尿病前期患者對照；(2)僅通過分析QCT與目前公認的IDEAL-IQ方法測量結果的相關性，評估QCT脂肪定量的可靠性，而缺乏病理結果的驗證。

綜上所述，2型糖尿病患者胰腺脂肪含量明顯高于血糖正常人群，與肝臟脂肪含量及腹圍存在一定的相關性。MRI及QCT均可用于定量評價胰腺脂肪含量，二者相關性和一致性較好。目前胸部CT在體檢中應用廣泛，對于2型糖尿病人群，可以在不明顯增加額外負擔的情況下適當擴大掃描范圍，并對胰腺脂肪含量進行量化，以篩查脂肪胰。QCT尤其適用于有磁共振檢查禁忌患者的胰腺脂肪定量。

利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。