脂肪肝无创性影像学检查

张仲伟林志谦陈克敏

脂肪肝是指肝细胞内脂肪蓄积超过肝湿重的5%,或组织学上每单位面积1/3以上的肝细胞有脂肪变性。病理上,脂肪肝包括单纯性脂肪肝、脂肪性肝炎及其相关肝硬化三大类型。单纯性脂肪肝的预后良好,但脂肪性肝炎可进一步发展为肝硬化,甚至发生肝癌、肝衰竭而导致死亡。近年来,随着生活水平的提高和生活方式的改变,脂肪肝在我国的发病率明显上升。脂肪肝的定量诊断及其动态检测是临床诊疗的关键。

肝穿刺活检是诊断脂肪肝的金标准,但因其为创伤性检查,不易被患者普遍接受;且活检只能穿刺肝脏某一部位,存在取样少、取样误差等缺点,对于脂肪不均匀浸润病例不能反映不同部位的脂肪浸润情况,因此限制了肝穿刺活检在临床上的应用。B超、CT和MRI等影像学检查,因其无创性、相对敏感性、可重复性等优点而在脂肪肝的诊断上普遍应用,尤其是CT、MRI和MR波谱成像(MR spectroscopy,MRS)为脂肪肝的临床诊断和疗效评价提供了有效的检测手段[1,2]。

脂肪肝CT诊断

肝脏CT值的高低与脂肪沉积量呈明显负相关,肝CT值降低的程度能够评估脂肪肝的严重程度。国内学者许骅等[3]认为,CT值阈值定量诊断脂肪肝的准确性较差,肝血管相对密度定量诊断的准确性较好,肝/降主动脉的CT值比值和肝/下腔静脉的CT值比值也可作为定量诊断脂肪肝的参考指标。目前CT检测脂肪肝的最常用方法是通过测量肝脏和脾脏CT值来诊断。中华医学会肝病学分会依据肝/脾CT值的比值作为诊断脂肪肝和衡量脂肪肝严重程度的参考标准[4]:即弥漫性肝脏密度降低,肝脏与脾脏的CT值之比小于或等于1;若肝/脾CT比值≤1.0但大于0.7者为轻度;肝/脾CT比值≤0.7但大于0.5者为中度;肝/脾CT比值≤0.5者为重度。

值得注意的是,有些病理情况会造成肝脏密度的异常改变而影响CT值的测定,掩盖合并的脂肪肝病变[1]。如肝脏铁质沉积症,由于过量铁质沉积在肝脏网织内皮细胞内,使肝脏密度普遍增高,从而影响脂肪肝的诊断。又如肝糖原贮积症,该病常并发肝脏弥漫性的脂肪浸润,但由于肝细胞内糖原积聚导致肝脏密度增高,也会影响肝脏脂肪浸润程度的判断。

脂肪肝MRI诊断进展

MRI常规序列诊断脂肪肝的价值有限,目前脂肪肝MRI诊断通常采用化学位移成像、脂肪抑制技术和较新的水-脂分离技术。

MRI化学位移成像是在快速梯度回波(gradient echo,GRE)序列基础上应用Dixon法相位位移技术的脂肪抑制原理[5]。水和脂肪质子在磁场中的运动频率有差异,施加梯度场后,其质子横向磁矢量的相位变化不一致,两者相位在不断的变化中会周期性地出现同相位(in phase,IP)和反相位(opposed phase,OP)的情况。通过选择不同的回波时间(echo time,TE)分别采集回波信号,就可以获得水和脂肪的IP和OP图像。IP图像上,水和脂肪质子的信号相互叠加(+water,+fat),而在OP图像上,水和脂肪质子信号相互抵消(+w ater,-fat),OP图像具有很好的脂肪抑制效果。通过对照观察OP和IP图像的组织信号有无下降,可以推测该组织中是否含有脂肪成分,且OP图像上的信号强弱与组织内脂肪含量和水含量的比例密切相关[6]。2点Dixon(2PD)是运用新颖的相位修正算法以及商用双回波梯度脉冲序列,2点Dixon技术最早大约是在20年前提出用于分离水和脂肪信号。2点Dixon技术能够在一次屏气自动生成整个腹部水和脂肪图像,代替了相位去卷折的运用,相位修正算法明确了由扫描范围内不均质性所导致的信号方位分布。在活体研究中,仅仅是水和脂肪腹部图像,而没有呼吸和其他后处理伪影,2点Dixon技术显示出可行性和应用潜能。2PD技术联合了毁损梯度回波序列(SPGR),由于其成像简便而经常被应用于临床。2PD或者MRS和组织学之间的高度相关性已经被许多研究所证实。三点法水-脂分离技术即IDEAL(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation)是基于改良3点Dixon技术最新使用的反相位成像。IDEAL通过重复计算扫描野内的图像并且运用不对称相位位移将信噪比最大化,对照其他方法,其可以明显提高水-脂分离的能力。运用三点法水-脂分离技术一次成像可以得到四幅图像,即水像、脂肪像、同相位和反相位图像。

频率选择性饱和法MRI脂肪抑制技术的原理是利用水和脂肪的化学位移效应[7]。脂肪质子的进动频率比水分子慢3.5ppm,若在成像前先连续施加预脉冲使脂肪组织发生预饱和现象,水分子由于进动频率不同而不能被激发,然后再施加激发脉冲进行成像,此时脂肪组织因为频率饱和不再接受能量产生信号,而水分子可以被有效激励并产生信号,从而使脂肪组织的信号被抑制。将MRI技术与M RS的相关性进行比较,结果如下:IDEAL优于水饱和(water saturation,WS)优于脂肪饱和(fat saturation,FS)优于IOP。

在理论上,化学位移成像对显示水-脂混合组织的脂肪信号降低较饱和法脂肪抑制技术更明显。但也有研究认为[7],对合并肝硬化的患者,饱和法脂肪抑制技术对脂肪肝的定量分析较化学位移成像更准确,分析认为,肝硬化患者肝内铁质沉积增多,影响了局部磁场的均匀性,造成T 2＊效应,导致同相位-反相位图像上局部信号丢失。

脂肪肝MRS定量分析

磁共振波谱分析 (magnetic resonance spectroscopy,MRS)是目前唯一可以无创性研究活体组织代谢、生化改变及化合物定量的方法。MRS利用体内奇数质子原子核的自身磁性及其在外加磁场作用下的磁化和振动,产生磁共振信号,并经傅立叶转换形成频率曲线(波谱)[8]。根据谱线上各个共振峰位置的不同及其波峰数目、大小的变化,可以推断组织中化合物或代谢物的分子结构,并定量检测相应物质的相对含量。M RS大多采用的是单体素点分辨表面线圈波谱成像(single voxel point resolved surface coil spectroscopy,PRESS)序列。根据T 2W I序列图像,选择波谱扫描的最佳层面,一般选择在肝右后叶,感兴趣区(region of interest,ROI)大小不限定,也可以是多个ROI,范围设定以不包含较大血管和胆管为原则。ROI周围放置饱和带,以去除邻近组织的污染。氢质子MR波谱分析(1H-MRS)能够直接定量测定肝细胞内三酰甘油含量,并以直观的谱线形式表现出来,精细分析肝内脂肪的组成成分和脂质代谢的生化特性,对脂肪肝检测较之半定量的CT诊断有较高的准确性[9]。1H-MRS比断面MR成像在正常人脂肪含量测定、脂肪肝定性定量分析等方面具有更高的敏感性[10,11]。虽然至今1H-MRS检测肝脏脂肪含量的正常值范围尚无共识标准,但有学者研究认为20%的脂质含量是诊断脂肪肝的参考阈值[12]。对于所得到的1H-MRS的波谱值(包括水峰峰值、水峰下面积、脂峰峰值、脂峰下面积),可以通过以下公式进行计算得到肝脏脂质含量(IHCL):IHCL=脂峰下面积/(水峰下面积+脂峰下面积)×100%。随着脂肪肝严重程度的加重,波谱图像中的脂肪峰不断升高,计算出的IHCL也不断增加。有研究发现此种方法计算出的IHCL与病理学检测结果密切相关,IHCL＞5.5%即可诊断为脂肪肝。当脂峰下面积/水峰下面积＞20%,也可诊断为脂肪肝[13]。CT和MRI是在断面图像上进行综合分析,故易受肝脏其他代谢异常(如铁质沉积等)因素的干扰,影响定量诊断的准确性,而1H-M RS则通过直接测定肝细胞内三酰甘油含量,因此能够更精确直观地反映脂肪肝的严重程度。Vuppalanchi等[14]对一批供肝样本作1H-MRS定量分析、病理组织学分级及肝细胞内三酰甘油含量测定的相关性研究,结果证实三者间有良好的相关性。但也有文章[15]指出使用MR单体素定位法及多体素MRS定位法所测值之间存在高度的相关性,但绝对数字却相差较大,从而限制了其在临床中的应用。单体素M RS容易受肝脏不均质性影响,虽然可以从多体素中采集数据进行补偿,但其缺点是增加了扫描时间。?

综上所述,CT、MRI、MRS为脂肪肝的临床诊断和定量分析以及疗效评价提供了有效的检测手段,虽然目前磁共振尚未制定出明确的脂肪肝严重度量化标准,但随着磁共振硬件设备的不断发展,以及新技术和后处理软件的开发,尤其是肝脏MRS研究的日益深入,其临床应用价值必将进一步提高。