定量CT与MRI测量腹部脂肪面积及分布的比较*

张晨鑫，张 勇，王 玲，端木羊羊，徐 黎，李 娜，程晓光

(北京积水潭医院放射科，北京 100035)



·论 著· doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2016.30.002

定量CT与MRI测量腹部脂肪面积及分布的比较*

张晨鑫，张 勇，王 玲，端木羊羊，徐 黎，李 娜，程晓光△

(北京积水潭医院放射科，北京 100035)

目的 研究定量CT和磁共振成像(MRI)检查在测量腹部脂肪面积及分布的相关性及一致性。方法 对44例健康研究对象空腹状态下同一天行腹部定量CT和MRI检查，选取腰椎4/5层面图像，CT图像采用定量CT分析软件QCT PRO v5.0测量，MRI图像采用图像分析软件Analyze v12.0进行测量，半自动区分该层面腹内脂肪和皮下脂肪并测量其面积。统计分析两者测量结果的相关性和一致性。结果 定量CT和MRI对腹部皮下脂肪面积(SFA)、腹内脂肪面积(SFA)、总脂肪面积(TFA)的测量呈明显正相关(r值分别为0.96、0.94、0.96，P<0.05)。Bland-Altman分析显示MRI和定量CT测得的腹部脂肪面积的差值很小(差值均数分别为8.6、-2.8、5.7 cm2)。结论 定量CT和MRI对腹部脂肪面积的测量结果具有明显相关性和较好的一致性，二者有可比性且在临床应用中可互相代替。

体层摄影术，X射线计算机；定量；磁共振成像；腹部脂肪；测量

随着生活水平的提高及生活方式的转变，肥胖人数逐渐呈现上升趋势[1]。不仅如此，肥胖也是多种疾病发生的主要危险因素，被世界卫生组织认定为影响健康的第五大危险因素[2]。越来越多的研究关注腹部脂肪的分布情况。已有大量研究表明，腹部脂肪含量尤其是腹内脂肪含量与2型糖尿病、冠心病、胰岛素抵抗、血脂异常等关系密切，而皮下脂肪与这些疾病的相关性并不明显[3-4]。测量腹部脂肪可以定量判断肥胖程度，一些研究已经提出了肥胖的定量标准[5-6]。因此，快速准确定量腹内脂肪，对判断肥胖的类型，评估心血管代谢风险，指导肥胖治疗和制订相应的预防措施均有重要价值。

CT是目前定量判断腹部脂肪分布最准确的方法之一，但因电离辐射的原因限制了其应用[7-8]。而磁共振成像(MRI)没有放射性，可应用于短期随访、普查和儿童、孕妇等高危人群。目前，定量CT(QCT)与MRI定量测定腹部脂肪分布一致性和相关性的研究国内文献报道较少，由于在临床中两种影像检查经常需要替代使用，因此,具有较为重要的研究价值。本研究采用QCT和MRI测量腰椎4/5层面腹部皮下脂肪面积、腹内脂肪面积和总脂肪面积，探讨二者的相关性和一致性，并探讨二者在腹部脂肪定量中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究共纳入44名研究对象，均为2015年12月至2016年1月于本院参与我国人群骨科退行性疾病研究项目的招募者，均为健康人群，其中,男22例，女22例，年龄24～48岁，平均(33.7±6.1)岁，于空腹状态下同一天行QCT和MRI扫描。所有研究对象均取得知情同意。

1.2 方法

1.2.1 定量CT与MRI扫描 QCT扫描设备为Toshiba Aquilion 80排CT，扫描技术参数为120 KV，125 mAs，扫描视野(scan field of view,SFOV)500 mm，床高120 cm，螺距0.8 mm。受检者仰卧于检查床，QCT体模垫于腰部下方，双手抱头，采用吸气后屏气呼吸控制，扫描范围为从T12椎体至S1椎体水平。MRI扫描设备为Philips Ingenia 3.0T磁共振扫描仪，采用Dixon技术，扫描参数为：重复时间(TR) 3.5 ms，回波时间(TE) 1.19 ms，视野(FOV) 440 mm×383 mm，矩阵276×238，层厚3 mm,扫描时间13.9 s。受检者仰卧于检查床，双手置于身体两侧，应用呼吸门控技术，扫描范围为从T12椎体至S1椎体水平。

1.2.2 脂肪面积的测量方法 将44名研究对象1 mm层厚QCT标准体部重建Volume数据图像传输至QCT工作站，采用骨密度测量分析软件QCT PRO v5.0(Mindways Software,Austin,TX,USA) 测量脂肪面积。通过定位像选取L4/5椎间隙横断面，软件通过校准后自动设定阈值，以腹壁肌肉为界区分腹内脂肪与皮下脂肪组织，自动计算腹部总脂肪面积(TFA)及腹内脂肪面积(VFA),见图1，前者减去后者得皮下脂肪面积(SFA)。

图1 采用QCT对L4/5断面腹部脂肪的划分

应用Analyze v12.0软件(AnalyzeDirect,Overland Park,KS,USA)测量MRI图像的脂肪面积。通过定位像选取L4/5断面，软件半自动设定阈值及腹部肌肉外层，将腹部脂肪区分并计算VFA和SFA(图2)，二者相加得TFA。

图2 采用MRI对L4/5断面腹部脂肪的划分

2 结 果

QCT和MRI对腹部脂肪定量测量具有明显正相关关系，各相关系数分别为：SFA(r=0.96，P<0.05)，VFA(r=0.94，P<0.05)，TFA(r=0.96，P<0.05)。MRI测得的SFA、TFA结果较QCT大，而VFA则较小,见表1。

表1 QCT和MRI测得的腹部脂肪面积及相关性

MRI测得的腹部脂肪面积和QCT测得的SFA、VFA、TFA进行比较的散点图，见图3。其线性回归方程分别为：SFA(Y=9.76+0.99X，P<0.05)，VFA(Y=16.33+0.96X，P<0.05)，TFA(Y=8.18+0.89X，P<0.05)。

对MRI和QCT测得的腹部脂肪面积的结果进行Bland-Altman分析(图4)，从图中可以看出，SFA的差值均数为8.6 cm2，95%一致性界限为(-18.0 cm2，35.2 cm2)，93%(41/44)的点在一致性界限以内，测量面积结果的差值绝对值最大为47.3 cm2；VFA的差值均数为-2.8 cm2，95%一致性界限为(-31.5 cm2，21.8 cm2),93%(41/44)的点在一致性界限以内，二者的差值绝对值最大为37.5 cm2；TFA的差值均数为5.7 cm2，95%一致性界限为(-34.1 cm2，45.6 cm2)，93%(41/44)的点在一致性界限以内，二者的差值绝对值最大为60.6 cm2。

A:SFA；B：VFA;C：TFA。

图3 MRI和QCT测得腹部脂肪面积的散点图

A:SFA；B：VFA;C：TFA。

图4 MRI和QCT测得腹部脂肪面积的Bland-Altman图

3 讨 论

由于肥胖与糖尿病、高血压、心血管疾病等代谢性疾病密切相关，是代谢综合征发生、发展的重要独立因素[9]。目前，腹内脂肪的研究越来越引起大家的重视，有研究表明腹内脂肪细胞的代谢比皮下脂肪细胞活跃，可分泌多种脂肪细胞因子，这些细胞因子的分泌变化，不仅涉及以脂肪形式进行的能量储存及释放，还涉及胰岛素敏感性的改变、低度炎性反应及血液凝溶异常等[10]。因此，腹内脂肪含量过多可导致一系列病理生理变化，腹内脂肪的定量测量相较于腹部皮下脂肪而言，对于预测肥胖相关性疾病的发生更有实际意义。

目前临床上常用于判断腹型肥胖的参数有腰围、腰臀比、臀围、体质量指数等人体测量学方法和生物电阻抗法、超声、双能X射线吸收法、CT、MRI等。虽然在实际诊断中利用腰围的方法来诊断肥胖既经济方便又易于掌握，但是其不足也很明显，单纯以腰围作为判断标准无法区别腰围的增加是由于腹部皮下脂肪还是腹内脂肪的积聚引起。QCT或MRI可以精确计算出腹内脂肪的面积和体积，是目前公认的定量测量腹部脂肪的金标准[11-12]。因为CT扫描的快速性可以避免腹部肠管移动对测量的影响，所以一般认为CT比MRI更准确快速，但因为CT的放射性限制了其频繁应用[7-8]。MRI虽无电离辐射，但费用高昂，耗费时间，而应用mDixon技术可有效地缩短TE和TR时间，在提高信噪比的同时提升图像采集速度，一次屏气即可完成扫描，适用于大样本人群、短期随访和儿童、孕妇等放射敏感人群。由于在临床工作中，针对不同情况不同人群需采用不同方法，而QCT与MRI定量测量腹部脂肪分布相关性研究国内外文献报道较少，因此本研究将运用QCT与MRI分别测量腹部脂肪的分布情况，并评价其相关性和一致性。

笔者发现QCT与MRI测量结果之间具有明显的线性正相关性。MRI测量的结果较QCT会轻微低估VFA，而在SFA与TFA上则会稍微高估。这可能是因为腹部肠管移动、呼吸运动引起的MRI部分容积效应，以及脂肪与肌肉和肠管在MRI图像上分界不是非常明确等原因所造成的。Bland-Altman分析显示93%的点在一致性界限以内，且二者的相差幅度对所测腹部脂肪面积而言在临床上可以接受，因此,可以认为QCT和MRI对腹部脂肪分布的测量具有较好的一致性，两种方法在腹部脂肪面积测量的临床应用中可互相代替。

Irving等[13]和Bonekamp等[14]的研究表明，不管是CT图像还是MRI图像，不同的图像分析软件均可提供基本相同的腹部脂肪面积测量结果。本研究中采用Analyze v12.0软件分析MRI图像，根据不同的图像条件调整阈值，半自动划分单层面的SFA和VFA界限，平均测量1人约20 min；而QCT配套的QCT PRO v5.0软件可自动区分并测量腹部脂肪面积，显著缩减测量时间和精力，平均约5 min；结合实际扫描时间，在测量腹部脂肪面积上QCT较MRI更有效率。已有研究认为，腹部单层面脂肪面积与腹部脂肪体积密切相关[15]。因此，考虑到CT的放射性和MRI的扫描时间等因素的制约，笔者对腹部脂肪单层面的研究可运用于评估腹部脂肪体积。

本研究的不足之处在于尽管研究对象均空腹状态下进行QCT与MRI的扫描，腹部肠管内容物的脂肪面积相对于整个腹部脂肪面积而言已基本可忽略不计，但二者均未去除肠管内容物，仍会轻微影像腹内脂肪面积的测量结果。本研究还需要验证QCT和MRI腹部脂肪测量在不同测量者之间的重复性。

综上所述，QCT和MRI均可准确、定量的测量腹部脂肪面积及分布，两种方法具有显著相关性和较好的一致性，在腹部脂肪面积测量和分布的临床应用中可互相代替。

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Comparison of abdominal fat area and distribution assessment with quantitative CT and MRI*

Zhang Chenxin,Zhang Yong,Wang Ling,Duanmu Yangyang,Xu Li,Li Na,Cheng Xiaoguang△

(DepartmentofRadiology,BeijingJishuitanHospital,Beijing100035,China)

Objective To investigate the correlation and consistency of abdominal fat area and distribution measured by quantitative CT (QCT) and MRI.Methods Totally 44 fasting healthy subjects underwent QCT and MRI scanning on the same day.The L4/5 level images were selected and the visceral and subcutaneous fat areas were automatically segmented and quantified using QCT PRO v5.0 software for CT images and Analyze v12.0 image analysis software for MR images.The consistency and correlation of the two measurement results were analyzed.Results There was an obvious correlation between QCT and MRI for the measurement of subcutaneous fat area(SFA),visceral fat area(VFA) and total fat area(TAF) (r=0.96，0.94，0.96，P<0.05).Bland-Altman analysis showed a very small difference between the measurements of MRI and QCT,in which mean values were 8.6,-2.8，5.7 cm2.Conclusion Comparison of QCT and MRI measurement showed an obvious correlation and good consistency in detecting abdominal fat area.The results were comparable and could be used interchangeably in clinical practice.

tomography，X-ray computed;quantitative;magnetic resonance imaging;abdominal fat;measurement

国家自然科学基金资助项目(81401407)；北京市卫生局“215”高层次卫生技术人才培养计划基金资助项目(2009-2-03);北京市卫生局首都卫生发展科研专项基金资助项目(首发2014-2-1122)。 作者简介：张晨鑫(1991-)，在读硕士，主要从事肌骨系统影像诊断方面的研究。△

R445

A

1671-8348(2016)30-4179-03

2016-03-11

2016-07-02)