1H-MRS联合梯度回波化学位移MRI定量评估脂肪肝的价值

赵黎明，宋 彬，陈光文，李迎春

(1.四川省医学科学院·四川省人民医院放射科，四川 成都 610072；2.四川大学华西医院放射科，四川 成都 610041)

1H-MRS联合梯度回波化学位移MRI定量评估脂肪肝的价值

赵黎明1，宋 彬2，陈光文1，李迎春1

(1.四川省医学科学院·四川省人民医院放射科，四川 成都 610072；2.四川大学华西医院放射科，四川 成都 610041)

目的探讨3.0 T 磁共振氢谱(proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)联合梯度回波化学位移MRI在定量评估脂肪肝中的价值。方法对31例健康志愿者及22例可获得肝脏标本的患者行梯度回波T1加权同相位/去相位(in-phase/opposed-phase，IP/OP)成像及肝脏1H-MRS检查。测得IP/OP的信号强度值(SIin，SIout)，计算脂变指数(fat index，FI)。测定水峰及脂峰峰值(PW，PL)、水峰及脂峰峰下面积(AW，AL)，计算肝细胞的相对脂肪含量(relative lipid content，RLC)。22例患者于MRI扫描后接受外科手术切除，进行组织学检查，并用图像分析软件测得肝细胞脂变细胞百分比(proportion of fatty degenerative cells，PFDC)。结果脂肪肝组FI、PL、AL及RLC的平均值均高于非脂肪肝组(P< 0.05)。FI、PL、AL及RLC与PFDC之间存在正相关关系(P< 0.05)。PL、AL、RLC在无脂肪肝组、轻度脂肪肝组与中重度脂肪肝组间比较差异均有统计学意义(P< 0.05)。结论1H-MRS联合梯度回波化学位移MRI可以在一定程度上区分有无脂肪肝；在脂肪肝定量分析方面，1H-MRS较梯度回波化学位移MRI更具优越性；1H-MRS有助于脂肪肝的分级，但对于无脂肪肝与轻度脂肪肝的鉴别价值有限。

脂肪肝；氢质子磁共振波谱；梯度回波化学位移MRI；定量分析

随着人民生活水平的逐步改善，近年来脂肪肝的发病率正逐年增长[1]。据报道在肥胖人群中，非酒精性脂肪性肝病高达30%[2]，而在糖尿病患者中，发生率可高达75%[3]。早期的脂肪肝完全可以逆转[4]，于是对脂肪肝的早期诊断及疗效监测有着非常重要的意义。目前脂肪肝定量评价的热点主要集中在无创性研究，如磁共振氢谱(proton magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS)和梯度回波化学位移MRI，但既往研究多为动物实验，以人为研究对象相对较少，且多数缺乏病理学量化对照。本研究探讨1H-MRS联合梯度回波化学位移MRI在定量评价脂肪肝中的价值，现报道如下。

1 对象与方法

1.1研究对象2008年10月至2009年3月四川省人民医院拟手术可获取肝脏标本的患者(需作肝段或肝叶切除的患者、活体肝移植供体候选者等)22例，年龄15～59岁，平均44岁；男14例，平均45.3岁；女8例，平均41.6岁。肝血管瘤2例，肝移植供体1例，肝包虫1例，肝腺瘤1例，胆管细胞性肝癌1例，肝内胆管结石伴胆管炎1例，其余15例均为肝细胞癌。选取同期健康体检志愿者31例，年龄21～60岁，平均30.4岁；男16例，平均29.7岁；女15例，平均31.2岁。均排除肥胖(BMI>25)、高脂血症、糖尿病、高血压等可能导致脂肪肝的特定疾病。

1.2检查仪器使用GE Signa Excite 3.0 T超导型磁共振成像系统(通用电气公司，美国)，8通道体部相控阵线圈。

1.3磁共振检查检查均由同一放射科医师实施。扫描序列包括：FES T2 WI、IP/OP和肝脏单体素点分辨选择波谱(point-resolved selective spectroscopy，PRESS)。依据T2 WI图像选择波谱扫描最佳层面，在避开病灶、周围大胆管及大血管的前提下，感兴趣区选择尽量大。IP/OP主要参数：TR 150 ms，TE 4.8/2.4 ms，FA 85°，NSA 1，FOV 380 mm×340 mm，层厚8 mm，间距2 mm，分2次屏气完成。PRESS主要参数：TR 3000 ms，TE 35 ms，FA 90°，FOV 380 mm×380 mm，Echo 1。

测量IP/OP图像上感兴趣区信号强度值，测3次，取平均值，肝脂变指数(FI)=(SIin-SIout)/ SIin。采用GE SAGE软件对获取的原始波谱图像进行后处理及计算，得到1H-MRS波谱水峰峰值PW、脂峰峰值PL、水峰峰下面积AW及脂峰峰下面积AL，RLC=AL/(AL+AW)。

1.4手术及病理学检查22例患者于MRI检查后一周内行外科手术，所取标本行HE及苏丹Ⅲ染色，并及时、随机采集高倍镜下苏丹Ⅲ切片图片十张。利用Image Pro-Plus 6.0软件进行脂变细胞计数，获得十张图片的平均值当作最终肝脏PFDC。依据2003年中华医学会肝脏病分会制订的脂肪肝分级标准进行分级[5，6]：30%～50%的肝细胞脂肪变者为轻度脂肪肝，50%～75%的肝细胞脂肪变者为中度脂肪肝，超过75%的肝细胞脂肪变者为重度脂肪肝。视野内脂肪变细胞低于30%者称为脂肪变性，不够脂肪肝标准，本研究视为无脂肪肝。

1.5统计学方法采用SAS 9.1统计学软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差表示，两组间比较采用t检验。多组间比较采用方差分析及SNK-q检验。相关性分析采用Pearson相关。P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1病理学及1H-MRS检查结果依据2003年中华医学会肝脏病分会制订的脂肪肝分级标准[5，6]，本组患者分级情况如下：无脂肪肝组7例，轻度脂肪肝组11例，中重度脂肪肝组4例(中度脂肪肝1例、重度脂肪肝3例)。1H-MRS扫描均取得了成功，经图像后处理得到了清晰显示脂峰和水峰的波谱曲线，于4.7 ppm附近显示水峰，1.3 ppm 附近显示脂峰。无脂肪肝组脂峰均矮小低平或未见脂峰(图1 a)，其对应肝脏组织苏丹Ⅲ染色仅见几个脂滴(图1b)；轻度及中重度脂肪肝组均可见脂峰，且其峰值及峰下面积随脂肪肝程度的增加而增加；重度脂肪肝者脂峰峰值逼近水峰，另见甲基峰(0.9 ppm附近)、烯属基团(2.8 ppm附近)及羧基峰(2.0 ppm附近)(图2a)，相应肝脏组织苏丹Ⅲ染色图片满布大小不等的脂滴，且部分脂滴融合成脂肪囊(图2b)。

图1 无脂肪肝组1H-MRS扫描结果 a：脂峰矮小低平；b：仅见几个脂滴(苏丹Ⅲ×200)

图2 重度脂肪肝1H-MRS扫描结果 a：脂峰峰值逼近水峰；b：满布脂滴，部分融合成脂肪囊(黑箭)(苏丹Ⅲ×200)

2.2非脂肪肝组与脂肪肝组各磁共振指标比较非脂肪肝组38例(包括无脂肪肝者7例、健康志愿者31例)，其中男19例，女19例，年龄21～59岁[(31.76±9.84)岁]。脂肪肝组15例，其中男11例，女4例，年龄15～59岁[(44.73±12.06)岁]。脂肪肝组FI、PL、AL及RLC的平均值均高于非脂肪肝组(P< 0.05)，见表1。

表1 非脂肪肝组与脂肪肝组各磁共振指标比较

2.3各磁共振指标与PFDC的相关性分析结果FI、PL、AL及RLC与PFDC呈线性正相关(r分别为0.468、0.6802、0.5757和0.771，P< 0.05)，以RLC相关性最好。以PFDC为因变量，以不同病理分级单因素方差分析中差异有统计学意义的指标为自变量，采用逐步回归建立多元线性回归方程Y= 2889.7907X+18.5405，Y：PFDC，X：RLC。由表2可以看出，RLC对脂肪肝患者的病理百分含量有重要的影响作用。在方格坐标纸上作图，以肝脏病理百分含量结果为纵坐标，RLC为横坐标，描点得图3。

表2 脂肪肝患者的多元线性回归分析

*回归方程中的常数项

图3 脂肪肝患者RLC与PFDC的关系

2.4脂肪肝各组各磁共振指标比较由表3可知，PL、AL、RLC在无脂肪肝组、轻度脂肪肝组与中重度脂肪肝组间比较差异均有统计学意义(P< 0.05)；FI在三组间差异无统计学意义(P> 0.05)。

表3 不同脂肪肝病理级别间各指标比较

*与无脂肪肝组比较，P< 0.05；#与轻度脂肪肝组比较，P< 0.05

3 讨论

3.1脂肪肝定量诊断的现状早期的脂肪肝是可以逆转的，及时治疗常可恢复正常。如不干预，可演变为脂肪性肝炎、肝纤维化、肝硬化，甚至可进展为肝功能衰竭[7]。有创性的肝穿活检虽作为脂肪肝诊断的金标准，但不宜广泛开展，且不易为患者所接受，特别是无临床症状的脂肪肝患者。因此，肝穿活检不能作为脂肪肝人群筛查、纵向监测和疗效随访的理想诊断方法，目前迫切需要准确、无创的新方法来替代。超声对轻度脂肪肝不敏感，且漏诊率高，无法量化脂肪含量[8～10]。CT虽可作脂肪肝的粗略分级，但其特异性、敏感性均不高[10]，且不宜作为普查和随访的手段。目前脂肪肝定量研究主要集中在1H-MRS和梯度回波同相位/去相位序列，鉴于既往报道多为动物实验，本研究以人为活体研究对象，且与病理学量化对照，探讨1H-MRS联合梯度回波化学位移MRI在定量评价脂肪肝中的价值。

3.21H-MRS联合梯度回波化学位移MRI在脂肪肝定量诊断中的价值梯度回波同/去相位序列通过同相位和去相位图像上肝实质的信号差异计算FI，具有易操作、序列时间较短，可评估全肝等优点[3，11，12]。Hussain等[13]报道，脂肪肝的双回波定量检测结果符合肝穿刺活检。本研究显示，脂肪肝组FI值明显高于非脂肪肝组，说明梯度回波化学位移MRI可以在一定程度上区分有无脂肪肝。本研究表明，FI值与组织学PFDC仅呈轻中度相关，与Qayyum等[14]得出的结论类似。尽管与病理结果相关程度不高，但梯度回波化学位移MRI可以快速、直观的观察估测脂肪肝的有无，并能提供解剖信息，弥补1H-MRS坐标图像不能显示解剖结构的不足，二者可互为补充，在定量评价脂肪肝方面是可行和有效的。

据Lee等[15]对161例活体肝脏捐赠者的研究显示，梯度回波同/去相位序列诊断≥5%的脂肪肝的敏感度仅为76.7%，特异度为87.1%；诊断≥30%的脂肪肝敏感度达90.9%，特异度为94.0%。阳宁静等[11]通过对脂肪肝大鼠模型的研究，得出FI可用于鉴别中度和重度脂肪肝，但无法区分正常与轻度脂肪肝、轻度与中度脂肪肝。本研究显示，在不同级别脂肪肝比较中，FI值差异无统计学意义，可能与大量肝硬化患者存在于病例组有关，肝硬化患者肝脏铁质沉积增多，磁场均匀性受到影响，导致T2﹡效应，造成同/去相位图像上局部信号的丢失。总结双回波序列不足在于：对轻度脂肪肝容易漏诊；信号强度容易受驰豫时间、含铁血黄素沉着、纤维化等影响，从而影响其检测脂肪变的准确性[16，17]。鉴于T2﹡对测量结果的影响，三回波序列演变而来[13，18]，IP1-OP-IP2图像可通过一次采集得到，纠正T2﹡值后得出的FI值更可靠。韩成坤等[19]研究结果显示三回波测定的FI与组织病理学结果成正相关。

有研究证实[9，20]，在评价脂肪肝方面，1H-MRS是最准确、最可靠的影像检查手段。张羲娥等[21]对26例脂肪肝患者治疗前后对比研究，得出1H-MRS定量评估脂肪肝治疗效果具有可行性。阳宁静等[22]通过对1H-MRS两种后处理方法量化大鼠脂肪肝模型的对比研究得出：仅参考亚甲基峰测得的RLC1在各组间差异均有统计学意义；而参考全部脂肪峰(包括亚甲基峰、甲基峰、羧基峰及烯属基团等)测得的RLC2差异仅存在于中、重度组之间；即RLC2仅能鉴别中度与重度脂肪肝，而各种程度的脂肪肝均能被RLC1所鉴别。本研究中脂肪肝组PL、AL及RLC的平均值均高于非脂肪肝组，但对于无脂肪肝与轻度脂肪肝的鉴别价值仍有限，结果与范明霞等[23]的研究类似。可能有以下原因：①由于样本量不足造成的。②本研究RLC是参考所有脂肪峰计算得出的，类似阳宁静等[22]研究的RLC2。因此，我们认为对于正常及轻度脂肪肝人群，1H-MRS检测时单独参考亚甲基峰更有意义。

本研究结果显示PL、AL及RLC与PFDC之间存在线性正相关关系，与Vuppalanchi等[24]研究结果相似。本研究显示RLC与PFDC相关性最好，并建立线性回归方程：PFDC= 2889.7907RLC+18.5405，由于病例数偏少，回归方程的稳定性有待进一步验证。赵爽等[25]研究得出正常人肝脏RLC的95%可信区间(2.51±2.61)%，但结果缺乏病理对照，本研究因样本量小，无法得出非脂肪肝组各磁共振指标的正常范围，有待扩大样本量进一步研究。

3.3本研究的不足①病例组纳入较多肝硬化患者，磁场的均匀性受到患者肝内铁质沉积的影响，由此产生的T2﹡效应影响了梯度回波化学位移MRI的准确性。在今后的研究中，可以运用纠正T2﹡值后得到的三回波序列，通过三回波序列测量肝内FI进行对比研究。②本研究RLC是参考所有脂肪峰计算得出的，对于正常肝脏和轻度脂肪肝鉴别价值有限。建议以后的1H-MRS研究，采用两种后处理方法(一种参考所有脂肪峰，另一种仅参考亚甲基峰)，比较两种后处理方法的诊断效能。③本研究样本量偏小，需扩大样本量，提高MRI对无脂肪肝与轻度脂肪肝人群的鉴别能力；评价各种疾病对定量测定肝脏脂肪含量的影响亦有待进一步扩大样本量进行研究。④虽然检测到了敏感稳定的1H-MRS谱线，并且获得了线性回归方程，但得到的线性回归公式的稳定性有待进一步扩大样本量进行前瞻性的验证，包括其诊断的敏感性、特异性、准确性、阳性预检值等指标。

综上所述，1H-MRS联合梯度回波化学位移MRI可以在一定程度上区分有无脂肪肝；在脂肪肝定量分析方面，1H-MRS较梯度回波化学位移MRI更具优越性；1H-MRS有助于脂肪肝的分级，但对于无脂肪肝与轻度脂肪肝的鉴别价值有限，有待进一步研究。1H-MRS联合梯度回波化学位移MRI能无创、活体、准确反映和量化肝脏脂肪含量，对脂肪肝人群的早期诊断、纵向监测和疗效评估有重要意义，临床应用前景广阔。

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Thevalueof1H-MRScombinedwithgradient-echochemicalshiftMRIinquantitativeevaluationoffattyliver

ZHAOLi-ming1，SONGBin2，CHENGuang-wen1，LIYing-chun1

(1.DepartmentofRadiology，SichuanAcademyofMedicalSciences&SichuanProvincialPeople’sHospital，Chengdu610072，China；2.DepartmentofRadiology，WestChinaHospital，SichuanUniversity，Chengdu610041，China)

SONGBin

ObjectiveTo investigate the value of proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) combined with gradient-echo chemical shift MRI in quantitative evaluation of fatty liver at 3.0 T MR Unit.MethodsGradient-echo T1 W in-phase/opposed-phase (IP/OP) images and1H-MRS were performed in 31 healthy volunteers and 22 patients who were candidates for liver surgery.Signal intensities of IP&OP (SIin& SIout) were measured respectively.The fat index (FI) was calculated.The values of water peak (PW) and lipid peak (PL)，as well as the area under water peak (AW) and lipid peak (AL) were measured，respectively.Then the relative lipid content of liver cells (RLC) was calculated.Twenty-two patients accepted liver resection and histological examination after MRI scanning.The proportion of fatty degenerative cells (PEDC) was calculated by image analysis software.ResultsThe fatty liver group showed higher average values of FI，PL，ALand RLC compared to non-fatty liver group (P< 0.05).FI，PL，ALand RLC were positively correlated with the PFDC (P< 0.05).There were significant differences in PL，AL and RLC between non-and moderate-severe fatty liver group，as well as between mild and moderate-severe fatty liver group (P< 0.05).Conclusion1H-MRS combined with gradient-echo chemical shift MRI can help to differentiate fatty liver patients from normal persons.In quantitative evaluation of fatty liver content，1H-MRS is superior to gradient-echo chemical shift MRI.1H-MRS can help to classify fatty liver，while the role is limited for the identification non-fatty liver and mild fatty liver.

Fatty liver；Proton magnetic resonance spectroscopy；Gradient-echo chemical shift MRI；Quantitative analysis

宋 彬

R814.42

A

1672-6170(2017)06-0076-05

2017-03-21；

2017-05-23)