MRI检测肝脏脂肪浸润程度的研究

林立夫 蔡华崧 黄泽弟 王猛 周伟文 廖文华 李俐倩

【摘要】 目的 研究MRI多回波水脂分離技术（IDEAL-IQ）序列定量测定的肝脏脂肪含量与肝脏纤维弹性值的相关性，探讨肝脏脂肪含量和血清肝纤维化相关6项指标[纤维连接蛋白（FN）、透明质酸、3型前胶原N端肽、Ⅳ型胶原蛋白（C-Ⅳ）、层粘连蛋白、人结合珠蛋白]在非酒精性脂肪肝（NAFLD）患者中的价值。方法 回顾性分析231例临床考虑NAFLD并未经过任何治疗的患者，行超声实时剪切波弹性成像（SWE）检查并在1周内行IDEAL-IQ MRI检查，由2名医师分别测量肝脏脂肪分数，并分析两者间的一致性，对两名医师测出的肝脏脂肪含量的平均值与肝脏纤维弹性值做相关性分析。对其中 69例患者的血清肝纤维化相关6项指标分别与肝脏纤维弹性值以及肝脏脂肪分数之间的相关性进行分析，建立多重线性回归模型。结果 2名MR医师测量肝脏脂肪分数具有良好的一致性（r = 1.000，P < 0.001）。肝脏脂肪含量与肝脏纤维弹性值的相关系数= 0.786（P < 0.001）， 其中69例患者的血清肝纤维化相关6项指标分别与肝脏纤维弹性值、肝脏脂肪含量的相关分析显示肝脏纤维弹性值与C-Ⅳ呈正相关并得出回归模型为Y = 0.116C-Ⅳ+2.75，P < 0.001;肝脏脂肪含量与FN呈正相关并得出回归模型为Y = -10.081+0.103FN，P < 0.001。结论 MRI IDEAL-IQ序列测定的肝脏脂肪含量与超声测定肝脏纤维弹性值呈正相关性，肝脏纤维弹性值和肝脏脂肪含量分别与血清C-Ⅳ及FN呈正相关，可为临床评价NAFLD患者肝脏硬度提供重要信息。

【关键词】 非酒精性脂肪肝;肝脏脂肪含量;超声实时剪切波成像;磁共振成像;

多回波水脂分离技术序列

Study of hepatic fat fraction by MRI Lin Lifu， Cai Huasong， Huang Zedi， Wang Meng， Zhou Weiwen，Liao Wenhua， Li Liqian. Department of Radiology， the First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University， Guang-zhou 510080， China

Corresponding author， Cai Huasong， E-mail： huimiezhiyan@ 163. com

【Abstract】 Objective To investigate the correlation between liver fat content quantitatively determined by MR IDEAL-IQ sequencing and liver ultrasound fiber elasticity value， and to explore the values of six parameters related to liver fat content and serum liver fibrosis including fibronectin （FN）， hyaluronic acid （HA）， procollagen type 3 N-terminal peptide （P3NP）， collagen IV （C-Ⅳ）， laminin （LN） and human haptoglobin （HP） in patients with non-alcoholic fatty liver disease （NAFLD）.  Methods A total of 231 patients clinically diagnosed with NAFLD without any treatment were retrospectively analyzed from August 2013 to September 2018. All the patients underwent MRI IDEAL-IQ examination within one week after shear wave elastography （SWE） examination. Two MRI radiologists measured the liver fat fraction and the consistency between them was analyzed. The correlation between the mean liver fat fraction and liver fiber elasticity was analyzed. Besides， the correlation between serum liver fibrosis parameters， hepatic fiber elasticity and hepatic fat fraction was analyzed in 69 patients， and multiple linear regression models were established. Results A high consistency was observed in the liver fat fraction measured by two radiologists （r = 1.000， P < 0.001）. The correlation coefficient between the liver fat content and liver elasticity value was = 0.786 （P < 0.001）. The regression model of serum liver fibrosis parameters and liver fiber elasticity in 69 patients was Y = 0.116 C-Ⅳ+2.75（P < 0.001）. The regression model of serum liver fibrosis parameters and FN was Y = -10.081+0.103FN （P < 0.001）.  Conclusions MRI IDEAL-IQ sequencing reveals that liver fat content is positively correlated with liver fiber elasticity. The liver fiber elasticity and liver fat content are positively associated with C-Ⅳ and FN， respectively. These findings may provide important information for clinical evaluation of hardness of NAFLD.

【Key words】 Nonalcoholic fatty liver disease;Liver fat fraction;Shear wave elastrography;

Magnetic resonance;IDEAL-IQ sequence

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是指因多种原因引起肝脏脂肪含量超过肝脏体积的5%或组织学上肝细胞脂肪样变超过50%以上的一类疾病，近年发病率升高并有逐年增长的趋势[1]。NAFLD包括单纯性脂肪肝和脂肪性肝炎（NASH），亦可以发展为肝纤维化、肝硬化甚至合并肝细胞癌。其中，单纯性脂肪肝、NASH和肝纤维化仍为可逆过程，通过临床干预可以避免向肝硬化转变的过程，因此应引起临床的重视并作为诊治的重点[2]。肝活组织检查（活检）是诊断肝脏脂肪变性及纤维化的金标准，但由于具有侵袭性，且存在取样误差，因此不适合作为筛查或者随诊的手段。近年来，影像技术的发展为无创性诊断NAFLD提供了有利条件。超声实时剪切波弹性成像（SWE）技术可无创、简便测量肝脏纤维弹性值，间接反映肝脏纤维化程度[3]。MRI的多回波水脂分离技术（IDEAL-IQ）能够定量检测在体肝脏脂肪分数，客观定量评价肝脏脂肪浸润的程度[4-5]。此外，血清肝纤维化相关6项指标[纤维连接蛋白（FN）、透明质酸（HA）、3型前胶质N端肽（P3NP）、Ⅳ型胶原蛋白（C-Ⅳ）、层粘连蛋白（LN）、人结合珠蛋白（HP）] 为临床常用的评价肝纤维化的实验室指标[6]。目前有研究表明在人体和动物模型中肝硬度随着肝脏脂肪浸润程度的增加而增加，但MRI定量测定的肝脏脂肪分数与肝脏纤维弹性值之间的关联尚未明确[7-8]。本研究旨在定量分析NAFLD肝内脂肪含量与肝脏纤维弹性值的相关性，通过肝脏脂肪分数评价NAFLD肝硬度，并分别探讨肝脏纤维弹性值和肝脏脂肪分数与血清肝纤维化相关6项指标的相关性，为临床提供更多NAFLD的脂肪浸润程度及肝硬度的信息。

对象与方法

一、研究对象

回顾性收集中山大学附属第一医院2013年8月至2018年9月临床考虑NAFLD且未经过任何治疗的病例231例，以上患者均在体检二维超声发现弥漫性脂肪肝，排除局灶性脂肪肝，部分患者合并高血糖、高血脂，特征及体格检查均无特殊，均无嗜酒史，年龄13 ～ 77岁，以上患者间隔时间不到1周内均行上腹部MRI IDEAL-IQ及肝脏超声实时SWE检查，并对其中69例患者当日行血清肝纤维化相关6项指标检查。

二、检查方法

所有被检查者均采用美国GE公司生产的1.5T MRI扫描仪Brivo MR355 进行上腹部扫描，受检查者检查前禁食禁水4 ～ 6 h，检查前作充分呼吸训练，受检查者取仰卧位，脚先进，采用体部相控阵线圈，线圈置于肝脏中心，扫描范围包括膈顶部至肝下缘，IDEAL-IQ序列的参数为TR 15.6 ms，

TE min full ，层厚 10 mm，回波链为6，带宽 111.11 kHz，激励次数0.5次，视野44 cm×44 cm，矩阵 224×160，翻转角：8°（auto），频率编码方向为左右编码，呼气末屏气后进行图像采集，得到同相位、反相位及肝脏脂肪分数等图像。测量图像主要在肝脏脂肪分数图像上分别于肝左、右叶各取3个感兴趣区（ROI）的肝脏脂肪分数，结合T2WI图像，测量的ROI应尽量避开肝脏大血管以及胆管，然后求全肝的平均值。

采用Supersonic Imagine Aixplorer型超声影像仪对以上患者行超声实时SWE检查，参数设置探头频率为3 ～ 12 MHz。检查前准备和普通腹部超声检查一样：①患者空腹6 h，左侧卧位或仰卧位，将超声探头置于右侧腋中线及腋前线约第8、9肋间隙内，患者右上肢置于头顶，以增宽右侧肋间隙，避开肋骨伪影;②弹性取样，取样框垂直于离探针表面约4 ～ 5 cm处肝实质内，避开肝内较大血管、胆管及胆囊等非目标结果，患者屏住呼吸，ROI反复测量5 ～ 8次，ROI直径选取20 mm，以Kpa值为单位，检测肝S5-8肝组织纤维弹性值，然后取平均值作为最终的纤维弹性值。为避免误差及数据缺乏可信度，超声医师均通过规范的培训并熟练掌握超声实时SWE的操作。

三、统计学处理

采用SPSS 20.0进行统计学分析，正态分布计量资料以表示，绘制Bland-Altman散点图分析2名MRI医师对肝脏脂肪分数的一致性。为了更好的分析肝脏脂肪含量与肝脏纤维弹性值是否呈线性正相关关系，根据肝脏脂肪含量将患者分为5组（G1-5），分别为G1（5% ～ 10%）、  G2（11% ～ 15%）、  G3（16% ～ 20%）、  G4 （21% ～ 25%）、  G5 （> 25%），并分别与肝脏纤维弹性值做Pearson相关分析。对69例患者的血清肝纤维化相关六项指标与纤维弹性值、肝脏脂肪浸润程度相关性进行研究，并分别建立多重线性回归模型。

结 果

一、IDEAL-IQ技術的操作一致性

由2名医师对同一例患者在后处理的图像上测量肝脏脂肪含量，在肝左、右叶分别取6个ROI，测量时尽可能避开肝脏大血管及胆管，比较2名医师的一致性。X轴为两者的均值，Y轴为两者差值，绘制Bland-Altman散点图，结果是216例（共231例）位于一致性范围内，15个点落在一致性的范围外（6.94%），虽不满足95%的要求，但2种方法相关系数（r）= 1.000，P < 0.001，以其中任一医师的检验结果做回归分析，决定系数（R2）= 0.999，加上Bland-Altman散点图，认为两方法的一致性良好，见图1A。

二、不同肝脏脂肪分数分级NAFLD患者肝脏脂肪含量与肝脏纤维弹性值的相关性分析

对肝脏脂肪浸润程度进行分级，发现不同肝脏脂肪分数分级NAFLD患者肝脏脂肪含量与肝脏纤维弹性值均相关（P均< 0.05），见表1、图1B。2名医师测出的全组肝脏脂肪含量与肝脏纤维弹性值做Pearson相关分析并绘制散点图，r = 0.786（P < 0.001），见图1C。其中3例NAFLD患者不同程度肝脏脂肪浸润以及纤维弹性值的图像见图2。

三、NAFLD患者血清肝纤维化相关6项与纤维弹性值、肝脏脂肪浸润程度相关性分析

对其中69例NAFLD患者的血清肝纤维化相关6项指标与纤维弹性值、肝脏脂肪浸润程度相关性进行分析，采用多重线性回归模型，采用逐步法对变量进行筛选，得出纤维弹性值与C-Ⅳ呈正相关并得出最终模型为Y=0.116C-Ⅳ+2.750，P < 0.001，R2 = 0.272;而肝脏脂肪浸润程度与FN呈正相关并得出最终模型为Y = -10.081+0.103FN，P < 0.001，R2 = 0.254。

讨 论

SWE技术目前已广泛用于无创检测肝脏硬度，有多篇文献将肝脏纤维弹性值与病理结果对照，验证了SWE评价肝脏纤维化程度的准确性，已成为一项重要评价肝纤维化的检查手段。C-Ⅳ是乙型病毒性肝炎和肝纤维化进程中重要的血清生化指标，在乙型病毒性肝炎和不同程度肝纤维化患者中均有增高[7， 9-10]。Ⅳ型胶原蛋白是构成基底膜的主要成分，主要存在胆管、大血管及淋巴结的基底膜，少量存在Disse间隙内，在肝炎性脂肪肝或在HBV的刺激下向肝纤维化演变的过程中，C-Ⅳ引起基底膜增生，导致血液中C-Ⅳ的升高，且肝纤维化的过程中C-Ⅳ的特异性较高，由于肝脏硬度随着肝纤维化的进展而增加，因此，肝脏纤维弹性值也随着血C-Ⅳ的升高而升高[11-12]。

传统二维超声及CT对脂肪肝的诊断和脂肪浸润程度的评估有一定的局限性，且不能实现定量诊断，而利用MRI 的IDEAL-IQ 技术可以简单、快速获得肝脏脂肪分数图，并定量测定肝脏脂肪含量。本研究结果表明，该检查重复性及操作性良好，能有效评估肝脏脂肪浸润程度。根据文献报道，IDEAL-IQ技术与磁共振波谱成像得出的肝脏脂肪分数是等效的，且与肝穿刺活检结果明显正相关，因此，MRI的IDEAL-IQ技术是理想的评价肝脏脂肪浸润程度的检查手段[13-14]。随着肝脏脂肪浸润的加重，促进肝脏向肝纤维化过程的进展，肝纤维化的病理改变为肝脏纤维结缔组织的异常增生，重要的病理基础为细胞外基质（ECM）的合成与分解不平衡导致，FN是ECM的主要成分之一，分布于肝脏所有细胞外间隙中，包括肝窦、窦间隙以及基底膜等，在促进肝纤维化过程起重要作用，已有报道随着肝纤维化程度增加，FN增加[15]。本研究结果显示肝脏脂肪含量与血清肝纤维化相关6项指标中的FN呈正相关，提示肝脏脂肪含量与肝纤维化程度呈正相关。

有文献报道在人体或者动物模型中肝硬度随着肝脏脂肪浸润程度的增加而增加[7-8]。本研究顯示MRI的 IDEAL-IQ技术测定的肝脏脂肪含量与超声检测的肝硬度有较高的相关性且呈正相关，由于一定程度上的脂肪肝会进展肝纤维化，引起肝硬度的增高，因此，肝脏的脂肪浸润程度的增加会引起纤维弹性值的升高。

据文献报道，肝脏纤维弹性值与肝纤维化有明显的正相关性，相关系数为0.86 ～ 0.98[16]。本研究表明，肝脏脂肪浸润程度与纤维弹性值呈正相关，NAFLD会进展为肝纤维化、肝硬化，甚至肝细胞癌，肝脏纤维弹性值能较好地评价肝硬度，因此肝脏纤维弹性值检查应作为NAFLD患者评估肝硬度的一个重要手段，该检查重复性良好，而MRI的IDEAL-IQ技术能简单、便捷以及有效地评估肝脏脂肪浸润程度，且本研究也得出肝脏超声弹性值与C-Ⅳ正相关，肝脏脂肪含量与FN呈正相关，因此，肝脏纤维弹性值的检测、MRI的IDEAL-IQ技术以及血清肝纤维化相关6项实验室检查可以作为NAFLD常规追踪复查的检查手段，尽早通过临床干预NAFLD向肝纤维化、肝硬化甚至肝细胞癌的过程进展。肝脏SWE技术在超声评价肝脏硬度已相对成熟并取得了很大的进展，且MRI的IDEAL-IQ技术具有简单、重复性好及高效地测量肝脏脂肪浸润程度的优点[17]。

本研究的局限性：①肝脏纤维弹性值易受患者自身情况如腹水、肝内占位、胆汁淤积、肋间隙狭窄以及呼吸等因素影响和超声医师弹性取样所限制而出现误差;②患者没有经过肝活检进一步验证脂肪肝或肝纤维化，只是通过纤维弹性值来间接评估肝纤维化，有一定的不足，且MRI的 IDEAL-IQ技术检测肝脏脂肪含量是通过测量肝左、右叶取平均值，而肝脏超声弹性成像仅评估肝右叶的弹性值的情况，没有做全肝的弹性值;③样本量小，仍需扩大样本量进行进一步研究[18]。

综上所述，肝脏脂肪浸润程度与超声纤维弹性值呈正相关，肝脏纤维弹性值与血清C-Ⅳ呈正相关，肝脏脂肪含量与肝纤维化程度呈正相关，可为临床评价NAFLD患者肝脏硬度提供重要信息。

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（收稿日期：2019-02-20）

（本文编辑：杨江瑜）