3.0 T MRI双回波水脂分离Dixon技术在非酒精性脂肪肝患者肝脏脂肪含量定量测定中的应用

应洁，刘丹，杨全，王兴兰，丁昭君，苏丽平

脂肪肝(fatty liver)是指肝内脂肪异常聚集，当肝脏内脂肪含量超过肝脏的5%时称为脂肪肝[1]，包括单纯性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(nonalcoholic steatohepatitis，NASH)及肝硬化。脂肪肝的患病率在全球逐年上升，以非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)为主要趋势，并逐渐年轻化，在美国患病率是10%～46%，而在世界的其他地方是6%～35%[2]。有研究显示，血脂水平与脂肪肝的脂肪含量不成正比，血清学和生化检查指标尚不能准确诊断NAFLD[3]。肝穿刺活检是检测肝脏脂肪含量和诊断脂肪肝的金标准，但因其有创性、存在取样误差、可重复性差，患者难以接受，故肝穿刺活检不能被广泛推广，更不宜用作筛查和定量诊断脂肪肝。

1 材料与方法

1.1 一般资料

选择2017年11月至2019年5月在我院经超声诊断为非酒精性脂肪肝的160例患者。排除标准：(1) MRI检查禁忌证者；(2)重度肝脏铁质沉积者；(3)肝脏肿瘤或脾脏切除术后者；(4)肝炎病毒携带者及患者；(5)有酗酒史或近3个月内有脂肪肝药物治疗史的患者。目前脂肪肝的病理学诊断标准[4-6]：轻度脂肪肝，肝脏含脂肪量为5%～10%或者光镜下30%～50%的肝细胞有脂肪变性，肝细胞内可见小而少的空泡；中度脂肪肝，肝脏含脂肪量为10%～25%或者光镜下50%～75%的肝细胞有脂肪变性，空泡多而大，呈弥漫性；重度脂肪肝，肝脏含脂肪量为25%～50%或光镜下超过75%的肝细胞存在脂肪变性。

1.2 研究方法

1.2.1 检查技术

所有受试者均采用Siemens Verio 3.0 T磁共振，使用通道表面线圈进行腹部扫描。通过扫描，完成精确常规平扫 T1WI、T2WI、DWI、MRS及T1-VIBE -Dixon序列，Dixon具体参数如下：TE 1.23 ms，TR 4.16 ms，矩阵256×192，FOV 40 cm×30 cm，层厚3 mm，层间距0.6 mm，扫描层数72层。T1-VIBE -Dixon序列可以获得同相位(in-phase，IP)、反相位(out-phase，OP)、纯脂相、纯水相图。通过单体素波谱技术1H-MRS技术分别对α、β、γ三个不同点进行扫描，这三个点的选择必须避开汇管区及膈肌附近，肝右叶选择两个点(α、β)，肝左叶选择一个点(γ)，通过扫描获得MRS波谱原始数据。由具有5年以上腹部扫描经验的MRI扫描技师进行操作。

1.2.2 图像处理

在后处理工作站上对MRS原始数据进行处理，生成感兴趣区ROI的脂肪定量报告，其所获得的脂肪分数值分别用X、Y、Z表示。通过后处理系统对T1-VIBE -Dixon进行后处理获得脂肪分数图。在脂肪分数图上选择与波谱扫描一致的α、β、γ三个点进行脂肪分数数据测量。上述处理均由2名有5年以上腹部MRI诊断经验的医师共同阅片，达成一致意见。

1.3 统计学方法

采用SAS 9.4回归和相关统计学方法对T1-VIBE -Dixon测量的α、β、γ三点所测量脂肪分数A、B、C与MRS测量的α、β、γ三点所脂肪分数值X、Y、Z进行相关性分析。采用SPSS 25.0软件分别对α、β、γ三点使用T1-VIBE -Dixon序列测量的脂肪分数值A、B、C与使用MRS所测的脂肪分数值X、Y、Z进行t检验，P＞0.1无统计学差异。

2 结果

NAFLD患者肝脏MRI表现为同相位图中肝脏信号呈高信号、反相位图信号衰减(图1A、B)。其纯脂相图像和纯水相如1C、D所示。通过Siemens Verio 3.0 T磁共振自带软件生成的脂肪分数图(1E)。MRS后处理图像如图2所示。

表1 α、β、γ点与MRS所测得脂肪分数的相关性(±s)

表1 α、β、γ点与MRS所测得脂肪分数的相关性(±s)

注：使用MRS和T1-VIBE -Dixon两种方法对感兴趣区α、β、γ三点脂肪分数进行测量，其脂肪分数FF分析的到两种方法的测量值的相关系数较高，且经t检验处理后所得P＞0.1，两种测量方法无明显统计学差异

测量方法α点β点γ点MRS0.10355±0.04544 0.10169±0.04512 0.14725±0.57327 T1-VIBE -Dixon 0.10350±0.06955 0.10144±0.04586 0.10188±0.04625 r值0.996160.979170.9354 P值0.477610.820620.416611

首先通过采用SAS 9.4软件进行回归与相关统计学数据处理。其中轻度脂肪肝患者93例，中度58例，重度脂肪肝患者9例。计量资料采用回归和相关分析，T1-VIBE -Dixon技术所获得脂肪分数图上所测3点(肝右叶α、β，肝左叶γ)区域测量的脂肪分数与MRS在相一致的点测量侧脂肪分数之间的相关系数分别是0.99616、0.97917、0.9354。然后再采用两个独立样本t检验，获得的3个点的P值分别为0.477661、0.820632、0.41661 (P值均＞0.1)，差异无统计学意义(表1)。

3 讨论

肥胖症及糖尿病发病率在近年来呈明显上升趋势，从而导致NAFLD的发生率明显增加，此病已经成为了临床中常见的慢性肝病之一，虽然单纯性脂肪肝预后良好，但其脂肪性肝炎依然是肝癌、肝硬化、肝衰竭等疾病的危险因素，使患者的健康受到了严重威胁。所以早期诊断脂肪肝并定量评估脂肪肝患者的肝脏内脂肪含量对脂肪肝疾病的诊断、随访、监测以及早期预防干预尤为重要。目前临床中可应用的检查方法种类较多，但其各有优缺点。

3.1 病理活检

目前肝脏病理穿刺是诊断非酒精性脂肪肝的金标准[7]。但是穿刺活检也有它的局限性性如：(1)病理穿刺具有有创性，无法被所有的患者所接受，所以病理穿刺不能作为筛查和长期病情监测的检查方法，也不能短时间内重复使用。(2)穿刺活检也存在着并发症风险(例如：出血、感染、严重的时候可能发生死亡)。(3)病理活检只能选择性穿刺某一、二点或数点，受穿刺操作者操作熟练程度及患者配合度的影响较大，并且穿刺点的位置可控性较小。因此，病理活检的有创性与其取组织范围的有限性都限制了其在临床的应用，使其不能用于脂肪肝的筛查、病情的监测及脂肪沉积的范围的测定。因此无创伤性的检查受到越来越多的关注[8]。

3.2 超声检查

超声检查虽然简便，但无法精确评估肝脏脂肪的含量，虽然对中等程度的 NAFLD灵敏度可达60%～94%，但有文献报道当肝脏脂肪含量在10%～19%时，灵敏度仅为55%[9]；近年来文献报道通过瞬时弹性成像技术(transient elastography，TE)可以直观地测量非酒精性脂肪肝NAFLD患者的肝脏脂肪变性程度，该方法通过超声探测器直接对肝脏的形态、纤维化及脂肪变性进行整体的评估，但是其受操作者操作技术影响较大[9]。且超声瞬时弹性成像容易受非酒精性脂肪肝NAFLD患者皮下脂肪层的厚度等因素影响，其诊断准确性低于MRS[10]。

3.3 CT检查

CT检查可以测量肝脏CT值及能谱功能成像可定量评估肝脏脂肪含量，但均仅为半定量测定肝脏的脂肪含量。并且CT扫描具有电离辐射，又易受肝脏内其他物质含量的影响，因此CT检查不宜用作脂肪肝的定量测定和长期的随访[11]。

3.4 MRS

随着科技和医疗的发展，目前已经证实的用于脂肪肝测量的MRI序列主要有MRS和水脂分离技术[12]。对于MRS，其原理是不同物质的化学位移不相同，通过傅里叶转换和后处理得到不同化合物的波谱图像。磁共振波谱所测量的是肝脏脂肪的相对含量，由不同成分波下的面积来计算得到。肝脏脂肪含量(liver fai content，LFC)计算公式为：肝脏脂肪含量=脂肪峰下的面积/(脂肪峰下的面积+水峰下的面积)，用波谱诊断脂肪肝脂肪含量的标准为肝脏脂肪含量大于5%[13]。MRS技术是目前所知唯一从分子层面反映活体组织的病理生理变化的影像学检查技术。虽然MRS测量的肝内脂肪含量是相对脂肪含量，但经研究表明其测值与病理学活检分级具有高度的相关性[14]。MRS诊断脂肪肝的特异性和敏感性均较高。有文献认为MRS检查可评价脂肪肝的严重程度，诊断效能要高于常规梯度回波化学位移MRI，有望替代肝穿刺活检[15]。因为大多数患者不愿意接受有创的病理活检，故本研究选择MRS作为对比标准。但由于其检查技术耗时、成功率不高、后处理过程繁琐，因此MRS不能作为临床常规检查[16]。所以需要寻求一种方便、快捷、准确性高的检查方法。而水脂分离Dixon技术[17]自1984年发展至今，衍生出了基于单点式(正交、特定True FISP)、二点式(对称、不对称)、三点式(对称、不对称)和多点式多种扫描技术。对于多点式Dixon检查技术，例如T2*校正多回波Dixon 技术获得的基于质子密度的脂肪分数(fat fraction based on proton density，PDFF)主要通过使用小翻转角降低T1效应的影响[18]，通过多次回波采集来减小铁沉积对T2衰变的影响，从而得到更高的信噪比[19]。例如IDEAL-IQ在脂肪测量的应用中消除了弛豫率对信号的影响，能更精准地测量脂肪含量[20]。虽然多点式Dixon技术测量的脂肪分数值精确度更高，但是其检查技术对磁场均匀性要求较高，并且需要特殊的软件。大部分基层医院设备、软件无法满足扫描和后处理条件，从而使得MRI在脂肪肝患者肝脏脂肪的测量方面遇到了难以解决的问题，急需要一种合适在中低场强MR设备中能广泛应用，且操作简便、后处理简单的扫描技术。基于这种现状本研究所探讨的双回波Dixon技术有着较高的临床应用需求，其扫描和后处理简便，并具有优越的压脂效应[21-22]。本研究所采用的Dixon技术，通过一次闭气扫描耗时16 s，可以获得4组72层的图像，耗时短，患者易配合。扫描的图像不仅可以通过in-phase and out-phase进行脂肪肝的定性诊断，还可以通过设备自带的处理软件生成脂肪分数图，在脂肪分数图上可以对任意感兴趣区域进行定量测定，因此操作简便。通过对本研究所获取的数据进行处理显示，双回波Dixon所测得的肝脂肪分数与MRS的脂肪分数一致性高达0.99616、0.97917、0.9354，肝脏是脂肪代谢的重要场所，任何影响脂肪合成能力增加或脂肪转运能力下降均会导致脂肪物质在肝细胞内储积[23]，因此肝脏内肝细胞脂肪储积的程度可以出现不一致，从而形成均匀性脂肪肝和非均匀性脂肪肝。使用MRS测量脂肪肝脂肪分数一般适用于均匀性脂肪肝，然而临床中均匀性脂肪肝较少。通过对数据的处理不难得出Dixon在诊断脂肪肝特异性及敏感性方面与MRS相差不大，其结果真实、可信，且测量范围广，可任意测定感兴趣区域的肝脏脂肪分数，对非均匀性脂肪肝仍然适用。因此双回波Dixon扫描时间短、成功率高、后处理方法简单，结果准确性高，对非酒精性脂肪肝患者的诊断、随访和干预监测均具有一定的临床应用价值。

本研究的不足之处：首先2点Dixon方法的校正场不均匀会造成一定的相位误差，使得脂肪分数值精确度稍差；其次，本实验收集人群为本院确诊为NAFLD的患者，肝内脂肪含量浸润程度以轻中度为主，重度患者较少，并且未进行具体分组。在今后的研究中希望能够完善分组研究。

综上，3.0 T MRI双回波水脂分离Dixon技术在非酒精性脂肪肝患者肝脏脂肪含量的定量测定的应用中成像速度快、操作简便、准确性高、设备和软件要求相对较低，在临床上对脂肪肝的测定是可行的。

利益冲突：无。