MR Dixon技术定量分析胰腺脂肪沉积及其对2型糖尿病的影响

俞 顺，吕洁勤，马明平，苏家威

(1.福建医科大学省立临床医学院 福建省立医院放射科，福建 福州 350001；2.南方医科大学生物医学工程学院，广东 广州 510515)

随着生活方式和饮食结构的改变，长期高脂饮食等不健康生活方式导致机体内游离脂肪酸增多，当正常脂肪组织无法承受过多脂肪酸时，脂肪酸将向非脂肪组织聚集，造成异位脂肪沉积。肝脏和胰腺是脂类物质异位沉积的主要器官[1]。研究[1-3]表明，胰腺脂肪沉积可引起胰腺组织形态改变及胰腺内外分泌功能异常，导致胰岛素抵抗和体内血糖升高。肥胖与脂代谢紊乱、糖尿病之间关系密切。随着MRI技术的发展，Dixon技术成为定量分析器官脂肪的研究热点，其具有无创性，且准确率和特异性均高于CT和超声检查[4]。本研究采用MR Dixon技术定量分析胰腺脂肪沉积及其对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2015年5月—2018年12月118例临床诊断T2DM患者(T2DM组)，均符合T2DM诊断标准(1999年WHO糖尿病诊断标准)。排除标准：①1型糖尿病及特殊类型糖尿病；②酒精摄入量男性≥140克/周，女性≥70克/周[5]；③存在影响胰腺铁质沉积的疾病如血色病，或反复输血治疗史；④慢性胰腺炎、胰腺癌、胰腺脂肪瘤等可导致胰腺实质部分或全部被脂肪替代的疾患；⑤MR检查禁忌证；⑥图像质量不佳。招募同期39名健康志愿者为对照组(NC组)。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Aera 1.5T MR仪行腹部扫描。扫描参数：Dixon序列，TR 6.46 ms，第1回波TE 2.39 ms，第2回波TE 4.77 ms，FOV 380 mm×380 mm，层厚3 mm。一次屏气扫描获得同相位、反相位、水相图和脂相图，之后利用Siemens软件对Dixon序列图像进行后处理，得到腹部脂肪分数。分别于胰头、胰颈、胰体及胰尾处放置面积约1.5 cm2的圆形ROI，测量脂肪含量，取其均值为胰腺平均脂肪含量，见图1。

采用第三方图像处理软件Image J，于轴位脂相图上手动勾画并测量第4、5腰椎间隙水平以上8 cm腹壁皮下脂肪面积(subcutaneous adipose area, SA)和腹腔内脏脂肪面积(visceral adipose area, VA)，计算腹部总脂肪面积(total abdominal fat area, TA)，TA=SA+VA，见图2。

图2 于轴位脂相图手动勾画测量VA(A)及SA(B)示意图

嘱受检者禁食12 h，于次日清晨检测身高、体质量、空腹血糖(fasting blood glucose, FBG)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein, HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL)、甘油三酯(triglyceride, TG)及胆固醇(cholesterol, CHOL)，计算体质量指数(body mass index, BMI)=体质量(kg)/身高2(m2)。

1.3 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。以BMI≥25 kg/m2为肥胖标准，将T2DM组分为NT2DM(BMI<25 kg/m2)和OT2DM亚组(BMI≥25 kg/m2)、NC组分为NNC(BMI<25 kg/m2)和ONC亚组(BMI≥25 kg/m2)。以±s表示符合正态分布的计量资料，采用独立样本t检验行组间及组内亚组比较。以单因素Logistic回归分析T2DM的危险因素。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

T2DM组男72例，女46例，年龄18～85岁，平均(57.0±13.4)岁；NC组男10名，女29名，年龄30～76岁，平均(52.3±12.0)岁，组间年龄差异无统计学意义(t=-1.00，P=0.32)。NT2DM亚组64例，男37例，女27例，年龄33～85岁，平均(59.3±11.7)岁；OT2DM亚组54例，男35例，女19例，年龄18～83岁，平均(54.4±14.8)岁；NNC亚组28名，男6名，女22名，年龄33～76岁，平均(51.9±11.8)岁；ONC亚组11名，男4名，女7名，年龄30～70岁，平均(53.5±13.0)岁。

2.1 NT2DM亚组与NNC亚组间比较 NT2DM亚组FBG、TG、胰体脂肪分数、胰尾脂肪分数、胰腺平均脂肪分数、VA均高于NNC亚组(P均<0.05)，而HDL低于NNC亚组(P<0.05)，见表1。单因素Logistic回归分析结果显示，对于BMI<25 kg/m2者，FBG(β=1.60)、TG(β=0.99)、胰体脂肪分数(β=0.16)、胰尾脂肪分数(β=0.22)及胰腺平均脂肪分数(β=0.24)、VA(β=0.01)为T2DM的危险因素(P均<0.05)。

2.2 OT2DM亚组与ONC亚组间比较 OT2DM亚组FBG、TG、CHOL、胰头脂肪分数、胰腺平均脂肪分数及VA均高于ONC亚组(P均<0.05)，见表2。回归分析显示，FBG(β=2.31)、VA(β=0.02)为肥胖人群罹患T2DM的危险因素(P均<0.05)。

2.3 OT2DM亚组与NT2DM亚组间比较 OT2DM亚组TG、CHOL、胰体脂肪分数、胰尾脂肪分数、胰腺平均脂肪分数、SA、VA、TA均高于NT2DM亚组，而HDL低于NT2DM亚组(P均<0.05)，见表3。

3 讨论

长期高脂饮食等不健康生活方式导致人体内脂质物质积累过多，异位脂肪沉积与T2DM存在密切关系[1]。临床亟需能够直观、准确、无创定量组织脂肪含量的影像学手段。

组织穿刺活检是脂肪定量的“金标准”，但为有创性检查，且不能反映脏器脂肪浸润全貌，并非早期诊断器官脂肪沉积、定量评估和监测的理想方法[6]。胰腺为腹膜后器官，穿刺活检易受腹腔其他脏器及肠气干扰，操作复杂，患者依从性差，临床价值有限。超声检查视野较小，易受操作者主观因素及受检者个体差异影响，诊断轻中度脂肪肝的敏感度较差，且无法准确定量内脏脂肪[3,7]。CT具有辐射性，且肝内铁、铜沉积会影响CT值，导致结果不准确[8-9]。

表1 NT2DM亚组与NNC亚组各参数比较(±s)

表1 NT2DM亚组与NNC亚组各参数比较(±s)

组别FBG(mmol/L)HDL(mmol/L)LDL(mmol/L)TG(mmol/L)CHOL(mmol/L)脂肪分数(%)胰头胰颈胰体胰尾NT2DM亚组(n=64)8.83±3.471.19±0.443.03±0.931.75±1.414.73±1.107.63±3.849.11±3.868.88±4.109.10±4.47NNC亚组(n=28)4.93±0.661.50±0.862.76 ±0.971.09±0.494.35±1.096.81±4.697.52±3.457.12±2.676.91±2.11t值-8.462.18-1.19-3.24-1.46-0.88-1.88-2.08-3.20P值<0.010.030.23<0.010.140.380.060.04<0.01组别胰腺平均脂肪分数(%)SA(cm2)VA(cm2)TA(cm2)NT2DM亚组(n=64)8.68±3.0088.05±39.4497.13±47.74185.19±61.41NNC亚组(n=28)7.09±2.6091.46±39.4869.36±54.77160.82±81.15t值-2.580.38-2.45-1.58P值0.010.700.010.11

表2 OT2DM亚组与ONC亚组间各参数比较(±s)

表2 OT2DM亚组与ONC亚组间各参数比较(±s)

组别FBG(mmol/L)HDL(mmol/L)LDL(mmol/L)TG(mmol/L)CHOL(mmol/L)脂肪分数(%)胰头胰颈胰体胰尾OT2DM亚组(n=54)9.06±2.750.98±0.27 3.10±0.98 5.13±7.15 5.65±2.138.69±4.699.07±5.9510.83±4.8111.19±5.19ONC亚组(n=11)5.45±0.601.24±0.48 3.17±0.771.79±0.784.79±0.566.50±2.157.86±2.479.00±3.548.94±2.25t值-8.641.690.23-3.30-2.54-2.41-0.66-1.20-1.41P值<0.010.120.82<0.010.010.020.510.230.16组别胰腺平均脂肪分数(%)SA(cm2)VA(cm2)TA(cm2)OT2DM亚组(n=54)9.95±3.87124.72±67.74172.22±77.42296.94±116.10ONC亚组(n=11)8.08±1.95137.96±84.95 108.03±51.75 245.99±119.63 t值-2.370.57-2.63-1.32P值0.020.570.010.19

表3 OT2DM亚组与NT2DM亚组间各参数比较(±s)

表3 OT2DM亚组与NT2DM亚组间各参数比较(±s)

组别FBG(mmol/L)HDL(mmol/L)LDL(mmol/L)TG(mmol/L)CHOL(mmol/L)脂肪分数(%)胰头胰颈胰体胰尾NT2DM亚组(n=64)8.83±3.47 1.19±0.44 3.03±0.93 1.75±1.41 4.73±1.10 7.63±3.84 9.11±3.86 8.88±4.10 9.10±4.47 OT2DM亚组(n=54)9.06±2.750.98±0.27 3.10±0.98 5.13±7.15 5.65±2.13 8.69±4.69 9.07±5.95 10.83±4.81 11.19±5.19 t值-0.403.30-0.42-3.38-2.85-1.360.04-2.38-2.34P值0.69<0.010.67<0.01<0.010.170.960.010.02组别胰腺平均脂肪分数(%)SA (cm2)VA (cm2)TA (cm2)NT2DM亚组(n=64)8.68±3.00 88.05±39.44 97.13±47.74 185.19±61.41 OT2DM亚组(n=54)9.95±3.87 124.72±67.74 172.22±77.42 296.94±116.10 t值-2.00-3.51-6.20-6.36P值0.04<0.01<0.01<0.01

目前MRI已成为无创性脂肪定量检查的最佳方法。MR波谱(MR spectroscopy, MRS)是无创定量肝脏脂肪的“金标准”，但操作及后处理复杂，对主磁场均匀性要求高，且效率低[2-3]。基于化学位移的水脂分离原理，Dixon技术可通过调节回波时间获得单独水或脂肪信号图像，相比MRS成像速度快，一次扫描即可对内脏器官任意ROI进行测量，具有高效性及可重复性。

本研究结果显示，即使非肥胖，T2DM患者胰腺脂肪含量、胰体、尾脂肪分数仍高于健康人，且胰体及胰尾脂肪分数均为T2DM的影响因素，与柴军等[1,10]的结果相符。胰腺不同部位的胚胎来源不同，胰头后部和钩突由胰腺腹侧元生细胞形成，缺乏脂肪细胞；而胰头前部、胰腺体部和尾部由胰腺背侧元生细胞形成，含大量的脂肪细胞[11]。胰腺体部和尾部对脂肪浸润更敏感，是胰腺异位脂肪沉积的关键部位，但其与T2DM是否存在关系仍需进一步观察。

肥胖是T2DM发病的危险因素。本研究发现，在肥胖者中，T2DM患者胰头脂肪分数、胰腺平均脂肪分数、VA均高于健康人，且FBG、VA为T2DM的危险因素。相比BMI，内脏脂肪与血糖代谢关系更密切[12]，随着内脏脂肪增加，患糖尿病风险升高[13]。因此，评估T2DM风险时，需结合内脏器官脂肪含量进行综合评估。另外，糖尿病肥胖患者易出现脂代谢紊乱，本研究OT2DM亚组TG、CHOL均高于NT2DM亚组，与兰庆华[14]的研究结果一致。

本研究的局限性：双回波Dixon技术易受磁场不均匀性或磁化率效应影响而产生相位误差，影响水和脂肪成像；其定量脂肪结果易受T2*衰减效应影响，但可通过增加信号采集回波个数行T2*效应校正，提高图像质量及结果的可靠性，不失为检测脂肪含量的较理想的手段[15-17]。

综上所述，MR Dixon技术可用于无创测量胰腺脂肪含量；无论是否肥胖，胰腺脂肪沉积是发生T2DM的危险因素。