MR化学位移成像在腹腔含脂病变中的应用价值

2014-06-28广东省惠州市第三人民医院放射科广东惠州516002广东医学院广东湛江524023

中国CT和MRI杂志 2014年3期

关键词：变性脂肪肝腺瘤

1.广东省惠州市第三人民医院放射科(广东惠州 516002) 2.广东医学院(广东湛江 524023)

欧阳永1 彭诚初1 钱堃2王忠启1 崔冰1

MR化学位移成像在腹腔含脂病变中的应用价值

1.广东省惠州市第三人民医院放射科(广东惠州 516002) 2.广东医学院(广东湛江 524023)

欧阳永1彭诚初1钱堃2王忠启1崔冰1

目的评价梯度回波化学位移成像诊断腹腔含脂病变诊断的价值。资料与方法对55例上腹部脏器患有含脂局灶病变的病例(其中局灶性脂肪肝15例、肝细胞腺瘤2例、脂肪变性的高分化肝细胞癌9例、肾上腺腺瘤l8例、肾脏血管平滑肌脂肪瘤8例)进行扰相梯度回波(SPGR)T1WI同/反相位成像，分析病灶在各序列上的信号变化。结果所有的含脂病变在SPGR T1WI反相位图像出现类似的信号衰减。结论利用扰相GRET1WI序列，选用双回波技术在同一次扫描中同时获得反相位和同相位图像成像在检测病灶内脂肪方面具有重要诊断价值。

磁共振成像；化学位移成像；肝脏肿瘤；肾上腺肿瘤；肾脏肿瘤

Application Value of MR Chemical Shiftimaging Imaging in the Diagnosis of Abdominal Fat Vontaining Lesions

[Abstrraacctt]] Objeccttiivvee To investigate the value of gradient echo chemical shiftimaging imaging in the diagnosis of abdominal fat containing lesions. Materials and methooddss With a fat containing focal lesions of 55 cases abdominal organs(including focal fatty liver in 15 cases, liver cell adenoma in 2 cases, fattydegeneration of liver cells in high differentiation carcinoma in 9 cases, L8 cases of adrenal adenoma, 8 cases of renal angiomyolipoma) were proceed gradient echo (SPGR T1WI) with/anti phase imaging, and signal change in each sequence of lesions were analyzed. Ressuullttss All the fat containing lesions in SPGR T1WI reversephase images appear similar to signal attenuation. Concluussiioonn By using the perturbation phase GRET1WI sequences, using dual echo technique in the same scan obtained at the same time the anti phase and phase imaging hasimportant diagnostic value in the detection of lesions within fatty.

[Key worrddss]] Magnetic Resonance Imaging; Chemical Shift Imaging; Liver Tumors; Adrenal Tumors; Kidney Tumors

病灶内是否含有脂质对于腹部脏器局灶病变的诊断有着非常重要的意义。与频率饱和法脂肪抑制技术相比，磁共振化学位移成像(CSI)即同相位/反相位成像(IP/OP)技术对于检测病灶内少量的脂质更为敏感。CSI采用2D扰相梯度回波(spoiled gradient recalled echo，SPGR)T1WI序列。

1 资料与方法

研究对象包括上腹部脏器含脂局灶病变的病例60例，其中男34例，女26例，年龄27～76岁，平均52.3岁。包括：15例局灶性脂肪肝，普遍性脂肪肝7例，9例肝细胞癌脂肪变性，肾原始神经外胚层肿瘤合并脂肪变性2例，肾上腺腺瘤18例，肾脏血管平滑肌脂肪瘤8例，肝细胞腺瘤1例无脂肪变性。其中，31例肝脏病变均经穿刺活检或手术病理证实；18例肾上腺腺瘤中13例经手术病理证实，另5例具有典型的影像学表现；8例肾脏血管平滑肌脂肪瘤中3例经手术病例证实，另5例具有典型影像学表现。

本研究所用的磁共振成像仪包括Siemens 1.5 T机型。全部采用相控阵列线圈。扫描序列包括：(1)T2WI：采用呼吸触发快速自旋回波(fast turbo spin echo，FSE)序列或半傅立叶单次激发快速自旋回波(HASTE)序列。呼吸触发FSE T2WI参数：TR 2000～8000ms，TE 72～90ms，回波链长度(ETL)10～16。HASTET2WI参数：TR无穷大，TE 60～64ms。(2)SPGR或快速小角度激发(fast low angle shot，FLASH)T1WI：TR110～200 Ills；同相位成像(IPI)：TE 4.2ms(1.5 T)或66ms(1.0 T)；反相位成像(OPI)：TE 2.2ms(1.5 T)或3.3 Ills(1.0 T)。上述序列均为层厚4～8mm，层间距0.5～2mm，矩阵256×160～384×256，视野300mm×300mm～380mm×380mm，多数病例采用矩形FOV，层数15～20。行横断面扫描，部分病例加扫冠状面或矢状面。

信号强度下降的评估可以仅靠目测，也可测量兴趣区的信号强度。因目测观察法非常简单，多项研究也表明目测观察和信号强度测量法的诊断准确率几乎相等。许多作者认为基于简单的目测观察进行MRI图像诊断更加实用，而不倾向采用数学公式推导，此反相位成像时只经目测即可判断信号是否下降[1]。要求阅片者对整个或病灶的局部在各个序列上的相对信号强度作出判断。与相应的正常组织相比，病灶的相对信号强度分为5个等级，即低信号、略低信号、等信号、略高信号及高信号。

2 结果与临床应用

2.1 肾上腺腺瘤共18例。在CSI上，与同相位相比，腺瘤18例中有11例在反相位上表现出明显的信号减低(图1，2)，7例有部分减低，1例改变不明显。临床上反相位成像最常用于显示良性肾上腺肿瘤的特征。肾上腺腺瘤含有一定量脂肪，所以腺瘤在反相位图像上信号强度明显下降[2]。肾上腺恶性病变如转移瘤或原发肾上腺皮质癌不含或含有极少量脂肪，所以在反相位图像上不产生信号下降。目测腺瘤信号下降的特异度100%，敏感度81%。

2.22 脂肪肝 15例局灶性脂肪肝，普遍性脂肪肝7例，反相位上表现出明显的信号减低，普遍性脂肪肝(图5，6)，局限性脂肪浸润(图3，4)。肝脂肪浸润的脂肪分布可以是弥漫的，也可以是局灶型脂肪浸润。CT局灶型脂肪畏润或弥漫性浸润的局灶残余区有时与肝肿瘤混淆。反相位成像能有效地诊断这种含有脂防的区域。反相位上信号下降程度与肝脂肪浸润程度在一定范围内呈线性关系。

2.3 肝细胞癌脂肪变性及肝细胞腺瘤脂肪变性 9个脂肪变性的肝细胞癌病灶在SPGR反相位上，上述区域均呈略低信号(图7?，8)。肝脏含脂肪的原发和继发肿瘤包括脂肪瘤、有脂肪变性的肝细胞癌、肝腺瘤和一些转移瘤。肝细胞癌胞浆内不同程度含有脂肪，反相位成像可显示肿瘤内脂肪变性为主的区域。某些转移瘤如结肠粘液腺癌和脂肪肉瘤含有足够的水和脂肪也可以在反相位图像上形成信号下降。肝细胞腺瘤含有灶性或小片状脂质区，于反向位图像上可见均匀的信号消失[3]。部分肝细胞腺瘤不含脂肪，在SPGR反相位上信号不减低。

2.4 肾脏血管平滑肌脂肪瘤肾脏血管平滑肌脂肪瘤8例(图9，10)。当CT或MRI显示病变内有大量脂肪时，容易作出诊断。当病变主要由平滑肌构成而仅含有少量脂肪时，CT上不易发现脂肪成分，而其在反相位图像上可表现为信号显著下降因而可做出诊。

2.5 腹腔畸胎瘤

依脂肪和水的相对成分不同，反相位图像上信号下降的区域可不同于频率选择性脂肪抑制图像上的信号下降区(图11，12)。脂肪组织在IP上信号高于肌肉，而在OP上信号显著下降，低于肌肉。

图1-2 右肾上腺腺瘤。图1：SPGR T1WI同相位像，右肾上腺肿块（白↑）的信号接近于肾皮质。图2：SPGR T1WI反相位像，病灶信号明显降低（白↑）。图3-4 局灶性脂肪肝。图3：SPGR T1WI同相位像，肝脏V段见一略高信号结节影（白↑）。图4：SPGR T1WI反相位像，病灶信号均匀降低（白↑）。超声引导下穿刺活检证实为局灶性脂肪肝。图5-6 普遍性脂肪肝。图5：SPGR T1WI同相位像，肝左右叶大片状病灶呈轻微高信号。图6：SPGR T1WI反相位像，病灶信号均匀降低（白↑）。图7-87-8 肝细胞癌脂肪变性。图7：SPGR T1WI同相位像，肝右叶肿块中心区域信号略高（白↑）。图8：SPGR T1WI反相位像，肿块中心区域信号呈小片状减低（白↑）。图9-10 左肾血管平滑肌脂肪瘤。图9：SPGR T1WI同相位像，左肾上部见大片状不规则略高信号灶（白↑）。图10：SPGR T1WI反相位像，病灶信号明显减低（↑）。图11-12 卵巢畸胎瘤。图13：T2WI肿块区域呈结节状稍高信号灶（白↑）。图14：频率饱和法脂肪抑制技术T2WI，结节状肿块信号明显减低（白↑）。

3 讨论

3.1 梯度回波化学位移成象的原理和技术人体MRI的信号主要来源于两种成分：水和脂肪。水分子中氢质子的化学键为O-H键，而脂肪分子中氢质子的化学键为C-H键。由于这两种结构中氢质子周围子电云分布的不同，造成水分子中氢质子所感受到的磁场强度稍高些，最终导致水分子中氢质的进动频率要比脂肪分子中氢质子稍快些，其差别约为3.5ppm(ppm为百万分之几)，相当于150Hz/T。这种进动频率差异随着场强的增加而加大。化学位移成像技术多采用2D扰相GRE T1WI序列,选择不同TE可得到反相位或同相位图像,计算公式：同相位TE=1000ms/150HZ/T×场强,反相位TE=同相位/2。1.5T扫描机中TE选择在1.8～2.7都可获得较理想的反相位图像。化学位移最好能在同一序列中采集反相位和同相位图像，以便对比，反相位图像可以初步判断组织或病灶内是否含脂及其大概比例，目前我科利用扰相GRET1WI序列，选用双回波技术在同一次扫描中同时获得反相位和同相位图像，所获得的图像更具有可比性。水脂混合组织明显衰减，其衰减程度一般超过频率选择饱和法脂肪抑制技术。纯脂肪组织的信号没有明显衰减。几乎接近于纯脂肪的组织如皮下组织、肠系膜、网膜等，其信号来源主要是脂肪，所含水分子极少，有反相位图像上，两种质子能够相互抵消的横向磁化矢量很少，因此组织的信号没有明显衰减[4]。

3.2 脂质成分检出在上腹部病变诊断中的临床意义判断肝脏局部病灶内是否含脂肪变性，鉴于病灶中发生脂肪变性者多为高分化肝细胞癌或肝细胞腺瘤，因此有助于鉴别诊断。磁共振化学成像能在一个序列中采集同时反相位和同相位图像，以便比较。其反相位图像与同相位图像相比，可初步判断组织或病灶内是否含脂质及其大概比例。对肝脏含脂病变的诊断与鉴别诊断意义重大，并为临床治疗方案提供可靠依据，这一优点使其逐渐成为腹部检查必不可少的序列，并为其在全身其他部位疑难病例的检查使用打下良好基础。化学位移成像反相位图上水脂混合组织信号明显衰减，纯脂肪组织的信号没有明显衰减，其在判断肝脏局灶病变内是否存在脂肪变性敏感性和特异性较高，对于弥漫性或是局灶性脂肪肝的诊断敏感性超过常规MRI和CT检查[5]。常规序列中使用的脂肪抑制技术对检测中等或大量的脂肪组织敏感而且特异性高，但对含有少量或微量脂质的水脂混合组织敏感性和特异性均较低。常规T1WI及脂肪抑制T2WI像很难检测到病灶内是否含有脂质成分，化学位移反相位成像弥补了这一不足。常规T1WI像亦同相位像，无论脂肪肝还是肝腺瘤、肝细胞癌合并脂肪变性，其内脂肪浸润部分在同相位像上呈等或稍高信号，在反相位像上信号明显衰减。总之，化学位移成像对肝脏含脂病变的诊断意义重大，已逐渐成为腹部常规扫描序列，其结合常规T1WI、脂肪抑制T2WI、DWI及动态增强扫描，能对腹部多种病变做出诊断与鉴别诊断，从而指导临床治疗对脂质成分相对敏感：由于OP利用脂肪和水反相位时产生的信号抵消作用成像，其抑脂作用从理论上讲应优于常用的频率选择脂肪抑制技术，它对检测脂质更敏感。而常规SE为口像，它对脂肪肝、肾上腺腺瘤等病变不敏感。这些病变因含脂质在OP像上信号较口像有明显下降，这对于识别有无脂肪肝、鉴别肾上腺肿瘤的性质有十分重要的意义。一般认为肾上腺腺瘤细胞内含脂质，而肾上腺癌、肾上腺转移瘤和嗜铬细胞瘤不含脂质，OP像上信号并不下降。

3.3 对脂质成分相对敏感

由于OP利用脂肪和水反相位时产生的信号抵消作用成像，其抑脂作用从理论上讲应优于常用的频率选择脂肪抑制技术，它对检测脂质更敏感。而常规SE为IP像，它对脂肪肝、肾上腺腺瘤等病变不敏感。这些病变因含脂质在OP像上信号较IP像有明显下降，这对于识别有无脂肪肝、鉴别肾上腺肿瘤的性质有十分重要的意义。一般认为肾上腺腺瘤细胞内含脂质，而肾上腺癌、肾上腺转移瘤和嗜铬细胞瘤不含脂质[6]，OP像上信号并不下降。原发性肝癌、肝腺瘤可发生脂肪变性，而血管平滑肌脂肪瘤和畸胎瘤可含有较多脂肪，这些肿块在OP像上信号也会明显下降，因而IP和OP像对判断这些肿瘤有无脂肪变性或其来源有一定的帮助。

如果病灶内所含脂质成分较少(包括脂肪变性程度较轻或病灶内含有很小的成熟脂肪)，则CSI技术比化学位移饱和法脂肪抑制技术要敏感得多[7]。假设某一像素的MRI信号20%来自于脂肪，80%来自于水分子，如果利用频率选择脂肪饱和技术，即便脂肪的信号完全被抑制，还保留有80%的水分子信号；而如果利用CSI技术，由于反相位效应，与IPI相比在OPI上像素的信号将只保留60%(80%减去20%)。因此频率选择脂肪饱和技术适用于检测病灶内所含的多量的脂质，而CSI则更适用于检测组织中所含的少量脂质。化学位移成像技术本身并不能区分脂质位于细胞内还是细胞外；只要某一个像素内含有水和脂肪两种成份并达到一定比例，无论脂肪成分出现在细胞内还是细胞外，在反相位图像上该像素的信号都可以发生衰减。