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CT定量腹部内脏脂肪组织技术优化

2018-10-24苏大同王敏于铁链

天津医科大学学报 2018年5期
关键词:脂肪组织内脏高脂血症

苏大同,王敏,于铁链

(天津医科大学总医院放射科,天津300052)

大量研究证实内脏脂肪组织(visceral adipose tissue,VAT)蓄积与多种疾病及预后相关[1-4]。CT因具有良好的密度分辨率及较高的测量准确性和可重复性可应用于VAT测量。目前,CT测量VAT采用的方法尚未标准化且均未考虑体型因素对VAT的影响[5-6],因此本研究拟探讨高脂血症患者VAT测量位置以及体型对VAT测量的影响,优化CT定量VAT技术,以期为临床预测高脂血症提供帮助。

1 资料与方法

1.1 研究对象 2014年7月-2015年2月间于天津医科大学总医院行全腹CT平扫且临床资料完整者,排除存在以下情况入组:(1)妊娠、腹部手术史或腹腔内占位性病变;(2)使用过激素、降血脂、减肥药等影响血脂指标的药物;(3)肝、肾功能不全、腹膜炎或腹腔积液等影响腹部脂肪识别者;(4)恶性肿瘤或其他消耗性疾病;(5)代谢及内分泌疾病如Cushing综合征、艾迪生病、甲状腺功能亢进或功能减低等。最终入组61例,其中男性30例,女性31例,受检者平均年龄(59±13)岁。

1.2 研究方法

1.2.1 图像采集与脂肪测量 受检者仰卧位,双手抱头,双膝垫高,使大腿与床面成45°角,静息状态屏气行CT扫描(GE discovery 750HDCT或 GE LIGHT SPEED 16)。扫描范围自膈顶至耻骨联合。扫描条件:管电压120 kV,管电流280 mA,层厚5 mm,层间距 5 mm,螺距 0.984,矩阵 512×512,扫描视野(FOV)50 cm,标准算法重建。

所获图像于GE AW4.6 workstation行后处理:以腹壁肌内缘为界,截取VAT区域,以-190HU至-32HU为脂肪组织阈值[7-8]。既往研究揭示单层图像VAT容积与心血管代谢危险因素的相关性较全腹总体VAT容积高[9],本研究分别测量胸 12/腰1(T12/L1)、腰 1/2(L1/2)、腰 2/3(L2/3)、腰 3/4(L3/4)、腰 4/5(L4/5)、腰 5/骶 1(L5/S1)共 6 个椎间隙水平的单层面腹部VAT体积(即面积×层厚),每个层面层厚10 mm。测量位置及方法见图1。

图1 CT定量VAT的测量位置及方法Fig 1 The location and methods used for CT VAT quantification

1.2.2脂肪测量指标及生化指标 为减少体型个体差异对腹部VAT定量的影响,本研究参考体质指数(BMI)(BMI=体质量/身高2),提出内脏脂肪组织指数(VATI),计算公式为 VATI=VAT/身高2。

参照《中国成人血脂异常防治指南(2007)》定义生化指标异常:(1)总胆固醇(TC)>5.17 mmol/L 为升高;(2)总甘油三酯(TG)>1.71 mmol/L为升高;(3)高密度脂蛋白(HDL)<0.80 mmol/L为降低;(4)低密度脂蛋白(LDL)>3.36 mmol/L为升高。

1.3 统计学分析 使用SPSS13.0软件包进行统计学分析。血脂检验(TC、TG、HDL、LDL)数值为非正态分布,进行对数转换后使其符合正态分布。采用Pearson线性相关分析评估VAT与血脂关系;运用ROC曲线分析VAT在预测高脂血症及单项血脂异常中的诊断效能,以约登指数(Youden index)最大位置处的VAT、VATI为临界值。P<0.05时认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本情况 61例受检者中,高脂血症患者34例,占55.7%,其中TC升高者21例,TG升高者21例,HDL降低者9例,LDL升高者17例。

2.2 VAT与血脂化验各项指标相关性分析 受检者不同测量水平腹部内脏脂肪体积与血脂各项指标之间具有显著相关性,其中腰3/4水平与各项血脂检验指标相关性最好(表1)。

表1 VAT与血脂检验各项指标的相关性(n=61)Tab 1 The correlation between VATs and hyperlipidemia(n=61)

2.3 VATI与血脂检验各项指标相关性分析 受检者不同测量水平VATI与血脂各项指标Pearson相关性分析结果显示除LDL与腰1/2水平VATI的相关性略高于腰3/4水平外,其余各项血脂检验指标相关性仍显示腰3/4水平相关性最好(表2)。

表2 VATI与血脂检验各项指标的相关性(n=61)Tab 2 The correlation between VATIs and hyperlipidemia(n=61)

2.4 VATI、VAT预测高脂血症的诊断效能 所有受检者中不论VATI还是VAT,与血脂各项指标相关性最佳的层面均为腰3/4水平,因此本研究仅对腰3/4水平VATI、VAT预测高脂血症及单项血脂异常进行探讨与比较。ROC曲线分析显示腰3/4水平VATI的曲线下面积(AUC)较VAT稍大,提示其预测效能稍高。二者的临界值分别为64.80 cm3/m2及184.78 cm3(表3)。相对于高脂血症的各个亚型,包括高胆固醇血症、高甘油三酯血症、低高密度脂蛋白血症及混合型高脂血症。VATI的AUC均大于或与VAT相当(表4)。

表3 腰3/4水平VATI、VAT预测高脂血症的临界值及其诊断效能Tab 3 The cut-off value and diagnostic efficiency of VATI and VAT measured on L3/4 level on prediction of hyperlipidemia

表4 VATI、VAT预测高脂血症不同亚型的临界值及其诊断效能Tab 4 The cut-off value and diagnostic efficiency of VATI and VAT on prediction of hyperlipidemia subtypes

3 讨论

本研究发现VATI和VAT均与TC、LDL相关,腰3/4水平为最佳测量层面,VATI预测血脂异常的诊断效能较VAT稍高。

3.1 CT脂肪组织定量的脂肪阈值 受部分容积效应、线束硬化效应伪影等因素影响,个体脂肪组织的CT阈值虽然大致相似但并不完全一致。为方便脂肪测量时取值,综合国内外既往研究,于铁链等[7-8]学者进行人体脂肪组织CT测量研究后得出,脂肪组织上限值-32HU、下限值-190HU作为脂肪组织阈值比较合适,因此本研究将-190HU至-32HU定为本组研究的脂肪阈值。

3.2 CT预测高脂血症的最佳扫描层面 本研究评估了胸 12/腰 1、腰 1/2、腰 2/3、腰 3/4、腰 4/5、腰 5/骶1各椎间隙水平单层VAT及VATI与血脂各项指标的相关性,结果显示6个层面中相关性最好的层面均为腰3/4水平(表2、3),与近期部分学者的研究结果相仿[10-11]。由于VAT具有高生物学活性的特性,使其易于分解,可以产生自由脂肪酸直接释放入门静脉系统从而进入肝脏,合成大量的载脂蛋白B,参与肝内低密度脂蛋白胆固醇和极低密度脂蛋白胆固醇的合成,当内脏脂肪产生过多自由脂肪酸时,会造成血脂的升高,而蓄积在大网膜和肠系膜周围的VAT因邻近门静脉系统而具有更强的代谢活性,因此水平位置相对靠上的VAT比相对靠下的VAT与代谢综合征具有更强的相关性,这也提示单层VAT与代谢综合征的相关性可能强于全腹VAT,因此筛选VAT测量的最佳层面不仅可以减少辐射剂量,缩短扫描时间,节约卫生资源,同时也更具有明显的临床意义。

3.3 内脏脂肪组织与血脂相关性 内脏脂肪与代谢综合征之间存在明显的相关性,目前已经为大多数学者所接受[5、12]。内脏脂肪与脂蛋白代谢异常密切相关。由于VAT位于门静脉循环独特的位置,使其具有高生物学活性,易于分解,产生的自由脂肪酸(FFA)直接释放入门静脉进入肝脏,合成大量的载脂蛋白B,参与肝内低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和极低密度脂蛋白胆固醇的合成。正是内脏脂肪的这种高生物活性、易转换的特征,使人体内过多摄入的能量首先转换为内脏脂肪作为短期能量储备,当摄入脂质过多,内脏脂肪产生过多FFA时,会造成血脂的升高[13]。本研究中,自胸12/腰1至腰5/骶1六个位置测量的单层面VAT与TG、LDL呈明显正相关;与HDL呈显著负相关;与TC在部分测量位置也存在相关性,与既往研究结果大致符合[5、12-13],均表明通过CT扫描测量VAT可以较好地评估高脂血症的风险。

3.4 VATI概念的提出及其价值 既往研究多单纯以全腹VAT或单层VAT体积(或面积)的绝对值来评估与高脂血症的关系,忽略了体型的影响。这样做可能会降低VAT评估身材较高个体高脂血症风险的特异度,高估相应个体的高脂血症风险;降低VAT评估身材较低个体高脂血症风险的敏感度,低估相应个体的高脂血症风险,从而减弱诊断效能。

BMI是目前国际上常用的衡量人体胖瘦程度的一个标准。本研究参考了BMI的算法,提出了VATI的概念:VATI=VAT/身高2。本研究显示VATI和 VAT与 TC、LDL的相关系数相近(表2、3),但ROC曲线显示腰3/4水平VATI评估高脂血症除评估HDL与VAT相当外,评估其余血脂检验指标均具有稍高的诊断效能(表4),提示该指标对预测高脂血症可能具有更好的应用潜力。

总之,本研究优化了CT内脏脂肪组织测量的技术方法,确定腰3/4水平为最佳测量层面,并首次提出内脏脂肪组织指数的概念。本文存在的不足之处在于纳入研究的样本数目相对较少,尚有待后续的大样本验证VAT与高脂血症相关性。

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