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非酒精性脂肪肝影像诊断研究进展

2019-03-05

医学研究与教育 2019年3期
关键词:脂肪肝定量脂肪

(河北大学附属医院CT/MR室,河北 保定 071000)

非酒精性脂肪肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是除外酒精和其他明确肝损伤所致肝实质细胞内脂肪蓄积的一类疾病。其疾病谱可由简单的非酒精性单纯性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver,NAFL)至非酒精性脂肪肝炎(nonalcoholic steatohepatitis,NASH),最终至脂肪性肝硬化及肝细胞癌[1]。目前全球流行病学调查表明[2-3],NAFLD在全球的发病率为10%~30%,亚洲国家平均为11%~16%,中国的患病率约15%,且逐步呈低龄化趋势,部分研究[4-5]表示其相关肝硬化的预后比肝炎性肝硬化更差,且有10%~20%的患者死于肝衰竭并发症或要接受肝移植手术。所以不仅需要对其进行定性诊断,更需要对其进行早期且定量的诊断,以确保后期治疗及随访的客观性。影像学作为首选诊断方法,现就影像学诊断NAFLD的研究进展进行综述。

1 NAFLD及其诊断金标准

NAFLD已成为成人及儿童慢性肝病最常见的病因[6-7],大部分正常成人肝功异常多源于此病。发病机制目前主要认为有“二次打击”学说、胰岛素抵抗、脂肪生成相关因子等[8]。其还被认为与2型糖尿病、动脉粥样硬化、心血管疾病等疾病之间存在复杂关系。部分前瞻性研究表明,NAFLD患者的预期寿命缩短,多数因为恶性肿瘤、硬化性动脉血管疾病及肝硬化等[9]。Patel等[10]认为,2型糖尿病的胰岛素抵抗与胰腺及肝脏的脂肪含量有关。NAFLD的发生与代谢综合征有关,也同时表示患者体内已出现脂质、糖类等代谢失常,罹患心血管疾病的患者如果同时合并有NAFLD时,死亡风险会成倍增加[11]。幸运的是,大部分NAFLD及NASH是可逆的,2010年中国肝脏病学分会脂肪肝和酒精性肝病学组颁布的指南表示目前主要的治疗手段有:干预生活方式、改善胰岛素抵抗、拮抗肝纤维化进程等。值得注意的是,由于肠道菌群的脂质代谢及免疫调节作用,部分研究推荐加用益生菌、益生元、抗生素等,也是目前治疗的关注热点[12]。NAFLD定量诊断的金标准为穿刺病理活检,当肝细胞内脂质蓄积超过肝质量的5%,或组织学上每单位面积有30%以上的肝细胞脂肪变时可诊断为脂肪肝[13],病理诊断时常使用NAFLD活动度积分和肝纤维化分期[14]。但其存在一定弊端,不仅有创,且穿刺时易出现组织误差等,不易被大众所接受。

2 NAFLD的超声诊断

超声诊断因其简便、可重复性高及检查费用较低成为NAFLD的首选检查手段。常规灰阶超声可对NAFLD进行定性诊断及直观地根据回声强度分为0~Ⅲ级[15],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10%~19%时,灵敏度仅为55%[16],且其对于NASH及肝脏的纤维化不能进行诊断及鉴别。背向散射信号技术,是通过电脑后处理探头接收的组织声波散射信号,得到背向散射积分(intergrated backscatter,IBS),进一步对肝细胞微细结构的均匀性进行分析。部分报道[17]称可得到较准确的肝脏脂肪定量。灰阶直方图,应用计算机将所有回声信号在二维坐标上形成直方图,计算感兴趣区的肝脏脂肪含量,辅助诊断脂肪肝的定量分类。但目前此两种方法由于操作复杂且对于超声诊断医生个人技术要求较高,还局限于动物实验阶段,未在人体及临床进行实验及推广。目前较为受到关注的是超声弹性成像技术,其主要原理为对组织施加一个激励,通过记录其发生的位移、速度等方面的变化判断组织的硬度,主要用于肝纤维化程度的诊断。分为实时组织弹性成像技术(real-time tissue elastography,RTE)、实时剪切波弹性成像技术(supersonic shear wave elastography,SWE)、瞬时弹性成像技术(transient elastography,TE)、声脉冲辐射力成像技术(acoustic radiation force impuldse,ARFI)。RTE已在浅表器官的诊断,如乳腺、甲状腺等的诊断上有一定的应用,但目前的研究表明对于肝脏这类的深部组织的诊断临床意义不大[18]。已有部分研究表明SWE对于人体肝模型如病毒型肝炎性肝纤维化、肝硬化等具有良好的灵敏度及特异度,但NASH相关的研究尚少见。总体来说,超声由于声波局限性及对于操作医生个人技术的高要求,对于NAFLD的定量诊断,尤其是脂肪含量的诊断尚存在一定局限性。

3 NAFLD的CT诊断

传统螺旋CT最常使用的是肝/脾CT值比值法,即选取同层面避开血管、病变等相同面积感兴趣区的肝、脾CT值,做肝CT值/脾CT值的比值,若值为≤0.7~1.0,则诊断为轻度脂肪肝;位于0.5~<0.7者,诊断为中度脂肪肝;<0.5者诊断为重度脂肪肝。但是由于脾的CT个体差异变化较大,如脾的血供不同、铁沉积等原因,该方法已经不能满足NAFLD的诊断需求。有学者认为[19]当肝内脂肪含量低于30%时,该诊断方法的准确性仍不足。部分学者提出采用肝/血管CT比值来代替肝/脾CT值比值法,认为其准确率明显提高。贺文等[20]分析了28例经病理证实的NAFLD患者的图像,发现肝/血管比值法准确率为93.1%,肝/脾比值法准确率则为65.9%。宝石能谱CT是近来新应用于NAFLD定量诊断的技术,其主要原理为,瞬时切换双能量(80 kVp、140 kVp)X线照射组织,通过计算以获取能谱曲线、单能量、基物质图等参数信息进一步分析组织成分[21-22]。用于NAFLD时则以水和脂肪作为基物质,分析脂肪(水)密度的投影数据,以间接反映脂肪浓度变化。Sun等[23]指出,能谱40 keV单能量CT值、脂肪(水)浓度及有效原子序数与病理学肝脏脂肪浓度相关性较大,其中脂肪(水)浓度相关性最大。能谱曲线是依据一种物质的X线衰减系数,计算在不同能量下的CT值衰减曲线,通过观察它的变化,如斜率、走向等来判断物质含量[24]。Li等[25]利用猪肝加脂肪的混合液模型,发现能谱曲线与真实脂肪浓度有很好的相关性(R2>0.99,P<0.005),可以较好地分辨出脂肪浓度的细微变化并进行脂肪肝的分度。虽然能谱CT在动物及体外实验上获得良好的结果,但有学者[26]指出,其定量的准确度与传统CT对比并无明显提高。

4 NAFLD的磁共振诊断

磁共振检查由于对软组织良好的分辨率,并具有多参数扫描而广泛应用于腹部检查。对于肝脏内的脂肪信号可以直接或者间接测得,甚至可以直接得到肝脏的质子密度脂肪分数。临床较为常用的有同反相位成像、脂肪抑制成像、水脂分离成像、扩散加权成像(diffusion-weighted imaging, DWI)、磁共振波谱成像(magnetic resonance spectroscopy, MRS)等。

4.1 同反相位成像

即Dual序列,是临床最经典的脂肪肝的诊断序列。其主要原理为当相位差为0°时(同相位),脂肪分子内的氢质子与水分子内的氢质子的磁化矢量相加后会增高像素信号强度;当相位差为180°时(反向位),此二者磁化矢量互相抵消,降低像素信号强度,进而达到抑脂目的[27]。同反相位序列对于少量脂肪组织的敏感度优于脂肪抑制序列,其测量肝脏脂肪含量的临界值为11.8%,敏感度为85.7%,特异度为78.3%[28-29]。但是当脂肪含量大于50%时,就无法区分同一像素内的水与脂肪,无法判断NAFLD的脂肪含量[30]。

4.2 脂肪抑制成像

主要有短时反转恢复成像(short TI inversion recovery, STIR)序列和频率选择脂肪抑制(fat suppress, FS)序列2种。此2种序列均可抑制脂肪信号,但是对于轻度脂肪肝的诊断不敏感,且不能对脂肪肝进行定量诊断。STIR序列主要原理为每次序列扫描开始前先给一个180°的翻转脉冲,使脂肪组织的纵向磁化矢量达到反向最大值,继而停止脉冲,等其恢复至零点时给予成像脉冲,形成脂肪抑制图像[31]。其对脂肪组织的鉴别十分敏感,不受磁场均匀度的影响,但是对于T1值接近脂肪组织,如出血、蛋白样液体等,无法较好地区分。FS序列是利用化学位移成像,即由于各种物质中的氢质子在同一场强下的进动频率不同,如脂肪分子中的氢质子要比水分子中的氢质子慢约3.6 ppm,计算二者之间的差值以形成抑制图像。这对磁场的强度及均匀性均有一定要求,需要受检查组织尽量靠近磁体中心。虽对于含量较高的脂肪组织显示较敏感,但无法进行定量诊断。

4.3 水脂分离成像

主要有两点式的DIXON成像技术,在此基础上衍生出的非对称三点DIXON序列,即最小二乘法估算水脂分离(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least squares estimation, IDEAL)序列,以及目前最新的定量非对称回波的最小二乘估算法迭代水脂分离序列(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least squares estimation quantification sequence, IDEAL-IQ),是在前者的基础上进一步改良得到。两点式的DIXON成像技术主要原理为,将采集到的水与脂肪磁化矢量的同相位全矢量与其二者反相位的差值矢量,两者相加即为水相,两者相减即是脂肪相[32]。IDEAL序列是在此基础上,利用不对称回波迭代法对水和脂肪进行二次分解成像,得到新的水相和脂肪相,一共四个序列图像,通过再次计算可量化脂肪。为了更加准确地测得脂肪含量,IDEAL-IQ应运而生,其为3D扫描序列,利用6个回波序列重建获得脂肪分数(fat fraction, FF)图、R2*弛豫率等,在FF图上可直接画取感兴趣区,得到脂肪含量分数。部分研究利用不同浓度的体外脂肪模型表明IDEAL-IQ序列可以很准确地反映不同脂肪溶液浓度梯度的变化,并且证明其具有很高的精确值[33-34]。部分研究表明在体内脂肪含量的测定也与病理及MRS有很高的一致性[35-36],其在临床应用上的展望很高。

4.4 DWI

DWI是进行水分子扩散运动成像的技术,通过设定不同大小的强度扩散梯度场B值,结合表面扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)来评估感兴趣区的分子间水交换功能。体素内不相干运动扩散加权成像(intravoxel incoherentmotion DWI, IVIM-DWI)是利用不少于3个B值的DWI序列实现组织水分子扩散与血管水分子扩散分离的技术。目前其在肝脏肿瘤方面运用较多[37],但在NAFLD的诊断上研究目前较少。邓宇[38]在NAFLD兔模型上的研究表示IVIM-DWI中的D和f值可以客观地反映NAFLD的组织学变化,作为重要脂肪量化指标,提示其在NAFLD的定量诊断领域尚有空间待进一步发掘。

4.5 MRS

MRS是进行体内组织代谢、生化变化并对代谢产物进行量化分析的扫描技术,由于氢质子(1H)的旋磁比最大,且在组织中含量最高,利用其在纵向磁化矢量中的衰减信号进行傅里叶转换可得到波谱图像,故在肝脏扫描中多使用H-MRS进行分析,脂肪含量可以从波谱得出的水峰和脂峰的比值中得出[39]。有研究认为可用MRS对NAFLD进行定量分级,其与病理结果有着很好的相关性[40-42]。但是也有学者指出,MRS用于评价脂肪肝严重程度准确度尚高,但脂肪含量的精确度不足。

目前对于NAFLD的定性半定量诊断超声、CT、磁共振均有良好的准确度,但准确的定量诊断,磁共振IDEAL-IQ序列因其参数多、扫描时间短、可重复性高,占据较大优势。IVIM-DWI的临床研究尚有一定空间。

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