张 楠，宋清伟*，刘爱连，浦仁旺，张浩南，宋 宇，王家正，徐晓昉

[1.大连医科大学附属第一医院放射科，辽宁 大连 116011；2.飞利浦(中国)投资有限公司，北京 100016]

脂肪肝的病理特征是肝脂肪变性，即肝细胞内脂质异常聚集，是导致慢性肝病和肝硬化的重要原因[1]。评估肝脂肪变性严重程度对诊断和评估预后有重要作用。MRI定量测量肝脏脂肪含量技术已日渐成熟。压缩感知MR 3D mDIXON序列是快速MR水脂分离技术，一次屏气可获得全肝脂肪图，经后处理可得到肝脏脂肪分数。应用传统ROI法可测量肝脏脂肪含量，但操作复杂、耗时，且不能获得全肝脂肪分数[2]。阈值提取法是利用MR图像中ROI与背景间的差异选择阈值进行图像自动分割的后处理技术。本研究探讨阈值提取法用于定量分析压缩感知3D mDIXON图像肝脏脂肪含量的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2019年9—10月选取28名健康志愿者，男12名，女16名，年龄24～69岁，平均(48.6±21.2)岁；体质量46.5～101.0 kg，平均(65.25±14.87)kg；体质量指数17.71～30.49 kg/m2，平均(22.95±4.10)kg/m2。纳入标准为肝脏MR图像清晰。排除标准：①吸烟饮酒史；②脂肪肝病史；③肝脏占位性病变。本研究经院伦理委员会批准(批准号：YJ-FB-2020-24)，所有志愿者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Philips 3.0T Ingenia CX 3.0T MR扫描仪，配备16通道腹部线圈及呼吸门控。检查前对志愿者进行呼吸训练，之后行仰卧位扫描，范围包括整个肝脏。先采集T2WI及双回波序列图像以除外肝占位性病变及脂肪肝，之后行3D mDixon-Quant序列扫描，参数：TR 6 ms，TE 1.05 ms，6个梯度回波，回波间隔时间1.3 ms，FOV 375 mm×300 mm×168 mm，层厚5 mm，间隔-2.5 mm，翻转角3°，分辨力2.29 mm×1.85 mm×5.00 mm，压缩感知加速因子2，扫描时间15 s。

1.3 图像分析 扫描结束获得肝脏水相图和脂相图，由2名分别具有3年和6年腹部影像学诊断经验的医师于Philips工作站(intellispace portal, ISP)上分别采用阈值法和传统轴位ROI法测量肝脏脂肪分数，并记录测量时间，取其平均值为最后结果。阈值法：先以LIVER HEALTH软件于水相图上进行肝脏自动分割，手动调整肝脏边缘，确保各层面图像包含全部肝脏结构；再于脂相图上手动选择阈值，范围-200%～80%，超出阈值组织被屏蔽并显示为橙色(图1A)。根据脂相图中的肝脏和胆管、血管图像设置个性化阈值，范围0～8%，自动去除血管、胆管及内脏周围脂肪，并以全肝脏脂肪分数直方图显示结果(图1B)。传统轴位ROI法：于水图上肝脏尾状叶(S1)、左外叶上段(S2)、左外叶下段(S3)、左内叶(S4a和S4b)、右前叶下段(S5)、左后叶下段(S6)、右后叶上段(S7)和左前叶上段(S8)最大层面勾画ROI，面积(500±8)mm2，尽量避开胆管和血管，距肝脏边缘10 mm，之后于脂相图相同位置复制，见图1C。记录各肝段脂肪分数，取平均值为全肝脂肪含量。

图1 健康志愿者，女，24岁，采用2种方法测量肝脏脂肪分数 A.采用阈值法于脂相图上测得全肝脂肪分数为(2.34±0.31)%(绿色框区域为肝脏结构)； B.脂肪分数直方图； C.采用轴位ROI法于脂相图上测得脂肪含量为2.13%(绿色圈为ROI)

1.4 统计学分析 采用SPSS 21.0统计分析软件。计量资料以±s表示。以组内相关系数(intraclass correlation coefficient, ICC)检验分析2名医师测量结果的一致性，ICC≤0.4表示一致性较差，0.4

2 结果

2名观察者采用阈值法获得的脂肪分数分别为(3.53±1.34)%及(3.40±1.24)%，一致性较好(ICC=0.996，P=0.001)；采用传统轴位ROI法测量的脂肪分数分别为(2.35±1.35)%及(2.54±1.24)%，一致性亦较好(ICC=0,994，P=0.001)。阈值提取法[(3.47±1.29)%]与轴位ROI法[(2.45±1.30)%]所测肝脏脂肪含量呈高度正相关(r=0.997,P=0.001)；阈值提取法平均测量时间(3.2±0.8)min，轴位ROI法平均测量时间(5.0±0.3)min。

3 讨论

多种方法可用于定量分析肝脏脂肪含量。肝脏组织活检是诊断脂肪肝的金标准，但不能反映整个肝脏的变化，即使间隔紧密的样本之间亦存在显著差异[3]，且有创，采样误差较大。超声检查是基于回声强度评估肌肉内脂肪组织的方法[4]，评估脂肪变性往往具有主观性[5]，不同观察者间存在差异[6]。MRI是识别和量化肝脏脂肪变性最为客观、敏感的方法，同、反相成像，肝脂肪抑制成像和波谱成像为评估脂肪提供了多种选择。肝脂肪抑制成像以有、无脂肪预饱和脉冲图相减，获得肝脂肪信号分数；与同、反相位成像相比，该技术与组织学脂肪变性分级的相关性更佳[7]，但由于B0磁场不均匀性，脂肪信号无法完全被抑制，使脂肪定量结果不可避免地存在一定误差。MR波谱测量肝脂肪分数受多种因素干扰，包括T1加权偏差、T2或T2信号衰减、脂肪的多峰谱复杂性、噪声偏差和涡流等，限制了其临床应用。

DIXON水脂分离技术利用频率差获得反映水信号和脂肪信号的图像。原始DIXON技术获取同相、反相位梯度回波图像[8]，之后将图像添加至水相中，再减去脂相，耗时较长。既往研究[9-10]表明，采用DIXON技术测量肝脏脂肪结果与肝脏组织活检结果的一致性良好，且基于DIXON技术的肝脏脂肪定量结果较病理组织活检结果更为准确[11]。3D mDixon Quant技术是基于化学位移水脂分离技术的MR脂肪定量技术，一次采集6个回波信号，结合7峰值脂肪模型和T2*校正，得到高质量的3D脂肪分数图和T2*mapping图。mDIXON-Quant序列通过可视化解剖结构快速获取体积数据，量化ROI内脂肪含量[12]。相比其他MR脂肪量化技术，mDIXON-Quant技术在扫描时间、分辨率和视野等方面的灵活性更高[13]，测量组织脂肪含量更有效、准确。该技术的局限性主要在于耗时较长，且图像质量受呼吸运动及磁场不均匀性的影响[14]。NIENDORF等[15]提出压缩感知技术，用于mDIXON序列中可明显缩短检查过程患者屏气时间，提高患者舒适度，减少图像伪影。文献[16]报道，采用压缩感知技术可使mDIXON-Quant序列的扫描时间至少缩短30%，并可为肝脂肪定量提供更适当的图像。本研究采用压缩感知技术，加速因子为2，一次屏气15 s即可获得全肝图像，有利于减少运动伪影，提高扫描速度及图像质量，为MR检查不能长时间屏气配合患者提供了新方法。

轴位ROI法是测量肝脂肪分数的传统方法，须于9个肝段放置ROI，且ROI总面积>5 cm2，以准确测量全肝脂肪含量[2]，虽结果准确，但操作复杂、耗时，且呼吸运动和胃肠运动易导致图像变形，评估肝左叶脂肪分数存在一定困难。周围等[17]的全肝脂肪定量结果与肝活检结果的一致性良好，且无须放置9个ROI，而是采用第三方软件手动勾画肝脏轮廓，但测量效率也未见提高。魏巍等[18]采用快速脂肪定量方法测量全肝脂肪含量，结果与ROI法的一致性良好，但在肝脏自动分割后未去除血管和胆管结构，其结果的准确性有待证实。阈值提取法是根据不同组织的MRI信号差异选定目标组织阈值，从而实现对目标组织的图像分割。本研究采用阈值法自动分隔全肝并提取脂肪分数，结果可重复性好，且结果与ROI法呈高度正相关，而测量时间较其缩短，表明阈值提取法可方便、快捷地用于mDIXON-Quant肝脏脂肪定量，且能克服肝脏脂肪分布不均导致的差异性。

综上所述，阈值提取法可方便快捷地用于压缩感知3D mDIXON肝脏脂肪定量。本研究存在的不足是未对脂肪肝患者进行研究，且不同观察之间的测量时间差异有待观察。