胡 斌， 张 杰， 陈静静， 李晓飞， 徐文坚

（青岛大学属医院放射科，山东青岛266016）

0 引 言

由于人类肥胖、高脂饮食及糖尿病等因素的影响，非酒精性脂肪性肝病（Nonalcoholic Fatty Liver Disease，NAFLD）的患病率呈不断上升趋势［1-2］，对肝脏脂肪变性进行早期筛查和评估具有重要的临床意义。近年来，随着影像学技术的发展，超声、CT和MR新技术逐渐应用于肝脏脂肪变性的定量评估中，取得了较好的临床应用效果［3-6］。目前，一些流行病学研究正在系统地评估肝脏脂肪变性。本文评估了一种快速的磁共振成像定量方法——西门子LiverLab 的临床科研方案，它包括双回波Dixon，多回波Dixon 和多回波HISTO（High-Speed T2-Corrected Multiecho Acquisition at1H MR Spectroscopy），用于评估肝脏脂肪变性。该方案代表了一种可行的工作流程，可以使用双回波Dixon序列进行筛查，从而可靠地排除肝脏脂肪变性。如果怀疑肝脏脂肪变性，多回波Dixon 或多回波HISTO可用于确诊。

1 实验方法

1.1 研究对象

收集2018-01 ～2018-10 符合以下标准的普通人群健康志愿者（该研究方案得到了本院伦理委员会的批准，所有参与者在检查前均签署知情同意书）。纳入标准：① 愿意接受磁共振检查；② 无MRI 检查禁忌证。排除标准：①病毒感染（乙型病毒性肝炎、丙型病毒性肝炎、丁型病毒性肝炎、人类免疫缺陷病毒等）；②酒精性、药物性、自身免疫性及血色病等原因导致的肝病；③疑有肝细胞癌、失代偿性肝病或伴有其他严重全身性疾病或感染性疾病。60 例健康志愿者纳入研究，男38 例，女22 例；年龄18 ～69 岁，平均（42.1 ±11.7）岁；体重53.7 ～115.0 kg，平均（75.2 ±12.4）kg；体重指数（Body Mass Index，BMI）17.36 ～33.18 kg／m2，平均（26.1 ±3.6）kg／m2。

1.2 MRI检查方法

采用德国Siemens Magnetom Skyra 3.0T高场超导MR扫描仪，18 通道表面相控阵体部线圈，加膈肌导航，扫描前禁饮食4 h。所有检查均由同一名专业MRI技师操作。MRI LiverLab检查流程包括3 个用于肝脏脂肪评估的序列：双回波Dixon、多回波Dixon 和多回波HISTO。双回波Dixon：TR 4.10 ms，TE 1.23 ms，TE 2.46 ms，翻转角9°，带宽1 040 Hz ／像素，矩阵256 ×256。层厚4.0 mm，1 次屏气期间采集全肝数据，扫描时间15 s。在图像采集后，软件自动执行肝脏分割并且为随后的评估方案建议感兴趣区域（ROI）放置，该分段再次用于多回波Dixon序列。多回波Dixon：采用六回波序列对T2*弛豫效应进行校正，小反转角4°，FOV 320 mm ×320 mm，TR 8.90 ms，TE 1.23、2.46、3.69、4.92、6.15、7.38 ms，层厚4.0 mm。1 次屏气期间采集全肝数据，扫像时间15 s。由软件自动计算出质子密度脂肪分数值（Proton Density Fat Fraction，PDFF）。多回波HISTO：采用点分辨波谱分析法序列，TR 3 000.00 ms，TE 12.00、24.00、36.00、48.00、72.00 ms，反转角90°，带宽1.2 kHz，层厚4.0 mm。1 次屏气期间采集1 个体素内的信息，扫描时间15 s。多回波HISTO扫描在肝Ⅴ段避开大血管和胆管选取单个体素扫描，软件自动得出脂峰下面积、水峰下面积，

1.3 统计分析

采用SPSS 19.0 软件进行统计分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差（¯x±s）表示。采用独立样本t检验方法评估多回波Dixon和多回波HISTO肝脏脂肪差异，以P ＜0.05 为差异具有统计学意义。以Pearson检验分析多回波HISTO 和多回波Dixon 测量结果的相关性和一致性。分别用多回波HISTO 和多回波Dixon作为参考标准，计算双回波Dixon诊断肝脏脂肪变性的灵敏度，特异性，阴性预测值（Negative Predictive Value，NPV）和阳性预测值（Positive Predictive Value，PPV），目的评估双回波Dixon预测肝脏脂肪变性受试者的潜在价值。

2 结 果

2.1 双回波Dixon、多回波Dixon 和多回波HISTO评估肝脏脂肪含量

31例志愿者双回波Dixon 预测肝脏脂肪变性，多回波Dixon 测量的肝脏质子密度脂肪分数平均为（9.1 ±1.9）%，多回波HISTO 测量为（9.3 ±2.3）%，多回波Dixon和多回波HISTO测量的质子密度脂肪分数之间统计学上没有显著差异（t ＝0.36，P ＝0.27）（见图1）。Pearson 检验分析表明，多回波Dixon 和多回波HISTO测量的质子密度脂肪分数具有高度相关性（r ＝0.932，P ＜0.001）（见图2）。

图1 多回波Dixon和多回波HISTO评估的平均肝脏质子密度脂肪分数

图2 多回波HISTO与多回波DIXON肝脏脂肪测量值散点图

2.2 双回波Dixon 对肝脏脂肪变性筛查的诊断准确性

肝脂肪变性定义为肝脏脂肪信号分数≥5.0%，以多回波HISTO测量作为参考标准，双回波Dixon 的灵敏度为0.92，特异性为0.77，PPV 为0.74，NPV 为0.93。2 例志愿者被双回声Dixon评为正常，而多回波HISTO估计肝脏脂肪含量为5.5%和6.9%。以多回波Dixon 作为参考标准，双回波Dixon 的灵敏度为0.96，特异性为0.80，PPV 为0.77 和NPV 为0.97。1例志愿者多回波Dixon 测得肝脏脂肪含量分别为5.7%，但被双回波Dixon评为正常（见表1）。

图3 肝脏脂肪含量的定量评估比较

表1 双回波Dixon、多回波Dixon和多回波HISTO诊断肝脂肪变性准确性比较

3 讨 论

本研究的结果表明，在一组无症状健康人群中，西门子MRI LiverLab包括双回波Dixon、多回波Dixon和多回波HISTO，它可用于快速和可靠评估肝脏脂肪变性。自动化后处理的简单双回波Dixon检测结果可排除肝脏脂肪变性，具有高的阴性预测值，多回波Dixon和多回波HISTO 在肝脏脂肪含量的定量评估中显示出可比较的结果（图3（a）～（f））。

研究证实，由于双回波Dixon 成像高灵敏度和阴性预测值，可以安全地排除少于5%肝脏脂肪变性［7］，这表明它在临床工作流程中可应用。依据Idilman［8］的研究结果，对非酒精性脂肪肝病患者肝脏脂肪变性的定量测量，与肝脂肪定量金标准肝活检比较后，得出多回波Dixon和多回波MRS 均可用于准确定量肝脏脂肪变性评估，因此本研究双回波Dixon 对肝脏脂肪变性筛查的诊断准确性分别采用多回波HISTO 和多回波Dixon为参考标准。双回波Dixon自动肝脏采样，可以对肝脏脂肪含量进行快速自动化的初步分析，但易受到T1 效应、T2 衰变以及铁沉积等因素的影响［9］，与多回波Dixon 和多回波HISTO 相比，会出现一些偏差。

多回波Dixon 技术在检测肝脏脂肪含量中的优势。以前的研究所采用的多回波Dixon肝脏脂肪定量分析存在局限性，在Dixon 肝脏脂肪定量如何勾画ROI才能较为准确地反映肝脏脂肪含量研究表明，在全肝的9 个肝段均进行ROI勾画，且总的ROI测量面积不小于5 cm2可以准确地对肝脏脂肪含量进行定量分析［10］，此方法虽然测量准确但是操作比较复杂。本研究所使用的多回波Dixon技术采用了多个小角度翻转角和多达6 次回波的Dixon方法计算相应的R2*值，该序列通过使用阻尼式最小二乘法在每一次回波得到的数据挑选后进行R2*拟合，进一步消除脂肪与水的相位混淆所造成的影响，从而实现对T2*更为准确的估算。本研究所使用的多回波Dixon技术具有扫描时间短的优势，一次性屏气15 s 即可完成全肝数据采集。快速肝脏脂肪定量不仅扫描结束后可进行肝组织的自动识别，而且可以同步实现全肝平均脂肪的快速定量，生成定量报告直观明了。并且本研究结果显示，多回波Dixon技术快速定量结果与多回波HISTO测量结果具有高度的相关性和较好的一致性，操作更加方便、快捷，可重复性好，大大缩短了影像诊断医生的图像后处理流程，适用于日益繁重的医学影像诊断工作。多回波Dixon 测量的准确性需要判断适合度（Goodness of fit）：最佳为0，一般小于5，本文的研究数据Mean fit error范围均在0 ～5%，这可能与选择的健康人群有关，因此多回波Dixon 技术快速定量结果与多回波HISTO测量结果具有高度的相关性和较好的一致性，多回波Dixon 评估肝脏脂肪定量结果较为精确。

多回波HISTO是多回波Dixon技术在检测肝脏脂肪含量中很好的补充。多回波Dixon技术的局限性仍有少量患者会出现水-脂肪交换现象［11-13］，导致肝脏脂肪含量测量出现偏差，多回波HISTO 是很好的补充。多回波HISTO使用了短TE的STEAM 激励回波序列，该技术可以使得波谱信号中水脂分离更为清晰，在每一次90°脉冲前施加损毁梯度以消除残余磁化矢量，因此可进一步缩短TE 时间至常规STEAM 的一半。从而可得到5 次TR时间下屏气的STEAM 波谱，依据这5 次不同TE 值的波谱可以作图，得到水与脂肪相应的衰减曲线。不仅可以拟合得到相应的T2 值，也可以通过该方法计算得到的水脂信号比例，进一步对脂肪含量在病变中的分布进行定量评估。有学者将多回波HISTO肝脏脂肪含量测量结果与组织病理学测量结果相比，已经证明它可以提供准确的肝脏脂肪含量测量。然而多回波HISTO 测量取决于体素的正确放置，需避开肝外脂肪组织和大血管。另外，根据患者的解剖结构，可能无法正确放置尺寸30 mm ×30 mm×30 mm的体素，尤其是在较小的肝左叶中。若减少体素尺寸将导致信噪比降低，影响脂肪量化。

研究发现，在健康志愿者无症状人群肝脏脂肪变性达51.6%左右，这说明了在无症状人群中筛查的重要性。多回波Dixon 技术快速定量结果与多回波HISTO测量结果具有高度的相关性和较好的一致性，因此，如果通过双回波Dixon筛选肝脂肪变性，选择多回波Dixon较精确评估，若Mean fit error 超出5%，再选择多回波HISTO进行评估。

本研究局限性在于无症状人群健康志愿者样本量较小；由于肝穿刺活检不适合这种无症状健康人群，而选用多回波Dixon 和HISTO 作为参考标准；磁共振成像定量方法西门子MRI LiverLab是否适合某类疾病的特殊人群仍需要进一步研究。综上所述，西门子LiverLab 的双回波Dixon、多回波Dixon 和多回波HISTO是一种快速、准确和标准化的3 步方案，允许筛查肝脏脂肪变性和定量评估肝脏质子密度脂肪分数。