本文關(guān)鍵詞：基于mDixon方法快速量化非酒精性脂肪肝脂肪含量的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：第一部分多次屏氣與呼吸觸發(fā)‘H磁共振波譜量化肝臟脂肪含量的比較研究目的1、評(píng)價(jià)多次屏氣(breath-hold, BH)1H磁共振波譜(hydrogen 1 magnetic resonance spectroscopy,1H-MRS)與呼吸觸發(fā)(respiratory-triggered, RT)1H-MRS在肝臟的可重復(fù)性。2、評(píng)價(jià)多次屏氣(BH)1H-MRS與呼吸觸發(fā)(RT)1H-MRS量化肝臟脂肪含量的可行性。3、評(píng)價(jià)多次屏氣(BH)1H-MRS與呼吸觸發(fā)(RT)1H-MRS對(duì)肝臟脂肪含量量化的一致性和相關(guān)性。材料與方法1、研究對(duì)象本研究共納入60名受試者,包括30名非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)患者及30名無(wú)明顯肝臟疾患的患者作為健康對(duì)照組,均為2013年2月～2013年12月在廣東省第二人民醫(yī)院行上腹部MR檢查的患者。NAFLD的診斷根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)肝臟病學(xué)會(huì)脂肪肝和酒精性肝病學(xué)組制定的《非酒精性脂肪性肝病診療指南(2010年修訂版)》的診斷標(biāo)準(zhǔn)。NAFLD患者納入標(biāo)準(zhǔn)包括以下幾條：(1)患者大于16歲；(2)無(wú)飲酒史或輕度飲酒史(女性折合乙醇量70g/周,男性140g/周)；(3)除外病毒性肝炎、藥物性肝病、全胃腸外營(yíng)養(yǎng)、肝豆?fàn)詈俗冃�、自身免疫性肝病等可�?dǎo)致脂肪肝的特定疾�。�(4)本次就診腹部超聲或CT提示脂肪肝。健康對(duì)照組的納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)既往無(wú)肝臟疾�。�(2)本次就診腹部超聲或CT提示肝實(shí)質(zhì)回聲或密度正常,未見明確病變。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)有MR檢查禁忌癥的患者(如有幽閉恐懼癥、心臟起搏器或金屬植入物等患者)或懷孕的患者；(2)排除影響肝臟鐵沉積的疾病,如肝血色素沉著癥、地中海貧血或有輸血史的患者；(3)排除由于呼吸偽影導(dǎo)致出現(xiàn)不能解釋的波譜的患者。2、儀器與設(shè)備采用飛利浦1.5T雙梯度磁共振成像系統(tǒng)(Achieva, Philips)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,16通道體部相控陣線圈作為接收線圈。3、1H-MRS采集方法所有受試者的MR檢查在上午空腹(禁食8小時(shí))進(jìn)行。肝臟1H-MRS作為上腹部MR檢查的一部分由同一名經(jīng)培訓(xùn)的磁共振掃描技師進(jìn)行。所有患者均取仰臥位。由經(jīng)培訓(xùn)的磁共振掃描技師訓(xùn)練患者配合呼吸。囑患者平靜、規(guī)律呼吸,且盡量保持一致。在需要屏氣的序列,囑患者在呼氣末屏住呼吸以保持屏氣一致。1H-MRS采集在常規(guī)檢查完成后進(jìn)行。上腹部MR平掃常規(guī)序列包括：三平面定位序列,mDixon序列,T2WI,SPAIR, DWI。為了準(zhǔn)確定位,選擇mDixon序列橫斷面容積掃描數(shù)據(jù)(水相)重建冠、矢狀面作為定位圖像。用單體素點(diǎn)分辨波譜分析法(point-resolved spectroscopy,PRESS)。感興趣容積(volume of interest, VOI)大小設(shè)定為20mmx20mmx20mm,由同一名經(jīng)培訓(xùn)的影像科醫(yī)生放置在肝右后葉上段(庫(kù)氏肝段Ⅶ), VOI距肝邊緣10mm,并小心避開肝內(nèi)大血管、膽管等結(jié)構(gòu)及鄰近組織器官、肝外脂肪等。VOI放置后,行自動(dòng)優(yōu)化梯度勻場(chǎng),獲得的水峰的半高全寬10Hz后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。未行水抑制。先行RT波譜采集。利用屏幕捕捉功能拷貝放置了VOI的定位圖像并傳輸?shù)胶筇幚砉ぷ髡?以記錄確切的體素的位置,使隨后采集的BH波譜VOI的放置與其保持一致。采集參數(shù)如下：TR:2000 ms, TE:41ms, NSA:32。隨后行多次BH波譜采集。VOI與RT波譜采集的一致。囑患者呼氣末屏住呼吸�？偛杉瘯r(shí)間為80秒,根據(jù)患者的屏氣能力進(jìn)行設(shè)置多次屏氣,一般分4次(段),每段(次)屏氣時(shí)間為20秒,每段(次)屏氣后平靜呼吸8-10秒后進(jìn)入下一次(段)屏氣采集。采集參數(shù)如下：TR:2000 ms, TE:41ms, NSA: 8。為了評(píng)價(jià)RT和BH波譜的可重復(fù)性,再重復(fù)一次RT和BH波譜采集,VOI的大小、放置位置及波譜掃描參數(shù)均保持不變。4、1H-MRS數(shù)據(jù)分析利用Philips工作站自帶后處理工作站和軟件(spectroView)對(duì)采集的波譜數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理分析擬合出波譜圖。分別記錄利用多次BH和RT1H-MRS采集得到的波譜曲線中亞甲基峰(1.3ppm)和水峰(4.7ppm)下面積,采用計(jì)算公式：LFCMRS=(Alipid/Alipid+Awater)×100%,分別計(jì)算脂肪分?jǐn)?shù)。同一種采集方法得到的LFC的最終結(jié)果取兩次檢查的平均值。5、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行所有的統(tǒng)計(jì)分析。所有結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。RT波譜及多次BH波譜的可重復(fù)性采用配對(duì)t檢驗(yàn)進(jìn)行分析。RT波譜采集計(jì)算得到的LFCMRS-RT和多次BH波譜采集計(jì)算得到的LFCMRS-BH用線性回歸分析,計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)。計(jì)算兩者的Bland-Altman 95%一致性界限和Lin一致性相關(guān)系數(shù)。當(dāng)P0.05時(shí),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果60名受試者中有40名男性和20名女性,平均年齡為42.7歲±14.1(范圍為16-77歲),平均體重指數(shù)(body mass index,BMI)為25.96 kg/m2±4.54(范圍為17.93-38.06 kg/m2)。所有患者都能配合檢查,所獲得的波譜均能符合分析要求。RT和多次BH前后兩次波譜采集得到的LFCMRS無(wú)顯著性差異(P均0.0001),可重復(fù)性良好。RT波譜采集計(jì)算得到的LFCMRS-RT平均為(8.6±8.7)%(范圍為0.2%-38.5%),多次BH波譜采集計(jì)算得到的LFCMRS-BH平均為(9.4±9.3)%(范圍為O.1%-35.4%)。LFCMRS-RT和LFCMRS-BH顯著相關(guān),Pearson相關(guān)系數(shù)為0.973(P0.0001)。用Bland-Altman分析,兩者亦表現(xiàn)為高度一致,91.7%點(diǎn)都在95%一致性界限內(nèi)。兩者的Lin一致性相關(guān)系數(shù)為0.951(P0.0001)。結(jié)論1、RT和多次BH單體素PRESS波譜采集方法在肝臟的可重復(fù)性良好。2、RT和多次BH波譜采集方法均能用于測(cè)量NAFLD患者及正常受試者的肝臟脂肪含量,這兩種方法的測(cè)量結(jié)果無(wú)顯著性差異,兩者高度相關(guān)且一致性良好。3、在臨床應(yīng)用中,根據(jù)患者的配合度和操作者熟練水平可靈活選擇波譜采集方法。第二部分基于mDixon方法快速量化非酒精性脂肪肝脂肪含量的研究研究目的1、利用第三方免費(fèi)圖像處理軟件Image J (National Institutes of Health, USA)對(duì)mDixon方法采集的肝臟圖像進(jìn)行后處理,評(píng)價(jià)mDixon方法量化NAFLD患者肝臟內(nèi)脂肪含量的可行性。2、以單體素PRESS呼吸觸發(fā)(respiratory-triggered, RT)'H-MRS作為參考標(biāo)準(zhǔn),評(píng)價(jià)臨床上常用的mDixon方法采用Image J軟件處理后快速量化NAFLD患者肝臟脂肪含量的準(zhǔn)確性。材料與方法1、研究對(duì)象本研究總共納入70名NAFLD患者,為2013年2月-2014年12月在廣東省第二人民醫(yī)院行MR檢查的患者。NAFLD的診斷根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)肝臟病學(xué)會(huì)脂肪肝和酒精性肝病學(xué)組制定的《非酒精性脂肪性肝病診療指南(2010年修訂版)》的診斷標(biāo)準(zhǔn)。納入標(biāo)準(zhǔn)包括以下幾條：(1)患者大于16歲；(2)無(wú)飲酒史或輕度飲酒史(女性折合乙醇量70g/周,男性140g/周)；(3)除外病毒性肝炎、藥物性肝病、全胃腸外營(yíng)養(yǎng)、肝豆?fàn)詈俗冃浴⒆陨砻庖咝愿尾〉瓤蓪?dǎo)致脂肪肝的特定疾�。�(4)本次就診腹部超聲或CT提示脂肪肝。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)有MR檢查禁忌癥的患者(如有幽閉恐懼癥、心臟起搏器或金屬植入物等患者)或懷孕的患者；(2)排除影響肝臟鐵沉積的疾病,如肝血色素沉著癥、地中海貧血或有輸血史的患者；(3)排除由于呼吸偽影導(dǎo)致出現(xiàn)不能解釋的波譜的患者。2、儀器設(shè)備采用飛利浦1.5T雙梯度磁共振成像系統(tǒng)(Achieva, Philips),16通道體部相控陣線圈進(jìn)行信號(hào)接收。3、MR檢查方法所有受試者的MR檢查在上午空腹(禁食8小時(shí))進(jìn)行。所有檢查均由同一經(jīng)培訓(xùn)的磁共振掃描技師進(jìn)行。所有患者均取仰臥位。由經(jīng)培訓(xùn)的磁共振掃描技師訓(xùn)練患者配合呼吸。囑患者平靜、規(guī)律呼吸,且盡量保持一致。在需要屏氣的序列,囑患者在呼氣末屏住呼吸以保持屏氣一致。三維(three dimensional,3D)擾相梯度回波mDixon序列和1H-MRS均在同一個(gè)檢查中進(jìn)行。先行全肝mDixon序列容積掃描。通過(guò)使用三平面定位圖像,設(shè)置mDixon序列掃描范圍包括整個(gè)肝臟。掃描參數(shù)如下：TR:5.6 ms,TE1: 1.80 ms,TE2:4.0 ms,翻轉(zhuǎn)角度：15°,矩陣：256×160-256,矩形FOV.根據(jù)患者體型進(jìn)行調(diào)整,層厚：6mm,層間距：-3mm。mDixon序列采集在一個(gè)屏氣相內(nèi)完成(屏氣時(shí)間為13.8-17.7s),實(shí)時(shí)創(chuàng)建出四組圖像：水相(water-only,W)、正相位(in phase, IP)、反相位(out phase, OP)、脂相圖(fat-only, F)。1H-MRS采集：為了準(zhǔn)確定位,選擇mDixon序列橫斷面容積掃描數(shù)據(jù)(水相)重建冠、矢狀面作為定位圖像。采集單體素MRS數(shù)據(jù),用點(diǎn)分辨波譜分析法(point-resolved spectroscopy, PRESS),采用呼吸觸發(fā)采集技術(shù),采集參數(shù)如下：TR:2000 ms, TE:41ms, NSA:32,感興趣容積(volume of interest, VOI)大小為20mmx20mmx20mm,由同一名經(jīng)培訓(xùn)的影像科醫(yī)生放置在肝右后葉上段(庫(kù)氏肝段Ⅶ),距肝邊緣10mm,并小心避開肝內(nèi)大血管、膽管等結(jié)構(gòu)及鄰近組織器官、肝外脂肪等。利用屏幕捕捉功能拷貝放置了VOI的定位圖像并傳輸?shù)胶筇幚砉ぷ髡?以記錄確切的體素的位置,使后一階段能在mDixon圖像上進(jìn)行匹配分析。VOI放置后,行自動(dòng)優(yōu)化梯度勻場(chǎng),獲得的水峰的半高全寬(full width half max, FWHM)10Hz時(shí)進(jìn)行波譜采集。采集過(guò)程中未行水抑制。4、MR圖像處理方法(1)采用第三方免費(fèi)圖像處理軟件Image J (National Institutes of Health, USA)進(jìn)行圖像后處理,測(cè)量肝臟內(nèi)脂肪含量。分別將mDixon水相及脂相原始圖像拷貝至Image J處理軟件,經(jīng)‘'Image-to-stack'’處理后進(jìn)行分別命名存儲(chǔ)(如水相圖為W,脂相圖為F),用“Image calculator"功能鍵將水相圖和脂相圖相疊加得到水脂圖(W+F),然后用"Image calculator"功能鍵將脂圖(F)除以水脂圖(W+F)得到脂肪分?jǐn)?shù)(fat fraction, FF)圖(FF=F/W+F)。在工具欄內(nèi)選擇“區(qū)域選擇工具”放置在肝臟任一區(qū)域,點(diǎn)擊工具欄的"measure"鍵,即可得到該區(qū)域由軟件自動(dòng)計(jì)算得出的脂肪含量。為更精確地與1H-MRS的測(cè)量數(shù)據(jù)相對(duì)比,選擇大小為20mm×20mm的矩形(與波譜VOI相匹配)放置在1H-MRS VOI的同一位置(對(duì)比拷貝的波譜定位圖像),在連續(xù)三個(gè)層面上進(jìn)行肝臟脂肪含量(LFCmDixon)測(cè)量,取三次測(cè)量的平均值作為最終的肝臟脂肪含量(LFCmDixon)。(2)1H-MRS數(shù)據(jù)分析：利用Philips工作站自帶后處理工作站和軟件(spectroView)對(duì)采集的波譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析擬合出波譜圖。記錄4.7ppm處水峰和1.3ppm處亞甲基峰的峰下面積。用1H-MRS測(cè)得的肝臟脂肪含量(以百分比表示)計(jì)算公式如下：LFCMRS=(Alipid/Alipid+Awater)×100%。5、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表不。mDixon圖像經(jīng)Image J處理測(cè)量得到的LFCmDixon與1H-MRS測(cè)量得到的LFCMRS的一致性分三個(gè)步驟評(píng)價(jià)。首先,畫一個(gè)散點(diǎn)圖,并行線性回歸來(lái)評(píng)價(jià)LFCmDixon和LFCMRS的關(guān)系,計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)。其次,用Bland-Altman方法估計(jì)兩者的一致性,把LFCmDixon和LFCMRS兩者的差異標(biāo)記在它們均數(shù)相對(duì)的位置,計(jì)算95%的一致性界限。第三,計(jì)算Lin一致性相關(guān)系數(shù)。當(dāng)P0.05時(shí),差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果70名NAFLD患者有40名男性,30名女性,總的平均年齡為(42.7±15.4)歲(年齡范圍為18-81歲)。平均體重指數(shù)(body mass index, BMI)為(28.73±4.74) kg/m2 (19.10-55.36 kg/m2)。1H-MRS掃描時(shí)間平均為3分25秒,mDixon掃描時(shí)間平均為15.9秒。在Image J軟件處理mDixon圖像得到的脂肪含量圖(偽彩圖)上,根據(jù)脂肪含量的不同,組織器官表現(xiàn)為不同的顏色(深藍(lán)-紅色)。隨脂肪含量不同,肝臟呈不同程度的藍(lán)色-黃綠色。采用Image J軟件在脂肪含量圖測(cè)量得到的LFCmDixon平均為(16.9±8.7)%(范圍為6.6%-37.0%)。用1H-MRS測(cè)量得到的LFCMRS平均為(16.0±8.8)%,(范圍為5.7%-41.4%),所有患者的肝臟脂肪含量均5.56%,符合脂肪肝的波譜診斷標(biāo)準(zhǔn)。LFCmDixon和LFCMRS高度相關(guān),Pearson相關(guān)系數(shù)為0.920(P0.0001)。用Bland-Altman方法,95.8%數(shù)據(jù)點(diǎn)都在95%一致性范圍內(nèi)。Lin一致性相關(guān)系數(shù)為0.968(P0.0001)。結(jié)論1、采用Image J軟件對(duì)mDixon方法圖像進(jìn)行后處理可快速、方便地測(cè)量的肝臟脂肪含量,不需任何的人工運(yùn)算。2、采用Image J軟件對(duì)mDixon方法圖像處理測(cè)量得到的肝臟脂肪含量與1H-MRS的測(cè)量結(jié)果有良好相關(guān)性并且高度一致性。3、mDixon序列的易獲得性和極短的掃描時(shí)間,Image J軟件操作簡(jiǎn)單、快捷,在臨床研究中有可能取代1H-MRS快速量化肝臟脂肪含量。4、該方法是否適用于肝硬化及鐵沉積患者,有待進(jìn)一步研究。

  本文關(guān)鍵詞：基于mDixon方法快速量化非酒精性脂肪肝脂肪含量的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。