单纯性肥胖症学龄儿童肝脏脂肪含量的MRI研究

王春祥 闫 喆

随着生活水平的提高和饮食结构的改变，儿童肥胖症的发生率有显著上升的趋势，有潜在诱发肝脏脂肪沉积的可能，应及时给予控制。本研究利用MRI技术对单纯性肥胖症的学龄儿童进行多项MRI指标的定量测量，旨在明确单纯性肥胖症脂肪沉积的MRI定量诊断价值，以期提高早期诊断率。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2015年1月—2016年12月经天津市儿童医院内分泌科收治的学龄期单纯性肥胖症患儿52例，其中男31例，女21例，平均年龄（10.2±1.1）岁，平均体质量（50.2±4.7） kg。 纳入标准：①肥胖症患儿，即体质量超过同年龄同性别同身高的儿童体质量均值的2个标准差或20%以上者；②单纯因过食少动引起或有肥胖家族史，体检示均匀性肥胖、高大者。排除标准：实验室检查高瘦素、高胰岛素、高脂血症者及有其他异常者。根据体质量将患儿分为3组：①轻度肥胖组，体质量超过正常2～3个标准差或20%～29%；②中度肥胖组，体质量超过正常3～4个标准差或30%～39%；③重度肥胖组，体质量超过正常4个标准差或40%以上。对照组为40例体质量正常且年龄匹配的健康儿童，男 22 例，女 18 例，平均年龄（9.8±0.9）岁，平均体质量（39.5±4.1）kg。研究经伦理委员会通过，所有入组患儿家长均签署知情同意书。

1.2 检查方法 采用SIEMENS 1.5 T Avanto超导MR设备和体线圈。检查者仰卧于检查床，双臂上举，足先进，扫描以肝脏为中心。扫描范围自膈顶至双肾门水平，包括全部肝脏。扫描前需进行呼吸训练，以便缩短呼吸门控采集所用的扫描时间。常规平扫包括横断面T1WI、T2WI以及冠状面真实稳态进动快速成像（true FISP）扫描。扰相梯度回波（GRE）T1WIdual序列：TR 245 ms，TE 分别为 1.15 ms（反相位）和2.3 ms（同相位），尽量屏气扫描，采集时间约18 s。1H-MRS检查采用呼吸门控完成单体素采集，TR 2 000 ms，TE 50 ms，激励次数 8，体素大小约25 mm×25 mm×25 mm。兴趣区（ROI）约 20 mm2，选取肝右后叶胆管及血管稀少的区域，并添加饱和带。

1.3 影像分析 扫描数据传至syngo MMWP VE40D工作站并进行后处理分析。①观察肝实质在T1WI同、反相位影像上的信号强度是否一致。②通过1H-MRS得到肝内ROI的水峰峰值（Pw）、水峰下面积（Aw）、脂质峰峰值（Pl）及脂质峰下面积（Al），并计算脂肪分数 F F，F F=Al/（Al+Aw）×100%[4]。

1.4 统计学分析 采用SPSS17.0软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差）表示。采用Bland-Altman方法分析MR检查序列的可重复性。采用独立样本t检验比较正常儿童和肥胖症患儿间Pw、Aw、Pl、Al、FF 差异；采用单因素方差分析比较轻、中、重度肥胖症患儿间各项指标的差异。采用受试者操作特征（ROC）曲线评估MRS诊断肥胖症患儿脂肪肝的敏感度、特异度及准确度。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 MRI表现 正常对照组MRI上肝实质信号均匀，T1WI上较脾实质信号强，T2WI上则较脾低，正常肝内血管表现为低信号；同反相位影像上肝实质信号一致（图1A、1B）。肥胖组常规MR序列上肝脏信号基本均匀，与同相位影像相比，反相位上的肝实质信号不同程度减低（图2A、2B）。

2.2 MRS特征 正常对照组MRS上可见一个明显突出的、高窄尖锐的水峰，其他波峰未见确切显示，基线比较稳定（图1C、1D）。病例组中有50例患儿MRS上出现明显高尖的水峰和尖窄但较低的脂质峰（图2C、2D），2例因波谱杂乱呈锯齿状改变。

2.3 组间MRS参数比较 肥胖组与对照组Pw、Aw均无明显差异（均P>0.05）。对照组无明显脂质峰，肥胖组 Pl、Al及 FF 均高于对照组（均 P＜0.05，表 1）。轻、中、重肥胖患儿 MRS参数比较显示，Pl、Al差异均有统计学意义（均P＜0.05，表2），随着肥胖分级的增加，其 Pl、Al均增高。

2.41H-MRS诊断效能分析 对照组与肥胖组1HMRS 中 Pl、Al及 FF 的诊断阈值分别为 6.55、9.65、4.87%，其中FF的诊断效能最高，敏感度为100%，特异度为82%，准确度为85%（图3）。

3 讨论

3.1 成像原理及临床应用 T1WI双回波同反相位技术通过人体中水和脂肪的化学位移效应在2D扰相GRE T1WI序列中同时获得不同TE的同相位和反相位影像，反相位上水脂混合组织信号较同相位明显衰减使得其可初步直接判别肝组织内是否存在脂肪沉积[1]。本研究中所有受试者均进行了T1WI双回波同反相位扫描，在临床分级为中重度肥胖的患儿中可观察到反相位影像上肝实质信号明显减低，部分轻度肥胖症患儿即使肉眼不能明确信号强度的变化，可通过同反相位影像上同一部位肝脏信号强度的测量亦可发现反相位上信号强度减低的趋势。

图1 正常儿童，10岁，肝脏MR影像。A、B图为T1WIdual同、反相位影像，肝实质信号基本一致；C图为横断面T2 FSE影像，ROI选择肝右后叶胆管及血管稀少的区域；D图可见1H-MRS上正常儿童具有高尖的水峰和明显低平的脂峰，后者基本上于基线相平齐。

图2 单纯性肥胖症患儿，8岁，肝脏MRI。A、B图为T1WIdual同、反相位显示肝脏于反相位影像上信号略减低；C图为横断面T2 FSE影像，ROI选择肝右后叶胆管及血管稀少的区域；D图为1H-MRS，单纯性肥胖症患儿MRS谱线上可见明显高尖的水峰和尖窄但相对较低的脂质峰。

图3 1H-MRS参数ROC曲线分析

表1 对照组与肥胖组间MRS参数比较 （×103）

表2 3组肥胖患儿MRS参数比较 （×103）

MRS是目前唯一能够无创性研究人体活体组织代谢、生化变化及化合物定量分析的方法。该技术能在分子水平上反映病理情况，通过波谱内峰值及其所处位置来区分不同化合物并估算其含量。由于肝组织中含有较多的水和脂肪成分，在90°射频脉冲前不加化学位移选择性抑水脉冲激励可使除了脂肪以外的大部分代谢物被水峰湮没，1H-MRS仅显示出肝组织中水和脂肪的谱线，便于肝脏脂肪含量的定量分析[2-3]。有研究者[4]通过实验证实1HMRS可以对动物或成人肝内脂肪做出定量分析，且与组织病理学分级高度相关；亦有研究者[5-6]提出MRS和组织学活检具有高度的相关性。本研究中正常组与病例组均出现了明显高尖的水峰。我们认为这是因为脂肪肝主要由肝细胞内过量脂肪滴形成，而细胞外液含水较多且无过多的脂质分子，因此在MRS上正常组与病例组的Pw及Aw均无统计学差异，Pl、Al及脂肪分数均具有统计学差异，ROC曲线提示FF的诊断效能最高，敏感度为100%，特异度为82%，准确度为85%。我们认为，当谱线中出现脂峰可基本诊断脂肪肝。为避免医师主观判断造成的误差，可通过Pl、Al、FF的诊断阈值作为量化标准进一步定量诊断，这与临床划分轻、中、重度肥胖症的分级程度和趋势基本一致，即临床分级越重的患儿，其谱线中 Pl、Al、FF 越高，并已通过统计学分析得到证实。在临床实际应用中，可于MRS分析前通过同反相位序列做出初步诊断，再通过MRS进一步对肝脏脂肪进行定量评估。我们认为，MRS对于轻度分级者的定量诊断意义更大，因为常规MR序列不能明确脂肪肝的诊断，但通过Pl、Al及FF可明确肝脏脂肪含量，有助于临床诊断及早期干预。

3.2 技术优势 超声诊断脂肪肝的敏感度虽达90%以上，但其多注重肝脏形态学的改变，主要依靠诊断医师的主观判断，对于脂肪肝严重程度的分级缺乏量化指标。尽管CT值的高低与肝细胞脂肪含量呈明显负相关，但不同程度脂肪肝病人的CT值范围存在重合，故诊断准确性和特异性均较低，且CT检查具有辐射性，对患儿本身有危害。此外，某些弥漫性肝疾病（如慢性肝炎、药物性肝损害）在超声及CT上的表现与脂肪肝均无明显差异，容易造成误诊。1H-MRS可敏感地探测出肝脏脂肪变时脂肪滴在细胞内沉积引起的分子水平上化学物质含量的改变，从根本上减少误诊的可能。

3.3 局限性 本研究纳入对象为学龄儿童，这是因为肥胖症就诊的儿童群体主要集中在这一年龄段，而对其他年龄段的病患未进行系统化分析。另外，病例组中有2例出现谱线杂乱的情况，分析其原因可能与MRS扫描时中心频率漂移[7]有关。今后需同时兼顾影响波谱曲线的多种因素，如定位准确、磁场均匀性，并尝试应用多体素扫描，以便数据更为精准。MRS通过选择ROI的方法来进行测量，这就为定量诊断局灶性脂肪肝提供了基础。本研究纳入者均为弥漫性脂肪沉积的肥胖患儿，因此MRS对局灶性脂肪沉积的诊断准确性有待进一步深入研究。

T1WI双回波同反相位技术和MRS技术是目前利用MRI判定肝脏脂肪含量高低的有效方法[8]。可作为脂肪肝动态监测、随访观察的有效手段。这样将形态学与功能学检查相结合，从传统的非特异性解剖学成像深入到特异性分子水平成像，有助于对病变性质进一步认识。对于儿童群体，MRI的无辐射性和定量准确性更有利于脂肪肝的诊断和评估。