医师资历和ROI 设置对IDEAL-IQ 评价肝脏脂肪含量的影响

洪居陆 贺小红 李慧 陈婉雯 曾成龙 吴李贤 卢瑞梁 高明勇

1 佛山市第一人民医院（中山大学附属佛山医院）医学影像科 528000；2 佛山市第一人民医院（中山大学附属佛山医院）肿瘤中心放疗科 528000；3 佛山市第一人民医院（中山大学附属佛山医院）感染科 528000

脂肪肝是一种常见的代谢性疾病，是导致各类慢性肝脏疾病的首要病因[1]。早期如不干预，脂肪肝可转变为脂肪性肝炎，进而发展成为肝硬化，甚至肝癌[2-3]。因此，早期动态监测及定量评价肝脏脂肪含量有重要的临床意义[4-5]。无创性定量评价肝脏脂肪含量的方法是目前临床研究的热点之一[6-8]。MRI 非对称回波三点法水脂分离-定量测定（iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation and image quantification，IDEAL-IQ）方法是近年出现的一种无创性定量评估肝脏质子密度脂肪含量（proton density fat fraction，PDFF）的新技术，临床应用研究报道仍较少[9-11]。对MRI 新技术的可重复性研究亦是目前的研究热点[12-14]。我们通过分析医师资历（工作经历）和ROI 设置，评价IDEAL-IQ 技术对肝脏PDFF 的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2017 年1 月至3 月于佛山市第一人民医院疑诊为脂肪肝的患者89 例，均接受IDEAL-IQ扫描。纳入标准：①体重指数（body mass index，BMI）≥23 kg/m2；②超声和（或）瞬时弹性成像怀疑脂肪肝。排除标准：①BMI＜23 kg/m2；②IDEAL-IQ扫描时屏气不佳，图像出现呼吸移动伪影；③肝脏病变，包括结节和（或）肿瘤、局灶性脂肪肝、肝硬化等。根据上述标准，排除BMI＜23 kg/m2的患者27 例、肝脏病变16 例、呼吸伪影3 例，剩余43例纳入本研究，其中男性39 例、女性4 例，年龄（40.37±14.65）岁。患者病史及化验结果：有饮酒史者12 例、肝功能（谷丙转氨酶/谷草转氨酶/谷氨酰转肽酶）异常31 例、高尿酸血症33 例、高脂血症31 例、糖尿病史12 例、高血压病史11 例、肌酐水平升高2 例，其中97.7%的患者至少有上述1 项指标异常；IDEAL-IQ 诊断为脂肪肝41 例。

1.2 仪器与扫描方法

采用美国GE 公司Discovery MR 750W 3.0 T 超导MRI 扫描仪、腹部线圈和呼吸门控技术。检查前对患者进行呼吸训练，向其讲述屏气的技巧，并强调屏气对本次检查的重要性，得到患者的理解和配合，屏气时间需超过20 s。扫描范围：根据三维容积定位，轴位扫描覆盖整个肝脏，腹部线圈中心定位于剑突中心，呼吸门控软管放于肚脐平面。所有患者均于检查前签署了知情同意书。

腹部常规序列选取横轴位T1 加权成像（内插快速扰相梯度回波：回波时间1.8 ms，恢复时间4 ms，激励次数0.69，翻转角12°）、T2 加权成像（快速自旋回波并行采集技术：回波时间78 ms，恢复时间10 000 ms，反转时间165 ms，回波链长度18，激励次数2.00，带宽83.33）和弥散加权成像（平面回波成像：b=0 和1000，回波时间63.3 ms，恢复时间10 000 ms，激励次数8.00），层厚均为6 mm，层间距为0 mm。

三维 IDEAL-IQ 序列主要参数：兼容并行采集技术，实现二维并行采集加速，回波链长度3，分2 次采集，每次采集3 个回波，共有6 个不同时间的回波（最小回波时间1 ms，最大回波时间5 ms）。翻转角4°、重复时间7.3 ms、激励次数0.50、层厚7 mm、层间距0 mm、扫描时间19 s。

可重复性研究在肝左叶外侧段、肝左叶内侧段、肝右叶前段和肝右叶后段显示较好的层面的4 个位置手工勾画ROI。勾画ROI 时，至少距离肝脏包膜约10 mm，注意避开大静脉和大胆管。医师内部的可重复性：由同一位医师独立在43 例患者的肝脏脂肪分量图上手工勾画ROI（图1），ROI 面积分别为10 mm2（图1 中A）、25 mm2（图1中B）和50 mm2（图1 中C），分别记录PDFF，共172 个。医师间的可重复性：由3 位医师（医师A、B、C）分别独立勾画ROI，方法同上，记录PDFF。

ROI 位置与肝脏包膜的关系: 由1 位医师（C）在肝右叶后上段勾画圆形ROI（图2），面积为50 mm2，圆心与肝脏包膜的垂直距离分别为10、20、30 mm，每个距离的ROI 分别测3 次，取平均值，记录PDFF。

1.3 图像分析

由3 位不同资历（工作经历）的医师[医师A（1 年）、医师B（5 年）和医师C（11 年）]在未知患者是否有脂肪肝的情况下，利用MR 设备配置的后处理工作站（AW Volume 5）Viewer 功能，独立对脂肪分量图进行PDFF 测定。3 位医师均在参与本研究前接受了IDEAL-IQ 技术的应用培训，掌握肝脏PDFF 测定的位置及技巧，并能熟练测量。

1.4 统计学方法

采用SPSS 17.0 软件对数据进行统计学分析。符合正态分布的定量资料以±s表示，定性资料以百分数表示。方差齐的计量资料采用单因素方差分析。P＜0.05 为差异有统计学意义。采用SPSS 17.0信度分析检验同一医师按不同ROI 面积重复测定同组资料的一致性，及不同医师按同一ROI 面积重复测定同组资料的一致性，alpha 系数＞0.8 表示可信度极高。使用组内相关系数（intra-class correlation coefficient，ICC）比较检验结果的重复性，ICC＞0.75 表示重复性非常高[14]。

2 结果

同一位医师按3 种ROI 面积测定的PDFF 分别为（14.17±8.40）%、（13.49±8.42）%和（13.25±8.39）%，差异无统计学意义（F=0.138， P=0.871）。3 位医师按同一ROI 面积测定的PDFF 分别为（14.10±8.81）%、（12.75±8.48）%和（14.06±8.22）%，差异无统计学意义（F=0.352，P=0.704）。3 位医师和3 种ROI 面积的PDFF及其比较见表1 和表2。

图1 同一位医师手工勾画3 种面积ROI 的肝脏脂肪分量MRI 图像 患者男性，30 岁，体重指数为 31.1 kg/m2，有肝功能异常、高脂血症病史，IDEAL-IQ 诊断为重度脂肪肝，PDFF 约为28.3℅ 图中，A：ROI 面积为10 mm2；B：ROI 面积为25 mm2；C：ROI 面积为50 mm2。ROI：感兴趣区；MRI：磁共振成像；IDEAL-IQ：非对称回波三点法水脂分离-定量测定；PDFF：质子密度脂肪含量Fig. 1 The fat fraction of the liver was manually delineated three regions of interest by the same doctor（male, 30 years old）

图2 手工勾画ROI 的肝脏脂肪分量MRI 图像 脂肪肝患者，男性，18 岁，体重指数为 27.0 kg/m2，有尿酸血症、肝功能异常病史，IDEAL-IQ 诊断为中度脂肪肝，PDFF 约为11.0℅。于肝右叶后上段勾画圆形ROI，ROI 面积为50 mm2，圆心与肝脏包膜的垂直距离分别为10、20、30 mm。ROI：感兴趣区；MRI：磁共振成像；IDEAL-IQ：非对称回波三点法水脂分离-定量测定；PDFF：质子密度脂肪含量Fig. 2 The fat fraction of the liver was manually delineated the regions of interest（male，18 years old）

对表1 和表2 中的数据进行可信度和可重复性分析，同一位医师分别以ROI 面积10、25、50 mm2测定同一组资料，alpha 系数均＞0.8 且ICC均＞0.75，这说明在不同ROI 面积下测定的PDFF有很高的可信度和可重复性；3 位医师分别在同一ROI 面积下测定同一组资料，alpha 系数均＞0.8 且ICC 均＞0.75，这说明不同医师在同一ROI 面积下测定的PDFF 亦有很高的可信度和可重复性。

于肝右叶后上段距离肝脏包膜10、20、30 mm处测定的PDFF 分别为（9.54±12.84）%、（9.68±13.27）%和（10.50±12.79）%，差异无统计学意义（F=0.032，P=0.968）。

3 讨论

3.1 IDEAL-IQ 技术临床应用优势

MRI 脂肪测定技术[15]主要包括基于磁共振波普成像技术和基于脂肪敏感MRI 技术的肝脏脂肪量化法[16]。磁共振波普成像是通过计算波谱中脂质峰的AUC 得到PDFF，步骤较繁琐，且单次采集只能覆盖小区域的肝脏，限制了其临床的广泛应用[16]。同反相位水脂分离技术容易受到磁场不均匀的影响，尤其是肝内铁元素的影响，导致其对轻度级别的脂肪肝定量评价产生偏差，且PDFF 需要通过相关公式计算获得，较为繁琐。IDEAL 技术可以克服磁场的轻度不均匀获得肝脏的PDFF，但其采集时间较长，难以对全肝PDFF进行一站式定量分析。IDEAL-IQ 是在IDEAL 技术上改良的三维序列，通过1 次屏气扫描可以获得全肝的脂肪分量、R2*、水相、脂相、同相位和反相位等6 个序列图像，在脂肪分量图上即可测出PDFF，无需复杂繁琐的后处理及校正步骤，也无需借助公式计算，有良好的临床应用前景[10]。

3.2 IDEAL-IQ 技术临床应用的可重复性分析

IDEAL-IQ 技术在临床上尚未被广泛推广应用，可供借鉴的经验不多[9-11]，尚未见对于不同医师测定同一病例PDFF 可信度的相关报道。这是临床医师关心和需要影像科解决的问题，也是本技术推广应用的关键问题。为解决这个问题，我们设计了同一组IDEAL-IQ 肝脏脂肪分量图，由3 位不同资历的医师在同一位置以同一ROI 面积测定，其PDFF的差异无统计学意义。3 人测定PDFF 的alpha 系数均＞0.8，这说明可信度非常高；3 人测定PDFF的ICC 均＞0.75，这说明可重复性很高。因此，在经过IDEAL-IQ 技术临床应用的培训后，无论医师的资历高低，其测定的PDFF 均有高度的一致性，可信度高。

表1 同一医师测定3 种不同ROI 面积的PDFF 及其比较（ ±s）Table 1 Proton density fat fraction and test results of three regions of interest areas measured by the same radiologists ( ±s)

表1 同一医师测定3 种不同ROI 面积的PDFF 及其比较（ ±s）Table 1 Proton density fat fraction and test results of three regions of interest areas measured by the same radiologists ( ±s)

注：表中，ROI：感兴趣区；PDFF：质子密度脂肪含量；ICC：组内相关系数

医师 ROI（mm2） F 值 P 值 alpha 系数 ICC 10 25 50 A 14.78±8.84 14.03±8.76 13.49±8.87 0.232 0.793 0.998 0.994 B 13.15±8.77 12.59±8.45 12.51±8.38 0.070 0.932 0.994 0.981 C 14.59±8.02 13.84±8.42 13.76±8.30 0.131 0.877 0.997 0.992

表2 不同医师测定同一ROI 面积的PDFF 及其比较（ ±s）Table 2 Proton density fat fraction and test results of the same regions of interest areas measured by different radiologists ( ±s)

表2 不同医师测定同一ROI 面积的PDFF 及其比较（ ±s）Table 2 Proton density fat fraction and test results of the same regions of interest areas measured by different radiologists ( ±s)

注：表中，PDFF：质子密度脂肪含量；ROI：感兴趣区；ICC：组内相关系数

ROI（mm2） 医师 F 值 P 值 alpha 系数 ICC A B C 10 14.78±8.84 13.15±8.77 14.59±8.02 0.469 0.627 0.982 0.951 25 14.03±8.76 12.59±8.45 13.84±8.42 0.361 0.697 0.985 0.957 50 13.49±8.87 12.51±8.38 13.76±8.30 0.256 0.775 0.984 0.953

焦志云等[9]认为， 应用IDEAL-IQ 测定肝脏 PDFF时，ROI 面积应＞200 mm2，并应尽可能取大的有效ROI，测定位置为肝Ⅰ～Ⅷ 段中心，共8 个ROI。郭若汨等[10]在应用IDEAL-IQ 测定PDFF 时，选取肝门层面肝右叶前段，ROI 面积为10 mm2。而Serai等[11]认为，为避免呼吸移动伪影的影响，PDFF测定位置应选定在肝Ⅶ段，ROI 面积尽可能大。上述研究者均认为PDFF 测定时应避开较大的胆管和血管。为解决究竟ROI 面积多大时IDEAL-IQ 测定肝脏PDFF 的可信度高且可重复性高这个问题，我们在肝门层面选取肝左叶外侧段、肝左叶内侧段、肝右叶前段和肝右叶后段等4 个位置，分别设计10、25、50 mm2等3 种不同面积ROI，让同一位医师分别测定，结果显示PDFF 的差异无统计学意义。本研究结果亦显示，在ROI 面积≤50 mm2时，PDFF 测定的可信度和可重复性均很高。

3.3 ROI 位置与肝脏包膜关系对PDFF 测定影响的分析

在IDEAL-IQ 临床应用中，我们常常比较困惑，ROI 距离肝脏包膜多远，PDFF 测定才不容易出现呼吸移动伪影。本研究选定在肝右叶后上段[11]，距离肝脏包膜10、20、30 mm 处为圆心勾画50 mm2的圆形ROI，结果显示，测定PDFF 的差异无统计学意义。因此，我们认为，在图像无呼吸移动伪影的条件下，ROI 不超出肝脏包膜且避开肉眼可见较大的胆管和血管，测定的PDFF 均可符合技术要求。

3.4 本研究的不足

我们设置的ROI 面积较小，未将100、200 mm2和全肝面积等较大面积的ROI 纳入研究。但我们认为，ROI 面积过大，尤其是肝脏脂肪变性级别较低时，图像的对比度和分辨率均较差，很难分清较大的胆管和血管，这可能导致PDFF 测定值偏小。因此，我们采用多位置、较小面积的ROI，这可能更有利于反映肝细胞的真实情况。

综上所述，医师资历及ROI 设置对IDEAL-IQ评价肝脏PDFF 无影响，可信度和可重复性均很高，有利于该技术在临床推广应用。

利益冲突本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。

作者贡献声明洪居陆负责试验的设计、数据的测量、论文的撰写；贺小红负责扫描技术和论文的指导；李慧负责临床资料的整理、数据的处理；陈婉雯和曾成龙负责数据的测量；吴李贤负责临床患者的筛查和诊断；卢瑞梁负责患者的扫描安排、扫描技术的指导；高明勇负责试验的协调与指导、论文的审阅。