磁共振多回波Dixon技术对肥胖儿童肝脏脂肪含量的定量评估

王丹娣，向永华，甘清，蔡齐芳，金科

南华大学儿科学院，湖南省儿童医院放射科，湖南 长沙 410007；*通信作者 金科 jinke001@sina.com

随着经济快速发展，全球儿童肥胖率持续上升[1]，由肥胖引起的各种并发症越来越常见[2]。肥胖容易发生腹部器官脂肪浸润[3]，导致肝脏脂肪变性，全球肥胖儿童脂肪变性的发病率已达26%[4]。肝脏脂肪变性一般无特征性临床症状，早期诊断困难，肝脏活检是评估“金标准”，但其为有创检查，患者及家属难以接受。超声是首选的无创性检查，但其不能精确定量肝脏脂肪含量，且肥胖患者皮下脂肪过厚会影响检查结果；CT可以诊断脂肪肝，但对儿童有辐射伤害；氢质子磁共振波谱（1H-MRS）是量化肝脏脂肪含量的非侵入性“金标准”，但其不能评估肝脏整体脂肪含量，且耗时长、后处理复杂[5]，目前常用的影像学方法均存在一定的局限性[6]。

磁共振多回波Dixon技术是一项改良的水脂分离技术，仅需十几秒扫描即可以得到肝脏脂肪分数图，且后处理简单，可以定量测量全肝任意位置脂肪，并获得定量参数质子密度脂肪分数（proton density fat fraction，PDFF），有望取代1H-MRS，是一项有前景的技术[7]。既往应用该技术的研究对象大多数为成人。有研究发现[8]肝脏脂肪含量与临床指标密切相关，而关于肥胖儿童肝脏脂肪含量的定量及其与肥胖指标之间的联系研究较少。本研究拟探讨磁共振多回波Dixon技术定量参数PDFF与肥胖指标的关系，及其对肥胖儿童肝脏脂肪含量定量分析的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性收集2019年12月—2020年12月在湖南省儿童医院诊断为肥胖儿童73例，纳入标准：年龄7～15岁；体型肥胖，体重指数（body mass index，BMI）达到中国2～18岁儿童青少年超重、肥胖体重筛查指数界值点标准[9]肥胖界值以上，因暴饮暴食、缺乏运动造成肥胖，或存在肥胖家族史。排除标准：由内分泌、遗传代谢等原因导致的肥胖；近期摄入降糖、降脂或影响肝功能的药物，有饮酒史及其他慢性肝脏疾病。参考非酒精性脂肪性肝病诊疗指南[8]将肥胖儿童分为3组：单纯肥胖组（肥胖A组）为超声未提示脂肪肝并谷丙转氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、谷草转氨酶（aspartate transaminase，AST）正常（ALT、AST＜40 IU/L），共29例；脂肪肝并肝功能正常组（肥胖B组）为超声提示脂肪肝并ALT、AST正常（ALT、AST＜40 IU/L），共21例；脂肪肝并肝功能异常组（肥胖C组）为超声提示脂肪肝并ALT、AST异常（ALT或AST＞40 IU/L），共23例。脂肪肝确诊参考非酒精性脂肪性肝病诊疗指南[10]。选择27例性别、年龄相匹配的健康儿童作为对照组，纳入标准：年龄7～15岁；体型正常，BMI未达到中国2～18岁儿童青少年超重、肥胖体重筛查指数界值点标准[9]肥胖界值。排除标准：近期摄入降糖、降脂或影响肝功能的药物，有饮酒史及其他慢性肝脏疾病。本研究经湖南省儿童医院伦理学委员会批准。所有受试儿童及家属（或法定监护人）均签署知情同意书。

1.2 形态指标及实验室指标 形态指标包括体重、身高、腰围、BMI。实验室指标包括ALT、AST、AST/ALT、尿酸、血清甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、空腹血糖、空腹胰岛素、胰岛素抵抗指数（homeostasis model assessment of insulin resistance，HOMA-IR）。根据公式（1）计算HOMA-IR。

1.3 影像学检查 使用Aixplorer超声图像诊断仪进行肝脏超声检查。使用Siemens 3.0T Skyra MRI扫描仪和8通道体线圈，扫描定位均选取常规肝脏定位方法（线圈横轴中心对准脐与剑突连线中点，纵横交点对准脐与剑突连线中点），由同一技师操作进行MR扫描，扫描时间13 s。所有入组儿童均可以配合检查，无需服用镇静剂。多回波Dixon序列在1.05、2.46、3.69、4.92、6.15、7.38 ms 6组TE下采集6幅分数回波幅度图像。TR 9.15 ms，层厚3.5 mm，视野400 mm，体素大小2.6 mm×2.6 mm×3.5 mm。

6幅回波图像经过后台校正可得到脂肪分数图，由2名放射科主治及以上诊断医师分别在肝门附近层面沿肝缘勾画感兴趣区，取其平均值作为PDFF值（%），感兴趣区的勾画选择肝门层面，尽可能避开肝门区血管、胆管及伪影，见图1。

图1 儿童PDFF测量。A.健康儿童，PDFF为1.7%；B.单纯肥胖儿童，PDFF为3.8%；C.脂肪肝并肝功能正常儿童，PDFF为12.8%；D.脂肪肝并肝功能异常儿童，PDFF为37.8%；PDFF：质子密度脂肪分数

1.4 统计学方法 使用SPSS 25.0软件，计量资料以±s表示，多组间比较使用单因素方差分析，两两比较采用LSD法。采用Spearman相关分析临床各指标与PDFF的相关性。使用受试者工作特征（ROC）曲线分析PDFF参数鉴别肝脏脂肪浸润程度。采用Kappa检验分析2名医师测得两组平均PDFF值的一致性。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本资料 对照组和肥胖组受试者年龄、性别差异无统计学意义（P＞0.05），BMI差异有统计学意义（P＜0.001），见表1。

表1 肥胖组与对照组儿童基本资料比较

2.2 一致性检验 2名医师测得两组PDFF值的一致性较好（Kappa＞0.8）。

2.3 PDFF与肥胖相关指标的相关性 PDFF与BMI（r=0.718）、腰围（r=0.740）、ALT（r=0.752）、尿酸（r=0.607）、空腹胰岛素（r=0.666）、HOMA-IR（r=0.657）呈正相关，与AST/ALT呈负相关（r=-0.737），与AST呈正相关（r=0.584）、与高密度脂蛋白呈负相关（r=-0.426），与血清甘油三酯呈正相关（r=0.384），P均＜0.01。PDFF与空腹血糖、低密度脂蛋白无显著相关性（P＞0.01）。

2.4 对照组及肥胖组PDFF比较 PDFF：对照组（2.14±0.97）%，肥胖A组（3.18±1.90）%，肥胖B组（9.36±7.59）%，肥胖C组（21.49±11.20）%，各组间差异有统计学意义（F=46.032，P＜0.01），两两比较差异均有统计学意义（P均＜0.05）。

2.5 PDFF鉴别肝脏脂肪浸润程度 PDFF鉴别诊断对照组和肥胖A组、肥胖A组和肥胖B组、肥胖B和肥胖C组的效能见图2、表2。

表2 PDFF 鉴别不同肥胖儿童肝脏脂肪浸润程度的诊断效能

图2 PDFF鉴别不同儿童肝脏脂肪浸润程度的ROC曲线。A为对照组与肥胖A组，B为肥胖A组与肥胖B组，C为肥胖B组与肥胖C组；PDFF：质子密度脂肪分数

3 讨论

肥胖会影响糖脂代谢、肝肾功能、胰岛素抵抗等，表现为肝功能、肾功能、血糖、血脂、胰岛素等临床肥胖指标异常。有研究表明[11]部分临床肥胖指标与肝脏脂肪浸润密切相关，但由于临床肥胖指标之间相互影响，无法单独使用其中1个或几个指标衡量肝脏脂肪浸润程度。洪玉芹等[12]报道脂肪浸润严重程度与内脏脂肪含量的相关性（r=0.511）较腰围（r=0.285）更强，表明一些常规临床肥胖指标不能有效反映肝脏脂肪浸润程度；且当肝脏脂肪含量异常时，部分临床肥胖指标可能仍在正常范围内。本研究显示PDFF与BMI、腰围、AST、AST/ALT、血清甘油三酯、高密度脂蛋白、尿酸、空腹胰岛素、HOMA-IR等临床肥胖指标显著相关，且对照组及肥胖组PDFF有显著差异，表明PDFF可以区分不同肥胖儿童肝脏脂肪沉积程度，也表明这些临床指标可以在一定程度上提示不同类型肥胖儿童肝脏脂肪浸润的严重程度。有研究表明多回波Dixon技术测量的肝脏脂肪含量与肝活检、1H-MRS测得的肝脏脂肪含量均有良好的相关性[13-14]，且与另外两种方法相比，PDFF可以更直接、有效地评估肥胖儿童肝脏脂肪含量及病变情况。

实验室指标仅能对肥胖儿童肝脏脂肪浸润程度做出模糊的推断，且目前常规影像学检查很难发现肝脏轻微脂肪浸润。本研究中肥胖A组肝脏PDFF较对照组明显增高，表明在肥胖早期肝脏已经开始积蓄脂肪。有研究表明儿童早期脂肪肝预后较好[15]，早期评估肥胖儿童肝脏脂肪含量并及时进行干预十分必要，而定量参数PDFF对微量的脂肪变化比较敏感，多回波Dixon技术可以作为动态监测肥胖儿童肝脏脂肪含量的方法[16]。

本研究发现，肥胖组PDFF较对照组均显著增大，且各组PDFF随肥胖的严重程度增加而增大，与既往研究相似[17]。使用PDFF鉴别对照组与肥胖A组、肥胖A组与肥胖B组、肥胖B组和肥胖C组，截断点越来越高且有显著差异，提示随着PDFF增大，肝脏脂肪浸润程度逐渐加重。对照组与肥胖A组AUC为0.710，表明PDFF在肥胖早期可以有效区别健康儿童及肥胖儿童的肝脏脂肪含量。肥胖A组与肥胖B组、肥胖B组与肥胖C组的AUC、敏感度及特异度均较高，且高于对照组与肥胖A组，提示肝脏脂肪浸润到一定程度后使用PDFF的鉴别能力可能更好。

本研究存在一定的局限性：①感兴趣区采用人工勾画，无法避免人为误差，因此本研究利用多人重复测量，且避开肝门区血管、胆管及伪影，以减少误差；②本研究中分组所选转氨酶的界值，在儿童中标准尚未完全统一，但所有样本均采用统一的成人标准，不同组间仍具有可比性；③本研究仅对全肝脂肪含量进行分析，未比较不同肝叶和肝段脂肪含量，有待进一步研究。

总之，多回波Dixon技术不仅可以早期发现肥胖儿童的肝脏脂肪浸润，还可以测量全肝脂肪分布情况，是一种定量准确、快速有效的无创性检查方法，PDFF是定量肥胖儿童肝脏脂肪含量可靠的影像学指标。