非酒精性脂肪肝脂肪分数与门脉血流动力学的MRI研究

李 新 李 瀛 蒋春梅 汪亮辉 杨晓东 强金伟

近年来非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）发病率逐渐升高，17-46%的成年人受到其影响［1］。NAFLD 可能进展为肝纤维化、肝硬化和肝细胞肝癌［2］。随着NAFLD 严重程度增加，门脉血流动力学发生改变，可能进展为临床意义上的门脉高压，最终导致静脉曲张出血、腹水和肝性脑病等并发症。肝纤维化、肝硬化引起的门脉血流动力学变化已得到很好地确定，但肝脏脂肪变性对门脉血流动力学及门脉压力变化的影响还需要进一步研究。目前针对NAFLD 患者门脉血流动力学变化的临床研究较少。作为无创的检查技术，MRI 具有组织分辨率高、多序列扫描的特点，可对肝脏病变局部和整体进行综合评估。MRI 脂肪定量技术（fat analysis &calculation technique，FACT）可以无创定量检测组织内脂肪含量［3］。MRI 4D 血流测量（FLOW 4D）技术对流动敏感，在血管成像及血流速度测量具有独特优势［4］。因此，本研究结合FACT 和FLOW 4D 技术，在评估NAFLD 严重程度的同时，定量评估NAFLD对门脉血流动力学变化的影响。

方 法

1. 一般资料

本研究经本院伦理委员会审查通过，所有纳入者均签署知情同意书。前瞻性招募NAFLD 患者共30例。纳入标准：①超声诊断为脂肪肝或肝脏脂肪浸润；②未进行过治疗干预；③成年人，男女不限；④能够完成MRI 扫描。排除标准：①存在酒精性脂肪肝可能（折合乙醇量≥40 g/d，n=2）；②合并慢性肝病（n=1）；③无法完成MRI 扫描或图像质量无法完成数据后处理者（n=3）。另随机选取30 名健康志愿者作为对照，年龄与NAFLD 组相匹配。最终25 例NAFLD患者及29名健康志愿者纳入研究。

2. 临床和实验室资料

收集患者及对照组血压、血糖、胆固醇、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）、丙氨酸转氨酶（AST）、天冬氨酸转氨酶（ALT）、总胆汁酸（TB）水平。记录有无高血压、糖尿病及高血脂病史，有其中一项或多项异常的研究对象诊断为存在代谢综合征。

3. 扫描和测量方法

3.1 扫描方法

所有检查者均空腹12 h 以上，随后进行MRI 扫描。使用3.0 T 联影MRI 系统（UHR780，上海，中国）对NAFLD 患者及对照组健康志愿者进行肝脏脂肪定量检测。采用FACT 序列，仰卧位，足先进，采用体部相控阵线圈。扫描参数：TR=10.8 ms，TE1=1.72 ms，TE2=3.25 ms，TE3=4.78 ms，TE4=6.31 ms，TE5=7.84 ms，TE6=9.34 ms，层厚=6.0 mm，层数=24。使用3.0 T Siemens MRI 系统（Magnetom Verio，Siemens，Erlangen，Germany）对NAFLD 患者及对照组进行门脉血流动力学测量，采用FLOW 4D 序列，体位及线圈同上。扫描参数：①T1 VIBE 3D 增强屏气序列，TR=3.41 ms，TE=1.33 ms，层厚=3.0 mm，层数=72；②4D FLOW-BH 序列：TR=44.16 ms，TE=3.25 ms，层厚=6 mm，层数=1，层面分别垂直于门脉、门脉左支及门脉右支，用于测量门脉血管流速。

3.2 测量方法

在肝脏脂肪分数图上，手动在左叶及右叶分别随机放置4处感兴趣区，大小约0.3 cm2，取左叶和右叶的测量平均值作为左叶及右叶肝脏脂肪分数（fat fraction，FF），取左叶及右叶测量平均值作为全肝FF（图1）。肝脏脂肪变性按照FF 值被分为0～3 级4 个亚组，其中0 级（S0，FF 值为0～5，无肝脂肪变性，脂肪在＜5%的肝细胞中积累），1 级（S1，FF 值为5～15，脂肪在5%～33%的肝细胞中积累），2 级（S2，FF 值为15～19，脂肪在34%～66%的肝细胞中积累），3 级（S3，FF 值＞19，脂肪积累≥肝细胞的67%），2级以上的肝脏脂肪变性认为存在有脂肪肝。首先重建横断位、冠状位和矢状位三个面用于门脉血管定位。在门脉血流动力学测量图上，手动在门脉主干、门脉左支及门脉右支横断面（距门脉左右至分叉处约1 cm 处）放置感兴趣区，感兴趣区大小为血管管径大小，分别测量峰值血流速度、平均血流速度、血流量及管径大小，取2 次的测量平均值作为最终结果（图2）。

4. 统计学分析

使 用 R 软 件 （Version 4.0.2； http：//www.Rproject.org）进行统计分析。连续变量用数±标准差表示，组间比较采用Studentt检验，亚组间比较符合正态分布的采用单因素方差分析（ANOVA），不符合正态分布的使用Kruskal-Wallis 检验。分类变量用数字及其比例表示，组间及亚组间比较使用Pearson卡方检验或Fisher 精确检验。使用Pearson 相关系数或Spearman 的秩相关系数评估肝脏脂肪分数与门脉血液动力学之间的潜在相关性。P≤0.05认为具有统计学差异。

结 果

所纳入的研究对象年龄26～87 岁，平均54 岁。NAFLD 组男性19 例（76.0%），平均年龄（56±17.8）岁；女性6 例（24.0%），平均年龄（56±17.3）岁。对照组男性16 例（55.2%），平均年龄（56±13.5）岁；女性13例（44.8%），平均年龄（60.5±13.1）岁。肝脏脂肪变性分级分布：S0 级15 例（27.7%），S1 级14 例（25.9%），S2 级19 例（35.1%），S3 级6 例（11.1%）。受试者相关资料详见表1。

表1 受试者临床检查、实验室检查、脂肪分数和门脉血流特征

正常组相比NAFLD 患者T1WI 呈稍高信号，且高于同层面脾脏信号（图1）。与正常组相比，NAFLD 组全肝脏平均FF、肝左叶平均FF 及肝右叶平均FF（均P＜0.001）均明显升高。与正常组相比，NAFLD 组门脉主干峰值血流速度（P=0.028）及平均血流速度明显减低（P=0.001），门脉主干平均血流量明显升高（P=0.042），门脉主干管径明显增宽（P=0.047）。与正常组相比，NAFLD 组门脉分支峰值血流速度（左支：P=0.839；右支：P=0.920），平均血流速度（左支：P=0.690；右支：P=0.314），平均血流量（左支：P=0.959；右支：P=0.524），管径大小（左支：P=0.916；右支：P=0.862）均未见差异。

根据FF分级的4个亚组间，经ANOVA检验有差异的特征指标有代谢综合征、收缩压、胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶、肝左叶FF、肝右叶FF、平均肝FF 和门脉平均血流速度（表2）。

表2 根据脂肪分数（FF）分级的4个亚组间有差异的特征指标

相关性矩阵显示：胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、丙氨酸转氨酶、天冬氨酸转氨酶与肝脏平均FF有显著相关性（均P＜0.05）。门脉平均血流速度与肝脏平均FF负相关，平均血流量与肝脏平均FF正相关。NAFLD患者门脉血流速度减低，平均血流量升高。

讨 论

本研究显示，通过MRI-FACT技术测定肝脏脂肪中质子与水的比例获取FF，可无创性对NAFLD 肝脏脂肪变性的进行定量分析。

肝纤维化是公认的门脉高压产生的主要原因，因为纤维化使肝内阻力的结构成分发生变化。近期有研究报道肝脏脂肪变性对门脉高压的发生发展也产生影响。临床上主要以HVPG，即门脉楔压与门脉自由压的差值来衡量门脉高压的严重程度。在大多数肝硬化患者中，肝静脉楔压与门脉压力两者间相关系数可达到0.87［5］。但有研究表明，对于如NAFLD 等窦前性门脉高压患者，HVPG 低估了实际的门脉压力［6］。而MRI FLOW 4D 技术通过利用液体流动质子产生的相位变化，测量液体流动速度，该技术除可显示血管的解剖结构外，还能提供血流的流动方向、流速及流量等液体流动力学信息［7］。本研究结果提示，NAFLD患者门脉峰值血流速度及平均血流速度减低，门脉管径明显增宽。该结果提示NAFLD 影响患者门脉血流动力学变化，可能导致门脉高压的产生［8］。结果同时显示，NAFLD 患者虽然门脉平均血流速度减低，但门脉血流量却明显升高，推测NAFLD 患者在门脉压力升高和门脉管径增宽的共同作用下所导致，本研究纳入患者大多为肝脏脂肪分数分级0～2级，该部分早期NAFLD 患者主要以门脉管径增粗为主要改变，门脉管径增粗可导致门脉血流速度减低以及平均血流量轻度升高。由于肝脏的血液循环具有肝动脉及门脉双重血供特点，且门脉所占供血量可达总体供血量的4/5 左右，门脉血流动力学改变与肝脏脂肪变性及纤维化有着密切关联。肝细胞脂肪变性造成细胞变性、肿胀，造成门脉血流阻力升高，导致门脉压力升高，门脉压力升高而可能会进一步加重肝脏脂肪变性及纤维化程度。而肝纤维化及肝硬化患者主要以门脉高压改变为主，导致门脉血流速度、平均血流量减低。

本研究有局限之处：①FF3 级NAFLD 患者较少，仅有6 例，可能对结果引起偏移；②FACT 技术和FLOW 4D 虽然为无创检查，但仍需手动测量，在临床日常应用中可能受到一定的限制；③本研究虽为前瞻性研究，但总体样本量少，未设置验证数据集，仍需大样本多中心研究进行进一步验证。综上所述，MRI FLOW 4D 技术可无创性评估NAFLD 患者门脉血流动力学信息，对NAFLD 的诊断、随访及判断预后有一定的临床价值。NAFLD 患者门脉血流速度减低，平均血流量升高。