引用本文： 曹立坤, 楚蕾, 黃子星, 宋彬. 磁共振脂肪定量技術在腹盆部的應用及進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2017, 24(10): 1269-1274. doi: 10.7507/1007-9424.201707083 復制
脂肪組織廣泛存在于人體內。非脂肪組織或器官中出現異常脂肪沉積時將對該正常組織或器官的功能造成影響，如脂肪肝，嚴重時將導致肝功能的受損；此外，病灶內脂肪含量及其變化也對該病灶的診斷及鑒別診斷有著重要的提示作用，尤其是在疾病種類多樣的腹盆部，病灶脂肪含量的判斷以及精確測定脂肪含量的意義更是尤為凸顯。近年來，磁共振脂肪定量技術的發展和應用使無創且精確評價臟器脂肪含量成為可能，并逐漸成為當今脂肪定量的主流研究手段。現對目前常用的磁共振脂肪定量技術和原理及其在腹盆部中的臨床應用與研究進展進行綜述。
1 磁共振脂肪定量技術
目前應用于腹盆部的磁共振脂肪定量技術主要包括：脂肪選擇性光譜空間激勵成像（fat-selective spectral-spatial imaging）技術、磁共振氫波譜（1H-magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）技術及基于化學位移的水脂分離（Dixon & IDEAL）技術。
1.1 脂肪選擇性光譜空間激勵成像技術
脂肪選擇性光譜空間激勵成像技術通過在選定的組織范圍內施加激發脈沖，選擇性激勵脂肪組織中的甲基和亞甲基內的氫質子，水中氫質子由于進動頻率不同而不受激勵，因此, 只有脂肪分子產生共振，從而采集到脂肪組織的信號，水質子信號低于噪聲水平，信號經計算機重建后即可產生原始圖像。感興趣區內的脂肪含量通過公式“脂肪含量=
”[1]算出，其中
代表所測組織感興趣區的信號強度，
代表所測組織相鄰皮下純脂肪組織感興趣區的信號強度，
代表平均背景信號強度。
脂肪選擇性光譜空間激勵成像對脂肪組織定量的敏感性高，成像速度快，一次屏氣即可完成；后處理程序簡單；對 B1 場的不均勻性不敏感，即使激勵脈沖的翻轉角存在輕度不準確，仍能獲取準確的脂肪信號。但是由于其對脂肪進動頻率的依賴，該技術對 B0 場的不均勻性敏感，需要提前對成像區域進行勻場，且獲得的圖像軟組織分辨率較低[1]；計算組織內脂肪含量時選擇的參考標準為受試者皮下脂肪組織，而當存在呼吸偽影時皮下脂肪信號不均勻，從而會影響測量結果。因此，在進行脂肪選擇性光譜空間激勵成像時應嚴格要求患者屏氣；此外，還可以通過使用腹帶、采用并行采集技術等方法縮短掃描時間。
1.2 1H-MRS 技術
1H-MRS 技術收集測定區域的化學成分信息, 并根據其共振頻率不同生成多個頻率峰，從而將各種代謝產物如水、脂質等加以區分。在 1H-MRS 生成的波譜圖中，橫軸顯示各共振峰的位置，代表某種代謝產物的共振頻率中心；縱軸顯示各共振峰的高度，即信號強度幅度，波譜峰下面積與共振氫核的數目成正比，反映了化合物的濃度。
通過計算感興趣區內脂肪信號幅度占總信號幅度（脂肪信號和水信號）的百分比即可得到脂肪分數，其計算公式為“脂肪分數=脂肪信號強度/（脂肪信號強度+水信號強度）”[2]。
1H-MRS 定位技術是將所需化學位移信號在某一特定區域內加以增強，常用的定位方法包括點分辨表面線圈法和激勵回波法。雖然激勵回波法較點分辨表面線圈法信噪比低，但其對定量失誤不敏感，對于對信噪比要求不高的腹部脂肪定量來說，激勵回波法更為合適[2]。
目前國內外已有較多研究[3-4]將 1H-MRS 測定的脂肪含量與組織病理學檢查結果進行對比，發現兩者具有較高的相關性。隨著 1H-MRS 理論和計算方法的發展和完善，近年來 1H-MRS 被認為是非侵入性組織脂肪定量的金標準，應用最廣泛。但 1H-MRS 掃描條件要求高，未完全普及；波譜圖中各化合物波峰下面積與感興趣區大小、信號采集線圈的選擇及檢測機型均有關；另外，1H-MRS 掃描時間長，需要患者具備良好的依從性，且一次掃描獲得的波譜數據不能代表組織或器官的整體情況；受主磁場不均勻性影響大，掃描前須對成像區域進行勻場，尤其是對于肝臟等較大器官，檢查時間明顯增加。
1.3 基于化學位移的水脂分離（Dixon & IDEAL）技術
Dixon[5]于 1984 年首次提出兩點式 Dixon 技術，根據水和脂肪中氫質子進動頻率差異在不同的回波時間采集信號，可以得到水和脂肪相位夾角在 0° 和 180° 時的圖像，得到同相位和反相位圖像，通過同相位圖和反相位圖的原始數據重建，又可獲得水圖和脂肪圖，這種原始的兩點式 Dixon 技術存在較多問題：當 B0 磁場不均勻或有顯著磁化率效應時會產生相位誤差，使得到的水圖和脂肪圖不純；受 T2*效應影響，尤其是成像組織合并鐵沉積時，對脂肪定量將造成極大干擾。
Glover 等[6]于 1991 年提出了三點式 Dixon 技術，在原來兩次測量的基礎上再增加一次測量，利用多余的信息對 B0 場的不均勻性進行校正。IDEAL 技術[7]由三點式 Dixon 法發展而來，結合了非對稱采集技術與迭代最小二乘水脂分離算法，能克服 B0 場不均勻性而獲得較為準確的脂肪定量信息。
最近提出的多回波 Dixon 序列，包括 IDEAL-IQ（GE）、mDixon Quant（Philips）、Live Lab（Siemens）等最新改良技術，通過采集多個回波信號除去相位錯誤，可以最大程度地消除 T2*對脂肪定量的影響，同時可以生成 R2*圖進行鐵沉積研究；該技術還基于多峰脂肪模型，較原先的單峰模型進一步提高了脂肪定量測量的準確度；采用并行采集技術提高了掃描速度。由此得到的定量反映脂肪含量的值為質子密度脂肪含量。改良的 Dixon 技術一次采集能夠獲取多幅圖像，未來有望取代 1H-MRS 成為磁共振脂肪定量檢查的主流技術。
2 磁共振脂肪定量技術在腹盆部的應用
2.1 肝臟
正常肝臟的脂質含量占肝濕重的 2%～4%，當肝細胞內脂質蓄積超過肝濕重的 5%，或組織學上每單位面積有 30% 以上的肝細胞脂肪變時，稱為脂肪肝[8]，不及時干預可能演變為脂肪性肝炎、肝硬化，進而發展為肝細胞癌。
目前，細針穿刺肝臟活體組織檢查是判斷脂肪肝程度及定量分析的金標準，但是因其有創及患者的依從性較差，限制了其在臨床上的廣泛應用[3]。因此, 尋找合適的影像學脂肪探測手段對脂肪肝的檢測、分級、臨床決策和縱向追蹤患者的預后有重要意義。
磁共振脂肪定量技術可以實現無創且能夠精確地定量肝臟脂肪含量，甚至有許多研究者認為磁共振技術可以取代組織病理學檢查。如 Leiber 等[9]采用三回波兩點式 Dixon 成像技術掃描并計算脂肪肝大鼠模型的肝臟脂肪分數，發現其與組織病理學測量的脂肪含量有很好的相關性，并提出在觀察脂肪沉積的動態變化時，磁共振成像更能精確地反映這個動態變化過程，而組織病理學檢查只能得到“全或無”的結果。另有文獻[3,10]納入非乙醇性脂肪肝病患者，發現 MRS 和 MRI 在測量脂肪變性情況時，其測量值與組織病理學評分有很好的相關性。Noureddin 等[11]對肝臟脂肪變化進行縱向研究，觀察 24 周后發現，多回波 Dixon 技術和 1H-MRS 測得的質子密度脂肪分數均會隨組織病理學得到的脂肪變性級別升高而增加，并且當前者降低時，患者的體質量和血清轉氨酶水平也降低，但這些微小的肝臟脂肪變化無法通過組織病理學檢查發現。聯合多回波 Dixon 和 1H-MRS 分別測得的質子密度脂肪分數值時，磁共振成像檢測肝臟脂肪變性等級變化的敏感性高于組織病理學檢查，未來有可能取代有創的組織病理學檢查成為肝臟脂肪定量的主要手段。在探索脂肪肝影像學診斷閾值的研究中，Szczepaniak 等[12]用 MRS 檢測了參與達拉斯心臟研究的 2 349 名志愿者的肝臟脂肪分數，最后確定 5.56% 可以作為診斷脂肪肝的閾值，這相當于組織病理學檢查中肝內甘油三酯沉積為 55.6 mg/g 的水平，這對今后脂肪肝的影像學診斷有重要的參考價值。
磁共振脂肪定量技術在檢測脂肪肝的應用中也存在一些缺點：當患者合并肝纖維化時，會降低質子密度脂肪分數值與組織學檢查的相關性[13]；MRI 和 MRS 無法對脂肪肝和脂肪性肝炎做出明確區分[14]。因此，磁共振技術還需隨新技術發展進一步完善鑒別炎性細胞等的功能。
磁共振脂肪定量在除脂肪肝以外的其他肝臟疾病中也有應用。肝細胞癌內脂肪變性在反相位圖像上表現為斑片狀信號降低。Siripongsakun 等[15]采用兩點式 Dixon 成像，依據信號強度計算肝細胞癌的平均脂肪變性程度，而后根據其脂肪變性程度分級與肝細胞癌的組織病理學分化程度對照，發現脂肪含量越高的病灶越趨向于高分化。目前用磁共振技術定量肝細胞癌內脂肪的研究較少，可能是由于脂肪在病灶內分布不均而難以獲得腫瘤內的整體脂肪含量，且存在感興趣區與病理難以配準的問題。Barth 等[16]同樣用兩點式 Dixon 成像評價了接受門靜脈栓塞治療的肝癌患者的肝臟脂肪含量，發現它和術后肝臟生長率呈負相關，因此，可用肝臟脂肪含量術前評估接受肝切除術人群的術后肝功能的恢復情況。
利用 Dixon & IDEAL 等磁共振脂肪定量技術能精確且無創地評價肝臟脂肪含量，不僅在脂肪肝的診斷、分級及縱向追蹤中具有極大的臨床應用潛能，也為探索脂肪沉積在肝內病灶與殘肝中的意義提供可能。
2.2 胰腺
胰腺脂肪沉積是指甘油三酯沉積于胰腺腺泡或胰島細胞中或胰腺實質被脂肪組織代替。近年來，由于胰腺疾病、肥胖和代謝障礙類疾病的發病率逐年升高，磁共振脂肪定量技術，尤其是基于 Dixon 原理的新技術在定量胰腺等小體積器官內的脂肪含量時更具優勢[17]，相關研究也逐年增加。
胰腺脂肪沉積可見于正常人，多屬于生理性改變或變異，受多種因素影響。Li 等[18]用兩點式 Dixon 技術掃描了 20～70 歲的正常人，發現 20～50 歲男性的胰腺脂肪分數與年齡無關，50 歲以上男性的胰腺脂肪分數增加，達到前者的 1 倍以上，提示年齡是胰腺脂肪沉積的獨立影響因素。也有研究[19]報道，胰腺脂肪含量隨體質量指數的增加而增加。未來關于胰腺脂肪的研究應考慮到不同年齡、種族、體質量等因素造成的基線差異。
胰腺脂肪沉積可呈彌漫均勻性分布，也可呈不均勻分布。有研究[18,20]認為，正常人各個年齡組的胰頭、胰體及胰尾部的胰腺脂肪分數比較差異無統計學意義；而 Kühn 等[19]發現，質子密度脂肪分數在胰腺各部位分布不均勻，胰體部的脂肪含量最多，胰尾部最少；Kim 等[21]定性對比了同反相位圖像的信號差異，發現胰頭前部更容易發生脂肪沉積，背部和溝突部不常受累，原因尚不明確。
胰腺脂肪沉積與 2 型糖尿病發生之間的相關性是當今研究的熱點，但現有結果存在較大爭議。2 型糖尿病的一大特征在于胰腺中胰島素表達水平降低，其下降的原因之一是胰島 β 細胞的凋亡，而胰腺異位脂肪沉積會導致胰島 β 細胞的凋亡，造成胰腺內分泌功能障礙，使胰島素敏感性降低，從而導致早期糖尿病或糖尿病的發生[22-25]。Maggio 等[23]采用校正了 T2*衰減的兩點式 Dixon 技術對消瘦體型和肥胖體型青少年對比研究發現，肥胖患者更易發生胰腺脂肪堆積，且在口服糖耐量測試后，受試者的空腹、30 min 后和 120 min 后胰島素水平均與胰腺脂肪分數呈負相關，結果提示，胰腺脂肪沉積會影響胰島素分泌。Cohen 等[24]用兩點式 Dixon 技術對 50 名從兒童肥胖診所招募的兒童及青少年進行磁共振掃描發現，胰腺脂肪分數與胰島素敏感性及胰島 β 細胞的分泌功能均呈一定程度的負相關，即便胰腺脂肪較小的改變也會導致人體的代謝變化。有動物實驗[26]結果提示，患脂肪胰大鼠的胰島 β 細胞三酰甘油增多可能是引起胰島 β 細胞功能不全的原因。然而近年來的部分研究[19, 27-29]結果卻得出相反的結論。Kühn 等[19]對 1 367 名志愿者進行回顧性分析，采用 3D GRE Dixon 回波技術并后處理生成組織質子密度脂肪分數，未發現質子密度脂肪分數與糖耐量受損的相關性，與糖尿病和糖尿病早期也無相關性；日本 Murakami 等[30]從病理標本庫中提取了 72 例非糖尿患者的尸檢胰腺切片，并另外按照年齡與體質量指數匹配的原則納入接受了胰腺手術的 50 例糖尿病患者和 49 例非糖尿病患者進行分析，沒有發現胰腺內脂肪面積在糖尿病組與非糖尿病組間有差異，與胰島 β 細胞區域和糖化血紅蛋白無相關性，結果提示，胰腺脂肪沉積對胰島 β 細胞減少和糖尿病發生和發展影響不大。未來應將能精確定量的脂肪含量的磁共振多回波 Dixon 技術與病理結果對照，進一步探索胰腺脂肪含量與糖尿病的關系。
有研究[31]使用兩點式 Dixon 技術定量胰腺脂肪含量，發現其上升會增加胰十二指腸切除術后胰瘺發生的危險性。通過磁共振脂肪定量技術精確評價胰腺脂肪含量，可能實現術前預測胰十二指腸術后患者的恢復情況。
胰腺脂肪異位沉積與胰腺疾病及術后并發癥發生的相關性尚待進一步探究，磁共振脂肪定量技術能為胰腺脂肪的精確定量提供有力的工具。
2.3 其他
2.3.1 腎上腺 腎上腺結節中的良性病變和惡性病變分別以腺瘤和轉移瘤最為常見，因此，鑒別腺瘤與非腺瘤對患者的診斷有著重要作用。腎上腺腺瘤內常含有脂肪成分，可通過磁共振定性或定量檢測。Marin 等[32]采用 2D GRE 序列和 3D GRE 序列分別生成同反相位圖像，通過計算參數比較鑒別診斷腎上腺腺瘤和非腺瘤的診斷效能，發現 3D GRE 序列的診斷效能更高，但差異無統計學意義；定量指標中，信號強度指數和腎上腺-脾臟比值鑒別診斷效能最高，均為 0.97；但對于合并脾臟鐵沉積的患者，腎上腺-脾臟比值會受到影響。對此，Ramalho 等[33]排除脾臟在 T2WI 上存在信號降低的患者，提出使用校正腎上腺-脾臟比值代替傳統的腎上腺-脾臟比值；Meng 等[34]比較了 IDEAL-IQ 技術生成的質子密度脂肪分數與兩點式 Dixon 成像生成的信號強度指數、腎上腺-肝臟比值及腎上腺-脾臟比值，發現當質子密度脂肪分數的閾值達到 2.9% 時鑒別診斷腺瘤與其他腎上腺結節的準確度為 0.98，敏感度達 100%，特異度達 84%，明顯優于其他參數，結果提示，應用 IDEAL-IQ 技術能更精確地定量脂肪含量，尤其是對于乏脂肪腺瘤[33]和脂肪含量高的轉移瘤[35]，該方法對其與其他腫瘤的鑒別診斷更具有臨床價值。
2.3.2 腎臟 腎內最常見的含脂肪腫瘤為血管平滑肌脂肪瘤，通過測量平掃 CT 值和比較同反相位圖像信號的差異可對其定性診斷，但其對于乏脂肪血管平滑肌脂肪瘤與腎透明細胞癌的鑒別診斷較為困難。有研究[36-37]認為，在兩點式 Dixon 技術得到的同反相位圖像上計算信號強度比和腫瘤脾臟信號強度比能夠鑒別診斷乏脂肪血管平滑肌脂肪瘤和腎透明細胞癌，準確率為 95%～98%；也有研究[38-39]持相反意見，認為化學位移成像無法鑒別這兩種腫瘤。Song 等[40]提出，應統一乏脂肪血管平滑肌脂肪瘤的名稱和診斷標準，結合平掃 CT 值和同反相位圖像計算的信號強度比、腫瘤脾臟信號強度比，將血管平滑肌脂肪瘤分為富脂肪、乏脂肪和可見脂肪三種放射學類型，其中可見脂肪血管平滑肌脂肪瘤與腎透明細胞癌的鑒別診斷最為困難，需要更多研究探索用于鑒別的影像特征。
3 小結與應用前景
肥胖等代謝類疾病的高發，使腹部臟器的整體和局部脂肪定量研究日益引起了研究者的關注。磁共振脂肪定量技術改變了以往磁共振成像時僅憑肉眼觀察信號輕度差異而定性判斷病變含脂情況的診斷思路，在某些疾病的診斷與鑒別診斷、治療與轉歸的評估上有著巨大的潛力和應用價值。雖然近年來兩點式 Dixon 技術應用較為廣泛，但隨著磁共振脂肪定量技術的發展和普及，改良的多回波 Dixon 技術如 IDEAL-IQ，由于其在技術層面排除了 T1 偏倚、T2*衰減等多種混雜因素，采集多個脂肪峰，且免去了 1H-MRS 的繁瑣掃描操作和后處理過程，大大縮短了掃描時間，在未來臨床上可能會得到更多重視與廣泛應用。
脂肪組織廣泛存在于人體內。非脂肪組織或器官中出現異常脂肪沉積時將對該正常組織或器官的功能造成影響，如脂肪肝，嚴重時將導致肝功能的受損；此外，病灶內脂肪含量及其變化也對該病灶的診斷及鑒別診斷有著重要的提示作用，尤其是在疾病種類多樣的腹盆部，病灶脂肪含量的判斷以及精確測定脂肪含量的意義更是尤為凸顯。近年來，磁共振脂肪定量技術的發展和應用使無創且精確評價臟器脂肪含量成為可能，并逐漸成為當今脂肪定量的主流研究手段。現對目前常用的磁共振脂肪定量技術和原理及其在腹盆部中的臨床應用與研究進展進行綜述。
1 磁共振脂肪定量技術
目前應用于腹盆部的磁共振脂肪定量技術主要包括：脂肪選擇性光譜空間激勵成像（fat-selective spectral-spatial imaging）技術、磁共振氫波譜（1H-magnetic resonance spectroscopy，1H-MRS）技術及基于化學位移的水脂分離（Dixon & IDEAL）技術。
1.1 脂肪選擇性光譜空間激勵成像技術
脂肪選擇性光譜空間激勵成像技術通過在選定的組織范圍內施加激發脈沖，選擇性激勵脂肪組織中的甲基和亞甲基內的氫質子，水中氫質子由于進動頻率不同而不受激勵，因此, 只有脂肪分子產生共振，從而采集到脂肪組織的信號，水質子信號低于噪聲水平，信號經計算機重建后即可產生原始圖像。感興趣區內的脂肪含量通過公式“脂肪含量=
”[1]算出，其中
代表所測組織感興趣區的信號強度，
代表所測組織相鄰皮下純脂肪組織感興趣區的信號強度，
代表平均背景信號強度。
脂肪選擇性光譜空間激勵成像對脂肪組織定量的敏感性高，成像速度快，一次屏氣即可完成；后處理程序簡單；對 B1 場的不均勻性不敏感，即使激勵脈沖的翻轉角存在輕度不準確，仍能獲取準確的脂肪信號。但是由于其對脂肪進動頻率的依賴，該技術對 B0 場的不均勻性敏感，需要提前對成像區域進行勻場，且獲得的圖像軟組織分辨率較低[1]；計算組織內脂肪含量時選擇的參考標準為受試者皮下脂肪組織，而當存在呼吸偽影時皮下脂肪信號不均勻，從而會影響測量結果。因此，在進行脂肪選擇性光譜空間激勵成像時應嚴格要求患者屏氣；此外，還可以通過使用腹帶、采用并行采集技術等方法縮短掃描時間。
1.2 1H-MRS 技術
1H-MRS 技術收集測定區域的化學成分信息, 并根據其共振頻率不同生成多個頻率峰，從而將各種代謝產物如水、脂質等加以區分。在 1H-MRS 生成的波譜圖中，橫軸顯示各共振峰的位置，代表某種代謝產物的共振頻率中心；縱軸顯示各共振峰的高度，即信號強度幅度，波譜峰下面積與共振氫核的數目成正比，反映了化合物的濃度。
通過計算感興趣區內脂肪信號幅度占總信號幅度（脂肪信號和水信號）的百分比即可得到脂肪分數，其計算公式為“脂肪分數=脂肪信號強度/（脂肪信號強度+水信號強度）”[2]。
1H-MRS 定位技術是將所需化學位移信號在某一特定區域內加以增強，常用的定位方法包括點分辨表面線圈法和激勵回波法。雖然激勵回波法較點分辨表面線圈法信噪比低，但其對定量失誤不敏感，對于對信噪比要求不高的腹部脂肪定量來說，激勵回波法更為合適[2]。
目前國內外已有較多研究[3-4]將 1H-MRS 測定的脂肪含量與組織病理學檢查結果進行對比，發現兩者具有較高的相關性。隨著 1H-MRS 理論和計算方法的發展和完善，近年來 1H-MRS 被認為是非侵入性組織脂肪定量的金標準，應用最廣泛。但 1H-MRS 掃描條件要求高，未完全普及；波譜圖中各化合物波峰下面積與感興趣區大小、信號采集線圈的選擇及檢測機型均有關；另外，1H-MRS 掃描時間長，需要患者具備良好的依從性，且一次掃描獲得的波譜數據不能代表組織或器官的整體情況；受主磁場不均勻性影響大，掃描前須對成像區域進行勻場，尤其是對于肝臟等較大器官，檢查時間明顯增加。
1.3 基于化學位移的水脂分離（Dixon & IDEAL）技術
Dixon[5]于 1984 年首次提出兩點式 Dixon 技術，根據水和脂肪中氫質子進動頻率差異在不同的回波時間采集信號，可以得到水和脂肪相位夾角在 0° 和 180° 時的圖像，得到同相位和反相位圖像，通過同相位圖和反相位圖的原始數據重建，又可獲得水圖和脂肪圖，這種原始的兩點式 Dixon 技術存在較多問題：當 B0 磁場不均勻或有顯著磁化率效應時會產生相位誤差，使得到的水圖和脂肪圖不純；受 T2*效應影響，尤其是成像組織合并鐵沉積時，對脂肪定量將造成極大干擾。
Glover 等[6]于 1991 年提出了三點式 Dixon 技術，在原來兩次測量的基礎上再增加一次測量，利用多余的信息對 B0 場的不均勻性進行校正。IDEAL 技術[7]由三點式 Dixon 法發展而來，結合了非對稱采集技術與迭代最小二乘水脂分離算法，能克服 B0 場不均勻性而獲得較為準確的脂肪定量信息。
最近提出的多回波 Dixon 序列，包括 IDEAL-IQ（GE）、mDixon Quant（Philips）、Live Lab（Siemens）等最新改良技術，通過采集多個回波信號除去相位錯誤，可以最大程度地消除 T2*對脂肪定量的影響，同時可以生成 R2*圖進行鐵沉積研究；該技術還基于多峰脂肪模型，較原先的單峰模型進一步提高了脂肪定量測量的準確度；采用并行采集技術提高了掃描速度。由此得到的定量反映脂肪含量的值為質子密度脂肪含量。改良的 Dixon 技術一次采集能夠獲取多幅圖像，未來有望取代 1H-MRS 成為磁共振脂肪定量檢查的主流技術。
2 磁共振脂肪定量技術在腹盆部的應用
2.1 肝臟
正常肝臟的脂質含量占肝濕重的 2%～4%，當肝細胞內脂質蓄積超過肝濕重的 5%，或組織學上每單位面積有 30% 以上的肝細胞脂肪變時，稱為脂肪肝[8]，不及時干預可能演變為脂肪性肝炎、肝硬化，進而發展為肝細胞癌。
目前，細針穿刺肝臟活體組織檢查是判斷脂肪肝程度及定量分析的金標準，但是因其有創及患者的依從性較差，限制了其在臨床上的廣泛應用[3]。因此, 尋找合適的影像學脂肪探測手段對脂肪肝的檢測、分級、臨床決策和縱向追蹤患者的預后有重要意義。
磁共振脂肪定量技術可以實現無創且能夠精確地定量肝臟脂肪含量，甚至有許多研究者認為磁共振技術可以取代組織病理學檢查。如 Leiber 等[9]采用三回波兩點式 Dixon 成像技術掃描并計算脂肪肝大鼠模型的肝臟脂肪分數，發現其與組織病理學測量的脂肪含量有很好的相關性，并提出在觀察脂肪沉積的動態變化時，磁共振成像更能精確地反映這個動態變化過程，而組織病理學檢查只能得到“全或無”的結果。另有文獻[3,10]納入非乙醇性脂肪肝病患者，發現 MRS 和 MRI 在測量脂肪變性情況時，其測量值與組織病理學評分有很好的相關性。Noureddin 等[11]對肝臟脂肪變化進行縱向研究，觀察 24 周后發現，多回波 Dixon 技術和 1H-MRS 測得的質子密度脂肪分數均會隨組織病理學得到的脂肪變性級別升高而增加，并且當前者降低時，患者的體質量和血清轉氨酶水平也降低，但這些微小的肝臟脂肪變化無法通過組織病理學檢查發現。聯合多回波 Dixon 和 1H-MRS 分別測得的質子密度脂肪分數值時，磁共振成像檢測肝臟脂肪變性等級變化的敏感性高于組織病理學檢查，未來有可能取代有創的組織病理學檢查成為肝臟脂肪定量的主要手段。在探索脂肪肝影像學診斷閾值的研究中，Szczepaniak 等[12]用 MRS 檢測了參與達拉斯心臟研究的 2 349 名志愿者的肝臟脂肪分數，最后確定 5.56% 可以作為診斷脂肪肝的閾值，這相當于組織病理學檢查中肝內甘油三酯沉積為 55.6 mg/g 的水平，這對今后脂肪肝的影像學診斷有重要的參考價值。
磁共振脂肪定量技術在檢測脂肪肝的應用中也存在一些缺點：當患者合并肝纖維化時，會降低質子密度脂肪分數值與組織學檢查的相關性[13]；MRI 和 MRS 無法對脂肪肝和脂肪性肝炎做出明確區分[14]。因此，磁共振技術還需隨新技術發展進一步完善鑒別炎性細胞等的功能。
磁共振脂肪定量在除脂肪肝以外的其他肝臟疾病中也有應用。肝細胞癌內脂肪變性在反相位圖像上表現為斑片狀信號降低。Siripongsakun 等[15]采用兩點式 Dixon 成像，依據信號強度計算肝細胞癌的平均脂肪變性程度，而后根據其脂肪變性程度分級與肝細胞癌的組織病理學分化程度對照，發現脂肪含量越高的病灶越趨向于高分化。目前用磁共振技術定量肝細胞癌內脂肪的研究較少，可能是由于脂肪在病灶內分布不均而難以獲得腫瘤內的整體脂肪含量，且存在感興趣區與病理難以配準的問題。Barth 等[16]同樣用兩點式 Dixon 成像評價了接受門靜脈栓塞治療的肝癌患者的肝臟脂肪含量，發現它和術后肝臟生長率呈負相關，因此，可用肝臟脂肪含量術前評估接受肝切除術人群的術后肝功能的恢復情況。
利用 Dixon & IDEAL 等磁共振脂肪定量技術能精確且無創地評價肝臟脂肪含量，不僅在脂肪肝的診斷、分級及縱向追蹤中具有極大的臨床應用潛能，也為探索脂肪沉積在肝內病灶與殘肝中的意義提供可能。
2.2 胰腺
胰腺脂肪沉積是指甘油三酯沉積于胰腺腺泡或胰島細胞中或胰腺實質被脂肪組織代替。近年來，由于胰腺疾病、肥胖和代謝障礙類疾病的發病率逐年升高，磁共振脂肪定量技術，尤其是基于 Dixon 原理的新技術在定量胰腺等小體積器官內的脂肪含量時更具優勢[17]，相關研究也逐年增加。
胰腺脂肪沉積可見于正常人，多屬于生理性改變或變異，受多種因素影響。Li 等[18]用兩點式 Dixon 技術掃描了 20～70 歲的正常人，發現 20～50 歲男性的胰腺脂肪分數與年齡無關，50 歲以上男性的胰腺脂肪分數增加，達到前者的 1 倍以上，提示年齡是胰腺脂肪沉積的獨立影響因素。也有研究[19]報道，胰腺脂肪含量隨體質量指數的增加而增加。未來關于胰腺脂肪的研究應考慮到不同年齡、種族、體質量等因素造成的基線差異。
胰腺脂肪沉積可呈彌漫均勻性分布，也可呈不均勻分布。有研究[18,20]認為，正常人各個年齡組的胰頭、胰體及胰尾部的胰腺脂肪分數比較差異無統計學意義；而 Kühn 等[19]發現，質子密度脂肪分數在胰腺各部位分布不均勻，胰體部的脂肪含量最多，胰尾部最少；Kim 等[21]定性對比了同反相位圖像的信號差異，發現胰頭前部更容易發生脂肪沉積，背部和溝突部不常受累，原因尚不明確。
胰腺脂肪沉積與 2 型糖尿病發生之間的相關性是當今研究的熱點，但現有結果存在較大爭議。2 型糖尿病的一大特征在于胰腺中胰島素表達水平降低，其下降的原因之一是胰島 β 細胞的凋亡，而胰腺異位脂肪沉積會導致胰島 β 細胞的凋亡，造成胰腺內分泌功能障礙，使胰島素敏感性降低，從而導致早期糖尿病或糖尿病的發生[22-25]。Maggio 等[23]采用校正了 T2*衰減的兩點式 Dixon 技術對消瘦體型和肥胖體型青少年對比研究發現，肥胖患者更易發生胰腺脂肪堆積，且在口服糖耐量測試后，受試者的空腹、30 min 后和 120 min 后胰島素水平均與胰腺脂肪分數呈負相關，結果提示，胰腺脂肪沉積會影響胰島素分泌。Cohen 等[24]用兩點式 Dixon 技術對 50 名從兒童肥胖診所招募的兒童及青少年進行磁共振掃描發現，胰腺脂肪分數與胰島素敏感性及胰島 β 細胞的分泌功能均呈一定程度的負相關，即便胰腺脂肪較小的改變也會導致人體的代謝變化。有動物實驗[26]結果提示，患脂肪胰大鼠的胰島 β 細胞三酰甘油增多可能是引起胰島 β 細胞功能不全的原因。然而近年來的部分研究[19, 27-29]結果卻得出相反的結論。Kühn 等[19]對 1 367 名志愿者進行回顧性分析，采用 3D GRE Dixon 回波技術并后處理生成組織質子密度脂肪分數，未發現質子密度脂肪分數與糖耐量受損的相關性，與糖尿病和糖尿病早期也無相關性；日本 Murakami 等[30]從病理標本庫中提取了 72 例非糖尿患者的尸檢胰腺切片，并另外按照年齡與體質量指數匹配的原則納入接受了胰腺手術的 50 例糖尿病患者和 49 例非糖尿病患者進行分析，沒有發現胰腺內脂肪面積在糖尿病組與非糖尿病組間有差異，與胰島 β 細胞區域和糖化血紅蛋白無相關性，結果提示，胰腺脂肪沉積對胰島 β 細胞減少和糖尿病發生和發展影響不大。未來應將能精確定量的脂肪含量的磁共振多回波 Dixon 技術與病理結果對照，進一步探索胰腺脂肪含量與糖尿病的關系。
有研究[31]使用兩點式 Dixon 技術定量胰腺脂肪含量，發現其上升會增加胰十二指腸切除術后胰瘺發生的危險性。通過磁共振脂肪定量技術精確評價胰腺脂肪含量，可能實現術前預測胰十二指腸術后患者的恢復情況。
胰腺脂肪異位沉積與胰腺疾病及術后并發癥發生的相關性尚待進一步探究，磁共振脂肪定量技術能為胰腺脂肪的精確定量提供有力的工具。
2.3 其他
2.3.1 腎上腺 腎上腺結節中的良性病變和惡性病變分別以腺瘤和轉移瘤最為常見，因此，鑒別腺瘤與非腺瘤對患者的診斷有著重要作用。腎上腺腺瘤內常含有脂肪成分，可通過磁共振定性或定量檢測。Marin 等[32]采用 2D GRE 序列和 3D GRE 序列分別生成同反相位圖像，通過計算參數比較鑒別診斷腎上腺腺瘤和非腺瘤的診斷效能，發現 3D GRE 序列的診斷效能更高，但差異無統計學意義；定量指標中，信號強度指數和腎上腺-脾臟比值鑒別診斷效能最高，均為 0.97；但對于合并脾臟鐵沉積的患者，腎上腺-脾臟比值會受到影響。對此，Ramalho 等[33]排除脾臟在 T2WI 上存在信號降低的患者，提出使用校正腎上腺-脾臟比值代替傳統的腎上腺-脾臟比值；Meng 等[34]比較了 IDEAL-IQ 技術生成的質子密度脂肪分數與兩點式 Dixon 成像生成的信號強度指數、腎上腺-肝臟比值及腎上腺-脾臟比值，發現當質子密度脂肪分數的閾值達到 2.9% 時鑒別診斷腺瘤與其他腎上腺結節的準確度為 0.98，敏感度達 100%，特異度達 84%，明顯優于其他參數，結果提示，應用 IDEAL-IQ 技術能更精確地定量脂肪含量，尤其是對于乏脂肪腺瘤[33]和脂肪含量高的轉移瘤[35]，該方法對其與其他腫瘤的鑒別診斷更具有臨床價值。
2.3.2 腎臟 腎內最常見的含脂肪腫瘤為血管平滑肌脂肪瘤，通過測量平掃 CT 值和比較同反相位圖像信號的差異可對其定性診斷，但其對于乏脂肪血管平滑肌脂肪瘤與腎透明細胞癌的鑒別診斷較為困難。有研究[36-37]認為，在兩點式 Dixon 技術得到的同反相位圖像上計算信號強度比和腫瘤脾臟信號強度比能夠鑒別診斷乏脂肪血管平滑肌脂肪瘤和腎透明細胞癌，準確率為 95%～98%；也有研究[38-39]持相反意見，認為化學位移成像無法鑒別這兩種腫瘤。Song 等[40]提出，應統一乏脂肪血管平滑肌脂肪瘤的名稱和診斷標準，結合平掃 CT 值和同反相位圖像計算的信號強度比、腫瘤脾臟信號強度比，將血管平滑肌脂肪瘤分為富脂肪、乏脂肪和可見脂肪三種放射學類型，其中可見脂肪血管平滑肌脂肪瘤與腎透明細胞癌的鑒別診斷最為困難，需要更多研究探索用于鑒別的影像特征。
3 小結與應用前景
肥胖等代謝類疾病的高發，使腹部臟器的整體和局部脂肪定量研究日益引起了研究者的關注。磁共振脂肪定量技術改變了以往磁共振成像時僅憑肉眼觀察信號輕度差異而定性判斷病變含脂情況的診斷思路，在某些疾病的診斷與鑒別診斷、治療與轉歸的評估上有著巨大的潛力和應用價值。雖然近年來兩點式 Dixon 技術應用較為廣泛，但隨著磁共振脂肪定量技術的發展和普及，改良的多回波 Dixon 技術如 IDEAL-IQ，由于其在技術層面排除了 T1 偏倚、T2*衰減等多種混雜因素，采集多個脂肪峰，且免去了 1H-MRS 的繁瑣掃描操作和后處理過程，大大縮短了掃描時間，在未來臨床上可能會得到更多重視與廣泛應用。