质子磁共振波谱分析定量检测肝脏脂肪含量方法的 建立.临床应用与无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断方法

2020-5-4 10:37:18      点击:

质子磁共振波谱分析定量检测肝脏脂肪含量方法的 建立.临床应用与无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断方法

【摘要】目的在动物水平和人体水平评价质子磁共振波谱分析CH MRS)定量检测肝脏脂肪 含量的稳定性和精确性,初步建立应用1H MRS无创性定量检测肝脏脂肪含量的方法。方法建立 Wistar大鼠脂肪肝动物模型,应用4 MRS测定并计算肝脏脂肪峰与水峰的峰下面积比值,与肝组织 病理切片脂肪染色测定的脂肪含量百分比进行比较,应用’H MRS测定方法对11例脂肪肝患者进行 初步检测评价。结果应用1H MRS在高脂饮食组大鼠肝脏内检测到了脂肪峰,在脂肪肝患者中亦 检测到稳定的脂肪峰。动物水平,脂肪峰与水峰的峰下面积比值(0. 22)与病理学测定肝脏脂肪含量 (5. 45% )呈高度正相关(r = 0• 899,P <0. 001);人体水平,脂肪含量(45% )与面积比值(0. 45)呈高度 正相关(r=0.814,P <0.001 )。结论在动物水平建立了应用’H MRS定量检测肝脏脂肪含量的方 法,并在人体水平验证其与病理学测定之间相关性良好。

【关键词】脂肪肝;质子磁共振波谱;非创伤性

非酒精性脂肪肝病nafld )与代谢综合征的 主要组分关系密切,NAFLD是2型糖尿病和心 血管疾病的预测因素[3],肝脏脂肪含量影响全身

糖、脂代谢紊乱程度,因此需要精确测定肝脏脂肪含 量的方法来评价肝脏脂肪含量与胰岛素抵抗、糖代 谢异常发生风险之间的关系以及对NAFLD干预后 的疗效评估。国外已经成功建立了质子磁共振波谱 分析(4 MRS)无创性定量测定肝脏及骨骼肌脂肪 含量的方法,使NAFLD的临床与基础研究取得长足 地进展;本研究旨在国内建立无创性4 MRS

量检测肝脏脂肪含量的方法,用于肝脏脂肪沉积与 胰岛素抵抗、胰岛P细胞功能量效关系和疗效评估 方面的研究。

一、对象与方法

1•实验动物:3周龄Wistar大鼠,40只SPF 级,雄性,由上海斯莱克实验动物有限责任公司

提供。

2•月旨肪肝动物模型的建立:大鼠适应性喂养1 周后,分为正常对照组、高脂饲料实验组,每组20 只。所有动物均明暗各12 h,自由饮水。正常组大 鼠给予标准饲料,脂肪供能占12% ;高脂饲料,脂肪 供能占52%。所有饲料由上海斯莱克实验动物责 任有限公司制作。共喂养16周。每4周从对照组 和实验组各随机抽取5只大鼠行1H MRS检查,然后 处死动物,留取肝脏标本行病理学检查。

1.1  临床病例:对原因不明、肝酶反复升高,或经 CT1 H MRS证实有脂肪肝,并具有肝穿刺指征的、 准备做肝穿刺检查住院患者,进行B超引导下细针 肝穿刺活检。肝穿刺和1H MRS检查时间相 差<7 d1!! MRS测定时的定位与B超引导下的肝 穿刺部位一致。

1.2  4 MRS检查:大鼠腹腔注射安定(5 mg/kg)、氯胺酮(50 mg/kg)联合麻醉后,仰卧于检 查台动物专用测定线圈内。磁共振仪为Siemens Avanto 1.5 T MRI扫描仪。先行定位扫描,然后 行1H MRS 检查。扫描参数:TR 1500 ms TE 135 ms, 激励次数128次,感兴趣区(ROI) 2 cm x 2 cm x 2 cm,避开血管、胆囊和脂肪组织。每个样本的感兴 趣区均固定于肝右叶位置,与制作病理切片时选择 的肝脏标本取材部位大体保持一致。

在获得稳定的波线后作为标准的后处理获得谱 线图,并获得水峰与脂肪峰的峰下面积即组织内的 相对浓度。

临床病例采集使用相同的扫描参数和数据处 理,但线圈采用相阵控表面线圈与脊柱线圈联合使 用,采集时采用呼吸触发采集信号。

1.3  病理学检查:动物肝脏组织一部分甲醛固 定、石赌包埋后常规HE染色,一部分制作冰冻切片 行苏丹HI脂肪染色。临床病例肝活检组织长约1 ~ 2 cm,石蜡包埋常规HE染色。

1.4  图像分析:应用Motic Med 6.0数码医学图 像分析软件,计算实验动物苏丹m脂肪染色的肝组 织切片的肝脏脂肪含量,结果以脂肪染色面积占分 析图像总面积的百分比表示。临床病理切片在高倍

视野下计算每200个肝细胞内脂肪变性的细胞数目 (5个区域),结果以脂肪变性细胞数的百分比表示。

7.统计学分析:SPSS 13.0进行统计分析。1H MRS测定的结果与病理学诊断结果之间的相关性 采用线性回归分析,相关系数r采用《检验。

_•、结果

2007,  大鼠肝脏脂肪含量的波谱图像和肝组织病 理染色结果•.高脂饮食4周的大鼠肝脏脂肪含量为 0.32%时,1H MRS测定的脂肪峰与水峰的峰下面 积比值为〇. 11(图1,2);高脂饮食喂养16周大鼠肝 脏脂肪含量为5. 45%,脂肪峰与水峰的峰下面积比 值为 〇.22(图 3,4)。

2008,  大鼠MRS测定结果与病理学测定结果的相 关性:以大鼠病理学测定的肝脏脂肪含量百分比为 纵坐标(F),脂肪峰与水峰的峰下面积比值为横坐 标(X),进行线性回归分析,二者之间呈高度正相 关F = 14. 45Z -0• 51,/• =0• 899P <0. 001)。

2009,  脂肪肝患者1H MRS测定的波谱图像及病理 染色结果:11例脂肪肝患者获得了稳定的4 MRS 谱线,脂肪峰与水峰的峰下面积比值升高。当肝脏 脂肪含量为45%时,脂肪峰与水峰的峰下面积比值 为0.45(图5,6);当肝脏脂肪含量达到80%时,水 峰被脂肪峰抑制,脂肪峰与水峰的峰下面积比值为 1.98(图 7,8)。

2010,  患者肝脏1 H MRS测定结果与病理学之间的 相关性:以肝活检病理学测定脂肪含量百分比为纵 坐标(y) /H MRS测定的脂肪峰与水峰的峰下面积 比值为横坐标U),进行线性回归分析,显示二者之 间呈正相关F = 33.721 +27.04, r =0.814P < 0• 001) 0

2011,  数据整合后分析1H MRS测定与病理学测定 结果之间的相关性:将动物实验数据与临床11例脂 肪肝病例测定的数据放在一起,进行线性回归分析, 显示病理学测定肝脏脂肪含量百分比H1H MRS测定的脂肪峰与水峰的峰下面积比值(X)之间 呈高度正相关F = 56. 33Z - 0• 68, r = 0三、讨论

iH MRS测定肝脏脂肪含量的原理是根据在水 和脂肪环境之间质子共振频率的不同,以水共振波 谱为准测定脂肪共振波谱,以CH2脂肪峰下面积相 对于水峰下面积的百分比表示肝脏脂肪含 量。1 HMRS是一种无创性定量检测肝脏脂肪含量的 新方法,稳定、敏感、精确、受外界因素干扰少、重复

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图1 4周高脂组大鼠…MRS谱线脂肪峰面积/水峰面积0.11 图2 4周高脂组大鼠肝组织肝脏脂肪含量增高为〇.32%,苏丹D1染 色xlO 图3 16周高脂组大鼠MRS谱线,脂肪峰面积/水峰面积0.22   图4 16周高脂组大鼠肝组织脂肪含量为5. 45%苏丹H1

染色xlO 图5肝穿刺患者肝脏1 H MRS脂肪峰面积/水峰面积0.45 图6肝穿刺患者肝组织脂肪含量为45% HE染色x 20 图7肝穿刺患者肝脏1 H MRS,脂肪峰面积/水峰面积1. 98 图8肝穿刺患者肝脏脂肪含量为80% HE染色x20

性佳。国外从1994年开始应用1 H MRS定量检测肝 脏脂肪含量[4],迄今已发表的脂肪肝相关临床与基 础研究多应用4 MRS作为相对精确测定肝脏脂肪 含量的手段+7]。而国内仅较少报道了探索MRS 在诊断脂肪肝方面的应用[7_9],但未能建立定量诊断 方法。

本研究采用1H MRS测定肝脏脂肪含量,在大 鼠肝脏内检测到了脂肪峰和水峰,谱线稳定,重复性 好。当大鼠肝脏脂肪含量不足1%时,在1H MRS谱 线上已检测到脂肪峰增高,MRS能够检测到超 声衰减及CT半定量无法检测到的脂肪含量<5% 的轻微肝脏脂肪变性。在人体水平亦检测到了稳定 的肝脏脂肪峰和水峰曲线,与国外文献报道的4 MRS测定肝脏脂肪含量的谱线一致[1°]

在动物4 MRS测定的脂肪峰与水峰的峰下面 积比值与病理测定的肝脏脂肪含量之间相关性高; 在人体亦呈高度正相关;将动物水平与人体水平数 据一起分析,MRS测定的脂肪峰与水峰面积的 比值与病理学测定结果之间仍然具有很好的相关 性,与国外报道的结果近[4],这说明本研究建立 的1H MRS定量检测肝脏脂肪含量的方法敏感、精 确、稳定、重复性佳、具有临床可操作性。

 成都华西华科研究所

研发生产无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断仪

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