肝生化指标联合MRI同反相位对非酒精性脂肪肝脂肪定量的预测价值.pdf

肝脏 年月第 卷第期其他肝病肝生化指标联合MR I同反相位对非酒精性脂肪肝脂肪定量的预测价值彭晓林龚秀茹国亚新朱婷婷张闽光舒政基金项目:国家自然科学基金();上海自然科学基金(Z R )作者单位:上海中医药大学附属上海市中西医结合医院通信作者:舒政,E m a i l:s h u h o t m a i l c o m【摘要】目的探讨肝生化指标联合影像学方法评估非酒精性脂肪性肝病(NA F L D)脂肪含量的新方法,并构建多元线性回归预测模型.方法共收集上海中医药大学附属市中医医院放射科 年月 年 月期间的NA F L D患者 例,其中正常对照组 例,脂肪肝组 例.所有患者须同时期行C T和MR I扫描,MR I扫描序列包括同反相位序列和弥散加权成像序列.于放射科P A C S系统上调取其临床病史、肝生化指标以及影像学图像,收集临床、检验数据并测量其影像学数值.肝生化指标包括丙氨酸氨基转移酶(A L T),天冬氨酸氨基转移酶(A S T),谷氨酰胺转肽酶(G T),肝功能指标包括总胆固醇(T C),甘油三酯(T G)、高密度脂蛋白(HD L C)、低密度脂蛋白(L D L C).分析肝生化指标、同反相位序列和弥散加权成像与不同程度脂肪肝的相关性,并构建多元线性回归预测模型.结果轻度、中度和重度脂肪肝A S T分别为()、()、()U/L,A L T分别为()、()、()U/L,T G分别为()、()、()mm o l/L,G T分别为()、()、()U/L,与对照组()、()、()、()U/L 相比均有所升高,差异有统计学意义(P ).轻度、中度和重度脂肪肝HD L C分别为()、()、()mm o l/L,与对照组()mm o l/L 相比有所降低,差异有统计学意义(P ).在诊断轻度脂肪肝时,MR I同反相位测得肝脏脂肪分数(HF F)的最佳截断值为 ,AUR O C为 (C I ),敏感度为 ,特异度为 ;在诊断中度脂肪肝时,最佳截断值为 ,AUR O C为 (C I ),敏感度为 ,特异度为 ;在诊断重度脂肪肝时,最佳截断值为 ,AUR O C为 (C I ),敏感度为 ,特异度为 .最终构建的多元线性回归方程为:肝/脾密度之比 A S T H F F(R ).结论在NA F L D患者脂肪含量的初期诊断中,A S T和H F F具有可替代肝/脾C T值之比预测NA F L D脂肪含量的潜力.【关键词】非酒精性脂肪性肝病;血清学;影像学;无创诊断;多元线性回归T h ep r e d i c t i v e v a l u eo f s e r o l o g yc o m b i n e dw i t hMR I i n p h a s e a n do p p o s e d p h a s e s e q u e n c e s f o r f a t q u a n t i f i c a t i o n i nn o n a l c o h o l i cf a t t y l i v e rd i s e a s e P ENGX i a o l i n,G ONGX i u r u,G U OY a x i n,ZHUT i n g t i n g,ZHANGM i n g u a n g,SHUZ h e n gD e p a r t m e n to f R a d i o l o g y,S h a n g h a iI n t e g r a t e d T r a d i t i o n a l C h i n e s e a n d W e s t e r n M e d i c i n e H o s p i t a lA f f i l i a t e dt oS h a n g h a iU n i v e r s i t yo fT r a d i t i o n a lC h i n e s eM e d i c i n e,S h a n g h a i ,C h i n aC o r r e s p o n d i n ga u t h o r:SHUZ h e n g,E m a i l:s h u h o t m a i lc o m【A b s t r a c t】O b j e c t i v e T oe x p l o r ean e wm e t h o df o ra s s e s s i n gf a t c o n t e n t i nn o n a l c o h o l i c f a t t y l i v e rd i s e a s e(NA F L D)b yc o m b i n i n g i m a g i n gm e t h o d s a n ds e r o l o g i c a l i n d i c a t o r s t oc o n s t r u c t am u l t i p l e l i n e a r r e g r e s s i o np r e d i c t i o nm o d e l M e t h o d sAt o t a l o f p a t i e n t sw e r ee n r o l l e df r o mJ a n u a r y t oD e c e m b e r i nt h eR a d i o l o g yD e p a r t m e n to fT h eH o s p i t a lo fT r a d i t i o n a lC h i n e s eM e d i c i n e a f f i l i a t e dw i t hS h a n g h a iU n i v e r s i t yo fT r a d i t i o n a lC h i n e s eM e d i c i n e,i n c l u d i n g p a t i e n t s i nt h en o n NA F L Dg r o u pa n d p a t i e n t s i nt h eNA F L Dg r o u p F u r t h e r m o r e,t h eNA F L Dg r o u pw a ss u b d i v i d e di n t om i l dg r o u p,m o d e r a t eg r o u pa n ds e v e r eg r o u p,a c c o r d i n gt ot h ed e g r e eo f f a t t y l i v e r A l l p a t i e n t su n d e r w e n tC Ta n dMR I s c a n sa t t h es a m e t i m e a n do b t a i n e ds e r o l o g i c a l e x a m i n a t i o n i n c l u d i n ga l a n i n e a m i n o t r a n s f e r a s e(A L T),a s p a r t a t e a m i n o t r a n s f e r a s e(A S T),g l u t a m i n et r a n s p e p t i d a s e(G T),t o t a lc h o l e s t e r o l(T C),t r i g l y c e r i d e(T G),h i g h d e n s i t yl i p o p r o t e i n(HD L C),a n dl o w d e n s i t yl i p o p r o t e i n(L D L C)T h ec o r r e l a t i o no fs e r o l o g y,MR Ii n p h a s ea n do p p o s e d p h a s ea n dd i f f u s i o n C h i n e s eH e p a t o l o g y,J u n ,V o l ,N o w e i g h t e d i m a g i n gw i t hd i f f e r e n td e g r e e so f f a t t yl i v e rw a sa n a l y z e d,a n dt h ep r e d i c t i o nm o d e lo fm u l t i p l el i n e a rr e g r e s s i o nw a se s t a b l i s h e d R e s u l t s A S Tl e v e l so f t h em i l d,m o d e r a t e a n ds e v e r eg r o u p sw e r e U/L,U/La n d U/L,r e s p e c t i v e l y A L Tl e v e l sw e r e U/L,U/La n d U/L,r e s p e c t i v e l y T Gl e v e l sw e r e(),()a n d()mm o l/L,r e s p e c t i v e l y G G Tl e v e l sw e r e U/L,U/L a n d U/L,r e s p e c t i v e l y T h e s es e r o l o g i c a li n d i c a t o r sw e r es i g n i f i c a n t l yh i g h e r t h a nt h ec o n t r o l g r o u p(P )HD L Co f t h em i l d,m o d e r a t ea n ds e v e r eg r o u p sw e r e U/L,mm o l/La n d mm o l/L,r e s p e c t i v e l y,s i g n i f i c a n t l y l o w e r t h a nt h a t o f t h e c o n t r o l g r o u p(mm o l/L)(P )I nt h ed i a g n o s i so f t h em i l dg r o u p,t h eo p t i m a l c u t o f f v a l u eo fH F Fw a s ,AUR O Cw a s (C I ),s e n s i t i v i t yw a s ,s p e c i f i c i t yw a s ;I nt h ed i a g n o s i so f t h em o d e r a t eg r o u p,t h eo p t i m a l c u t o f fv a l u ew a s ,AUR O C w a s (C I ),s e n s i t i v i t y w a s ,s p e c i f i c i t y w a s I nt h ed i a g n o s i so f t h es e v e r eg r o u p,t h eo p t i m a l c u t o f fv a l u ew a s ,AUR O Cw a s (C I ),s e n s i t i v i t yw a s ,a n ds p e c i f i c i t yw a s T h ef i n a lm u l t i p l el i n e a rr e g r e s s i o ne q u a t i o nw a s:l i v e r/s p l e e nd e n s i t yr a t i o A S T H F F(R )C o n c l u s i o nI nt h ei n i t i a ld i a g n o s i so ff a tc o n t e n t i np a t i e n t sw i t hNA F L D,A S Ta n dHF Fh a v e t h ep o t e n t i a l t os u b s t i t u t e t h e r a t i oo f l i v e r/s p l e e nC Tv a l u e i np r e d i c t i n gt h e f a t c o n t e n to fNA F L D【K e yw o r d s】N o n a l c o h o l i c f a t t y l i v e rd i s e a s e;S e r o l o g y;I m a g i n g;N o n i n v a s i v ed i a g n o s i s;M u l t i p l e l i n e a r r e g r e s s i o n非 酒 精 性 脂 肪 性 肝 病(n o n a l c o h o l i cf a t t yl i v e rd i s e a s e,NA F L D)是全世界范围内越来越流行的慢性肝病,其定义为除酒精和明确损肝因素外所致的肝脏超过的脂肪甘油三酯沉积.其如果在早期脂肪变性阶段得不到改善,可进一步发展为非酒精性脂肪性肝炎,甚至肝硬化、肝纤维化,终末期肝细胞癌的年累计发生率可达到 .此外,NA F L D也与全身性代谢紊乱有着密切联系,是糖尿病、心脏血管疾病及慢性肾病等疾病非常重要的病理过程.肝活检目前仍是脂肪肝分级的金标准,但因其侵入性可导致感染,甚至可能引起死亡,因此限制了它的广泛应用 .本研究以肝/脾C T密度之比为参照标准,探讨影像学与血清学对于NA F L D分级的关系,并构建了多元线性回归预测模型.资料与方法一、研究人口与纳入排除标准收集 年月 年 月在上海中医药大学附属市中医医院放射科同时行C T和MR I上腹部扫描的患者 例,其中正常对照组 例,脂肪肝组轻度 例,中度 例,重度 例,平均年龄()岁(见表),影像学图如图所示.纳入标准包括:上腹部MR I检查与上腹部C T检查间隔时间不超过两周者;上腹部MR I检查序列包括O P I P相位序列和弥散加权成像序列(b值为 mm/s和 mm/s)者;临床及实验室检查资料完整者,临床资料包括年龄、性别、饮酒史等,实验室检查结果包括血生化数据和血脂数据.表临床资料的血清学和影像学指标临床资料和生物学参数对照组(n)轻度脂肪肝(n)中度脂肪肝(n)重度脂肪肝(n)F值P值A S T(U/L)P A L T(U/L)P A S T/A L T P G G T(U/L)P T C(mm o l/L)P T G(mm o l/L)P HD L C(mm o l/L)P L D L C(mm o l/L)P H F F P A D C值 P 肝脏 年月第 卷第期注:a轻度脂肪肝,b中度脂肪肝,c重度脂肪肝;从左往右依次为C T图像,MR I反相位、同相位图像和弥散加权b 、b mm/s图像图不同程度脂肪肝影像学图像排除标准包括:有酗酒史者(饮酒按乙醇量计,男性 g/周,女性 g/周);有肝脏肿瘤、乙型肝炎、肝硬化、疑似血色素沉着病、自身免疫性肝病等其他弥漫性肝脏病变及原发性硬化性胆管炎等胆道疾病者;有急性肝损伤、急性胰腺炎等引起肝脏C T密度值降低疾病者;脾切除者;由于呼吸或者机器原因导致图像伪影过重者.本研究获得了上海中医药大学附属市中医医院伦理委员会的人体研究批准,并获得了每位参与者的书面知情同意.二、临床资料和血清学数据从纳入参与者提取的临床资料包括检查日期,年龄、性别,患病史;肝生化指标于患者当天空腹静脉血采集所得,包括丙氨酸氨基转移酶(A L T),天冬氨酸氨基转移酶(A S T),谷氨酰胺转肽酶(G T)、总胆固醇(T C)、甘油三酯(T G)、高密度脂蛋白(HD L)、低密度脂蛋白(L D L).三、影像学检查MR I所 有 检 查 均 在 T超 导 磁 共 振 扫 描 仪(M a g n e t o mA v a n t o;S i e m e n sH e a l t h c a r e,E r l a n g e n,G e r m a n y)上进行,扫描时采用 通道身体阵列线圈.检查序列为:T W I脂肪抑制序列;同反相位序列:T R m s,T E 、m s,采集时间为 s;扩散加权成像:采用自旋平面回波序列,具体扫描参数如下:T R/T E:m s/m s,层厚mm,F OV mm mm,b值分别为 和 s/mm.四、图像获取及后处理从放射科后处理工作站上获取符合纳入标准的临床患者的上腹部C T和MR图像数据,由两位医生选取图像肝门最大层面及分别向上下各一层,每层选取三个感兴趣区(r e g i o no f i n t e r e s t,R O I)进行测量,面积约为 mm,注意避开肝门部血管,并与肝脏边缘保持一定距离.C T后处理:从C T图像上分别测量肝、脾密度C T值.C T诊断NA F L D的主要依据为肝/脾C T比值小于,其中肝/脾C T值大于 且小于 者判断为轻度脂肪肝,肝/脾C T值小于 且大于 者判断为中度脂肪肝,肝/脾C T值小于 者判断为重度脂肪肝.MR I后处理:同反相位序列可得到同相位和反相位两幅图像,通过同反相位信号值计算得出同反相位信号差,肝脏脂肪分数(H F F)(S I i n S I o u t)/S I i n计算得出(S I i n和S I o u t分别代表同相位和反相位图像上的肝脏信号强度).DW I图像的A D C值可通过两组b值的MR I信号值根据公式S(b)/S(b)e x p(b b)A D C计算得出 其中S(b)、S(b)为相应b值扩散梯度场下的信号强度.五、统计学分析使用S P S S 软件进行数据的统计分析.计量资 料 以 均 数标 准 差 表 示.用K o l m o g o r o v S m i r n o v检验进行正态性检验,若符合正态性检验采用单因素方差分析,用L S D检验进行两两比较,若不满足则采用K r u s k a l W a l l i s检验,当比较的结果差异有统计学意义时,进一步采用B o n f e r r o n i法进行两两比较.采用受试者工作特征曲线下面积(R O C)分析C T和同反相位之差的绝对值诊断脂肪肝的敏感性、C h i n e s eH e p a t o l o g y,J u n ,V o l ,N o 特异性,计算阈值.C T与同反相位诊断NA F L D之间的相关性采用相关性分析,若满足双变量正态分布和方差齐性,应用P e a r s o n相关分析,若不满足,则使用S p e a r m a n秩相关分析.所有数据均采用双侧检验,P 为差异有统计学意义.结果一、肝生化指标比较血清学分析中,脂肪肝组A S T、A L T和T G均与脂肪浸润程度呈正相关,G T显著升高,组间差异均有统计学意义(P );HD L C则与脂肪浸润程度呈负相关,组间差异有统计学意义(P ),而脂肪肝组T C、HD L C低于对照组,组间差异无统计学意义(P ).二、MR I检查结果比较MR I成像分析中,H F F随脂肪肝程度加深而逐渐增大,而A D C值则相反.其中H F F与肝/脾C T值之比均存在较高的负相关性(r ,P ),其在诊 断 不 同 程 度 脂 肪 肝 时 的 阈 值 分 别 为 ,AUR O C分别为 ,(见表).在最终的血清学结果分析中,A S T、A L T均随脂肪肝程度的加深而升高,A S T/A L T反之,其分别与肝/脾C T值之比有着一定程度的相关性.H F F与不同程度脂肪肝肝/脾C T值之比的相关性散点图如图所示(R ).最终构建的多元线性回归分析显示,血清学中的A S T以及磁共振成像技术的H F F对肝/脾C T值之比有预测价值(见表).所构建的多元线性回归方程为:肝/脾 密 度 之 比 A S T H F F(R ).图H F F与不同程度脂肪肝肝/脾C T值之比的相关性散点图(R )讨论目前单一的血清学指标或者肝功能指标并不能判定脂肪肝的形成,需要血清学与肝功能双阳性的检验结果联合进行诊断 .郭霜、邓钦木等 的研究结果显示,脂肪肝患者血清A S T、A L T、G T、T C、T G、HD L C和L D L C指 标 均 升 高.施 素 英、张 杨等 比 较 了 正 常 对 照 组 和 脂 肪 肝 组 得 出 结 论,A S T、A L T、G G T、T C、T G和L D L C均有不同程度的升高,而HD L C有所降低,这与我们的研究结果较为一致.另外,在我们的研究中,T C和HD L C随脂肪程度升高有降低的趋势,这与前人的研究不同,可能由于我们的研究未使用肝活检作为金标准,且不排除其他肝病的影响.截至目前,同反相位序列在腹部磁共振扫描中都有着较为广泛的应用.杨逸铭等 的研究得出结论,H F F在不同程度脂肪肝的值均有明显升高,在诊断轻度脂肪肝的AU C为 ,中重度为 ,这与我们的研究结论较为一致.目前,利用两个扩散梯度因表影像学方法对不同级别NA F L D的诊断性能汇总脂肪分级H F F阈值AUR O C敏感度特异度P值正常v s轻/中/重 ()P 正常/轻v s中/重 ()P 正常/轻/中v s重 ()P 表血清学和影像学最终构建的多元线性回归方程参数模型非标准化系数B标准误差标准系数试用版tP值共线性统计量容差V I F(常量)P A S T P H F F P 肝脏 年月第 卷第期子(b值)的单指数DW I分析是定量肝脏病变最常用的数据采集和处理方法之一,经研究证明,腹部最佳b值选择为 mm/s.既往有研究证明,A D C值随着NA F L D严重程度的增加而降低(r ),AU C ,而我们的研究显示出较弱的相关性,可能是因为该研究使用了肝脏病理作为金标准.另一项对 例NA F L D患者进行的前瞻性研究证实,随着脂肪程度的加深,A D C与H F F呈反比关系,其中H F F的患者A D C显著降低.而我们的研究同样显示在H F F时,A D C值有较为明显的降低,而在H F F 时,也较为显著.综上所述,我们对于影像学的研究结论基本与前人的研究一致.本研究对 例NA F L D患者进行了血清学和影像学的数据采集分析,最终建立精准模型.样本数量较大,实验结果较为可靠,可为NA F L D脂肪定量提供一定的价值.但本研究同时存在几项局限性.首先,肝脏病变的病理过程一般较为复杂,不同程度的炎症、纤维化、胆汁淤积等多种因素混杂在一起导致各种影像方法诊断脂肪病变的相关性受到削减.其次,在磁共振同反相位成像中,肝脏的铁超负荷会使局部磁场不均匀,质子快速去相位,造成信号缺失,从而对图像质量产生一定的影响.综上所述,本研究用NA F L D作为模型,用血清学方法结合磁共振成像来表征肝/脾密度之比,为提供肝脏脂肪定量提供参考.这表明联合血清学方法和磁共振同反相位序列具有替代肝/脾C T值之比的潜力,从而为临床上定量NA F L D脂肪含量提供新思路.利益冲突声明:所有作者均声明不存在利益冲突.参考文献W o n gVW,W o n gG L,C h o iP C,e ta l D i s e a s ep r o g r e s s i o no fn o n a l c o h o l i c f a t t y l i v e rd i s e a s e:ap r o s p e c t i v es t u d yw i t hp a i r e dl i v e rb i o p s i e sa t y e a r s G u t,():H a r r i s o nS A,T o r g e r s o nS,H a y a s h i P H T h en a t u r a l h i s t o r yo fn o n a l c o h o l i cf a t t y l i v e r d i s e a s e:a c l i n i c a l h i s t o p a t h o l o g i c a ls t u d y AmJG a s t r o e n t e r o l,():S o r r e n t i n oP,T a r a n t i n oG,C o n c aP,e t a l S i l e n tn o n a l c o h o l i cf a t t y l i v e rd i s e a s e ac l i n i c a l h i s t o l o g i c a l s t u d y JH e p a t o l,():A t h y r o sV G,T z i o m a l o sK,K a t s i k iN,e ta l C a r d i o v a s c u l a rr i s k a c r o s s t h e h i s t o l o g i c a l s p e c t r u ma n d t h e c l i n i c a lm a n i f e s t a t i o n so fn o n a l c o h o l i cf a t t yl i v e rd i s e a s e:A nu p d a t e W o r l dJG a s t r o e n t e r o l,():J a n e sCH,L i n d o r K DO u t c o m eo fp a t i e n t sh o s p i t a l i z e df o rc o m p l i c a t i o n sa f t e ro u t p a t i e n tl i v e rb i o p s y A n nI n t e r n M e d,():S u m i d aY,N a k a j i m aA,I t o hY L i m i t a t i o n so f l i v e rb i o p s ya n dn o n i n v a s i v ed i a g n o s t i ct e s t sf o rt h ed i a g n o s i so fn o n a l c o h o l i cf a t t y l i v e r d i s e a s e/n o n a l c o h o l i c s t e a t o h e p a t i t i s W o r l d JG a s t r o e n t e r o l,():S p o r e a I,P o p e s c uA,D u m i t r a s c uD,e ta l N o n a l c o h o l i cF a t t yL i v e rD i s e a s e:S t a t u sQ u o JG a s t r o i n t e s t i nL i v e rD i s,():L vS,J i a n gS,L i uS,e t a l N o n i n v a s i v eQ u a n t i t a t i v eD e t e c t i o nM e t h o d so f L i v e r F a t C o n t e n ti n N o n a l c o h o l i c F a t t y L i v e rD i s e a s e JC l i nT r a n s lH e p a t o l,():郭霜肝功能与血脂血清学指标水平检验在脂肪肝诊断中的效果中国社区医师,():邓钦木肝功能与血清学指标水平检验在脂肪肝疾病诊断中的应用研究医学食疗与健康,():施素英肝功能检查与血清学相关指标水平检验在脂肪肝诊断中的应用效果分析中外医疗,():张杨肝功与血脂血清学指标水平检验在脂肪肝诊断中的应用医学信息,():杨逸铭,刘玉品,周懂晶,等 T MR IP D F F和I P O P对脂肪肝定量评估的价值吉林大学学报(医学版),():K o cZ,E r b a yG O p t i m a l bv a l u e i nd i f f u s i o n w e i g h t e d i m a g i n gf o rd i f f e r e n t i a t i o no f a b d o m i n a l l e s i o n s JM a g nR e s o nI m a g i n g,():L iC,Y eJ,P r i n c eM,e ta l C o m p a r i n gm o n o e x p o n e n t i a l,b i e x p o n e n t i a l,a n ds t r e t c h e d e x p o n e n t i a ld i f f u s i o n w e i g h t e d MRi m a g i n g f o r s t r a t i f y i n gn o n a l c o h o l i c f a t t y l i v e r d i s e a s e i na r a b b i tm o d e l E u rR a d i o l,():L iC,Y eJ,P e n g Y,e ta l E v a l u a t i o no fd i f f u s i o nk u r t o s i si m a g i n gi ns t r a t i f i c a t i o no fn o n a l c o h o l i cf a t t yl i v e rd i s e a s ea n de a r l yd i a g n o s i so fn o n a l c o h o l i cs t e a t o h e p a t i t i s i nar a b b i tm o d e l M a g nR e s o nI m a g i n g,:P o y r a zAK,O n u rM R,K o c a k o cE,e ta l D i f f u s i o n w e i g h t e dMR Io f f a t t y l i v e r JM a g nR e s o nI m a g i n g,():(收稿日期:)(本文编辑:钱燕)