常紅花，李 杰，王亞魁，金 笑，袁慧書

(北京大學(xué)第三醫(yī)院放射科，北京 100191)

研究[1-2]表明，棕色脂肪(brown adipose tissue， BAT)在成人體內(nèi)持續(xù)存在。與皮下白色脂肪組織(white adipose tissue， WAT)不同，BAT對肥胖及代謝功能障礙起保護(hù)作用[3-5]，有望成為新的靶點(diǎn)。成人體內(nèi)最常見BAT的部位是頸部鎖骨上區(qū)域[4-5]，以青年女性更為明顯?；谧钚《斯浪惴ê筒粚ΨQ回波迭代分解的水脂分離(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least square estimation-iron quantification sequence， IDEAL-IQ)技術(shù)可反映脂肪的形態(tài)學(xué)及MR特征[6]，有望用于BAT成像。本研究旨在評估采用MR IDEAL-IQ技術(shù)定量測量健康青年女性頸部鎖骨上及體部皮下脂肪的可行性。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準(zhǔn)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2017年8—10月我院共招募100名月經(jīng)周期規(guī)律的青年女性志愿者，年齡20～35歲，平均(26.7±3.6)歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有內(nèi)分泌代謝性疾病病史，如糖尿病、甲狀腺功能亢進(jìn)或減低等；②MR檢查禁忌證，如體內(nèi)有起搏器、義眼等金屬植入物，妊娠期或幽閉恐懼癥患者等；③因配合不佳、運(yùn)動偽影等導(dǎo)致圖像質(zhì)量較差，影響后續(xù)處理及測量；④MR檢查發(fā)現(xiàn)卵巢呈多囊改變并伴激素水平異常。其中13名被排除，包括卵巢呈多囊樣改變并伴激素異常8名、甲狀腺癌1名、淋巴瘤3名、卵巢癌1名，最終87名健康志愿青年女性納入研究。記錄志愿者年齡、身高、體質(zhì)量、腰圍、臀圍、腰臀比等基本信息，并根據(jù)體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)分為BMI<24 kg/m2組(n=72)和BMI≥24 kg/m2組(n=15)。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery MR750 3.0T MR掃描儀。鎖骨上MR檢查采用8通道頭頸聯(lián)合線圈。囑受檢者仰臥，頭先進(jìn)，肩部與線圈緊密貼合，掃描中心定位于下頜下緣，掃描范圍從C1椎體至主動脈弓上緣水平。常規(guī)序列包括軸位FSE T2W序列(TR 1 256 ms、TE 67.6 ms)和軸位肝臟三維容積快速多期動態(tài)增強(qiáng)技術(shù) (fast three-dimensional volume of the liver more dynamic enhancement technology，LAVA)序列(TR 4.1 ms、TE 1.8 ms)。IDEAL-IQ序列掃描參數(shù)：軸位，TR 8.7 ms，TE 4.1 ms，F(xiàn)OV 30 cm×15 cm，層厚3 mm，NEX 2，矩陣224×192，帶寬125 Hz，翻轉(zhuǎn)角4°，掃描時間2 min 23 s；冠狀位，TR 7.9 ms，TE 3.7 ms，F(xiàn)OV 34 cm×34 cm，層厚4 mm，NEX 1.5，矩陣224×160，帶寬125 Hz，翻轉(zhuǎn)角4°，掃描時間2 min 27 s；可直接獲得冠狀位及軸位IDEAL-IQ序列的水像、脂像、同相位、反相位、脂肪分?jǐn)?shù)(fat fraction， FF)圖像及T2*弛豫率(R2*)像。

腹盆部MR檢查采用8通道腹部線圈，掃描范圍從肝臟上緣至恥骨聯(lián)合水平。掃描序列包括常規(guī)T2W、IDEAL-IQ及LAVA序列。IDEAL-IQ序列掃描參數(shù)：軸位，TR 3.8 ms，F(xiàn)OV 40 cm×32cm，層厚7 mm，NEX 1，矩陣288×256，帶寬143 Hz，翻轉(zhuǎn)角10°；冠狀位，TR 6 ms，F(xiàn)OV 40 cm×40 cm，層厚10 mm，NEX 0.5，矩陣160×160，帶寬111 Hz，翻轉(zhuǎn)角3°。

1.3 圖像分析 采用MR750 AW4.5后處理工作站、IDEAL Research軟件，在冠狀位FF圖像上選擇顯示頸部鎖骨上(上緣至C4水平，下緣至鎖骨，前方前斜角肌，后方斜方肌，內(nèi)側(cè)胸鎖乳突肌)脂肪及胸壁皮下脂肪最大面積層面，于脂肪中心部位勾畫ROI，避開血管、皮膚及肺臟邊緣(圖1A)，面積約15～20 mm2，獲得頸部及胸壁皮下脂肪FF值；以同樣方法在R2*圖像的相同位置勾畫ROI(圖1B)，獲得頸部鎖骨上、胸壁皮下脂肪R2*值。計算頸部鎖骨上脂肪與胸壁皮下脂肪FF值和R2*值比值，即頸部/胸壁FF和頸部/胸壁R2*。

以同樣方法在腹盆部選取肝臟、腹壁中心部位勾畫ROI(圖2)，避開肝臟血管、膽管及腹壁皮膚、肌肉邊緣，獲得到肝臟及腹壁FF值和R2*值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 24.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示。采用配對t檢驗(yàn)比較頸部鎖骨上脂肪與胸壁皮下脂肪FF和R2*值的差異；以獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)(正態(tài)分布)或Mann-WhitneyU檢驗(yàn)(非正態(tài)分布)分析2組間頸部鎖骨上脂肪、胸壁皮下脂肪FF和R2*的差異；以Pearson線性相關(guān)分析頸部鎖骨上脂肪FF、R2*值與肝臟FF、R2*值、BMI及腰臀比的相關(guān)性。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖1 鎖骨上脂肪ROI勾畫示意圖 A.FF圖； B.R2*圖 圖2 肝臟及腹壁皮下脂肪ROI勾畫示意圖 A. FF圖； B.R2*圖

圖3 27歲健康女性，鎖骨上及胸壁皮下脂肪FF值偽彩圖(A)和R2*偽彩圖(B)

2 結(jié)果

2.1 頸部鎖骨上脂肪和胸壁皮下脂肪FF及R2*值比較 頸部鎖骨上與胸壁皮下脂肪FF值分別為(80.99±7.73)%、(93.04±1.55)%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-15.804，P<0.001)，見圖3A；R2*值分別為(65.52±23.59)Hz和(38.82±7.11)Hz，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=11.153，P<0.001)，見圖3B。

2.2 不同BMI組間FF及R2*值比較 BMI<24 kg/m2組與BMI≥24 kg/m2組頸部鎖骨上脂肪FF值、胸壁皮下脂肪FF值、頸部鎖骨上脂肪R2*值、胸壁皮下脂肪R2*值、頸部/胸壁FF值和頸部/胸壁R2*值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05，表1)。2組間肝臟FF、腹壁FF、肝臟R2*值、腹壁R2*值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05，表2)。

2.3 相關(guān)性分析 頸部鎖骨上脂肪FF值與BMI呈正相關(guān)(r=0.601，P<0.001，圖4A)，與腰臀比及肝臟FF值無相關(guān)性(P=0.129、0.559)。頸部鎖骨上脂肪R2*值與BMI呈負(fù)相關(guān)(r=-0.409，P=0.001，圖4B)，與腰臀比及肝臟R2*值無相關(guān)性(P=0.101、0.147)。頸部/胸壁FF值與BMI呈正相關(guān)(r=0.554，P<0.001)，頸部/胸壁R2*值與BMI呈負(fù)相關(guān)(r=-0.323，P=0.006)。

表1 不同BMI組頸部鎖骨上及胸壁皮下脂肪FF和R2*值比較(±s)

表1 不同BMI組頸部鎖骨上及胸壁皮下脂肪FF和R2*值比較(±s)

組別頸部鎖骨上脂肪FF(%)胸壁皮下脂肪FF(%)頸部鎖骨上脂肪R2?值(Hz)胸壁皮下脂肪R2?值(Hz)頸部/胸壁FF頸部/胸壁R2?BMI<24kg/m2組(n=72)79．13±7．0992．75±1．4570．31±22．3540．09±6．550．85±0．071．79±0．60BMI≥24kg/m2組(n=15)89．93±2．9294．42±1．2642．53±14．1932．72±6．690．95±0．031．32±0．48Z值-5．169-4．5063．7533．422-4．8323．090P值<0．001<0．001<0．0010．001<0．0010．002

表2 不同BMI組肝臟及腹壁FF和R2*值比較(±s)

表2 不同BMI組肝臟及腹壁FF和R2*值比較(±s)

組別肝臟FF(%)腹壁FF(%)肝臟R2?(Hz)腹壁R2?(Hz)BMI<24kg/m2組(n=72)1．83±0．7090．80±1．9538．86±5．5063．31±7．67BMI≥24kg/m2組(n=15)6．19±7．9892．93±1．1745．37±5．6757．16±7．64t值-4．650-4．054-4．1512．825P值<0．001<0．001<0．0010．006

圖4 相關(guān)性散點(diǎn)圖 A.頸部鎖骨上脂肪FF值與BMI的相關(guān)性； B.頸部鎖骨上脂肪R2*與BMI的相關(guān)性

3 討論

MRI可無創(chuàng)、定量檢測組織內(nèi)脂肪含量。BAT由相對較少的小脂滴、富含鐵的線粒體及豐富毛細(xì)血管組成，甘油三酯含量低，含水量高；WAT則由含量豐富的大脂滴及少量線粒體組成，甘油三酯含量高，含水量低。二者水脂比例不同，是MRI水脂分離技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)[6-13]。IDEAL-IQ技術(shù)采用三維快速擾相梯度回波(three-dimensional fast spoiled gradient recalled， 3D FSPGR)序列，在1個TR中采集6個梯度回波，采用部分K空間填充，多回波采集及并行采集，得到6個關(guān)于水和脂肪相位差異的圖像(即水像、脂像、同相位、反相位、脂肪比和R2*圖像)，再應(yīng)用區(qū)域增長法進(jìn)行重建，能有效克服射頻場的不均勻性，將水與脂肪分離開來，直接獲得FF和R2*值(也稱T2*弛豫率，R2*=1/T2*，單位Hz，反映組織內(nèi)鐵質(zhì)沉積情況)[6]。該技術(shù)操作簡便、掃描時間短、成功率高，且后處理簡單，與其他影像學(xué)檢查方法相比，能更準(zhǔn)確地測量脂肪含量，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景[14-15]。

近期研究[4-6]表明，成人體內(nèi)含有的BAT以頸部鎖骨上最常見，且含量較多。與皮下WAT不同，BAT可被激活而發(fā)揮活性[3]。但成人頸部鎖骨上脂肪與經(jīng)典的BAT亦有所不同，含有經(jīng)典BAT和WAT細(xì)胞的混合物[16-17]，也被稱為米色或褐色脂肪。本研究發(fā)現(xiàn)受試者頸部鎖骨上脂肪FF值低于胸壁皮下脂肪(P<0.001)，可能是由于健康青年女性頸部鎖骨上含有BAT，甘油三酯含量低，含水量高，而胸壁皮下為WAT，甘油三酯含量高，含水量低，與既往研究[7-9]結(jié)果一致。本研究結(jié)果還顯示，頸部鎖骨上脂肪R2*值高于胸壁皮下脂肪(P<0.001)，由于頸部鎖骨上脂肪中BAT含量較高，BAT中含有豐富的富含鐵的線粒體，可消耗葡萄糖和甘油三酯，引起氧氣消耗增加，血液中脫氧血紅蛋白含量升高，導(dǎo)致T2弛豫時間縮短[10-12]，相應(yīng)R2*值升高。本研究結(jié)果表明，F(xiàn)F及R2*值可反映頸部鎖骨上脂肪的MRI特征，從而與胸壁皮下WAT相區(qū)分。

本研究結(jié)果顯示，超重受試者(BMI≥24 kg/m2)頸部鎖骨上脂肪FF值高于非超重人群(P<0.001)，R2*低于非超重人群(P<0.001)，與既往研究[11，13]結(jié)果一致。本研究結(jié)果還顯示，受試者頸部鎖骨上脂肪FF值與BMI呈正相關(guān)(r=0.601，P<0.001)，R2*與BMI呈負(fù)相關(guān)(r=-0.409，P=0.001)，提示在健康青年女性中，隨著BMI增高，鎖骨上脂肪FF值逐漸增高，但與腰臀比及肝臟FF無相關(guān)性。本研究顯示不同BMI組間頸部和胸壁皮下脂肪FF及R2*值均有差異，為排除個體差異的干擾，引入了兩者比值，即頸部/胸壁FF和頸部/胸壁R2*值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)頸部/胸壁FF值與BMI呈正相關(guān)(r=0.554，P<0.001)，頸部/胸壁R2*值與BMI呈負(fù)相關(guān)(r=-0.323，P=0.006)，提示BMI越大，頸部/胸壁FF比值越高，頸部/胸壁R2*值越低，即頸部鎖骨上脂肪與胸壁皮下脂肪差異越小，其成分越接近于WAT，BAT的含量越低。超重人群較非超重人群BAT含量少，可能與超重人群中脂肪更趨向于向WAT轉(zhuǎn)化或誘導(dǎo)性BAT生成減少有關(guān)[13]。

本研究的局限性主要在于僅納入20～35歲青年女性，未對男性及其他年齡段受試者進(jìn)行分析。另一方面，確定BAT的金標(biāo)準(zhǔn)為穿刺活檢，系有創(chuàng)操作，實(shí)施比較困難，故本研究未能施行，缺乏病理結(jié)果支持。

總之，IDEAL-IQ技術(shù)可無創(chuàng)、便捷地區(qū)分鎖骨上脂肪與體部皮下脂肪，其應(yīng)用范圍有望不斷擴(kuò)大。

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