磁共振脂肪定量原理及临床应用

文摘   2024-01-24 18:10   贵州  

  说到脂肪定量,很多老师第一反应想到的应该都是肝脏,这是目前影像学方法检测脂肪含量应用最广泛的部位,超声、CT、MR都能进行不同程度的脂肪肝诊断,但金标准仍是活检。


  活检作为有创侵入的方法,不仅患者耐受性差,且操作复杂;而超声对于操作医生依赖程度较大,且患者体表脂肪过多会影响测量结果;CT仅需通过CT值的高低进行判断,操作便捷简单,但是准确性较差;磁共振作为无辐射的检查方式,可重复性高,是目前脂肪含量测量比较推荐的方式。


  最早的时候,磁共振是使用MRS波谱进行肝脏,脂肪在波谱中存在9个脂肪峰,但由于谱线分辨率受限的原因,脂肪定量波谱MRS仅能分析到一个脂肪峰,操作复杂且准确性仍无法达到标准,目前测量人体脂肪含量的磁共振技术是基于水脂分离进行拓展的。


  联影该技术叫FACT,Fat Analysis Calculation Technique,脂肪分析计算技术;西门子叫Liver Lab;飞利浦叫mDixon XD Quant;GE叫Ideal IQ。本篇文章以联影的FACT为例,进行原理讲解及临床应用介绍。


  FACT技术是利用水和脂肪在磁场中存在的进动频率差异,小角度采集6个梯度回波,通过多种衰减校正技术,结合区域增强算法,一次扫描可同时获得多种对比图像,FF(脂肪分数)、R2*、T2* 、IP(同相)、OP(反相)、water(水相或叫做压脂相)、fat(脂相)。

图1:联影FACT序列脉冲示意图(该图来自联影)


  联影的FACT是基于3D GRE序列的,扫描速度很快,腹部肝脏脂肪定量仅需一次屏气15s就能完成,但一定要注意磁场的均匀性,匀场不佳容易导致系统水脂计算错误建议扫描FACT尽量选用容积匀场。

图2:肝脏FACT扫描时间及匀场模式


  联影的FACT是基于6峰模型进行脂肪定量分析的,GE与西门子同样是6峰模型,飞利浦则可以进行7峰模型分析。理论上来说能分析到的脂肪峰越多,测量值的准确性也就会越高,但没有同时在联影和飞利浦设备上进行同一患者的脂肪定量测试,所以没办法比较两者的准确性。

图3:联影FACT序列6峰模型(该图来自联影)


  之前提到了FACT序列一次扫描可同时得到多种对比图像,其中与脂肪含量相关性最大的就是FF,全称为PDFF,Proton Density Fat Fraction,质子密度脂肪分数,脂肪含量越高颜色越红或者越偏向暖色调,脂肪含量越低颜色越蓝或者越偏向冷色调,其他公司FF图都是百分位脂肪分数,而联影的FF则可做到千分位脂肪分数,理论上来说就能做到更高精度的脂肪量化。

图4:联影FACT千分位脂肪分数


  完成FACT扫描后想要测量感兴趣区脂肪含量,则需要在FF图上进行ROI勾画测量,联影可以通过自动处理勾画出5个ROI并得到相应脂肪分数报告,但存在的问题为勾画ROI范围及位置无法达到理想状态,存在部分容积效应造成结果准确性出现误差。

图5:联影FF图自动计算结果


  其实更建议各位老师进行手动勾画ROI进行测量,选取FF图进入二维浏览,界面左下角的工具栏选择圆形ROI直接在图像上勾画,避开血管及肝内胆管,使其尽量在肝组织上,这样得到的结果会更加准确。

图6:联影FF图手动勾画ROI测量


  至于如何解读肝脏FF图像中所测量的值,有大部分文献及联影的建议都是肝脏脂肪含量正常为FF小于5%,5%-10%为轻度脂肪肝,10%-25%为中度脂肪肝,FF大于25%为重度脂肪肝。

图7:联影建议FF图脂肪肝定量分级


  目前磁共振脂肪定量的在临床应用相当广泛,联影的FACT也已经将其应用于全身各部位,这里介绍其中一部分供各位老师参考,可以当做一些临床诊疗手段,也可以进行相关疾病的科学研究。


腹部

  这是目前FACT应用最多的部位,方便快捷无创,可进行脂肪肝诊断、评估肝脏病灶的脂肪浸润程度、肝移植脂肪变形程度等。

图8:联影腹部FACT序列FF图像


腰椎

  可通过测量椎体的FF来评估骨质疏松的程度,有兴趣有条件的老师可将其与QCT进行对比。

图9:联影腰椎FACT序列FF图像


乳腺

  有助于乳腺炎症、占位等疾病的检测诊断。

图10:联影乳腺FACT序列FF图像


盆腔

  有助于盆腔相关病变的鉴别诊断及肿瘤的成分鉴别。

图11:联影盆腔FACT序列FF图像


眼眶

  眼眶脂肪分化是甲状腺相关眼病的发生和持续的核心关节,脂肪分化导致脂肪体积增大,引起眼球突出等一系列相关临床症状,而FACT提供了很好的诊断手段。

图12:联影眼眶FACT序列图像(该图来自联影)


骶髂关节

  强直性脊柱炎慢性期有着关节面脂肪沉积的表现,FACT可以很好的进行相关测量诊断。

图13:联影骶髂关节FACT序列图像(该图来自联影)


大腿肌肉

  FACT可直观观察大腿肌肉脂肪浸润及水肿程度,可在早期肌肉相关疾病发生之前进行干预。

图14:联影大腿肌肉FACT序列图像(该图来自联影)


膝关节、踝关节

  FACT能定量评估组织脂肪含量,可在早期未发生骨性关节炎之前进行有效干预。

图15:联影膝关节FACT序列FF图像

图16:联影踝关节FACT序列图像(该图来自联影)

肩关节
  肌肉脂肪变性被认为是肩袖撕裂的不良预后因素之一,而FACT能够很好的量化肌肉脂肪变性程度。
图17:联影肩关节FACT序列图像(该图来自联影

全身FACT
  FACT还可以进行冠状位多段扫描拼接得到全身脂肪定量图,但是这需要多个线圈联合使用,还要求磁共振的硬件支持,全身FACT可分析全身亚器官脂肪分布程度及含量情况,对脂肪相关代谢性疾病进行诊断及治疗。
图18:联影全身FACT序列图像(该图来自联影)

  以上就是对磁共振脂肪定量技术原理的简单讲解,以及对部分临床应用进行了简单介绍,感兴趣的老师可以自己在设备上试一下,没有该技术的部位可以使用其他部位的序列尝试进行修改,注意方位、层厚、FOV、SNR、空间分辨率等相关参数。

浮光磁影
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