MR Dixon技術定量分析胰腺脂肪沉積及其對2型糖尿病的影響

俞 順，呂潔勤，馬明平，蘇家威

(1.福建醫科大學省立臨床醫學院 福建省立醫院放射科，福建 福州 350001；2.南方醫科大學生物醫學工程學院，廣東 廣州 510515)

隨著生活方式和飲食結構的改變，長期高脂飲食等不健康生活方式導致機體內游離脂肪酸增多，當正常脂肪組織無法承受過多脂肪酸時，脂肪酸將向非脂肪組織聚集，造成異位脂肪沉積。肝臟和胰腺是脂類物質異位沉積的主要器官[1]。研究[1-3]表明，胰腺脂肪沉積可引起胰腺組織形態改變及胰腺內外分泌功能異常，導致胰島素抵抗和體內血糖升高。肥胖與脂代謝紊亂、糖尿病之間關系密切。隨著MRI技術的發展，Dixon技術成為定量分析器官脂肪的研究熱點，其具有無創性，且準確率和特異性均高于CT和超聲檢查[4]。本研究采用MR Dixon技術定量分析胰腺脂肪沉積及其對2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM)的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年5月—2018年12月118例臨床診斷T2DM患者(T2DM組)，均符合T2DM診斷標準(1999年WHO糖尿病診斷標準)。排除標準：①1型糖尿病及特殊類型糖尿病；②酒精攝入量男性≥140克/周，女性≥70克/周[5]；③存在影響胰腺鐵質沉積的疾病如血色病，或反復輸血治療史；④慢性胰腺炎、胰腺癌、胰腺脂肪瘤等可導致胰腺實質部分或全部被脂肪替代的疾患；⑤MR檢查禁忌證；⑥圖像質量不佳。招募同期39名健康志愿者為對照組(NC組)。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Aera 1.5T MR儀行腹部掃描。掃描參數：Dixon序列，TR 6.46 ms，第1回波TE 2.39 ms，第2回波TE 4.77 ms，FOV 380 mm×380 mm，層厚3 mm。一次屏氣掃描獲得同相位、反相位、水相圖和脂相圖，之后利用Siemens軟件對Dixon序列圖像進行后處理，得到腹部脂肪分數。分別于胰頭、胰頸、胰體及胰尾處放置面積約1.5 cm2的圓形ROI，測量脂肪含量，取其均值為胰腺平均脂肪含量，見圖1。

采用第三方圖像處理軟件Image J，于軸位脂相圖上手動勾畫并測量第4、5腰椎間隙水平以上8 cm腹壁皮下脂肪面積(subcutaneous adipose area, SA)和腹腔內臟脂肪面積(visceral adipose area, VA)，計算腹部總脂肪面積(total abdominal fat area, TA)，TA=SA+VA，見圖2。

圖2 于軸位脂相圖手動勾畫測量VA(A)及SA(B)示意圖

囑受檢者禁食12 h，于次日清晨檢測身高、體質量、空腹血糖(fasting blood glucose, FBG)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein, HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL)、甘油三酯(triglyceride, TG)及膽固醇(cholesterol, CHOL)，計算體質量指數(body mass index, BMI)=體質量(kg)/身高2(m2)。

1.3 統計學分析 采用SPSS 22.0統計分析軟件。以BMI≥25 kg/m2為肥胖標準，將T2DM組分為NT2DM(BMI<25 kg/m2)和OT2DM亞組(BMI≥25 kg/m2)、NC組分為NNC(BMI<25 kg/m2)和ONC亞組(BMI≥25 kg/m2)。以±s表示符合正態分布的計量資料，采用獨立樣本t檢驗行組間及組內亞組比較。以單因素Logistic回歸分析T2DM的危險因素。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

T2DM組男72例，女46例，年齡18～85歲，平均(57.0±13.4)歲；NC組男10名，女29名，年齡30～76歲，平均(52.3±12.0)歲，組間年齡差異無統計學意義(t=-1.00，P=0.32)。NT2DM亞組64例，男37例，女27例，年齡33～85歲，平均(59.3±11.7)歲；OT2DM亞組54例，男35例，女19例，年齡18～83歲，平均(54.4±14.8)歲；NNC亞組28名，男6名，女22名，年齡33～76歲，平均(51.9±11.8)歲；ONC亞組11名，男4名，女7名，年齡30～70歲，平均(53.5±13.0)歲。

2.1 NT2DM亞組與NNC亞組間比較 NT2DM亞組FBG、TG、胰體脂肪分數、胰尾脂肪分數、胰腺平均脂肪分數、VA均高于NNC亞組(P均<0.05)，而HDL低于NNC亞組(P<0.05)，見表1。單因素Logistic回歸分析結果顯示，對于BMI<25 kg/m2者，FBG(β=1.60)、TG(β=0.99)、胰體脂肪分數(β=0.16)、胰尾脂肪分數(β=0.22)及胰腺平均脂肪分數(β=0.24)、VA(β=0.01)為T2DM的危險因素(P均<0.05)。

2.2 OT2DM亞組與ONC亞組間比較 OT2DM亞組FBG、TG、CHOL、胰頭脂肪分數、胰腺平均脂肪分數及VA均高于ONC亞組(P均<0.05)，見表2。回歸分析顯示，FBG(β=2.31)、VA(β=0.02)為肥胖人群罹患T2DM的危險因素(P均<0.05)。

2.3 OT2DM亞組與NT2DM亞組間比較 OT2DM亞組TG、CHOL、胰體脂肪分數、胰尾脂肪分數、胰腺平均脂肪分數、SA、VA、TA均高于NT2DM亞組，而HDL低于NT2DM亞組(P均<0.05)，見表3。

3 討論

長期高脂飲食等不健康生活方式導致人體內脂質物質積累過多，異位脂肪沉積與T2DM存在密切關系[1]。臨床亟需能夠直觀、準確、無創定量組織脂肪含量的影像學手段。

組織穿刺活檢是脂肪定量的“金標準”，但為有創性檢查，且不能反映臟器脂肪浸潤全貌，并非早期診斷器官脂肪沉積、定量評估和監測的理想方法[6]。胰腺為腹膜后器官，穿刺活檢易受腹腔其他臟器及腸氣干擾，操作復雜，患者依從性差，臨床價值有限。超聲檢查視野較小，易受操作者主觀因素及受檢者個體差異影響，診斷輕中度脂肪肝的敏感度較差，且無法準確定量內臟脂肪[3,7]。CT具有輻射性，且肝內鐵、銅沉積會影響CT值，導致結果不準確[8-9]。

表1 NT2DM亞組與NNC亞組各參數比較(±s)

表1 NT2DM亞組與NNC亞組各參數比較(±s)

組別FBG(mmol/L)HDL(mmol/L)LDL(mmol/L)TG(mmol/L)CHOL(mmol/L)脂肪分數(%)胰頭胰頸胰體胰尾NT2DM亞組(n=64)8.83±3.471.19±0.443.03±0.931.75±1.414.73±1.107.63±3.849.11±3.868.88±4.109.10±4.47NNC亞組(n=28)4.93±0.661.50±0.862.76 ±0.971.09±0.494.35±1.096.81±4.697.52±3.457.12±2.676.91±2.11t值-8.462.18-1.19-3.24-1.46-0.88-1.88-2.08-3.20P值<0.010.030.23<0.010.140.380.060.04<0.01組別胰腺平均脂肪分數(%)SA(cm2)VA(cm2)TA(cm2)NT2DM亞組(n=64)8.68±3.0088.05±39.4497.13±47.74185.19±61.41NNC亞組(n=28)7.09±2.6091.46±39.4869.36±54.77160.82±81.15t值-2.580.38-2.45-1.58P值0.010.700.010.11

表2 OT2DM亞組與ONC亞組間各參數比較(±s)

表2 OT2DM亞組與ONC亞組間各參數比較(±s)

組別FBG(mmol/L)HDL(mmol/L)LDL(mmol/L)TG(mmol/L)CHOL(mmol/L)脂肪分數(%)胰頭胰頸胰體胰尾OT2DM亞組(n=54)9.06±2.750.98±0.27 3.10±0.98 5.13±7.15 5.65±2.138.69±4.699.07±5.9510.83±4.8111.19±5.19ONC亞組(n=11)5.45±0.601.24±0.48 3.17±0.771.79±0.784.79±0.566.50±2.157.86±2.479.00±3.548.94±2.25t值-8.641.690.23-3.30-2.54-2.41-0.66-1.20-1.41P值<0.010.120.82<0.010.010.020.510.230.16組別胰腺平均脂肪分數(%)SA(cm2)VA(cm2)TA(cm2)OT2DM亞組(n=54)9.95±3.87124.72±67.74172.22±77.42296.94±116.10ONC亞組(n=11)8.08±1.95137.96±84.95 108.03±51.75 245.99±119.63 t值-2.370.57-2.63-1.32P值0.020.570.010.19

表3 OT2DM亞組與NT2DM亞組間各參數比較(±s)

表3 OT2DM亞組與NT2DM亞組間各參數比較(±s)

組別FBG(mmol/L)HDL(mmol/L)LDL(mmol/L)TG(mmol/L)CHOL(mmol/L)脂肪分數(%)胰頭胰頸胰體胰尾NT2DM亞組(n=64)8.83±3.47 1.19±0.44 3.03±0.93 1.75±1.41 4.73±1.10 7.63±3.84 9.11±3.86 8.88±4.10 9.10±4.47 OT2DM亞組(n=54)9.06±2.750.98±0.27 3.10±0.98 5.13±7.15 5.65±2.13 8.69±4.69 9.07±5.95 10.83±4.81 11.19±5.19 t值-0.403.30-0.42-3.38-2.85-1.360.04-2.38-2.34P值0.69<0.010.67<0.01<0.010.170.960.010.02組別胰腺平均脂肪分數(%)SA (cm2)VA (cm2)TA (cm2)NT2DM亞組(n=64)8.68±3.00 88.05±39.44 97.13±47.74 185.19±61.41 OT2DM亞組(n=54)9.95±3.87 124.72±67.74 172.22±77.42 296.94±116.10 t值-2.00-3.51-6.20-6.36P值0.04<0.01<0.01<0.01

目前MRI已成為無創性脂肪定量檢查的最佳方法。MR波譜(MR spectroscopy, MRS)是無創定量肝臟脂肪的“金標準”，但操作及后處理復雜，對主磁場均勻性要求高，且效率低[2-3]。基于化學位移的水脂分離原理，Dixon技術可通過調節回波時間獲得單獨水或脂肪信號圖像，相比MRS成像速度快，一次掃描即可對內臟器官任意ROI進行測量，具有高效性及可重復性。

本研究結果顯示，即使非肥胖，T2DM患者胰腺脂肪含量、胰體、尾脂肪分數仍高于健康人，且胰體及胰尾脂肪分數均為T2DM的影響因素，與柴軍等[1,10]的結果相符。胰腺不同部位的胚胎來源不同，胰頭后部和鉤突由胰腺腹側元生細胞形成，缺乏脂肪細胞；而胰頭前部、胰腺體部和尾部由胰腺背側元生細胞形成，含大量的脂肪細胞[11]。胰腺體部和尾部對脂肪浸潤更敏感，是胰腺異位脂肪沉積的關鍵部位，但其與T2DM是否存在關系仍需進一步觀察。

肥胖是T2DM發病的危險因素。本研究發現，在肥胖者中，T2DM患者胰頭脂肪分數、胰腺平均脂肪分數、VA均高于健康人，且FBG、VA為T2DM的危險因素。相比BMI，內臟脂肪與血糖代謝關系更密切[12]，隨著內臟脂肪增加，患糖尿病風險升高[13]。因此，評估T2DM風險時，需結合內臟器官脂肪含量進行綜合評估。另外，糖尿病肥胖患者易出現脂代謝紊亂，本研究OT2DM亞組TG、CHOL均高于NT2DM亞組，與蘭慶華[14]的研究結果一致。

本研究的局限性：雙回波Dixon技術易受磁場不均勻性或磁化率效應影響而產生相位誤差，影響水和脂肪成像；其定量脂肪結果易受T2*衰減效應影響，但可通過增加信號采集回波個數行T2*效應校正，提高圖像質量及結果的可靠性，不失為檢測脂肪含量的較理想的手段[15-17]。

綜上所述，MR Dixon技術可用于無創測量胰腺脂肪含量；無論是否肥胖，胰腺脂肪沉積是發生T2DM的危險因素。