文献来源：Radiographics；33:-
现有MR脂肪成像探测技术对腹部及盆腔疾病的诊断MR成像技术对软组织特征的唯一的诊断特点是对脂肪的特异性探测。脂肪组织在体内含量丰富，但脂肪若出现在病灶中则可以缩小鉴别诊断范围。这篇综述概述了MR脂肪成像技术以及它们在腹部和盆腔疾病诊断中的应用。传统的脂肪探测方法包括反转恢复和化学选择性脂肪抑制脉冲序列，前者对于场强不均匀性和组织特异性的敏感性低于后者。以化学位移为基础的序列，是通过脂水之间固有共振频率的不同来探测细胞胞质内脂肪，这对评估肝内脂肪沉积以及肾上腺和肝脏腺瘤、肝细胞癌、胰腺局限脂肪沉积和肾上腺皮致癌有价值。高脂肪的信号可以通过带宽较窄的射频脉冲选择性激发脂肪质子（脂肪饱和成像），这种技术可以提高图像对比度，并且使增强组织、水肿和血液代谢产物显示更加明确。这种技术对评估肾脏血管平滑肌脂肪瘤、肾上腺髓样脂肪瘤、卵巢畸胎瘤和脂肪肉瘤特别有价值。MRS用于定量评估肝脏绝对脂肪含量和监测治疗过程中肝内甘油三酯的类型转变。最新的技术还包括磁化传递和改良Dixon技术。对这些技术的掌握可以提高对腹部和盆腔成像的诊断。介绍MR成像的优势之一是对软组织的成分特征进行特异性显示。例如，现有的MR技术可以探测组织内微量的脂肪含量。虽然脂肪组织在全身都有分布，但在病灶内探测到脂肪组织可以缩小鉴别诊断的范围。在腹部和盆腔组织中，各个器官有各种常发病，这样在病灶内发现脂肪对准确诊断病灶性质尤为重要。MR成像技术对探测脂肪很有价值，包括传统的技术：反转恢复序列和化学位移成像以及较新的技术如修正Dixon技术和磁化传递成像技术。
物理学介绍
反转恢复成像MR成像技术用于发现组织中大量水成分中的脂肪是基于水和脂肪的质子自旋弛豫时间的不同，或是T1时间的不同，脂肪组织的T1时间比水的低。反转恢复序列如STIR（短时间反转恢复）利用脂肪这种特性抑制脂肪信号。这种脉冲序列包括起始的°脉冲反转所有的纵向磁化矢量，继而在一定的TI后施加90°激发脉冲，使脂肪质子正好通过零点。这样，脂肪质子不能产生信号，但是其他的组织由于T1时间的不同则产生不同的信号。抑制脂肪信号的TI时间在1.5T上为-ms，这比Flair中抑制水的0-ms短得多。3.0T由于场强增加使T1时间的增长而TI更长。STIR技术获得的组织信号均匀抑制很有价值因为它对场强不均匀性很敏感。但是，它不是组织特异性的，对非脂肪组织但T1值类似脂肪的组织也能抑制，如血液性代谢产物或增强的组织。这样，T1加权STIR成像增强时不能使用，STIR技术主要用于T2加权或质子加权中。在对脂肪成分的探测，反转恢复序列具有敏感性但无特异性。这样STIR主要用来凸显组织中水成分而并非脂肪，由于水信号被反转脉冲部分抑制，信噪比较低。此外，STIR脂肪抑制序列可以被不同类型的脉冲序列获得，如传统的SE、FSE、和SSFSE序列。化学位移成像水分子和脂肪分子的氢质子的局部场强由于周围分布的电子云的不同而使进动频率不同，这种现象称为化学位移，水分子和脂肪分子中氢质子间的进动频率相差3.5ppm。这种进动频率随场强增大而增大，在1.5T条件下，水分子比脂肪分子中的氢质子进动频率快Hz，在3.0T条件下为Hz。化学位移成像正是通过探测这种进动频率的不同而提高脂肪成分的发现率。I型化学位移成像技术MR化学位移成像包括两种类型。1型发生在MR成像频率编码方向上，在水和脂肪交界面上，化学位移使频率编码梯度轴（FEG）上出现空间信号错误匹配。这是因为在FEG方向上共振频率发生了改变，从而使空间编码改变。脂肪分子和水分子的氢质子的MR成像信号因此发生改变。这样，脂肪分子的信号编码发生轻度的空间错位。在脂肪和水交界面上，包含脂肪分子的体素的信号编码的的其实是邻近水分子的信号，表现为高信号，而真正只包含脂肪分子的体素则呈现为流空信号，这种沿FEG方向上的错位编码使低频率区呈低信号，高频率区（脂水交界区）呈高信号。II型化学位移成像技术II型化学位移成像技术也叫相位抵消效应，是和水和脂肪分子氢质子的相位变换相关。因为水分子和脂肪分子间的进动频率不同，在氢质子自旋进动过程中，在特定的时间点上脂肪分子和水分子的氢质子在横轴上的位置相重叠，成为inphase。在1.5T条件下，脂水分子氢质子进动频率相差Hz，这样同相位发生时间为每4.4ms，在2.2ms后为outofphase。这种相位转变是周期性的。化学位移成像利用了这种进动频率差异而形成了同相位和反相位图像。化学位移成像是用梯度回波序列成像，因为在自旋回波序列中°重聚焦脉冲会消除脂水间的相位重聚。同相位的脂水信号叠加，反向位则信号消减。因此同反相位图像相比较时，若信号强度明显下降的组织则认为包含细胞内脂肪（也叫微观脂肪），假如成像体素不包含脂肪或者全是脂肪组成，则不会有信号下降。化学位移成像对微观脂肪定量具有高敏感性。频率选择脂肪抑制成像水分子和脂肪分子中的质子的进动频率不同可以用来进行脂肪抑制成像。这种技术通常被称为chemicalshiftselectivesaturation，CHESS化学位移选择饱和技术，更常常是指脂肪饱和。通过这种技术，脂肪组织被连续激发的带宽较窄的预脉冲所饱和，这时再施加真正成像的射频脉冲，脂肪组织因为饱和不再接受能量，不产生信号，而水分子中的质子可被激发产生信号，从而达到脂肪抑制的目的。脂肪抑制成像可以通过抑制病灶内脂肪成分而提高图像分辨率，突出病灶的增强区域，水肿和血液代谢产物。脂肪抑制成像对探测宏观肉眼可见的脂肪含量有价值，但它场强依赖大，对场强均匀度要求很高。减小磁场敏感性伪影的方法包括减小FOV排除磁场不均匀的区域以及取消外部磁场的不均匀以抵消内部场强不均匀。脂肪抑制成像也会被射频脉冲场的不均匀所影响，因此需要带宽较窄的射频脉冲以保证所有脂肪质子都能被饱和。CHESS通常用于T1加权对比增强成像，因其只对脂肪组织的信号抑制，而不像其他脂肪抑制序列如反转恢复序列会同时抑制增强成分。脂肪抑制成像技术的缺点之一是当成像体素内脂肪含量较低时。因为微量脂肪很难探测。此外，脂肪质子实际上不是在单一的特殊的频率内进动，而是在一个频率谱内。在一些情况下，脂肪分子质子的进动频率会和水分子相重叠，这样脂肪分子信号不能被完全抑制，除非同时也采用抑水序列。高场强能通过提高脂水之间进动频率的差异而提高频率选择脂肪抑制成像的效率。脂水进动频率差别在3.0T是1.5T的两倍，允许我们能采用带宽较宽和时间较短的脂肪选择激发脉冲，这种脉冲序列场强更均匀。SPIR和SPAIR成像频率预饱和反转恢复序列和频率预饱和衰减反转恢复序列是将反转恢复序列和CHESS序列相结合的脂肪抑制成像技术。SPIR和SPAIR在3.0T上成像成熟，TI时间增加，所以传统的反转恢复序列需要更多的成像时间。因为脂肪和水分子质子在频率主导的序中进动位移差距更大，在3.0T上可以选择性激发脂肪或是水质子。在SPIR中，脂肪质子被大于90°的射频脉冲替代在传统反转恢复序列中的°脉冲选择激发，当脂肪质子通过纵向矢量零点时开始采集成像，这样可以节省大量时间。缺点是对磁场不均匀性很敏感。在SPAIR技术，是用°反转脉冲选择抑制脂肪质子。再用扰相梯度使横向磁化矢量去相位。当脂肪质子通过纵向矢量零点时开始采集图像。SPAIR技术由于采用的是改进过的脉冲序列，因此对磁场不均匀性不敏感。改进Dixon成像通过前述正反相位图像通过图像数据后处理形成脂水分离图像，即脂分数图像和水分数图像。虽然原理简单，但是最初的应用受到磁场不均匀性影响很大，在近20年通过不断调试逐渐应用临床。原始Dixon序列的两相转化原理改进成三相式成像，即下一个°相位转换再一次成为同相位时成像，两个系列的同相位图像可以纠正相位错编。在Dixon技术的一个调试改进中，有一个通过回波不对称和最小二乘估计法（IDEAL技术）对水脂分子的反复分解的三相式技术，不同脂水质子相位变换下定时采集三相图像。两种Dixon序列都会改善B0和B1不均匀性，保留了传统Dixon技术的对磁场不均匀性不敏感的同时提高了图像质量。此外，由于四相图像是通过单次采集获得，容易出现图像错配并且简化了成像步骤。磁化传递成像一种更先进的脂肪探测成像技术是基于磁化传递原理。它利用了水质子可以和蛋白和膜磷脂质子较易产生磁化传递的原理，除了甘油三脂和脂肪质子。假如蛋白和膜磷脂质子的信号预饱和，水质子信号就会产生空间预饱和。这样，所成图像只得到一部分的水信号和所有的脂肪信号，经后处理得到脂肪剪影图像。这种成像的优势是发现脂肪信号但不会受磁场不均匀性或射频脉脉冲场的影响。1HMRS1HMRS波谱反映的是利用水脂质子之间的共振频率不同反映的代谢信息。MRS是的原理和化学位移成像是相同的，但是不是产生图像，而是描述了ROI内组织化学成分的组成不同，可以进行定性定量分析。X轴上反映的是特异性物质的代谢共振峰，Y轴反映的是信号强度振幅，振幅弧线下的区域可以用于定量组织成分。1HMRS是最准确的定量评估肝内脂肪的非侵入技术。在评估肝内脂肪沉积的MR成像技术中，全肝的甘油三酯浓度是通过0.9-3.0-ppm区域下各个脂峰下的面积相加得出。研究证明1HMRS是最有价值的定量肝脂肪含量的技术，因此可以通过证实肝内甘油三酯浓度变化来监测治疗效果。腹部和盆腔的应用腹部和盆腔可以发生多种病变。对病灶成分的了解，包括脂肪含量，可以缩小诊断范围。含有脂肪的病灶包括肉眼可见的和镜下可见的脂肪。肉眼可见脂肪可以通过脂肪抑制成像技术发现。而镜下脂肪需要更敏感的成像序列，如反相位成像或是更新的技术如改进的Dixon序列和MRS。肝脏正常的肝脏组织包含5%的脂肪。脂肪沉积是指局灶或弥漫的微观脂肪沉积。脂肪肝可以通过正、反相位图像比较而得，在反相位图像上信号强度较低。现有的技术可以通过单个TE获得的正、反相位图像相比较而获得脂肪肝诊断，而不用通过和脾脏的信号强度比。脂肪含量高于正常10%~15%可以被发现。脂肪沉积的程度可以通过化学位移成像、改进Dixon技术和MRS定量。脂肪肝的定量对检测酒精肝和非酒精肝的脂肪病变，有助于肝移植的术前评估，评估有免疫缺陷病毒感染和正在进行化疗的病人状况，因这会加重脂肪沉积的发展。化学位移成像或Dixon定量评估肝脂肪沉积的一个潜在缺陷是肝铁含量的T2*混淆效应。有多个TE获得成像，所以T2*效应使信号容易因肝铁含量丢失，会掩盖脂肪沉积信号。这种缺陷可以通过使用一个单独的序列评估感兴趣组织的T2*值，有研究表明多回波序列可以定量评估脂肪和T2*效应。弥漫脂肪浸润诊断较易。局灶脂肪沉积或局灶肝岛通常特征性的位于邻近镰状韧带、胆囊窝和肝包膜的区域。较难诊断的是多发结节状脂肪沉积，这类似转移性疾病。如果在反相位图像上发现信号的均匀丢失对诊断多发结节状脂肪沉积有价值。脂肪肝脂肪成像的另一个用途是发现非脂肪性病灶。等信号病灶在脂肪沉积的背景信号下更显著。例如，局灶性结节状增生相对肝实质T1、T2为等信号，在反相位图像上在弥漫性脂肪肝中更显著。脂肪抑制成像还能凸显脂肪沉积背景下的出血病灶。一个医源性脂肪肝是在肝脏外科手术中利用大网膜包被肝实质。这可以通过了解病人的病史和比较前片发现诊断。另一个包含脂肪病灶是源于Glisson包膜的假性脂肪瘤。这个病灶包含一个分离的网膜附属物包裹入肝包膜，在MR成像上表现为肝表面的脂肪块。相比较，肝脏真性脂肪瘤更罕见，并且常出现在肝脏更中心区域。真、假性脂肪瘤都包含脂肪组织，在脂肪抑制成像上信号减低。在化学位移成像中，这些病灶表现出勾边效应在脂水分界面上。大多数肝肿瘤也包含脂肪。17%-35%的HCC中包含脂肪。脂肪沉积是脂肪变性发展而来，在HCC中是斑片状和微观脂肪，在化学位移成像中能发现。虽然在一些HCC在T1加权相上信号增高，因HCC中含有脂肪，其他的影响因素如出血、铜锌含量、和糖原沉积也会影响信号。肝腺瘤是由于口服避孕药、类固醇和糖原沉积引起的肝脏良性肿瘤，最常发生于生育期妇女。在35%-77%的肝腺瘤中可以通过化学位移成像发现脂肪变性。在肝腺瘤中的脂肪成分分布更均匀，不像HCC中成斑片分布。但是HCC和肝腺瘤的表现多样，可以根据病史鉴别，HCC通常继发于肝硬化，而肝腺瘤有明确的口服避孕药史。肝脏转移性病灶可以包含脂肪如果原发肿瘤也含脂肪，如脂肪肉瘤转移。血管平滑肌脂肪瘤和畸胎瘤也是包含脂肪的肿瘤病灶，可发生于肝脏。但是这三种疾病发生罕见。这样，在肝脏病灶中发现脂肪可以缩小鉴别诊断范围。一个孤立的包含脂肪病灶更倾向于是HCC或肝腺瘤而不是局部的转移灶。胰腺弥漫性胰腺脂肪沉积相对常见，特别是在老年的或是有囊性纤维化的病人。胰腺局灶脂肪沉积也会发生。CT诊断脂肪瘤为脂肪密度，MR成像则表现为抑制成像后的低信号。但是当脂肪沉积发生在胰腺局灶脂肪沉积时多为微观脂肪时，病灶会类似为一个腺癌，微观脂肪沉积多发生在胰腺头部，这有利于胰腺腺癌的诊断。在CT中，局灶脂肪浸润表现为较正常胰腺实质低信号，但并不是脂肪密度，增强强化程度低于胰腺实质，提示为胰腺癌。通过化学位移成像能抑制微观脂肪。胰腺脂肪过量的程度可以通过MR定量。定量可以作为评估胰腺内分泌功能异常的重要因素。有两种胰腺脂肪定量方式，包括正反相位法和空间频谱法，两种方法效率相同并且一致性较好。在2型糖尿病高危人群中，胰腺脂肪分数从小于5%到将近20%。胰腺脂肪瘤罕见。通常无症状，偶然发现。MR成像特征性表现类似局部脂肪沉积，但后者多发生在胰腺周边，胰腺脂肪瘤由正常胰腺组织包围。和肝脏假性脂肪瘤一样，胰腺脂肪瘤表现为在抑制成像中信号的均匀降低。肾脏最常见的包含脂肪的肾脏肿瘤是血管平滑肌脂肪瘤。肾脏血管平滑肌脂肪瘤可以是单发的或伴随结节硬化。诊断较直接，因为大部分包含大量脂肪，这是因为被肾窦脂肪包裹或者是骨髓转化。血管平滑肌脂肪瘤经常不需要治疗，除非很大或者有出血风险。肾外血管平滑肌脂肪瘤也可偶发，大部分发生于肝脏。一个诊断的难点是肾内含有脂肪病灶是血管平滑肌脂肪瘤还是腹膜后脂肪瘤。鉴别诊断的特点是前者肾内呈占位生长并可向肾外延伸，多呈蘑菇状，而肾外起源的腹膜后脂肪肿瘤可以由一个占位效应，压迫肾实质，使肾皮质呈缺损改变。另一个诊断难点是血管平滑肌脂肪瘤呈乏脂肪，当出现瘤内出血时发现。肾细胞癌通常为透明细胞癌，也有乳头状癌都包含脂肪成分。三种机制造成肾癌肿块内脂肪：周边脂肪包裹，胆固醇样坏死和骨化。另外，乏脂肪血管平滑肌脂肪瘤和肾细胞癌的T2信号特点有重叠，都表现为低信号。但不同强化期特点有助于两者的鉴别诊断。前者表现为信号均匀且延迟强化，而后者为不均匀强化早期一过性强化。这样，虽然在肾脏肿块内包含脂肪提示血管平滑肌脂肪瘤的诊断，在罕见病例中，可以出现强化方式多样，包含了软组织结节和坏死。需要活检助诊。肾上腺正反相位成像的早期应用在于分析肾上腺肿物。关键的鉴别诊断包括肾上腺瘤，是9%的人群中可以发生的常见病灶，和转移，特别是伴有已知原发肿瘤的病人。大多数肾上腺瘤（70%-90%）包含细胞内微观脂肪，而大多数转移灶没有。化学位移成像的反相位图像上发现信号减低则提示微观脂肪。这种方法的敏感性为81%-%，特异性变化大，为4%-%。乏脂肪腺瘤更少见（10%-30%）。这样，在诊断疑难病灶中，化学位移成像结合增强诊断最有价值，腺瘤会出现早期一过性强化。罕见的，有些嗜铬细胞瘤包含大量的细胞内脂肪，类似腺瘤。肾上腺皮致癌非常罕见，大约为万分之一。这些病灶优势包含微观脂肪，特别是在激素影响下。只有个别病例报告肾上腺皮致癌包含宏观脂肪。甚至当肿块内含有脂肪时，它的其他成像特点——大小（直径大于10cm）和不均质性，有利做出诊断。假如一个起源肾上腺的肿块包含宏观脂肪可以诊断为髓质脂肪瘤。髓质脂肪瘤是罕见的良性肿瘤，由脂肪细胞和骨髓成分构成。发生率为0.2%-0.4%。由于脂肪为宏观的。抑制成像最有助诊断。大的髓质脂肪瘤（直径大于10cm）容易发生自发性出血，有死亡风险。髓质脂肪瘤也会发生在肾脏外，如腹膜后。卵巢卵巢畸胎瘤是最常见的生殖细胞肿瘤，发生率约为0.01%。它有三种类型：成熟囊性，不成熟和单胚层起源型。成熟囊性畸胎瘤是良性肿瘤，年生长率是1.8cm，偶然发生恶性退行性变。占卵巢畸胎瘤的99%。成熟囊性畸胎瘤的组织成分来源于至少两个胚胎层。75%包含脂肪组织，多于90%为包含脂肪油脂的囊泡。宏观脂肪通过化学选择脂肪抑制成像很容易发现。在卵巢肿块中出现脂肪有助于畸胎瘤诊断，通过T1加权成像可以和其他病灶如出血性囊肿相鉴别，呈高信号。其他的卵巢畸胎瘤的特点为脂水平和壁结节。罕见的，成熟囊性畸胎瘤乏脂肪，这在反相位图像中能发现。不成熟畸胎瘤（含有不成熟的或胚胎组织类型）含有更少量脂肪，比成熟囊性畸胎瘤含更多实性成分且体积更大。不成熟畸胎瘤常包含散在分布的粗大钙化灶。临床行为恶性，并可见包膜破裂。当发生包膜侵犯和快速增长的恶性征象时应采用外科手术治疗。不成熟畸胎瘤较成熟更少见，占卵巢畸胎瘤的1%。单胚层型畸胎瘤主要由单一组织类型构成，通常不含脂肪。畸胎瘤可以在卵巢外发生如后腹膜，肝脏，或者是身体中线部位，可以由脂肪结构。卵巢外畸胎瘤是不成熟的，那些证明有浸润行为的需要手术治疗。女性盆腔抑脂成像的重要应用之一是分辨出血病灶。当卵巢内病灶合并高T1信号，可以是畸胎瘤内脂肪或异位子宫内膜或是出血性囊肿的血液代谢产物，需要通过压脂序列鉴别。后腹膜区域后腹膜区域可以发生多种含脂肪病变。一组病灶来源于脂肪细胞，包括良性增生（脂肪过多症）和良性肿瘤（脂肪瘤、脂母细胞瘤）已经恶性肿瘤（脂肪肉瘤）。这些病灶内的脂肪可以通过CHESS技术发现。脂肪过多症和其他病变的鉴别点是其内部脂肪均匀（缺乏非脂肪成分）并且脂肪组织不中断。但是，肿瘤性疾病的成像特点容易和脂肪过多症相重叠，需要手术活检鉴别。其他的发生在后腹膜区的含有脂肪的疾病包括髓质脂肪瘤、血管平滑肌脂肪瘤和畸胎瘤。髓外造血也是包含脂肪的后腹膜病灶。腹膜内区域肠系膜脂膜炎是累及肠系膜根部的慢性炎性疾病。临床表现为腹痛、体重下降、和发热。MR成像上可以看见肠系膜根部的脂肪肿块。在系膜血管周围的炎性肿块不会造成血管狭窄。在肿块内发现脂肪成分可以排除淋巴肿大性疾病。肠套叠也是一个诊断难点，特别是病变局限在一小段肠段表现为一个假性肿瘤样变。在这些病变中，发现同心圆状的肠系膜脂肪组织可以帮助确诊，同样的，肠系膜脂肪可以在腹盆疝中看见。总结新的探测脂肪的MR技术正在不断发展，除了传统的反转恢复序列，其他的能探测组织内脂肪的新的MR成像技术包括CHESS，正、反相位成像和MRS。每种技术都有其优势和限制。掌握和正确应用这些技术无疑对确定腹、盆内含脂肪病灶的诊断有价值。
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医院王毅编辑校对
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