In-vivo-Protonenspektroskopie des Leberparenchyms: Technik und Ergebnisse

Zusammenfassung

Ziel: Analyse der Messdaten der Protonen-(¹H-)Magnetresonanzspektroskopie (MRS) des normalen Leberparenchyms in Abhängigkeit von Alter, Geschlecht, Bodymass-Index (BMI) sowie der Lokalisation in der Leber. Material und Methoden: 45 freiwillige, gesunde Probanden im Alter von 24 bis 65 Jahre wurden in einem 1,5-T-MR-Tomographen untersucht. Die ¹H-MRS der Leber wurde mit einer Single-Voxel-Spin-Echo-Sequenz, einer TR von 1500 ms und einer TE von 135 ms durchgeführt. Die partielle Wasserunterdrückung erfolgte durch Chemical-Shift-Selective-Suppression-(CHESS-)Technik. Bei jedem Probanden wurden drei Voxel mit konstanter Größe (18 × 18 × 18 mm³) in verschiedenen Bereichen der Leber gemessen. Die Probanden wurden in verschiedene Gruppen in Abhängigkeit von Alter (jung: 44 Jahre, alt: > 44 Jahre), BMI (normal: < 25 kg/m²; übergewichtig: > 25 kg/m²) und Geschlecht unterteilt. Ergebnisse: In den ermittelten Leber-Spektren konnten verschiedene Lipid- sowie Cholin-, Glutamin-, Glutamat- und Glykogen-Glukose-Komplex-Resonanzen nachgewiesen werden. Die Auswertung der Spektren konzentrierte sich jedoch nur auf die dominierenden Peaks der Lipid- und Cholinresonanzen. Die statistische Analyse bestätigte die Signifikanz der Abnahme der Cholin-/Methylengruppenintensität (Cho/Lipid-Verhältnis) bei den älteren Probanden im Vergleich zu den jüngeren um 0,213 ± 0,193 (p = 0,031). Ferner wirkte sich auch Übergewicht durch eine Abnahme um 0,223 ± 0,180 des Cho/Lipid-Verhältnisses aus (p = 0,016). Weiterhin zeigte das Cho/Lipid-Verhältnis auch eine Abhängigkeit vom Geschlecht, so wiesen die weiblichen Probanden ein um 0,483 ± 0,172 höheres Cho/Lipid-Verhältnis auf als die männlichen Probanden (p = 0,000). Die Lokalisation des Voxels in der Leber hatte keinen signifikanten Einfluss auf das Cho/Lipid-Verhältnis. Schlussfolgerung: Bei der statistischen Analyse der Untersuchungsdaten konnte mit einem Signifikanzniveau von 5 % eine Abhängigkeit des Cho/Lipid-Verhältnisses von Alter, Geschlecht und BMI verifiziert werden. Die differierenden Cho/Lipid-Verhältnisse sind durch die unterschiedliche physiologische Körperfettverteilung in Abhängigkeit von Alter und Geschlecht sowie durch den erhöhten Körperfettanteil bei Adipositas bedingt.

Abstract

Purpose: To analyze the proton magnetic resonance spectroscopic data (¹H MRS) of normal liver parenchyma with regard to age, sex, body mass index and location in the liver. Materials and Methods: 45 healthy volunteers age 24 to 65 years were examined with an optimized single-voxel ¹H MRS using a 1.5-T scanner. A spin echo sequence with a TR of 1500 ms and a TE of 135 ms was used, allowing in-phase detection of the choline signal. Weak water suppression was achieved using a chemical shift selective suppression (CHESS) technique. Each examination included the measurement of three voxels with a voxel size of 18 × 18 × 18 mm³ in different areas of the liver. The volunteers were divided into different age-based groups (young: ≤ 44 years; older: ≥ 44 years), BMI (normal weighted: < 25 kg/m²; obese: > 25 kg/m²) and sex. Results: In the acquired spectra different lipid (e. g. [CH₂]_n), choline, glutamine, glutamate and glycogen-glucose-complex resonances were detected. The analysis of the spectra, however, only focused on the concentrations of choline and (CH₂)_n and the relative concentrations of the choline-to-(CH₂)_n-ratios. In the older volunteers the relative concentration of the choline-to-(CH₂)_n-ratio was significantly decreased by 0.213 ± 0.193 in comparison to the younger subjects (p = 0,031). Further statistical analysis confirmed a significant decrease of the choline-to-(CH₂)_n-ratio by 0.223 ± 0.180 in obese volunteers compared to volunteers of a standard weight (p = 0,016). The significant difference between the choline-to-(CH₂)_n-ratio in female versus male volunteers was calculated with an increase of 0.483 ± 0.172 (p = 0,000). The location of the voxel in the liver parenchyma did not yield a significant difference in the choline-to-(CH₂)_n-ratio. Conclusion: The analysis of the proton liver MRS of healthy volunteers indicated a significant difference in the choline-to-(CH₂)_n-ratio depending on age, sex, and BMI with a confidence interval of 95 %. The different choline-to-(CH₂)_n-ratio could be the result of the body fat distribution depending on age and sex and also of the increased fat portion of the body in obese volunteers.

Key words

Abdomen - liver - MRS

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