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.

Abdomen - liver - MRS

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