肝脏脂肪分数(UDFF)对多囊卵巢综合征患者肝脏脂肪含量的定量评估

Quantitative Evaluation of Ultrasound Derived Fat Fraction (UDFF) on Liver Fat Content in Patients with Polycystic Ovary Syndrome

摘要: 目的：探讨肝脏脂肪分数(UDFF)对多囊卵巢综合征(PCOS)患者肝脏脂肪含量定量分析的价值。方法：选择2022年10月~2023年10月于青岛大学附属医院就诊的61例PCOS患者作为研究组，选择年龄相匹配的121例健康女性作为对照组，全部研究对象进行妇科多普勒超声检查及UDFF采集，测量研究对象的身高、体重、腹围、血压、空腹血糖、空腹胰岛素、胰岛素抵抗(HOMA-IR)，雄激素(T)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)，比较两组资料，分析UDFF与各指标的相关性。结果：两组间BMI、腹围、HOMA-IR、T、TG、HDL比较差异有统计学意义(均P < 0.05)，UDFF与体重指数(BMI)、腹围、HOMA-IR、T、TG、HDL均相关(P均 < 0.01)，多元逐步回归分析显示，HOMA-IR、T、TG是UDFF的影响因素。结论：UDFF技术可以早期发现并定量分析多囊卵巢综合征患者的肝脏脂肪浸润，UDFF是一个新型、无创的定量评估肝脏脂肪含量的影像学技术。

Abstract: Objective: To explore the value of ultrasound derived fat fraction (UDFF) in quantitative analysis of liver fat content in patients with polycystic ovary syndrome (PCOS). Method: 61 PCOS patients who visited the Affiliated Hospital of Qingdao University from October 2022 to October 2023 were selected as the study group, and 121 healthy women who matched their age were selected as the control group. All study subjects underwent gynecological Doppler ultrasound examination and UDFF collection, and their height, weight, abdominal circumference, blood pressure, fasting blood glucose, fasting insulin, insulin resistance (HOMA-IR), androgen (T), and triglycerides (TG) were measured High density lipoprotein (HDL) and low-density lipoprotein (LDL) were compared to analyze the correlation between UDFF and various indicators. Results: The results showed that there was a statistically significant difference in BMI, abdominal circumference, HOMA-IR, T, TG, and HDL between the two groups (all P < 0.05). UDFF was correlated with body mass index (BMI), abdominal circumference, HOMA-IR, T, TG, and HDL (all P < 0.01). Multiple stepwise regression analysis showed that HOMA-IR, T, and TG were the influencing factors of UDFF. Conclusion: UDFF technology can detect and quantitatively analyze liver fat infiltration in patients with polycystic ovary syndrome in the early stage. UDFF is a novel, non-invasive imaging technique for quantitatively assessing liver fat content.

1. 引言

多囊卵巢综合征(PCOS)是女性最常见的内分泌疾病，PCOS影响4%至19%的育龄妇女 [1] ，与高雄激素和代谢变化以及生殖异常有关 [2] 。PCOS诊断参考2003年鹿特丹诊断标准 [3] ，包括：1) 月经稀发/闭经(月经周期 > 35 d，过去1年内月经来潮次数 < 8次，两次月经间隔时间 > 90 天)；2) 卵巢多囊样改变：经阴道超声提示直径 ≤ 9 mm的窦卵泡数目 > 12个和/或任意一侧卵巢体积 > 10 ml；3) 临床高雄表现(Ferriman-Gallwey多毛评分 ≥ 5分)和/或高雄激素血症，其中第(1)条必须满足，其余至少满足1条即诊断为PCOS。

研究表明，PCOS患者多数并发胰岛素抵抗(IR)，肥胖，高雄激素血症(HA)和代谢综合征(Mets) [4] ，这些并发症也增加了PCOS患者发生代谢相关性脂肪性肝病(MAFLD)的风险 [5] [6] 。其中，并发胰岛素抵抗的患者患MAFLD的风险更大 [7] 。早期干预和治疗对这些患者的健康管理具有重要价值。研究发现，PCOS患者中肥胖和IR以及雄激素过多症的高患病率是该人群中MAFLD风险增加的主要驱动因素 [8] 。UDFF是一种新型定量评估肝脏脂肪含量的技术，通过将衰减系数(attenuation coefficient, AC)和反向散射系数(backscatter coefficient, BSC)的数据集成到超声系统中快速分析，最终得到以百分数计量的肝脏脂肪含量 [9] 。已有研究证实UDFF对儿童、肥胖等群体肝脏脂肪变性的诊断价值 [10] ，而对于多囊卵巢综合征患者这一容易合并代谢相关性脂肪性肝病的人群却鲜有研究。本文聚焦于多囊卵巢综合征患者，旨在证实UDFF对多囊卵巢综合征患者的代谢相关性脂肪性肝病具有早期诊断价值。

2. 资料与方法

2.1. 研究对象

收集2023年1月至2023年8月就诊于青岛大学附属医院的61例15~45岁PCOS患者及配对纳入的121例15~45岁健康体检女性的妇科超声检查图像资料，UDFF值及其它相关资料。纳入标准：入组对照组为无PCOS的健康年轻女性，研究组为PCOS女性，对照组为同一区域同一年龄段的无PCOS的女性。排除标准：1) 过量饮酒史者(女性 ≥ 70 g/周)；2) 病毒性肝炎、肝硬化等肝脏疾病者和/或合并肝脏、肾脏、脾脏畸形患者；3) 已确诊患有其他内分泌障碍性疾病；4) 患有恶性肿瘤；5) 近3个月内有妊娠史、哺乳史。

2.2. 临床资料及实验室指标

获得患者的身高和体重，并根据公式计算BMI (体重(kg)/身高² (m²))。血压是通过坐姿下2次压力测量取得结果的平均值，每次测量间隔至少10分钟。胰岛素抵抗稳态模型评估(HOMA-IR)方法用于确定IR [11] ，计算公式为空腹血糖(mg/dL) × 空腹胰岛素(μUI/mL)/22.5。生化指标检测：禁食12 h，于次日晨空腹采集外周血化验各项指标。标本置于室温下30 min，待血凝固后，3000 r离心10 min，分离血清，检测T、TG、HDL、LDL。

2.3. 影像学检查

UDFF检查：所有患者均使用德国Siemens公司生产的Acuson Sequoia超声诊断仪，DAX探头频率为1.0~5.7 MHz，由两名经验丰富的超声医师进行数据采集。检查方法：1) 患者准备及体位：禁食至少4小时，仰卧位，将右臂放在头部附近；2) 采样方法：探头经肋间放置；启动UDFF软件，ROI (感兴趣区域)的深度标记线放置在肝包膜，并保持ROI的垂直于肝包膜，选择肝V段，避开大血管、肝胆管、肋骨阴影区。采集过程中患者平静呼吸下暂停呼吸；同一位置3次测量取中位数。腔内探头频率7.5 MHz，由2位超声医师在非月经期行经阴道超声检查，未婚者行经腹部妇科超声检查。

2.4. 统计学方法

使用SPSS26.0软件，计量资料以 $\bar{x}$ ± s表示，两两之间比较用独立样本t检验。采用Spearman相关分析临床各指标与UDFF的相关性、采用多元逐步回归分析影响UDFF的因素。采用Kappa检验分析2名医师测得两组平均UDFF值及诊断PCOS的一致性(图1、图2)。

Figure 1. Images captured by UDFF in 20-year-old PCOS patients

图1. 20岁PCOS患者UDFF采集的图像

Figure 2. Images collected from UDFF of 22-year-old control group women

图2. 22岁对照组女性UDFF采集的图像

3. 结果

3.1. 对照组与PCOS组一般情况、生化指标及UDFF的比较

各组年龄、血压、空腹血糖差异无统计学意义(P > 0.05)，与PCOS组相比，对照组BMI、腹围、空腹胰岛素、HOMA-IR、T、TG、LDL、UDFF水平均降低(P < 0.05)，对照组HDL水平较PCOS组高，差异均有统计学意义。见表1。

Table 1. Comparison of general clinical data, biochemical indicators, and UDFF among different groups

表1. 各组一般临床资料、生化指标及UDFF比较

3.2. UDFF与各指标的相关性

相关性分析显示，UDFF与BMI、腹围、空腹胰岛素、HOMA-IR、T、TG呈正相关，与HDL呈负相关，P均 < 0.01。UDFF与LDL无显著相关性(P > 0.05) (表2)。

Table 2. The correlation between UDFF and various indicators

表2. UDFF与各指标的相关性

3.3. 多元逐步回归分析UDFF的影响因素

以UDFF为因变量，以BMI、腹围、空腹胰岛素、HOMA-IR、T、TG、HDL为自变量，行多元逐步回归分析，结果显示，T、HOMA-IR、TG是UDFF的影响因素(表3)。

Table 3. Multiple stepwise regression analysis of the influencing factors of UDFF

表3. 多元逐步回归分析UDFF的影响因素

3.4. 一致性检验

两名医师所测得的UDFF值及诊断PCOS的一致性均较好(Kappa均 > 0.8)。

4. 讨论

肥胖和IR是代谢相关性脂肪性肝病(MAFLD)和PCOS相同的致病原因 [12] ，同时，与PCOS相关的高雄激素血症会促进全身炎症，导致胰岛素敏感性降低和肝纤维化 [13] 。本研究发现，PCOS组UDFF较对照组显著增大，提示PCOS患者更易患代谢相关性脂肪性肝病，UDFF与BMI、腹围、HOMA-IR、T、TG、HDL均相关，这与De Robertis R等人的研究结果一致，Gu J等人的研究中发现雄激素过多、胰岛素抵抗、肥胖等是多囊患者发生代谢相关性脂肪性肝病的危险因素 [14] ，这与本文多元回归分析的结果一致：T、HOMA-IR、TG是UDFF的影响因素。既往研究表明患有PCOS的女性患MAFLD的风险高出2.5倍 [15] 。Keziban Dogan等人研究得出在一定人群中PCOS与MAFLD之间存在着互为因果、互相促进的关系 [16] ，PCOS组女性相较于对照组女性的HOMA-IR、BMI和腹围更高，HDL水平更低，而两组之间LDL和空腹血糖水平没有差异 [17] 。BMI、HOMA-IR值和高雄激素血症在PCOS与MAFLD相关性的研究中最有意义，它们已被证明在复杂的病理生理学途径中相互作用，导致代谢状态缺陷，本文也得出了相似的研究结论。

代谢相关性脂肪性肝病的评价有很多种方法，其中常规超声(CUS)因其经济、无创是最常用的成像方法。CUS是诊断代谢相关性脂肪性肝病应用最广泛的检查手段，CUS检测中度至重度脂肪肝的敏感性和特异性很高。然而，在轻度脂肪变性中，CUS的敏感性显著降低，且CUS只能定性检查脂肪肝，不能进行定量评估 [18] 。CUS需要患者配合，且对轻度脂肪肝的诊断敏感性较低，并且缺乏客观性。使用磁共振成像(MRI)测量肝脏脂肪含量克服了这些局限性，MRI被认为是肝脏脂肪无创定量的金标准 [19] ，MRI质子密度脂肪分数(MRI-PDFF)与MRI在评估肝脏脂肪含量方面具有较好的一致性及可重复性 [11] [14] [19] 。尽管如此，由于PDFF检查价格较高昂，MRI-PDFF的临床应用有限，不能常规用于筛查和监测。鉴于PDFF无法推广，现已开发了定量超声技术来克服其他影像学检查的局限性，提高其诊断能力，快速检测和量化脂肪肝，并具有高可靠性和可重复性。UDFF是一项新兴的无创定量评估代谢相关性脂肪性肝病的检查手段，通过后向散射系数(BSC)和衰减系数(AC)来测定肝脏的脂肪含量 [20] [21] ，有学者研究表明，UDFF与PDFF的测量结果十分吻合，鉴于UDFF的可重复性及经济性，UDFF非常适合作为代谢相关性脂肪性肝病的筛查工具 [22] 。D Franz等人的研究表明 [23] ，PDFF与BMI、腰围等相关，目前还没有针对PCOS患者的UDFF的相关研究，本研究通过测量PCOS患者的UDFF，对PCOS患者并发MAFLD的患病情况进行研究，分析PCOS患者易患MAFLD的危险因素，对PCOS患者进行更有价值的随访及管理。鉴于PCOS患者肝脏健康管理的必要性，可以使用UDFF评估PCOS患者的肝脏脂肪含量，针对PCOS女性进行肝脏脂肪分数(UDFF)的定期随访。

然而，需要注意的是，本研究还是需要更大样本和更多长期随访的数据来验证UDFF在PCOS患者中的应用价值。此外，对UDFF技术的标准化和进一步的临床验证也是未来研究的方向。

综上所述，肝脏脂肪分数(UDFF)技术在多囊卵巢综合征(PCOS)患者肝脏脂肪含量的定量评估中显示出良好的应用前景。通过对UDFF与各种代谢指标的相关性和影响因素的深入分析，我们为UDFF作为PCOS患者肝脏健康管理的常规检查提供了可靠的科学依据。这项研究的结果不仅有助于加深对PCOS患者代谢健康的理解，也为早期干预和治疗提供了新的方向。

NOTES

^*通讯作者。