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DOI: 10.1055/s-2006-927136
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York
In-vivo-Protonenspektroskopie des Leberparenchyms: Technik und Ergebnisse
In Vivo Proton MR Spectroscopy of Normal Liver Parenchyma: Technique and ResultsPublikationsverlauf
eingereicht: 17.1.2006
angenommen: 28.8.2006
Publikationsdatum:
07. November 2006 (online)

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
Literatur
- 1
Gillies R J, Morse D L.
In vivo magnetic resonance spectroscopy in cancer.
Annu Rev Biomed Eng.
2005;
7
287-326
MissingFormLabel
- 2
Ludescher B, Machann J, Graf H. et al .
Beobachtung und Kontrolle von Fixiervorgängen in Leberpräparaten mittels MRT und MRS.
Fortschr Röntgenstr.
2004;
176
597-604
MissingFormLabel
- 3
Bell J D, Cox I J, Sargentoni J. et al .
A 31P and 1H-NMR investigation in vitro of normal and abnormal human liver.
Biochim Biophys Acta.
1993;
1225
71-77
MissingFormLabel
- 4
Kuo Y, Li C, Chen C. et al .
In vivo proton magnetic resonance spectroscopy of large focal hepatic lesions and
metabolite change of hepatocellular carcinoma before and after transcatheter arterial
chemoembolization using 3.0-T MR Scanner.
J Magn Reson Imaging.
2004;
19
598-604
MissingFormLabel
- 5
Träber F, Block W, Flacke S. et al .
1H-MR-Spektroskopie von Hirntumoren im Verlauf der Strahlentherapie: Anwendung von
schneller spektroskopischer Bildgebung und Einzelvolumen-MRS in der Rezidivdiagnostik.
Fortschr Röntgenstr.
2002;
174
33-42
MissingFormLabel
- 6
Wardlaw J M, Marshall I, Wild J. et al .
Studies of acute ischemic stroke with proton magnetic resonance spectroscopy: relation
between time from onset, neurological deficit, metabolite abnormalities in the infarct,
blood flow, and clinical outcome.
Stroke.
1998;
29
1618-1624
MissingFormLabel
- 7
Garnett M R, Blamire A M, Corkill R G. et al .
Early proton magnetic resonance spectroscopy in normal-appearing brain correlates
with outcome in patients following traumatic brain injury.
Brain.
2000;
123
2046-2054
MissingFormLabel
- 8
Rzanny R, Freesmeyer D, Reichenbach J R. et al .
31P-MRS des Hirns bei Anorexia nervosa: Charakteristische Unterschiede in den Spektren
von Patienten und gesunden Vergleichspersonen.
Fortschr Röntgenstr.
2003;
175
75-82
MissingFormLabel
- 9
Wolinsky J S, Narayana P A, Fenstermacher M J.
Proton magnetic resonance spectroscopy in multiple sclerosis.
Neurology.
1990;
40
1764-1769
MissingFormLabel
- 10
Law M, Cha S, Knopp E A. et al .
High-grade gliomas and solitary metastases: Differentiation by using perfusion and
proton spectroscopic MR imaging.
Radiology.
2002;
222
715-721
MissingFormLabel
- 11
Szczepaniak L S, Nurenberg P, Leonard D. et al .
Magnetic resonance spectroscopy to measure hepatic triglyceride content: prevalence
of hepatic steatosis in the general population.
Am J Physiol Endocrinol Metab.
2005;
288
E462-E468
MissingFormLabel
- 12
Wetter A, Hübner F, Lehnert T. et al .
Three-dimensional 1H-magnetic resonance spectroscopy of the prostate in clinical practice:
technique and results in patients with elevated prostate-specific antigen and negative
or no previous prostate biopsies.
Eur Radiol.
2005;
15
645-652
MissingFormLabel
- 13
Stanka M, Eltze E, Semjonow A. et al .
Spektroskopische Bildgebung(1H-MR-CSI) der Prostata: Sequenzoptimierung und Korrelation
mit histopathologischen Untersuchungen.
Fortschr Röntgenstr.
2000;
172
623-629
MissingFormLabel
- 14
Beer M, Landschütz W, Meininger M. et al .
Quantifizierung energiereicher Phosphate im gesunden und geschädigten Herzmuskel mittels
SLOOP 31P-MR-Spektroskopie.
Fortschr Röntgenstr.
1999;
171
65-68
MissingFormLabel
- 15
Mescher M, Merkle H, Kirsch J. et al .
Simultaneous in vivo spectral editing and water suppression.
NMR Biomed.
1998;
11
266-272
MissingFormLabel
- 16
Bachert P, Schröder L.
Magnetresonanzspektroskopie, Teil 1: Grundlagen.
Radiologe.
2003;
43
1113-1128
MissingFormLabel
- 17
Cox I J.
Development and applications of in vivo clinical magnetic resonance spectroscopy.
Prog Biophys Molec Biol.
1996;
65
45-81
MissingFormLabel
- 18
Li C, Kuo Y, Chen C. et al .
Quantification of choline compounds in human hepatic tumors by proton MR spectroscopy
at 3 T.
Magn Reson Med.
2005;
53
770-776
MissingFormLabel
- 19
Fischbach F, Thormann M, Ricke J.
1H-Magnetresonanzspektroskopie (MRS) der Leber und von Lebermalignomen bei 3,0 Tesla.
Radiologe.
2004;
44
1192-1196
MissingFormLabel
- 20
Katz N R.
Metabolic heterogeneity of hepatocytes across the liver acinus.
J Nutr.
1992;
122
843-849
MissingFormLabel
- 21
Borkan G, Hults D, Gerzof S. et al .
Age changes in body composition revealed by computed tomography.
J Gerontol.
1983;
38
673-677
MissingFormLabel
- 22
Enzi G, Gasparo M, Biondetti P R. et al .
Subcutaneous and visceral fat distribution according to sex, age, and overweight,
evaluated by computed tomography.
Am J Clin Nutr.
1986;
44
739-746
MissingFormLabel
- 23
Turcato E, Zamboni M, De Pergola G. et al .
Interrelationships between weight loss, body fat distribution and sex hormones in
pre- and postmenopausal obese women.
J Intern Med.
1997;
241
363-372
MissingFormLabel
- 24
Westerbacka J, Cornér A, Tiikkainen M. et al .
Women and men have similar amounts of liver and intra-abdominal fat, despite more
subcutaneous fat in women: implications for sex differences in markers of cardiovascular
risk.
Diabetologia.
2004;
47
1360-1369
MissingFormLabel
- 25
Tarasów E, Siergiejczyk L, Panasiuk A. et al .
MR proton spectroscopy in liver examinations of healthy individuals in vivo.
Med Sci Monit.
2002;
8
MT36-40
MissingFormLabel
- 26
Buchman A, Dubin M, Moukarzel A. et al .
Choline deficiency: a cause of hepatic steatosis during parenteral nutrition that
can be reserved with intravenous choline supplementation.
Hepatology.
1995;
22
1399-1403
MissingFormLabel
- 27
Després J, Couillard C, Gagnon J. et al .
Race, Visceral adipose tissue, plasma lipids, and lipoprotein lipase activity in men
and women.
Arterioscler Thromb Vasc Biol.
2000;
20
1932-1938
MissingFormLabel
- 28
Björntorp P.
The regulation of adipose tissue distribution in humans.
Int J Obes Relat Metab Disord.
1996;
20
291-302
MissingFormLabel
- 29
Carr M C, Hokanson J E, Zambon A. et al .
The contribution of intraabdominal fat to gender differences in hepatic lipase activity
and low/high density lipoprotein heterogeneity.
J Clin Endocrinol Metab.
2001;
86
2831-2837
MissingFormLabel
- 30
Ley C J, Lees B, Stevenson J C.
Sex- and menopause-associated changes in body-fat distribution.
Am J Clin Nutr.
1992;
55
950-954
MissingFormLabel
- 31
Pasquali R, Casimirri F, Pascal G. et al .
Influence of menopause on blood cholesterol levels in women: the role of body composition,
fat distribution and hormonal milieu.
J Intern Med.
1997;
241
195-203
MissingFormLabel
Cindy Müller
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