核磁共振快速测量动物脂肪水分含量

核磁共振快速测量动物脂肪、水分、瘦肉、代谢

关键词：核磁共振；动物脂肪测量；代谢测量；水分测量；体成分分析

核磁共振方法可测定各种食品或饲料中的固体脂肪含量、油含量和水含量，被完美地应用于食品质量控制和质量检测。

而对动物的体成分分析测存在特殊性。肥胖症发生率正逐年增加，并有加速提高的趋势。肥胖症长伴发糖尿病、脂肪肝、血脂紊乱、高血压、冠心病等多种慢性疾病，是严重影响人们健康和生活质量的疾病之一，已成为世界各国面临的严重公共健康问题。专家指出，肥胖症、艾滋病、吸毒和酗酒共同组成了新的四大社会医学难题。因此，开展与肥胖相关的课题研究是当前的迫切任务。

一、动物脂肪含量测定方法比较

一直以来，我们利用实验动物模型（如小鼠，大鼠）对人类肥胖的病因及治疗肥胖的方法做了大量相关研究。在此类研究中，最重要的一点是我们需要找到可靠、准确的测量动物身体成分的方法。化学分析法是测量身体成分的金标准，可这种方法需要将动物杀死，因此不能对动物进行长期反复地测量。另外，化学分析方法的过程耗时长且工作量大。因此，快速地体内测量的方法对于测量随时间而发生变化的身体成分来说就至关重要。目前有几种身体成分测定方法，如双能X射线吸收测定法(Dual Energy X-ray Absorptiometry，DXA)，计算机断层扫描（Computed Tomography，CT），磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)，同位素稀释法，全身电导率法(Total Body Electrical Conductivity, TOBEC)及定量磁共振法（QMR），以下分别就每种方法的特点做一简单介绍。

1. 双能X射线吸收法

DXA体内测定脂肪的是在利用骨密度测定仪测量骨密度的基础上，扩展和延伸用于测脂肪含量及分布。改装置由一种超稳定X射线发生器发射一束宽波长的射线束，通过X线束滤过式脉冲技术可获得两种能量的X线，即高能和低能两束不同能量的弱X线，X线穿过受检部位后，被与X线管球同步移动的高及低能探测器所接受，将信号传送到计算机进行数据处理，就可以计算出身体脂肪组织、非脂肪组织和骨矿物质含量、骨矿密度等参数，扫描的时间大约为6分钟。这种方法曾经被广泛应用于实验小动物的身体成分分析。但是，该方法测量的精准度会根据仪器及使用软件的不同而有所变化。

2. CT 和 MRI

CT和MRI可以在组织及器官水平上对身体成分进行分析。两种测量方法可以获得特定的脂肪垫或器官的图像，从而可以对脂肪量及构成筋肉的组织量进行进一步的分析。 CT 法已经有文献表明用于大鼠和小鼠的身体成分测量，利用MRI法对身体成分进行分析的情况也有所增加。尽管CT和 MRI 都已经成功用于对身体成分进行分析，并可获得身体脂肪分布的信息，但是测量和分析的时间都很长，并且需要由对仪器非常熟悉的人员操作完成。

对于以上提到的三种测量方法（DXA, CT, and MRI ）来说，一个共同的缺点是三种方法都需要对动物进行麻醉或镇静。实验动物必须在扫描过程中保持绝对不动的状态。而众所周知，麻醉或镇静将会带来动物摄食量减少，体温降低等副作用，并且有死亡的风险。

3. TOBEC

TOBEC同样是通过间接的方法测的脂肪含量。原理是脂肪组织基本上不导电，而“非脂肪组织”成分内的水和电介质则成为良导电物质，通过测定电导率间接测得筋肉含量，然后通过计算得到脂肪量。TOBEC 方法的优势在于廉价，仪器易携带，精确度高，操作简便，但是这种方法测得的数值不够准确，筋肉量的极微小的误差会导致脂肪量很大的误差，而且无法对身体成分的变化进行追踪研究。同位素稀释和TOBEC 的测量方法，不需要对实验动物进行镇静或麻醉。

同位素稀释通过对全身总水量的计算而确定不含脂肪组织的量，从而间接获得脂肪量。这一方法的关键是假设大约73%的非脂肪组织都是水

二、核磁共振快速测量动物脂肪、筋肉、水含量、代谢的仪器

DXA、 CT、MRI均需要对动物进行麻醉，TOBEC不需要麻醉动物但测量不精确，都存在一定的缺陷，不能很好地测量的动物脂肪、筋肉、水分等含量。

EchoMRI100体成分分析仪（动物脂肪/代谢测量仪），基于核磁共振（NMR)的原理，通过氢原子在不同组织中含量、自身旋转及恢复所需时间不同，可提供不同软组织之间的对比。射电脉冲可使氢原子自发旋转

并发射无线电信号，仪器接收这些信号并对其进行分析。信号的振幅，持续时间和空间分布与被扫描体的成分特性有关。使用专门的无线电脉冲序列可进一步增强脂肪，筋肉组织和水之间的高度对比。

动物EchoMRI™ 身体成分分析仪可直接测量总脂肪量，筋肉量，自由水量以及身体总含水量。比起其他方法来，该技术速度更快，定量更精确。可在没有麻醉，镇定或限制动物体活动的情况下进行快速测量。与DXA不同，该方法无辐射，不需要被测体保持不动，对动物体没有任何压力，可以快速地追踪身体成分的微小变化。另外，该仪器可分别测量脂肪与筋肉组织的含量，而DXA只能得到脂肪与筋肉含量的比值。 经过对比，目前该仪器测量结果的可重复性优于任何其他测量方法。

比起传统的MRI，该系统价格低廉，无噪音，操作方便，不需要特殊培训。