正常人体贮铁总量约1g，过多的铁质在体内贮存和沉积称为血色病（hemochromatosis），又称血色沉着病。

铁作为一个重要的辅因子，在氧化磷酸化、多巴胺合成和更新以及羟基自由根基形成之中起积极的作用。人体内的铁分两大部分，一部分为功能铁，含量为35~45mg/kg，主要为红细胞内血红蛋白，以及少量的肌红蛋白和各种细胞代谢、分化、生长所需的含铁酶。另一部分为储存铁，以铁蛋白和含铁血黄素的形式分布于肝脏、脾脏、骨髓的单核巨噬细胞系统，以及肝细胞中。

人体内铁的来源主要是通过巨噬细胞对衰老的和不正常的红细胞的吞噬获得，仅少部分是通过肠道吸收获得。所以机体的铁代谢是相对封闭的，主要是循环利用。一些严重贫血，尤其是先天性溶血性疾病，如地中海贫血重型患者，治疗中需要长期反复输血，而输送的血液中带有大量的铁，这些铁由吞噬细胞吞噬衰老的红细胞后释放，增加机体内铁的超负荷。巨噬细胞释放铁的主要形式是转铁蛋白，同时也有由柠檬酸盐和清蛋白形成的有毒性的非转铁蛋白结合铁（non-transferrin-bound iron，NTBI），过多的铁首先沉积在肝脏、脾脏、骨髓的网状内皮系统，然后会沉积在肝细胞、心肌和内分泌器官。细胞外与铁蛋白结合的铁通过细胞的内吞作用进入细胞内的不稳定性铁库（labile iron pool，LIP），此种形式的铁有很高的毒性。细胞内暂时无需使用的铁以由载脂蛋白组成的铁蛋白的形式储存，这种铁蛋白是没有细胞毒性的。当这种铁蛋白的容量超过了不稳定铁库的容量，铁蛋白就会变性，形成含铁血黄素，以这种形式存在的铁有更高的毒性。LIP中的铁，有二价铁，也有三价铁，二价铁与氢和脂质过氧化物反应，可产生剧毒的羟基自由基和脂质过氧化物，损害细胞膜、蛋白质和核酸，最后导致细胞死亡，器官功能障碍。肝脏长期慢性的含铁血黄素沉积，引起肝细胞变性、坏死及纤维化形成，发生肝硬化和门脉高压症，少数还可继发肝癌。晚期，可引发心力衰竭、心律失常、肝硬化或纤维化、不孕或性腺功能的异常、糖尿病、生长障碍、关节炎和骨质疏松等多种并发症。另外，引起体内铁超负荷还有两个因素，首先是由于贫血引起骨髓造血旺盛，使肝脏抗菌多肽分泌减少，从而使肠黏膜对铁的吸收增加；其次是人体对铁的排泄是持续的、强制性的和有一定限度的，不能因为铁的超负荷，而增加对铁的排泄。

本病好发于中年人，但对于一些地中海贫血等先天性血液病患者，由于长期输血治疗而继发铁沉积，则发病年龄多见儿童，男性为女性的5~10倍。

实验室检查，可进行血清铁、血清铁饱和度及血清铁蛋白测定。血清铁常高达36μmol/L以上，总铁结合力降低，血清铁饱和度可增高到80%~100%，血清铁蛋白测定增高，一般血清铁蛋白测定男性>300μg/L，女性>200μg/L，则提示铁质存储过多。 但由于血清学检查是间接性评价，对体内铁浓度诊断不十分可靠。

在肝脏，过多的铁物质，以血黄素颗粒形式分布在肝汇管区周围或小叶边缘。通过肝穿刺病理检查，不仅可以获得肝脏铁沉积的诊断，还可以进行肝铁浓度（liver iron concentration，LIC）的测量。 正常肝组织铁含量<50μmol/g（干重），肝铁沉积症肝内铁含量升高，可高达200μmol/g。铁浓度增高也见于酒精肝，但酒精肝铁浓度升高不如血色病升高明显。肝活检病理组织检查可见肝细胞内大量铁沉着，同时伴有肝纤维化和肝硬化的病理改变。肝活检病理学检查，根据肝细胞铁颗粒沉积受累范围，把肝脏铁沉积程度进行以下分级：①0级，无铁沉积；②Ⅰ级，铁颗粒散在细小分布，受累阳性细胞<50%；③Ⅱ级，铁颗粒弥漫分布在50%~75%细胞；④Ⅲ级，铁颗粒密集，成堆聚集在75%以上细胞内。或根据肝干重中所含铁浓度进行分度：LIC<36μmol/g为正常；36~150μmol/g为轻度肝脏铁沉积；150~300μmol/g为中度的肝脏铁沉积；>300μmol/g为重度的肝脏铁沉积。但是肝穿刺首先是创伤性检查，而且所获得的肝脏组织往往不足1mg（干重），难以保证铁含量的测定分析。其次肝脏铁沉积的不均匀也可影响穿刺的结果。这些因素的存在使得肝穿刺难以在临床中广泛应用。在实际的临床工作中，影像学对于肝脏铁沉积的诊断起到十分明显的作用。

临床上分为原发性或特发性和继发性血色病，原发性为常染色体隐性遗传性疾病，是肠道铁的吸收过多而引起体内铁质负荷增加；继发性多见于体内红细胞破坏过多，多次输血或长期服用铁剂。体内器官的铁沉积，主要发生在肝、脾、胰、肠管、心等，以肝脏为最主要受累器官，大约70%铁沉积在肝脏。本症的临床表现有三个特征，肝内含铁血黄素颗粒沉积；合并糖尿病；皮肤色素沉着症。临床表现肝脏受累及最早，95%出现肝脏肿胀，后期可发生肝硬化和肝功能损害；50%发生脾大；90%有皮肤色素沉着，呈铁灰色，一般为全身性，在暴露处皮肤更加明显；65%合并糖尿病；15%合并心脏病；25%~50%关节损害。少数有睾丸萎缩和性功能减退等。由于肝脏铁沉积最显著，后期可发生肝硬化和肝功能损害，严重者继发肝癌，有报道继发肝癌高达5.8%~42.9%；同时肝脏体积比较大，比较容易进行活检和病理检查，因此，肝脏的含铁量的检查成为临床血色素病诊断的最主要检查。

肝血色病的超声检查文献报道较少，可能与超声对于单纯肝铁沉积的特异性较低有关。CT是检查肝血色病的常规方法，肝脏含铁量增多，肝实质密度明显增高，CT值测量超过80HU以上，为定性诊断提供依据。但定量诊断可能受到需要更高的CT软件技术应用的影响。MRI是肝血色病最重要的检查方法，铁是顺磁性物质，明显降低肝脏的T ₁、T ₂弛豫时间。近年来利用GRE多回波序列对T ₂ ^∗或者R ₂ ^∗值进行肝铁的定量测定，以提供肝铁沉积定量诊断信息，目前，磁共振成像已经是肝铁沉积定量诊断及治疗后随访复查的一种无创性、便捷性且可重复性高的检查方法。磁敏感加权成像 （SWI）是一种利用组织磁敏感性不同进行成像的技术，实际上也是一种T ₂ ^∗技术，它是一种长回波时间（TE）3个方向上均有流动补偿的梯度回波序列，与传统T ^∗ ₂加权序列比较，具有三维、高分辨率、高信噪比的特点。有不同磁敏感度的组织在SWI相位图上可以被区别，SWI再通过高通滤波方法得到校正的相位图，然后建立相位蒙片，来增加磁矩图的对比和增加组织间的磁敏感度差异，使对磁敏感效应的敏感化最大化。铁负荷过重时可引起局部磁场不均匀，从而导致自旋质子的去相位。

铁是密度很高的物质，严重的肝脏铁沉积症，CT平扫就可发现肝脏密度明显增高，应用常规的电压扫描，CT值测量可高达80HU甚至100HU以上，血管内的血液密度较低，在普遍均匀密度增高的肝脏背景下，肝门静脉和肝静脉呈低密度（图1-5-5-1），与低密度的脂肪肝背景下血管呈高密度刚好相反。当肝脏铁沉积症发展继发肝硬化时则CT出现肝脏的体积缩小、表面轮廓不光整、肝裂增宽、胆囊移位、肝实质内出现弥漫性再生结节等表现，并且可能出现脾大、腹腔积液、食管-胃底静脉曲张或者门静脉高压的表现；在肝硬化基础上发生恶变，出现肝癌时则出现肝癌的形态学表现及强化特征。在肝铁沉积症CT诊断中，必须注意到铁沉积较轻的病例，CT值不一定升高而不能作出诊断，CT只能对于严重病例作出诊断。理论上说，CT值的高低与铁沉积量成正比，CT值越高，表示铁沉积越严重，但目前的CT值测量，还受到CT机器设备、扫描条件以及肝脏同时出现的纤维化、脂肪变性等方面的影响。在双能CT上，基于双能的后处理分析及基于图像的多种算法，能够对物质进行区分和定量，一项关于铁沉积的体模实验结果显示，根据铁特性的三物质分离算法，构建了虚拟铁浓度图像（virtual iron concentration，VIC），实现了对铁的定量测定。研究还表明VIC能够剔除脂肪的干扰因素。VIC是基于铁物质特异性斜率的一种算法，通过对临床上广泛使用的碘物质算法软件（Liver VNC）的参数改换而实现的。同碘类似，铁的 CT值的改变，也是依赖能量的改变。在 X线能谱分析 Fe（NO ₃） ₃的体外实验中，发现铁的斜率小于碘的斜率。肝铁沉积的体模实验结果显示，VIC同肝铁呈高度的线性相关，所以双源CT的虚拟铁浓度图像可以很好的定量肝脏的铁沉积。

由于铁的顺磁效应，使铁超负荷的组织细胞局部产生不均匀磁场，周围水分子质子被这不均匀磁场弥散失去相位一致性，造成信号缺失，即产生组织的T ₁和T ₂弛豫时间缩短，一般T ₂的缩短是T ₁的15倍。因此，在T ₁和T ₂加权成像，铁超负荷的肝脏组织信号强度明显减低，肝脏T ₁WI和T ₂WI信号下降，出现所谓“黑肝”征象，尤其在梯度回波和自旋回波T ₂加权图像上，肝脏的信号强度甚至可接近背景噪声。由于肌肉一般不出现铁沉积，在观察受累器官的信号改变时，通常以肌肉信号为参照。正常情况下，肝脏信号总是高于肌肉信号，因此，当肝脏信号低于肌肉信号时，则为不正常的肝脏信号降低。在肝铁沉积的同时，胰腺、脾脏T ₁WI及T ₂WI信号也出现弥漫性降低。脾脏一般表现比较明显，原发性和继发性血色病所累及的器官有所不同，继发性血色病，由于反复输血，血红蛋白主要沉积在网状内皮系统，脾脏表现 MRI的 T ₁WI及T ₂WI信号弥漫性降低，T ₂WI表现比较明显。原发性血色病脾脏一般没有受累，但可累及胰腺和心肌，出现胰腺和心肌MRI信号异常。相反继发性血色病的胰腺一般受累程度均较轻。严重的病例，骨髓也出现铁沉积，脊椎骨髓也表现 MRI的 T ₁WI及T ₂WI信号弥漫性降低。注意观察这些器官的MRI信号异常，进一步增加了肝铁沉积症的诊断信息。除了肝脏信号改变外，肝、脾增大也比较常见，尤其是地中海贫血（thalassemia）等病例（图1-5-5-2）。

临床上，对于肝铁沉积治疗前需要了解肝铁沉积的程度，即肝铁的定量以确定是否需要采取去铁治疗；治疗后，又要了解肝的含铁是否已经降低，即治疗的效果评估，这是十分重要的问题。

而对于治疗前后肝含铁量的变化，临床常用血清铁蛋白测定，这是一种方便、经济的实验室检查方法，可以粗略地反映体内含铁总量，但当含铁量高出一定范围便不能再测量出来，并且其测量具有较大的波动性，尤其伴有感染及一些肝脏疾病，可影响其测量的准确性。同样血清铁、转铁蛋白、转铁蛋白饱和度也不能准确反映体内含铁水平。肝活检后经原子分光光度仪测量肝铁浓度被认为是评估HIC的“金标准”。然而肝活检是一种侵入性的检查方法，容易导致多种并发症，并且肝脏铁沉积分布是不均匀的，尤其是具有肝硬化时，肝硬化也增加了肝穿的风险。

肝铁磁共振定量技术作为一种无创、简便、准确、可重复性检查铁沉积的技术，已逐渐被大家广泛接受，并在临床中显出较大潜力。目前有关测量技术包括肝脏/肌肉信号强度比值法和T ₂或T ₂ ^∗值测定法。

人体内组织成分不同，其 T ₂或 T ₂ ^∗弛豫时间也不同，包括肝组织中的铁沉积，也影响T ₂或T ₂ ^∗值的变化。在检查中，如果肝脏的其他组织成分不变，测得的T ₂或T ₂ ^∗值则反映肝脏的铁浓度。由于T ₂和T ₂ ^∗与HIC呈对数关系，测得T ₂和T ₂ ^∗后，采用与LIC呈直线正相关的1/T ₂和1/T ₂ ^∗也就是弛豫率（relaxationratie，R），R ₂和R ₂ ^∗来代表肝脏含铁量，R ₂或R ₂ ^∗越高，肝脏含铁量越多。

T ₂值测定法的MRI扫描和测量方法：采用自旋回波（SE）的多回波序列，通过1.5T MRI设备检查扫描，MRI设备一般自带软件，多回波扫描后自动形成一幅图像（MAP图），可直接测量T ₂值。测量肌肉信号选择竖脊肌，因为竖脊肌与肝脏可在同一层面，而且变异较少。其原理是，由于骨骼肌组织一般不会有铁沉积，信号强度相对稳定，而肝脏信号强度的改变则受到含铁量不同的影响。测量方法比较简单，采用1.5~3.0T高场磁共振都可以完成。通过肝脏常规扫描获得肝脏MRI图像。选择横截面扫描序列中胰腺体部所在层面。分别在肝脏及右侧竖脊肌画出感兴趣区域（region of interest，ROI），肝脏 ROI面积约5cm ²，尽量避开肉眼所见的血管、胆管及脂肪；竖脊肌ROI面积约2cm×2cm。肝脏在不同部位画5个ROI，分别测量其信号强度，求其平均值；右侧竖脊肌画1个ROI，测量其信号强度；然后计算肝脏/右侧竖脊肌的信号强度比值。正常肝脏、肌肉信号强度比值为1.51±0.17。

T ₂ ^∗值测定法的MRI扫描和测定方法：梯度回波序列进行多回波参数扫描，使用1.5T MRI扫描仪扫描，患者数据通过CMRtools软件处理后获取MAP图，在肝右叶避开肉眼所见肝内血管、胆管，画出ROI，面积约5cm ²，测值即为肝脏T ₂ ^∗（图1-5-5-3）；目前国际1.5T MRI肝铁测量参考标准见表1-5-5-1。

磁化性是组织的固有特征，反映了磁敏感物质在外加磁场作用下的磁化程度。人体中的铁主要以脱氧血红蛋白和含铁血黄素的成分存在，属于顺磁性物质，因此可通过测量信号强度的变化反映铁的含量。定量磁敏感技术（quantitative susceptibility mapping，QSM）是一种全新的磁敏感显示成像技术，和磁敏感加权成像 （susceptibility weighted imaging，SWI）相似之处在于其也是利用组织磁敏感差异形成的图像对比，但SWI是对比来自于组织之间磁化率的相对差异，而QSM可通过梯度回波相位图计算出组织的磁化率，实现绝对对比。QSM结合了水脂分离技术，可以减轻脂肪沉积对铁含量定量的影响，在R ₂ ^∗值为400s ^-1以上时也可以得到稳定的结果。同时通过分次屏气，重建时去除了主磁场B ₀对相位的影响，不受R ₂ ^∗偏倚的影响，可直接定量肝脏磁化率值，而且磁化率值和肝铁浓度表现为显著正相关，因此QSM进一步提高了铁定量的准确性。

通过观察MRI和CT表现，可对原发性或继发性肝铁沉积作出诊断。如果发现肝、胰铁沉着明显，而脾脏不受累，则原发性肝铁沉积症多见；如果肝、脾受累，胰不受累，则可能为继发肝铁沉积症。

该病是由于糖原合成或者分解过程中某些酶的缺陷或者结构异常，导致肝脏内糖原异常增多，CT主要表现为肝脏体积增大及密度增高。肝糖原贮积病与肝铁沉积需要结合临床资料，可以用双能量CT或者MRI的T ₂ ^∗定量的方法扫描，能够对糖原和铁的成分进行定量以帮助诊断。

该病又称为Wilson病，为常染色体隐性遗传的铜代谢障碍性疾病，好发于儿童和青少年。铜沉积于肝脏容易导致急性肝功能损害及溶血，进一步发展则会引起肝纤维化和肝硬化，本病的CT表现与肝血色病所导致的铁沉积类似，都表现为肝脏增大，密度增高，后期则出现肝脏体积缩小、肝叶比例失调、甚至门脉高压等肝硬化的表现。但前者脑部CT表现为基底节区低密度影及广泛性脑萎缩。MRI对于现实肝硬化特别是头部豆状核、尾状核头、丘脑等区域的异常信号改变更为敏感。