心臟MRI診斷肌營養(yǎng)不良心肌病研究進展

劉 慧，楊志剛，郭應坤，許華燕*

(1.四川大學華西第二醫(yī)院放射科 出生缺陷與相關婦兒疾病教育部重點實驗室，四川 成都 610041；2.四川大學華西醫(yī)院放射科，四川 成都 610041)

肌營養(yǎng)不良癥是一類包含多種亞型的異質性疾病，表現為控制運動的骨骼肌進行性無力和變性，隨年齡增長逐漸累及心肌。目前心臟相關疾病已成為肌營養(yǎng)不良癥患者死亡的首要原因。利用有效手段早期發(fā)現心臟受累，對心肌病變范圍和程度進行定量評估，可為早期臨床治療提供重要依據，并有利于改善患者預后。心臟MRI(cardiac MRI, CMRI)是一種多參數、多角度、多序列的成像方式，具有高空間分辨率、高時間分辨率和無輻射等優(yōu)勢，可定量分析心臟功能及組織結構改變。本文對近年來CMRI主要技術，包括心臟電影、延遲強化(late gadolinium enhancement, LGE)、T2加權黑血序列、T2 mapping、增強前T1 mapping(native T1 mapping)、細胞外容積(extracellular volume， ECV)、心肌應力等在早期診斷肌營養(yǎng)不良心肌損傷方面的進展進行綜述。

1 概述

肌營養(yǎng)不良癥是一類包含多種亞型的異質性疾病，最早由Duchenne和Gowers于19世紀初提出，表現為控制運動的骨骼肌進行性無力和變性，也可累及心肌[1]。至今為止，已發(fā)現30余種類型肌營養(yǎng)不良癥，包括Duchenne肌營養(yǎng)不良癥(Duchenne muscular dystrophy， DMD)、Becker肌營養(yǎng)不良癥(Becker muscular dystrophy， BMD)、肌強直型、肢帶型、面肩肱型、眼咽型和Emery-Dreifuss營養(yǎng)不良型等[2]。

DMD和BMD是肌營養(yǎng)不良癥最常見的兩種類型，占所有肌營養(yǎng)不良的80%以上[3]，是與X連鎖有關的等位基因疾病，其本質都是位于X染色體上的DMD基因發(fā)生缺失、重復或突變；該基因由編碼肌營養(yǎng)蛋白的79個外顯子組成，二者的區(qū)別是DMD的功能蛋白完全缺乏，BMD只有部分功能蛋白缺乏[4]；基因異常導致肌營養(yǎng)蛋白合成減少，細胞內鈣含量增加，肌纖維膜受損并肌纖維退化，最終導致纖維化和肌肉被脂肪替代[4]。DMD和BMD肌營養(yǎng)不良僅見于男性患者，約1/3 500～1/5 000男性新生兒患有DMD，BMD發(fā)病率低于DMD，約為1/11 500～1/19 000[5]。既往DMD和BMD患兒往往逐漸喪失運動能力，并在十余歲時死于呼吸衰竭。隨著現代醫(yī)療技術的發(fā)展，夜間通氣治療、脊柱穩(wěn)定治療和類固醇治療的應用，此類患者的生存年齡可延長到30歲左右，心臟相關疾病已成為其死亡的首要原因[6-7]。

2 臨床表現與心肌損害

喂養(yǎng)困難、激酶增高和肌肉無力為DMD患兒的主要臨床表現[8]，步態(tài)變化(如延遲步態(tài)、爬樓梯困難等)則為最常見癥狀，一般發(fā)生在2～5歲。研究[9]表明，DMD患兒在嬰幼兒期運動功能既已受損，通常在10～12歲時出現步行障礙，10～20歲期間其典型特征是逐漸出現心肌損傷和呼吸功能減退；且其認知能力、注意力及智力均可存在不同程度的缺陷。

BMD病情嚴重程度與功能性肌營養(yǎng)不良蛋白的缺失量相關，可能表現為輕微肢體無力，癥狀可持續(xù)至成年或晚年。與DMD不同，BMD患者不存在認知障礙[10]，心肌損害則可發(fā)生在任何年齡階段[11]。DMD心肌損害呈隱匿性進展，6歲時約25%患兒會出現心功能障礙，10歲時59%，18歲以后則可超過90%[7]。此外，6歲以下DMD患兒約25%具有亞臨床心臟損害，常表現為心動過速；心電圖改變是心臟受累的最初表現，以Ⅲ或Ⅴ6導聯Q波、PR間期縮短、Ⅴ1導聯S波最為常見[12]。

3 影像學檢查

3.1 超聲心動圖 超聲心動圖可觀察左心室收縮和舒張功能，評估肺動脈壓力和局部心肌異常等，但難以在病變早期發(fā)現心臟結構和運動異常，同時由于不同檢查醫(yī)師的經驗、技術水平不同，分析過程中可能存在較大差異；對患者合并胸壁異?；蚣怪鶄葟潟r聲窗受限，也給診斷帶來困難。

3.2 心肌核素檢查99Tcm-MIBI G-MPI可在超聲參數顯示心肌正常的情況下發(fā)現心肌灌注缺損早期改變[13]。但心肌核素檢查空間分辨率低、檢查時間長、檢查成本高昂，且具有一定輻射，使得其廣泛開展存在一定困難。

3.3 CMRI CMRI是多參數、多角度、多序列的成像方式，具有高空間分辨率、高時間分辨率和無輻射等優(yōu)勢，可定量分析心肌整體和局部功能，具有較高的準確率和可重復性，目前已成為研究心臟結構和功能的金標準[14]。

3.3.1 心臟電影成像 心臟電影成像是基于梯度回波序列的成像技術，不僅可觀察心臟結構，還能觀察整個心動周期中心肌的運動情況，定量測量心功能。一項對88名BMD患者的研究[15]顯示，約有26%的BMD患者的左心室射血分數(left ventricular ejection fraction， LVEF)明顯降低。Florian等[16]的研究也顯示約有44%的BMD患者伴有左心室收縮功能下降。定量測量心功能可評估病情嚴重程度，LVEF小于45%提示肌營養(yǎng)不良患者預后較差。

3.3.2 LGE成像 LGE成像可反映DMD患者心肌纖維化的部位和程度[17]。研究[18]顯示，肌營養(yǎng)不良患者心肌LGE陽性區(qū)域與心肌活檢所示纖維化區(qū)域一致，均位于左心室后基底部心外膜下。Olivieri等[19]的研究獲得了類似結果，在平均年齡為14.4歲的20例DMD患者中，12例(60%)表現出LGE，且均局限于左心室側壁。

LGE與肌營養(yǎng)不良患者年齡、左心室內徑、左心室功能、竇性心動過速及室性心動過速等有顯著相關性[20]：<10歲患兒中，LGE陽性約17%，10～15歲患兒中LGE的陽性率約34%，>15歲者LGE陽性率約59%[21]。左心室功能降低患者LGE陽性率約84%，而LVEF保留患者中，LGE陽性率僅為30%[21]。透壁性LGE更是DMD/BMD預后不良的獨立危險因子[16]。

3.3.3 T2WI 心肌水腫是心肌損傷的首發(fā)表現，可見于任何病因導致的心肌損傷。T2加權黑血序列成像主要采用STIR序列，流動的血液和脂肪可被抑制而呈低信號，水腫心肌則表現為高信號。但T2-STIR易受多種因素干擾產生偽影。T2 mapping對運動偽影不敏感，同時可定量評價心肌水腫程度，被認為是目前測量心肌水腫的最佳手段[22]。Mavrogeni等[23]發(fā)現12歲以上DMD患兒心肌T2弛豫時間顯著延長。Wansapura等[24]采用黑血雙自旋回波方法獲得左心室短軸平面的自旋回波圖像，發(fā)現LVEF大于55%但應力下降DMD患者的T2弛豫時間與正常對照組有明顯差異，且左心室中間部周向應力與T2弛豫時間呈正相關(r=0.51，P<0.05)，提示DMD早期心肌組織結構異常往往伴隨著亞臨床心功能下降，而T2弛豫時間可發(fā)現DMD病變早期心肌水腫改變。

3.3.4 T1 mapping 心肌組織水腫和纖維化所致細胞外間隙增大可使心肌組織T1弛豫時間延長。T1 mapping可定量測量T1值，客觀地反映病變心肌的信號改變[25]，通過測量病變心肌增強前T1(native T1)值、增強后T1值及血細胞比容，可計算出心肌ECV，從而對顯示困難的小病灶進行定量分析。研究[15]顯示，與正常對照組比較，BMD患者T1值[(1 183±60)ms vs. (1 164±22)ms]、T2值 [(47.5±4.5)ms vs.(45.6±3.4)ms]及ECV值(0.282±0.050 vs. 0.231±0.027)均顯著升高(P<0.05)，同時T1、T2及ECV與LVEF均呈負相關(r=-0.79、-0.70、-0.71，P均<0.001)。DMD患者T1值和ECV值較正常對照組亦明顯增高[19,26]，且LGE陽性DMD患者的native T1值[19]和ECV[26]均顯著高于LGE陰性患者。

3.3.5 心肌組織應力 MR心肌應力分析可對心肌軸向、徑向及周向三個方向上的運動峰值、達峰時間及運動速率進行定量分析，早期識別心肌損傷造成的心肌運動異常，具有自動化、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢[27]；與評估左心功能的傳統(tǒng)指標LVEF相比，心肌應力在發(fā)現左心室收縮功能障礙方面更敏感。即使LVEF正常[28]和LGE陰性的肌營養(yǎng)不良患者[29]，其心肌應力也較正常人出現顯著下降，并且隨著年齡增長逐步下降[28]。Siegel等[30]的研究還發(fā)現左心室應力分析可區(qū)分LGE陽性和LGE陰性肌營養(yǎng)不良患者，甚至在不使用對比劑的情況下也可預測LGE陽性節(jié)段心肌。

4 展望

肌營養(yǎng)不良心肌病最終會導致心力衰竭、致死性心律失常等。早期進行標準的心衰治療可以延緩左心室收縮功能障礙。利用有效手段早期發(fā)現心臟受累，對心肌病變范圍和程度進行定量評估，是檢查的重要目的。CMRI可在病變早期發(fā)現亞臨床心臟損傷，為提前干預和改善預后提供重要幫助；還可定量測量左心室容積、LVEF等指標，在標準化治療和新方案評估方面具有顯著優(yōu)勢。