MR定量功能成像對(duì)杜氏肌營養(yǎng)不良與貝氏肌營養(yǎng)不良的鑒別診斷

卜姍姍，肖江喜*，朱穎，殷亮，關(guān)沖霄，王朝霞

1.北京大學(xué)第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，北京 100034；2.北京大學(xué)第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，北京 100034；*通訊作者 肖江喜cjr.xiaojiangxi@vip.163.com

抗肌萎縮蛋白病是一種X染色體連鎖的隱性遺傳性神經(jīng)肌肉病，主要累及男孩，以骨骼肌受累為主，可伴有靜止性認(rèn)知障礙和心肌損害，包括杜氏肌營養(yǎng)不良（Duchenne muscular dystrophy，DMD）和貝氏肌營養(yǎng)不良（Becker muscular dystrophy，BMD）[1]，臨床上主要表現(xiàn)為進(jìn)行性、對(duì)稱性肌無力和肌萎縮、運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩、行走困難、關(guān)節(jié)攣縮伴活動(dòng)受限[2]。DMD和BMD均由dystrophin基因突變所致，具有不同的臨床表型。DMD通常具有致死性，病情重、進(jìn)展快、病程較短、預(yù)后不良；而BMD相對(duì)良性，病情輕、進(jìn)展相對(duì)緩慢，生存期較長(zhǎng)[3]。

常規(guī)MRI 評(píng)估運(yùn)用主觀半定量評(píng)分法可明確抗肌萎縮蛋白病患者肌肉受累的規(guī)律，粗略地顯示肌肉受累程度及疾病隨訪中肌肉受累程度的變化，幫助臨床進(jìn)行診斷、嚴(yán)重程度評(píng)估、疾病進(jìn)展程度及療效監(jiān)測(cè)[4-5]。既往研究表明，DMD 與BMD 肌肉的脂肪浸潤(rùn)、萎縮及肥大的選擇性受累分布規(guī)律一致，從而增加了兩者的鑒別診斷難度[6]；且常規(guī)MRI 序列評(píng)估具有主觀性，結(jié)果受觀察者專業(yè)熟練程度的影響較大。主觀評(píng)分中各級(jí)脂肪浸潤(rùn)程度跨度較大，其結(jié)果較為粗略，無法客觀、確切定量肌肉內(nèi)的脂肪含量，也無法精確地反映肌肉內(nèi)的微小改變[7]。因此，為進(jìn)一步明確兩者的異同，需要運(yùn)用功能MR定量成像進(jìn)行更深入的研究。既往對(duì)于MR 功能成像鑒別診斷DMD和BMD 鮮有報(bào)道。本研究擬將DMD 和BMD 的功能MR定量成像與對(duì)照組進(jìn)行對(duì)比，分析對(duì)兩者具有鑒別意義的影像學(xué)表現(xiàn)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 收集2017年2月—2018年2月在北京大學(xué)第一醫(yī)院經(jīng)病理和（或）基因檢測(cè)確診為抗肌萎縮蛋白病男性患者114例，年齡2～18歲，中位年齡8歲。其中DMD 79例，年齡3～15歲，中位年齡7歲；BMD 35例，年齡2～18歲，中位年齡8歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①所有DMD 及BMD 患者均經(jīng)病理和（或）基因檢測(cè)確診；②患者可配合完成MRI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①具有MRI檢查禁忌證；②MRI 圖像掃描范圍不夠，不能完全包括臀部及大腿12 塊肌肉；③MRI圖像質(zhì)量差、偽影重，影響圖像后處理分析的準(zhǔn)確性。另選取15例健康男性志愿者作為對(duì)照組，年齡6～12歲，中位年齡10歲。所有受試者檢查前均獲得監(jiān)護(hù)人或本人的同意，并簽署知情同意書。本研究通過北京大學(xué)第一醫(yī)院臨床研究倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（2014[748]）。

1.2 儀器與方法 采用GE HD750 3.0T MR 掃描儀，使用32 通道體線圈，仰臥位、足先進(jìn)，掃描范圍自髂前上棘至股骨中下段水平。5歲以下或無法配合的患兒掃描前口服水合氯醛進(jìn)行鎮(zhèn)靜。MR 功能序列包括IDEAL-IQ 和T2 mapping，在IDEAL-IQ 序列測(cè)得脂肪百分?jǐn)?shù)（fat fraction，F(xiàn)F）值，T2 mapping 序列測(cè)得T2值。IDEAL-IQ 序列掃描參數(shù)：TR 6.9 ms，TE 3.2 ms，回波鏈長(zhǎng)度6，層厚6 mm，層間距1.5 mm，矩陣160×160，翻轉(zhuǎn)角3°，視野30 cm×30 cm，掃描時(shí)間約1 min 40 s。T2 mapping 序列掃描參數(shù)：TR 2000 ms，TE 18.2 ms、36.5 ms、54.7 ms、73 ms、91.2 ms，層厚7 mm，層間距2.5 mm，矩陣256×256，視野30 cm×30 cm，掃描時(shí)間2 min 12 s。

1.3 圖像分析 所有圖像由同一名具有3年臨床工作經(jīng)驗(yàn)的放射科住院醫(yī)師采用盲法評(píng)估。運(yùn)用GE AW 4.6后處理工作站對(duì)MR 功能序列掃描圖像進(jìn)行后處理。因抗肌萎縮蛋白病患者具有雙下肢肌肉對(duì)稱受累的特點(diǎn)，本研究選取一側(cè)（左下肢）進(jìn)行感興趣區(qū)（ROI）勾畫，注意避開股骨、肌間隙、皮下脂肪及血管，以減少測(cè)量誤差。對(duì)臀大肌、大腿前群（股外側(cè)肌、股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、股中間肌、縫匠?。?、大腿內(nèi)側(cè)群（長(zhǎng)收肌、大收肌、股薄?。?、大腿后群（半膜肌、半腱肌、股二頭肌長(zhǎng)頭）共12 塊肌肉進(jìn)行勾畫，由工作站自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)的FF值及T2值。所有勾畫均在各肌肉的最大層面進(jìn)行，即在股骨大轉(zhuǎn)子中心水平評(píng)價(jià)臀大肌，股骨長(zhǎng)度約1/2 水平評(píng)價(jià)股直肌、股外側(cè)肌、股中間肌、縫匠肌、股薄肌、長(zhǎng)收肌、大收肌、半腱肌，股骨長(zhǎng)度約下1/3 水平評(píng)價(jià)股內(nèi)側(cè)肌、半膜肌、股二頭肌長(zhǎng)頭。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0 軟件，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，非正態(tài)分布的計(jì)量資料以M（Qn）表示。應(yīng)用多個(gè)獨(dú)立樣本比較的Kruskal-Wallis檢驗(yàn)比較DMD組、BMD組與對(duì)照組各肌肉FF值及T2值的差異。采用Spearman 相關(guān)分析評(píng)價(jià)DMD組和BMD組各肌肉FF值與T2值的相關(guān)性。對(duì)FF值及T2值繪制受試者工作特征（ROC）曲線，分別計(jì)算曲線下面積（AUC）。P<0.05表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 DMD、BMD 及對(duì)照組FF值比較 DMD組FF值顯著高于對(duì)照組和BMD組，BMD組顯著高于對(duì)照組，組間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05，表1）。

除股薄肌外，DMD組其余肌肉FF值均高于其他組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；除縫匠肌、長(zhǎng)收肌和股薄肌外，BMD組其余肌肉FF值均高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05，表2）。

2.2 DMD、BMD 及對(duì)照組T2值比較 DMD組T2值顯著高于對(duì)照組及BMD組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。BMD組T2值與對(duì)照組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.164，表1）。

DMD組各肌肉的T2值均高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；DMD組各肌肉的T2值均高于BMD組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。除縫匠肌和股薄肌外，BMD組其余肌肉的T2值均高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05，表3）。

2.3 FF值及T2值的相關(guān)性 DMD組除臀大肌（r=0.137，P=0.229）外，其余肌肉T2值與FF值之間均呈正相關(guān)（P<0.05）。BMD組除長(zhǎng)收?。╮=0.314，P=0.066）和股薄?。╮=0.285，P=0.097）外，其余肌肉T2值與FF值之間均呈正相關(guān)（P<0.05）。

2.4 FF值、T2值對(duì)DMD與BMD的鑒別診斷效能 FF、T2值鑒別DMD與BMD的AUC分別為0.878（0.807～0.949）和0.846（0.758～0.935），見圖1。

表1 各組MRI 定量結(jié)果比較[M（Qn）]

表2 各組不同部位肌肉FF值比較（±s）

表2 各組不同部位肌肉FF值比較（±s）

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05；與BMD組比較，#P<0.05

組別臀大肌股直肌股外側(cè)肌股中間肌股內(nèi)側(cè)肌縫匠肌對(duì)照組 5.69±3.21 1.53±0.91 1.84±0.83 1.59±0.56 1.92±0.68 3.73±1.76 BMD組15.26±10.43*7.68±3.09*10.62±6.18*9.02±4.58*10.04±5.66*5.23±3.82 DMD組 36.28±21.68*# 21.90±11.16*# 28.78±20.42*# 21.66±10.96*# 23.31±16.73*# 9.86±5.62*#組別長(zhǎng)收肌股薄肌大收肌半膜肌半腱肌股二頭肌長(zhǎng)頭對(duì)照組 1.26±0.46 2.59±1.07 2.73±1.28 2.38±1.08 1.89±0.99 2.31±1.24 9.21±4.30*DMD組 8.52±3.05*# 4.32±2.61 33.43±25.11*# 13.63±6.29*# 10.57±6.40*# 19.80±10.56*#BMD組2.93±2.64 3.35±2.47 14.85±5.39*6.16±3.73*5.44±3.29*

表3 各組不同部位肌肉T2值比較（±s）

表3 各組不同部位肌肉T2值比較（±s）

注：與對(duì)照組比較，*P<0.05；與BMD組比較，#P<0.05

組別臀大肌股直肌股外側(cè)肌股中間肌股內(nèi)側(cè)肌縫匠肌對(duì)照組 42.33±3.48 38.62±1.90 38.47±1.47 39.10±1.25 39.15±2.03 42.22±3.12 BMD組48.01±17.31*45.49±8.53*46.56±10.15*46.49±9.78*39.62±18.51*44.84±6.43 DMD組 48.09±22.42*# 55.44±17.05*# 57.72±17.81*# 56.59±18.13*# 54.44±19.76*# 51.68±13.16*#組別長(zhǎng)收肌股薄肌大收肌半膜肌半腱肌股二頭肌長(zhǎng)頭對(duì)照組 37.44±1.70 40.08±2.81 38.40±1.74 39.85±2.09 38.76±1.42 38.95±2.37 38.98±17.10*DMD組 47.35±13.42*# 44.21±9.57*# 60.51±18.49*# 46.07±15.21*# 45.57±10.20*# 47.64±15.83*#BMD組40.81±4.51*41.15±4.56 48.45±11.58*38.03±16.59*43.55±5.08*

圖1 DMD與BMD的鑒別ROC曲線

3 討論

IDEAL-IQ 技術(shù)的脂肪定量結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確率高、可重復(fù)性強(qiáng)[8-10]。肌肉FF值升高代表肌肉脂肪浸潤(rùn)程度加重，正常肌肉組織被脂肪組織替代的百分比增加。因此，F(xiàn)F值可更準(zhǔn)確地反映肌肉的脂肪浸潤(rùn)程度，有助于評(píng)估疾病嚴(yán)重程度、進(jìn)展情況及治療效果。

本研究結(jié)果顯示，DMD組和BMD組股薄肌的脂肪浸潤(rùn)受累程度均比較輕，與 Liu 等[11]和Faridian-Aragh 等[12]對(duì)DMD 和BMD 肌肉脂肪浸潤(rùn)程度的研究結(jié)果一致。比較DMD組及BMD組各肌肉FF值與對(duì)照組后發(fā)現(xiàn)，除股薄肌外，DMD組其余肌肉FF值均明顯高于BMD組及對(duì)照組，提示DMD組肌肉具有明顯的脂肪浸潤(rùn)改變，且肌肉脂肪化程度高于BMD組，與臨床病理結(jié)果一致[13]。此外，本研究顯示BMD組縫匠肌、長(zhǎng)收肌和股薄肌FF值與對(duì)照組比較無顯著差異，進(jìn)一步表明這些肌肉的脂肪浸潤(rùn)受累程度輕。以上結(jié)果顯示定量測(cè)量肌肉FF值對(duì)DMD 與BMD 鑒別具有一定的意義，可進(jìn)一步提高DMD 與BMD 的鑒別診斷效能。

既往T2 mapping 序列在肌肉病領(lǐng)域已有較多研究及應(yīng)用。定量測(cè)得的T2值不僅受水腫改變的影響，亦受脂肪含量的影響，已在Arpan 等[14]的研究中得到證實(shí)?？辜∥s蛋白病由于肌蛋白丟失代之以脂肪組織，同時(shí)使水分子在肌纖維中的活動(dòng)發(fā)生改變，導(dǎo)致失相位和信號(hào)衰減，進(jìn)而使肌組織T2值上升，因此，T2值可作為評(píng)估抗肌萎縮蛋白病患者下肢肌肉受損情況的客觀指標(biāo)[15]。本研究采用非脂肪抑制的T2 mapping 序列分別測(cè)得DMD組、BMD組及對(duì)照組肌肉的T2值。

研究結(jié)果顯示，DMD組各肌肉T2值均明顯高于對(duì)照組，與Wokke 等[16]及Johnston 等[17]的研究結(jié)果一致。Wokke 等[16]報(bào)道BMD組T2值與對(duì)照組間無顯著差異。本研究結(jié)果與該結(jié)論相符，提示BMD組肌肉的受損程度較輕。此外，本研究結(jié)果顯示DMD組T2值明顯高于BMD組，表明DMD組肌肉受損情況較BMD組重，T2值測(cè)量可作為一項(xiàng)客觀定量指標(biāo)用于DMD 與BMD 的鑒別診斷。Kim 等[18]報(bào)道T2值與肌肉脂肪浸潤(rùn)分級(jí)高度相關(guān)。由本研究T2值與FF值相關(guān)性分析結(jié)果可知，DMD 和BMD 大部分肌肉的T2值與FF值呈正相關(guān)，表明T2值也可以較理想地反映肌肉脂肪浸潤(rùn)的程度。FF值、T2值的AUC分別為0.878、0.846，提示兩指標(biāo)對(duì)于DMD 與BMD的鑒別均具有較高的診斷效能。

本研究的局限性：①觀察部位較單一，缺少全身其他部位影像資料，今后可開展多部位、全身MRI以全面描述病變特征；②未對(duì)不同年齡及不同病程的患者進(jìn)行分層分析；③采用非脂肪抑制的T2 mapping序列測(cè)得T2值，受到脂肪和水腫的影響；今后的研究中可嘗試采用脂肪抑制技術(shù)獲取T2值，以區(qū)分DMD及BMD之間水腫含量的差異。

總之，DMD 與BMD 患者臀部及大腿肌肉的定量功能成像具有一定的特征性。MR 功能成像可提高DMD 與BMD 的鑒別診斷效能，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。