MR定量功能成像对杜氏肌营养不良与贝氏肌营养不良的鉴别诊断

卜姗姗，肖江喜*，朱颖，殷亮，关冲霄，王朝霞

1.北京大学第一医院医学影像科，北京 100034；2.北京大学第一医院神经内科，北京 100034；*通讯作者 肖江喜cjr.xiaojiangxi@vip.163.com

抗肌萎缩蛋白病是一种X染色体连锁的隐性遗传性神经肌肉病，主要累及男孩，以骨骼肌受累为主，可伴有静止性认知障碍和心肌损害，包括杜氏肌营养不良（Duchenne muscular dystrophy，DMD）和贝氏肌营养不良（Becker muscular dystrophy，BMD）[1]，临床上主要表现为进行性、对称性肌无力和肌萎缩、运动发育迟缓、行走困难、关节挛缩伴活动受限[2]。DMD和BMD均由dystrophin基因突变所致，具有不同的临床表型。DMD通常具有致死性，病情重、进展快、病程较短、预后不良；而BMD相对良性，病情轻、进展相对缓慢，生存期较长[3]。

常规MRI 评估运用主观半定量评分法可明确抗肌萎缩蛋白病患者肌肉受累的规律，粗略地显示肌肉受累程度及疾病随访中肌肉受累程度的变化，帮助临床进行诊断、严重程度评估、疾病进展程度及疗效监测[4-5]。既往研究表明，DMD 与BMD 肌肉的脂肪浸润、萎缩及肥大的选择性受累分布规律一致，从而增加了两者的鉴别诊断难度[6]；且常规MRI 序列评估具有主观性，结果受观察者专业熟练程度的影响较大。主观评分中各级脂肪浸润程度跨度较大，其结果较为粗略，无法客观、确切定量肌肉内的脂肪含量，也无法精确地反映肌肉内的微小改变[7]。因此，为进一步明确两者的异同，需要运用功能MR定量成像进行更深入的研究。既往对于MR 功能成像鉴别诊断DMD和BMD 鲜有报道。本研究拟将DMD 和BMD 的功能MR定量成像与对照组进行对比，分析对两者具有鉴别意义的影像学表现。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2017年2月—2018年2月在北京大学第一医院经病理和（或）基因检测确诊为抗肌萎缩蛋白病男性患者114例，年龄2～18岁，中位年龄8岁。其中DMD 79例，年龄3～15岁，中位年龄7岁；BMD 35例，年龄2～18岁，中位年龄8岁。纳入标准：①所有DMD 及BMD 患者均经病理和（或）基因检测确诊；②患者可配合完成MRI检查。排除标准：①具有MRI检查禁忌证；②MRI 图像扫描范围不够，不能完全包括臀部及大腿12 块肌肉；③MRI图像质量差、伪影重，影响图像后处理分析的准确性。另选取15例健康男性志愿者作为对照组，年龄6～12岁，中位年龄10岁。所有受试者检查前均获得监护人或本人的同意，并签署知情同意书。本研究通过北京大学第一医院临床研究伦理委员会批准（2014[748]）。

1.2 仪器与方法 采用GE HD750 3.0T MR 扫描仪，使用32 通道体线圈，仰卧位、足先进，扫描范围自髂前上棘至股骨中下段水平。5岁以下或无法配合的患儿扫描前口服水合氯醛进行镇静。MR 功能序列包括IDEAL-IQ 和T2 mapping，在IDEAL-IQ 序列测得脂肪百分数（fat fraction，FF）值，T2 mapping 序列测得T2值。IDEAL-IQ 序列扫描参数：TR 6.9 ms，TE 3.2 ms，回波链长度6，层厚6 mm，层间距1.5 mm，矩阵160×160，翻转角3°，视野30 cm×30 cm，扫描时间约1 min 40 s。T2 mapping 序列扫描参数：TR 2000 ms，TE 18.2 ms、36.5 ms、54.7 ms、73 ms、91.2 ms，层厚7 mm，层间距2.5 mm，矩阵256×256，视野30 cm×30 cm，扫描时间2 min 12 s。

1.3 图像分析 所有图像由同一名具有3年临床工作经验的放射科住院医师采用盲法评估。运用GE AW 4.6后处理工作站对MR 功能序列扫描图像进行后处理。因抗肌萎缩蛋白病患者具有双下肢肌肉对称受累的特点，本研究选取一侧（左下肢）进行感兴趣区（ROI）勾画，注意避开股骨、肌间隙、皮下脂肪及血管，以减少测量误差。对臀大肌、大腿前群（股外侧肌、股直肌、股内侧肌、股中间肌、缝匠肌）、大腿内侧群（长收肌、大收肌、股薄肌）、大腿后群（半膜肌、半腱肌、股二头肌长头）共12 块肌肉进行勾画，由工作站自动计算出相应的FF值及T2值。所有勾画均在各肌肉的最大层面进行，即在股骨大转子中心水平评价臀大肌，股骨长度约1/2 水平评价股直肌、股外侧肌、股中间肌、缝匠肌、股薄肌、长收肌、大收肌、半腱肌，股骨长度约下1/3 水平评价股内侧肌、半膜肌、股二头肌长头。

1.4 统计学方法 采用SPSS 20.0 软件，符合正态分布的计量资料以±s表示，非正态分布的计量资料以M（Qn）表示。应用多个独立样本比较的Kruskal-Wallis检验比较DMD组、BMD组与对照组各肌肉FF值及T2值的差异。采用Spearman 相关分析评价DMD组和BMD组各肌肉FF值与T2值的相关性。对FF值及T2值绘制受试者工作特征（ROC）曲线，分别计算曲线下面积（AUC）。P<0.05表示有统计学意义。

2 结果

2.1 DMD、BMD 及对照组FF值比较 DMD组FF值显著高于对照组和BMD组，BMD组显著高于对照组，组间比较差异均有统计学意义（P<0.05，表1）。

除股薄肌外，DMD组其余肌肉FF值均高于其他组，差异均有统计学意义（P<0.05）；除缝匠肌、长收肌和股薄肌外，BMD组其余肌肉FF值均高于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05，表2）。

2.2 DMD、BMD 及对照组T2值比较 DMD组T2值显著高于对照组及BMD组，差异均有统计学意义（P<0.05）。BMD组T2值与对照组间差异无统计学意义（P=0.164，表1）。

DMD组各肌肉的T2值均高于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）；DMD组各肌肉的T2值均高于BMD组，差异均有统计学意义（P<0.05）。除缝匠肌和股薄肌外，BMD组其余肌肉的T2值均高于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05，表3）。

2.3 FF值及T2值的相关性 DMD组除臀大肌（r=0.137，P=0.229）外，其余肌肉T2值与FF值之间均呈正相关（P<0.05）。BMD组除长收肌（r=0.314，P=0.066）和股薄肌（r=0.285，P=0.097）外，其余肌肉T2值与FF值之间均呈正相关（P<0.05）。

2.4 FF值、T2值对DMD与BMD的鉴别诊断效能 FF、T2值鉴别DMD与BMD的AUC分别为0.878（0.807～0.949）和0.846（0.758～0.935），见图1。

表1 各组MRI 定量结果比较[M（Qn）]

表2 各组不同部位肌肉FF值比较（±s）

表2 各组不同部位肌肉FF值比较（±s）

注：与对照组比较，*P<0.05；与BMD组比较，#P<0.05

组别臀大肌股直肌股外侧肌股中间肌股内侧肌缝匠肌对照组 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组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组 36.28±21.68*# 21.90±11.16*# 28.78±20.42*# 21.66±10.96*# 23.31±16.73*# 9.86±5.62*#组别长收肌股薄肌大收肌半膜肌半腱肌股二头肌长头对照组 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组 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组2.93±2.64 3.35±2.47 14.85±5.39*6.16±3.73*5.44±3.29*

表3 各组不同部位肌肉T2值比较（±s）

表3 各组不同部位肌肉T2值比较（±s）

注：与对照组比较，*P<0.05；与BMD组比较，#P<0.05

组别臀大肌股直肌股外侧肌股中间肌股内侧肌缝匠肌对照组 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组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组 48.09±22.42*# 55.44±17.05*# 57.72±17.81*# 56.59±18.13*# 54.44±19.76*# 51.68±13.16*#组别长收肌股薄肌大收肌半膜肌半腱肌股二头肌长头对照组 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组 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组40.81±4.51*41.15±4.56 48.45±11.58*38.03±16.59*43.55±5.08*

图1 DMD与BMD的鉴别ROC曲线

3 讨论

IDEAL-IQ 技术的脂肪定量结果稳定、准确率高、可重复性强[8-10]。肌肉FF值升高代表肌肉脂肪浸润程度加重，正常肌肉组织被脂肪组织替代的百分比增加。因此，FF值可更准确地反映肌肉的脂肪浸润程度，有助于评估疾病严重程度、进展情况及治疗效果。

本研究结果显示，DMD组和BMD组股薄肌的脂肪浸润受累程度均比较轻，与 Liu 等[11]和Faridian-Aragh 等[12]对DMD 和BMD 肌肉脂肪浸润程度的研究结果一致。比较DMD组及BMD组各肌肉FF值与对照组后发现，除股薄肌外，DMD组其余肌肉FF值均明显高于BMD组及对照组，提示DMD组肌肉具有明显的脂肪浸润改变，且肌肉脂肪化程度高于BMD组，与临床病理结果一致[13]。此外，本研究显示BMD组缝匠肌、长收肌和股薄肌FF值与对照组比较无显著差异，进一步表明这些肌肉的脂肪浸润受累程度轻。以上结果显示定量测量肌肉FF值对DMD 与BMD 鉴别具有一定的意义，可进一步提高DMD 与BMD 的鉴别诊断效能。

既往T2 mapping 序列在肌肉病领域已有较多研究及应用。定量测得的T2值不仅受水肿改变的影响，亦受脂肪含量的影响，已在Arpan 等[14]的研究中得到证实。抗肌萎缩蛋白病由于肌蛋白丢失代之以脂肪组织，同时使水分子在肌纤维中的活动发生改变，导致失相位和信号衰减，进而使肌组织T2值上升，因此，T2值可作为评估抗肌萎缩蛋白病患者下肢肌肉受损情况的客观指标[15]。本研究采用非脂肪抑制的T2 mapping 序列分别测得DMD组、BMD组及对照组肌肉的T2值。

研究结果显示，DMD组各肌肉T2值均明显高于对照组，与Wokke 等[16]及Johnston 等[17]的研究结果一致。Wokke 等[16]报道BMD组T2值与对照组间无显著差异。本研究结果与该结论相符，提示BMD组肌肉的受损程度较轻。此外，本研究结果显示DMD组T2值明显高于BMD组，表明DMD组肌肉受损情况较BMD组重，T2值测量可作为一项客观定量指标用于DMD 与BMD 的鉴别诊断。Kim 等[18]报道T2值与肌肉脂肪浸润分级高度相关。由本研究T2值与FF值相关性分析结果可知，DMD 和BMD 大部分肌肉的T2值与FF值呈正相关，表明T2值也可以较理想地反映肌肉脂肪浸润的程度。FF值、T2值的AUC分别为0.878、0.846，提示两指标对于DMD 与BMD的鉴别均具有较高的诊断效能。

本研究的局限性：①观察部位较单一，缺少全身其他部位影像资料，今后可开展多部位、全身MRI以全面描述病变特征；②未对不同年龄及不同病程的患者进行分层分析；③采用非脂肪抑制的T2 mapping序列测得T2值，受到脂肪和水肿的影响；今后的研究中可尝试采用脂肪抑制技术获取T2值，以区分DMD及BMD之间水肿含量的差异。

总之，DMD 与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 与BMD 的鉴别诊断效能，具有较高的临床应用价值。