DTI评估Duchenne型肌营养不良症严重程度的初步研究

陈太雅，胡颖熠，黄 杨，方雪琳，王景刚，方佃刚，路新国，李志勇

1.中国医科大学，辽宁 沈阳 110000；2.广东省深圳市儿童医院放射科，广东 深圳 518038；3.汕头大学医学院，广东 汕头 515041；4.广东省深圳市儿童医院康复科，广东 深圳 518038；5.广东省深圳市儿童医院神经内科，广东 深圳518038

Duchenne 肌营养不良症（Duchenne muscular dystrophy，DMD）是儿童最常见的X-连锁隐性遗传性肌肉疾病，其临床特点为四肢骨骼肌进行性、对称性肌无力和肌萎缩［1］。早期受累肌肉表现为弥漫性或局限性水肿，晚期肌肉及肌间隙内可见脂肪浸润，肌纤维变细、减少，最终肌肉相应收缩功能丧失。患儿多在2～5 岁时因血清肌酸磷酸激酶升高而被发现，12 岁左右丧失独立行走能力，20～30 岁因心肺功能衰竭而死亡［2］。

MRI 可比临床更早检出肌肉异常，指导临床早期干预治疗。常规MRI 能半定量评估肌肉的脂肪浸润和水肿程度［3］，但依赖医师的主观经验。DTI 通过多个方向施加扩散敏感梯度，对组织水分子的各向扩散异性进行定量分析，能反映组织生理或病理状态下微观结构的改变［4］。目前，国内外关于DMD 的DTI 相关报道较少。本研究采用DTI 评估DMD 患儿病情的严重程度。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集我院2022 年1—12 月经基因或组织病理活检确诊的28 例DMD 男性患儿；年龄3～13 岁，平均（7.07±2.49）岁；病程1～9年，平均（4.07±2.00）年；1 例4 岁患儿未经治疗，其余患儿均行糖皮质激素治疗。28例均行双侧大腿常规MRI、DTI检查及临床运动功能评估。排除罹患其他已知疾病的患儿。本研究已获医院伦理委员会批准（2021116）。

1.2 仪器与方法

采用Philips 3.0 T 超导MRI 成像仪，16 通道体部相控阵列线圈。患儿取仰卧位，于大腿自然放松状态下行图像采集，以大腿中段为中心行横断面扫描，扫描范围为髂前上棘至股骨远端。扫描序列及参数：①横断面T1WI-Dixon，TR 700 ms，TE 9 ms，层厚5 mm，层距1 mm，视野280 mm×200 mm，采集次数1，翻转角8°；②轴位DTI，1 个回波，12 个方向，TR 4 500 ms，TE 63 ms，层厚2.5 mm，层距1 mm，视野300 mm×230 mm，体素大小2.5 mm×2.5 mm×5 mm，矩阵120×90，b值取0、600 s/mm2。

1.3 图像处理

将T1WI-Dxion 图、DTI图上传至Phillips 3.0 T 后处理工作站。T1WI-Dxion 反相位图分别与各向异性分数（fractional anisotropy，FA）图、ADC图融合。由于疾病受累的双侧对称性，在融合图中选择右侧臀大肌、阔筋膜张肌、股外侧肌、股中间肌、股内侧肌、股直肌、缝匠肌、长收肌、大收肌、股薄肌、半膜肌、半腱肌、股二头肌长头、股二头肌短头的最大横截面，避开血管、脂肪、筋膜及骨组织，沿肌肉边界内约2 mm勾画ROI，由工作站自动计算FA值和ADC值（图1）。

1.4 临床指标

由1位康复科医师根据运动功能评估量表（motor function measure，MFM）评估患儿运动功能。MFM共包含32个项目，分为3个分区：D1区（站立和转移13项）；D2 区（躯干和近端运动功能12 项）；D3 区（远端运动功能7 项）。每个项目采用4 级评分法：不能启动任务或不能维持初始姿势为0 分，可启动任务为1 分，部分完成任务或完全完成任务但质量不高为2分，完全且正确完成任务为3 分，总分为96 分。所有评估均在患儿MRI检查后7 d内完成。

1.5 统计学分析

采用SPSS 22.0 软件进行统计学分析。计量资料以xˉ±s表示。采用Spearman 秩相关分析判断FA值、ADC值与MFM总评分相关性。以P＜0.05为差异有统计意义。

2 结果

28 例MFM 总评分为58～93 分，平均（78.18±9.03）分。各肌肉FA 值、ADC 值分别与MFM 总评分行相关性分析，除缝匠肌、股薄肌、半膜肌及半腱肌外，其余肌肉FA 值、ADC 值均与MFM 总评分有相关性；其中FA 值与MFM 总评分均呈负相关（均P＜0.05），ADC 值与MFM 总评分均呈正相关（均P＜0.05），FA值以臀大肌与MFM 总评分相关性最高（r=-0.587），ADC 值以股外侧肌与MFM 总评分相关性最高（r=0.470）。14 块肌肉平均FA 值与MFM 总评分呈负相关（r=-0.539，P＜0.05）；平均ADC 值与MFM 总评分呈正相关（r=0.478，P＜0.05）（表1；图2，3）。

表1 28例DMD患儿右侧大腿各肌肉FA值、ADC值及14块肌肉平均FA值、平均ADC值与MFM总评分相关性

3 讨论

DMD是由于人类基因抗肌萎缩蛋白（dystrophin）基因突变导致的抗肌萎缩蛋白病，特征是抗肌萎缩蛋白完全或大部分缺失导致肌细胞质膜不稳定［5］，导致肌肉在收缩运动时易受伤，该病目前尚无治愈方法［6］。近年来，临床上外显子跳跃治疗、无义突变通读治疗等致力于修复dystrophin基因的完整性，以恢复抗肌萎缩蛋白的表达，减少肌纤维损伤［7-8］。MRI 可准确评估DMD 患儿肌肉的变化情况。然而，既往研究多聚焦于量化DMD 患儿肌肉病变的脂肪浸润程度和炎性水肿情况［9-10］，较少评估肌纤维损伤程度。目前，急需一种无创、客观的方法用于评估DMD疾病状态的微小变化和/或疾病的纵向研究［11-12］。

DTI可用于评估组织中水分子微观扩散变化，有助于更好地识别微观结构异常［13-15］，其原理是水分子在组织中的扩散受胞膜和其他细胞成分的限制，导致各向异性。FA值和ADC值是DTI在肌肉组织中应用最广泛的参数，FA 值反映骨骼肌组织内水分子运动的各向异性程度，ADC 值反映骨骼肌内水分子的扩散程度［13］。正常情况下，肌肉组织中的肌纤维有序排列，但肌肉损伤会改变肌细胞内外水分子扩散方向和细胞形态，甚至引起肌纤维空间分布的异常，最终导致FA值和ADC值异常。

MFM 共包含32 个项目，总分为96 分，评估结果包括分区评分和总评分，总评分越低，说明患儿的运动功能越差，肌纤维受损越严重［16-17］。MFM 常用于评估神经肌肉病患者的运动功能及监测病情变化，但其对DMD 的评估需患儿配合，该量表对丧失行走能力的患儿评估效果欠佳，且无法精确评估双下肢各肌肉的细微变化。

本研究显示，患儿14 块肌肉的平均FA 值与MFM 总评分呈负相关，即FA 值越大，肌纤维受损越严重，DMD 患儿临床运动功能越差；其中臀大肌FA值与MFM 总评分相关性最高，说明臀大肌可能是预测DMD 患儿临床功能障碍严重程度的最佳指标。14 块肌肉平均ADC 值与MFM 总评分呈正相关，即ADC值越小，DMD患儿临床运动功能越差；其中股外侧肌与MFM 总评分相关性最高，说明股外侧肌与临床运动功能关系更密切。Naarding 等［16］也提出股外侧肌可作为DMD 患儿丧失行走能力的预测指标，结合既往研究［5］考虑可能为臀大肌及股外侧肌作为人体主要承重或经常活动的肌肉，其肌细胞胞膜承受的机械牵张力更大，更易受损，其能更早反映DMD患儿的运动功能受损情况。而缝匠肌、股薄肌、半膜肌及半腱肌的FA 值、ADC 值与MFM 总评分均无相关性，原因可能与肌肉解剖及功能特点有关：这些肌肉均为较薄弱的带状肌，在日常的收缩运动中所受的负荷力量较小，无法反映肌肉真正的受损情况，故表现出与临床运动功能无相关性。建议在未来研究中详细分析不同阶段的肌肉活动动力学原理和运动过程中肌肉的负荷模式［17］。另外，本研究中14 块下肢肌肉的平均FA 值与临床运动功能的相关性较平均ADC 值更显著，与Ponrartana 等［18］的研究结果一致，说明下肢骨骼肌肉中水分子运动的各向异性程度比扩散程度更能反映DMD 患儿下肢骨骼肌纤维受损的情况，从而间接反映DMD的严重程度。

综上所述，DTI 可用于量化和客观分析DMD 的临床严重程度。臀大肌FA 值与MFM 总评分相关性最高，提示臀大肌FA值可能是反映DMD患儿运动功能的理想指标。