白萬晶，李學(xué)勝，李真林，寧剛，郭應(yīng)坤，許華燕，伏川

1.四川大學(xué)華西第二醫(yī)院 放射科，四川 成都 610041；2.四川大學(xué) 出生缺陷與相關(guān)婦兒疾病教育部重點實驗室，四川 成都 610041；3.四川大學(xué)華西醫(yī)院 放射科，四川 成都 610041

引言

杜氏肌營養(yǎng)不良（Duchenne Muscular Dystrophy，DMD）是兒童常見的神經(jīng)肌肉疾病[1-2]，屬于X染色體連鎖遺傳，由于基因突變導(dǎo)致脂肪替代[1,3-4]。DMD的肌萎縮從臀肌向肢體蔓延[1,3,5]，確診需要肌肉活檢或基因分析[1,5]。MRI軟組織分辨率高、無電離輻射，是評價脂肪替代的無創(chuàng)方法[3]，最初運用T2加權(quán)壓脂序列[3-4,6-7]，后來被mDIXON序列代替[8]。除了脂肪替代，DMD病人還存在肌肉炎癥和水腫[4,6]。磁共振波譜（Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS）能定量評價脂肪替代：1H-MRS基于水峰和脂峰計算脂肪分?jǐn)?shù)（Fat Fraction，F(xiàn)F）[8-10]，31P-MRS通過Pi 峰和PCr峰計算細(xì)胞內(nèi)組織pH[11-12]。然而MRS掃描時間長，肌肉水腫是混雜因素[10]。DIXON是水脂分離序列，一次掃描能得到4種影像：反相位、同相位、脂相、水相；通過脂相和水相的信號能計算FF[13-16]。與MRS相比，DIXON掃描時間短，不受水腫干擾[13-14]。最近興起的T2 mapping是另一種評價脂肪替代的方法，T2弛豫時間與FF呈正相關(guān)[5,17]，但是受肌肉炎癥影響[17]。因此，DIXON得到的數(shù)據(jù)比MRS和T2 mapping更準(zhǔn)確，不受炎癥和水腫影響。

前期相關(guān)研究中，興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）僅置于部分單側(cè)肌肉的2～3個有限區(qū)域[5-6,10,17]，由此計算得到的FF不能代表臀部和大腿所有肌肉，因此不能反映DMD的范圍和嚴(yán)重程度；尚無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包含臀部和大腿所有肌肉。本研究包含了雙側(cè)臀部和大腿所有對稱性22塊肌肉，采用了脂肪替代的數(shù)量和等級來代替勾畫ROI，并且運用與肌肉走行基本平行的冠狀位來代替?zhèn)鹘y(tǒng)軸位掃描，以顯示肌肉全貌。本研究旨在通過冠狀位T2 DIXON TSE序列，綜合評價DMD患兒臀部和大腿雙側(cè)所有對稱性22塊肌肉脂肪替代的數(shù)量和等級，確定疾病的范圍和嚴(yán)重程度，為臨床評估提供影像學(xué)支持。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

搜集來我院行MRI檢查的66例DMD患兒，均為男性，年齡5～15歲，平均年齡（9.12±2.71）歲，檢查前均簽署了知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：① 肌營養(yǎng)不良；② 血清肌酸激酶顯著升高；③ 由肌肉活檢或基因分析確診。排除標(biāo)準(zhǔn)：① MRI檢查禁忌癥；② 不能配合完成檢查者；③ 嚴(yán)重偽影或圖像質(zhì)量極差；④ 有其他神經(jīng)肌肉病史或系統(tǒng)性疾病相關(guān)的骨骼肌肉脂肪替代。由于DMD患兒3～6歲開始出現(xiàn)臨床癥狀，10～12歲喪失獨立行走能力[1-2]，據(jù)此將66例患兒分為以下3組：A組（5～6歲）9例，B組（7～10歲）36例，C組（11～15歲）21例。本研究以患兒臀部和大腿正常肌肉為對照，因此沒有設(shè)置正常志愿者作為專門的對照。

1.2 儀器與方法

采用Siemens skyra 3.0T磁共振成像儀（德國）、32通道體線圈，對66例患兒雙側(cè)臀部和大腿進(jìn)行冠狀位T2 DIXON TSE序列掃描。成像參數(shù)如下：TR= 2730 ms，TE=66 ms，turbo factor=15，echo trains per slice=13，echo spacing=11 ms，flip angle=150°，slice thickness=4 mm，dist.Factor=20%，voxel size=1.1 × 1.1 × 4.0 mm，field of view=360× 360 mm，matrix size=256 mm× 169 mm，bandwidth=256 Hz/Px，accel.factor PE=2，averages=1，采集時間約2 min 27 s。

1.3 圖像分析

兩名放射科醫(yī)師采用5分法盲法評價66例患兒臀部和大腿所有22塊對稱性肌肉的脂肪替代情況，評分標(biāo)準(zhǔn)[5,7,12]如下：0分：正常；1分：輕微，脂肪替代<10%；2分：輕度，脂肪替代在10% 到 30%之間；3分：中度，脂肪替代在30% 到 60%之間；4分：重度，脂肪替代>60%。記錄每兩塊對稱性肌肉的平均分。對每例患兒，計算22塊肌肉總分S1，根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)[5-6,10]構(gòu)建公式計算脂肪替代平均比例R1：R1 = S1/(22×4)，得到綜合等級G1；計算A、B、C組受累肌肉的數(shù)量和G1每個等級的數(shù)量分布。對每塊肌肉，計算66例患兒總分S2，根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)[5,7,12]構(gòu)建公式計算脂肪替代平均比例R2：R2 = S2/(66×4)，得到綜合等級G2；計算每塊肌肉不同評分累及患兒的數(shù)量和G2每個等級的數(shù)量分布。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

使用SPSS 16.0軟件對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計算兩名醫(yī)生盲法評分的Kappa值并進(jìn)行一致性檢驗；對每兩塊對稱性肌肉的評分進(jìn)行配對t檢驗。對S1和年齡進(jìn)行Spearman等級相關(guān)分析，得到回歸方程。對A、B、C組受累肌肉的數(shù)量進(jìn)行正態(tài)性檢驗和Kruskal-Wallis 秩和檢驗。對不同年齡組G1的分布情況進(jìn)行Spearman等級相關(guān)分析。對22塊肌肉的S2繪制條形圖，對每塊肌肉的原始評分繪制箱式圖并進(jìn)行Kruskal-Wallis 秩和檢驗。對22塊肌肉不同評分累及的病例數(shù)，以0～4共5個分值為處理組，以22塊肌肉為區(qū)組，進(jìn)行正態(tài)性檢驗和Kruskal-Wallis 秩和檢驗，P< 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩名醫(yī)生盲法評分具有中等一致性（Kappa=0.76，P<0.001），每兩塊對稱性肌肉的評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。S1和年齡之間存在正相關(guān)（r2=0.49，P<0.001），見圖1，二者之間的回歸方程為y=3.50x+3.15。3組患兒受累肌肉的數(shù)量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；A組數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布（P>0.05），B、C組不服從正態(tài)分布（P<0.05）。G1在不同年齡組之間的分布見表1，呈正相關(guān)（r2=0.45，P<0.001）。66例患兒中，綜合等級G1為1級的數(shù)量最少，2級的數(shù)量最多，3級和4級的數(shù)量居中且相似。A組1級和2級的數(shù)量多于3級和4級，B組2級和3級的數(shù)量多于1級和4級，C組3級和4級的數(shù)量多于1級和2級。1級患兒的雙側(cè)臀部和大腿肌肉脂肪替代非常少，見圖2；2級的脂肪替代多一些，尤其是脂相圖，見圖3；4級大部分肌肉被脂肪替代，見圖4。

圖1 S1和年齡之間的關(guān)系

表1 66例DMD患兒綜合等級G1在不同年齡組之間的分布

圖2 1級DMD患兒雙側(cè)臀部和大腿冠狀位MRI影像

圖3 2級DMD患兒雙側(cè)臀部和大腿冠狀位MRI影像

圖4 4級DMD患兒雙側(cè)臀部和大腿冠狀位MRI影像

22塊肌肉的S2，見圖5。臀大肌分值最高（173分），位居第二和第三的分別是臀中肌（159分）和股外側(cè)?。?44分）；股薄肌和梨狀肌的S2最低，均為74分。每塊肌肉不同原始評分累及的病例數(shù)不同，見表2。累及病例數(shù)由多到少排前三位的依然是臀大?。?6例）、臀中?。?2例）、股外側(cè)?。?0例），最少的是梨狀?。?5例）。原始評分為0分和4分兩個處理組，22塊肌肉累及的病例數(shù)服從正態(tài)分布（P>0.05）；1分、2分、3分三個處理組的數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布（P<0.05）；以上5組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.001）。每塊肌肉中，66例患兒的原始評分分布，見圖6～8，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.001）。22塊肌肉的綜合等級G2 為2 級4塊，3級16塊，4級2塊，主要集中在3級；與2級相比，更多的肌肉被脂肪替代，見圖9。3級包含的16塊肌肉如下：臀小肌、股直肌、股外側(cè)肌、股中間肌、股內(nèi)側(cè)肌、股二頭肌、半腱肌、半膜肌、大收肌、長收肌、短收肌、闊筋膜張肌、髂腰肌、豎脊肌、閉空內(nèi)肌、恥骨肌。4級包含的2塊肌肉為臀大肌和臀中肌；2級包含的4塊肌肉為：股薄肌、縫匠肌、閉孔外肌、梨狀肌。

圖5 22塊肌肉的S2條形圖

圖6 第1～7塊肌肉原始評分分布的箱式圖

圖7 第8～14塊肌肉原始評分分布的箱式圖

圖8 第15～22塊肌肉原始評分分布的箱式圖

圖9 3級DMD患兒雙側(cè)臀部和大腿冠狀位MRI影像

表2 每塊肌肉不同原始評分累及的病例數(shù)

3 討論

本研究所有病例均為男性，和許多相關(guān)研究報道一致[1-12,17]；Forbs等[18]報道了一例47歲的女性DMD患者。由于X染色體連鎖遺傳，DMD通常累及男孩。

本研究中，S1和年齡之間、G1在不同年齡組之間都存在正相關(guān)。Kim等[10]報道了FF和年齡之間呈正相關(guān)，Yin等[17]報道了T2弛豫時間和年齡之間呈正相關(guān)；FF和T2弛豫時間仍然呈正相關(guān)[10,17]。S1、G1、FF、T2弛豫時間都能反應(yīng)脂肪替代的嚴(yán)重程度，因此對于DMD患兒，脂肪替代和年齡呈正相關(guān)。本研究中，隨著年齡的增長，脂肪替代的等級在增加；說明病人越大，病情越嚴(yán)重。這也解釋了為什么A組1級和2級的數(shù)量更多，B組2級和3級的數(shù)量更多，C組3級和4級的數(shù)量更多；因為A組年齡最小，B組次之，C組最大。本研究結(jié)果與前期研究[10,17]類似。DMD的臨床癥狀始于3～6歲，10～12歲失去獨立行走能力[1-2]。本研究年齡范圍從5歲到15歲，和以往研究[3-12,17]相似，符合DMD的病程。A組僅9例患兒，C組21例；另外36例在B組，具有中等程度脂肪替代。因此本研究脂肪替代等級為2級和3級的數(shù)量多于1級和4級。

本研究的亮點之一在于，對雙側(cè)臀部和大腿每兩塊對稱性肌肉進(jìn)行評價。Kim等[5]只在右側(cè)放置ROI，Yin等[17]只在左側(cè)放置ROI。行走依賴于左右協(xié)調(diào)，本研究22塊對稱性肌肉的評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明隨DMD的病程同步進(jìn)展。

本研究運用了兩個因素來評價肌肉脂肪替代：累及數(shù)量和綜合等級，前者代表疾病范圍，后者反應(yīng)疾病的嚴(yán)重程度。66例患兒中，A、B、C組受累肌肉的數(shù)量不同，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義；而G1在3個組的分布差異有統(tǒng)計學(xué)意義。綜合這兩個因素能更全面地評價DMD的損害，比如：一些病例單塊肌肉的評分很低，但幾乎22塊肌肉都受累，因此G1位于中等；另一些病例只有少數(shù)肌肉受累，但評分很高，G1依然屬于中等。

一些前期相關(guān)研究[3,5-6,10,12,17]只分析了部分肌肉，Kim等[6]只分析了臀部肌肉，而Yin等[17]只分析了大腿肌肉。本研究分析了雙側(cè)臀部和大腿的所有22塊對稱性肌肉，G1代表每例病人的嚴(yán)重程度，G2代表每塊肌肉的嚴(yán)重程度。我們把病人按DMD的進(jìn)程分為了3個年齡組，以往研究中只有Forbes等[9]將病人分成了4個年齡組。

本研究22塊肌肉中，臀大肌受累最嚴(yán)重，和以往報道[5,10]一致，第二和第三嚴(yán)重的是臀中肌和股外側(cè)??；股薄肌和梨狀肌受累最輕。然而，Kim等[5]得到了不一樣的結(jié)果：第一和第二嚴(yán)重的依然是臀大肌和臀中肌，第三嚴(yán)重的是短收肌；股薄肌受累最輕。這是因為樣本量和納入分析的肌肉數(shù)目和本研究不同；本研究納入了66例患兒的22塊肌肉，Kim等[5]僅納入了34例患兒的18塊肌肉。因此本研究獲得的總分偏高，但分?jǐn)?shù)變化趨勢二者相似。另外，掃描序列和成像方位的不同也是造成二者結(jié)果差異的原因。本研究采用冠狀位T2 DIXON TSE序列，而Kim等[5]采用軸位T1WI。DIXON是水脂分離序列，能更準(zhǔn)確地識別脂肪，而冠狀位能顯示肌肉的全貌，所以本研究的結(jié)果更準(zhǔn)確。同樣因為樣本量的差異，每塊肌肉不同評分累及病例數(shù)的分布，在本研究和Kim等[5]之間也存在不同。本研究1分累及的病例數(shù)最多（531例），2分最少（127例），3分和4分累及的病例數(shù)相似；Kim等[5]的研究中，0級和1級最多，2級和3級最少，4級只出現(xiàn)在臀大肌。本研究66例患兒的臀大肌都受累，13例得1分，16例得2分，20例得3分，17例得4分；Kim等[5]的研究中，臀大肌16例評1級，12例評2級，4例評3級，2例評4級。本研究累及病例數(shù)最少的梨狀肌，31例得0分，19例得1分，2例得2分，5例得3分，9例得4分；Kim等[5]的研究中，股薄肌累及病例數(shù)最少，評級僅有0～2級。

本研究采用了T2 DIXON TSE序列。DIXON最早由Dixon[19]在1984年提出，運用兩回波梯度回波序列，因此叫兩點法DIXON；后來，三點法、六點法DIXON問世[17,20-21]。DIXON 在 Philips設(shè) 備 叫 mDIXON[13-14,20]，在GE設(shè)備叫IDEAL-IQ[17]，在Siemens設(shè)備叫DIXON。由于水脂分離，DIXON能抑制脂肪信號并替代傳統(tǒng)的壓脂序列[20,22]。DIXON能與自旋回波序列[8,16,20,23-24]、梯度回波序列[13-14,17,19,24-25]組合；也能和不同權(quán)重結(jié)合，包括T1加權(quán)[13,22,25]、T2加權(quán)[17,20,23]、質(zhì)子密度加權(quán)[15,26]；可以用2D[17,20,23,25]、3D[13-14]成像。DIXON已經(jīng)用于肝臟[13]、脊柱[8,14,16,22-23,26]、四肢[8,15,17,20,25]的研究中。除了脂肪替代，水腫也存在于DMD患兒肌肉中，水在T2WI上呈高信號，因此本研究采用T2加權(quán)。臀部和大腿是靜止器官，所以用TSE序列來獲得更好的圖像質(zhì)量。

本研究存在以下不足之處：① 累及數(shù)量和等級是評價脂肪替代的定性方法，現(xiàn)有的定量評價方法（FF、T2弛豫時間）存在缺點，希望未來人工智能解決；② 本研究缺乏影像學(xué)評價和臨床評價的相關(guān)性研究。接下來的研究，我們將完善以上兩點。

4 結(jié)論

多塊肌肉被脂肪替代，其中臀大肌受累最嚴(yán)重。T2 DIXON TSE序列能夠綜合評價DMD患兒臀部和大腿肌肉的脂肪替代情況；累及范圍和每塊肌肉的受累嚴(yán)重程度，是評價該疾病的兩個因素。