劉智 劉霞 陳松 王菲瑤 李春平 李睿*

糖尿病心肌?。╠iabetic cardiomyopathy，DbCM）是一種發(fā)生于糖尿病病人，且不能用高血壓、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化、心臟瓣膜病及其他心臟病變來(lái)解釋病因的心肌疾病。DbCM繼發(fā)于代謝性損傷，能夠?qū)е滦募〉慕Y(jié)構(gòu)和功能異常，最終引起心力衰竭。目前認(rèn)為糖尿病病人高血糖和高脂血癥的代謝環(huán)境，可導(dǎo)致心肌細(xì)胞肥大、壞死、凋亡、肌纖維減少、膠原沉積、心肌間質(zhì)彌漫性纖維化、微小血管基膜肥厚、基質(zhì)增加、心肌內(nèi)微小血管損傷和微小動(dòng)脈瘤等一系列病理變化，其發(fā)病機(jī)制反映了該病的多因素性和復(fù)雜性，心肌纖維化和心肌細(xì)胞肥大是該病最重要的機(jī)制[1-2]。在疾病的早期階段，病人常無(wú)臨床癥狀；晚期會(huì)出現(xiàn)心力衰竭、心律失常、心源性休克，嚴(yán)重者甚至猝死。因此，對(duì)DbCM早期診斷、危險(xiǎn)分級(jí)及預(yù)后評(píng)估十分重要。心臟磁共振（cardiovascular magnetic resonance,CMR)檢查能夠提供詳細(xì)的心臟解剖、功能和組織特性，對(duì)心臟疾病的診斷、預(yù)后及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重要價(jià)值。本文就DbCM的MR診斷應(yīng)用及研究進(jìn)展作一綜述。

評(píng)價(jià)糖尿病心肌損害的影像學(xué)方法包括超聲心動(dòng)圖、CMR、多層CT（MSCT）和核素顯像。相比于其他成像方法，CMR穩(wěn)定性及可重復(fù)性較高，具有良好的空間分辨力，可以直接觀察心肌的組織學(xué)特征，且沒有X線輻射等副作用。另外，CMR還可以鑒別高危糖尿病病人，特別是超聲心動(dòng)圖顯示舒張功能異常以及由于回聲不良而影響診斷的病人。CMR主要檢測(cè)方法包括常規(guī)CMR掃描、CMR特征性追蹤（CMR feature tracking,CMR-FT）、MR 心肌灌注 成 像 （magnetic resonance myocardial perfusion imaging，MRMPI）與釓延遲強(qiáng)化（late gadolinium en-hancement,LGE）、T1-mapping技術(shù)及磁共振波譜成像（MRS）。

由于DbCM缺乏特異有效的診斷方法，基于多種成像技術(shù)與相關(guān)血漿生物標(biāo)志物檢測(cè)的組合成為了診斷DbCM的新方法。目前應(yīng)用CMR評(píng)價(jià)糖尿病病人左心室（left ventricle，LV）功能和結(jié)構(gòu)改變是診斷DbCM的最佳方法，并可排除導(dǎo)致其改變的其他心臟疾病，DbCM主要表現(xiàn)為心臟舒張功能障礙、心室肥大、能量代謝紊亂和心肌纖維化[3]。

1 常規(guī)CMR

常規(guī)CMR掃描序列主要用于評(píng)估DbCM病人LV結(jié)構(gòu)和功能[4]。系列臨床研究發(fā)現(xiàn)前驅(qū)糖尿病、糖尿病、2型糖尿病 （T2DM）、DbCM病人與對(duì)照組（健康對(duì)照組或非糖尿病病人）相比，病人LV存在不同程度的同心重塑（LV質(zhì)量與體積比值增加），而且還發(fā)現(xiàn)病人LV舒張末期容積減少或容積指數(shù)降低。如Storz等[5]研究發(fā)現(xiàn)，與前驅(qū)糖尿病病人相比，糖尿病病人LV重塑有升高趨勢(shì)。Shang等[6]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)舒張末期容積與糖尿病病史的長(zhǎng)度呈正相關(guān)。Larghat等[7]發(fā)現(xiàn)糖尿病病人的LV質(zhì)量高于前驅(qū)糖尿病病人[分別為（112.8±39.7） g 和（90.3±18.7）g]。而Levelt等[8-10]系列研究卻發(fā)現(xiàn)T2DM病人與對(duì)照組LV質(zhì)量或質(zhì)量指數(shù)沒有明顯差異，可能是由于T2DM病人處于疾病早期，還未出現(xiàn)心肌肥大及質(zhì)量增加。此外，Loganathan等[11]研究還發(fā)現(xiàn)晚期糖尿病小鼠的LV壁變薄，可能是由于LV失代償，LV體積增加，且合并收縮功能異常所致。上述研究表明DbCM病人LV質(zhì)量可不同程度增加，伴L(zhǎng)V舒張末期容積減少，LV壁可有增厚，晚期由于失代償LV壁可變薄，收縮功能出現(xiàn)障礙。有研究者[12-13]將DbCM的心臟結(jié)構(gòu)、功能重塑分早期、中期和晚期3個(gè)主要階段：早期階段無(wú)癥狀，LV略微肥厚，可有舒張功能障礙；中期表現(xiàn)為進(jìn)行性心肌細(xì)胞肥大，LV大小、壁厚和心肌質(zhì)量增加，導(dǎo)致舒張功能障礙和輕度收縮功能障礙（射血分?jǐn)?shù)＜50%）；晚期LV大小、壁厚和質(zhì)量進(jìn)一步增大，出現(xiàn)明顯的舒張和收縮異常等相關(guān)功能障礙。因此，CMR常規(guī)序列能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)DbCM病人LV的解剖結(jié)構(gòu)重塑及功能障礙程度，從而評(píng)估DbCM疾病的發(fā)展階段。

2 CMR-FT技術(shù)

CMR-FT基于快速平衡穩(wěn)態(tài)進(jìn)動(dòng)（steady state free procession,SSFP）序列，可追蹤整體和局部心肌節(jié)段的心內(nèi)膜和心外膜邊界，通過(guò)后處理軟件計(jì)算邊界之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)得出室壁的應(yīng)變性來(lái)評(píng)估整體和局部心肌節(jié)段的應(yīng)變，從而定量分析LV整體和局部功能，該技術(shù)不需要特殊掃描序列和對(duì)比劑，且不受心臟旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和束縛效應(yīng)的影響[14-15]。

糖尿病病人的應(yīng)變及應(yīng)變率（strain rate，SR）的異常均可反映心臟整體和局部功能障礙。Khan等[16]研究發(fā)現(xiàn)，T2DM年輕病人（平均年齡31.8歲）相比非糖尿病病人，其LV舒張?jiān)缙诜逯礢R顯著降低，且與糖尿病病史長(zhǎng)度呈負(fù)相關(guān)；而Larghat等[7]卻發(fā)現(xiàn)糖尿病病人LV舒張?jiān)缙赟R高于非糖尿病病人[分別為（0.52 ± 0.25）s-1和（0.40±0.20）s-1]。 上述研究結(jié)果存在差異的原因可能是Khan等的研究中所納入病人的糖尿病狀態(tài)及研究對(duì)象為非單純糖尿病。在局部心功能研究方面，Chen等[14]研究發(fā)現(xiàn)糖尿病病人舒張?jiān)缙谂c舒張晚期峰值速度比與LV整體舒張峰值應(yīng)變呈負(fù)相關(guān)，與SR呈正相關(guān)；且發(fā)現(xiàn)糖尿病病人心臟功能障礙基底部受累較為明顯（基底部SR較低），從基底部到心尖部受累程度逐漸降低。通過(guò)上述對(duì)心肌整體及局部研究表明糖尿病病人不僅合并LV整體功能受損，而且局部心肌也有明顯功能障礙，以心基底部功能障礙尤為明顯。綜上，通過(guò)CMR-FT技術(shù)能同時(shí)觀察、評(píng)估病人整體及局部的LV心肌的活性，可通過(guò)早期明確心臟功能是否失調(diào)，避免心室重構(gòu)給病人帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)[17]。

3 MRMPI與LGE

由于存在病變的冠狀動(dòng)脈供血區(qū)的心肌血流灌注少于正常冠狀動(dòng)脈供血區(qū)，導(dǎo)致局部心肌血流分布不平衡，由此可以反映局部心肌血流灌注情況及相應(yīng)心肌功能。多項(xiàng)研究采用MRMPI對(duì)糖尿病病人分析，發(fā)現(xiàn)其不僅可以早期發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈微循環(huán)障礙，還可以定量評(píng)估微循環(huán)損傷的程度。Liu等[18]發(fā)現(xiàn)與健康對(duì)照組比較，T2DM病人的亞臨床心肌功能障礙和心肌微血管灌注受損，且這些異常隨著時(shí)間的推移逐漸加重。Korosoglou等[19]研究也發(fā)現(xiàn)T2DM病人存在血管功能受損和心肌舒張功能障礙，但心肌舒張功能障礙與心肌灌注儲(chǔ)備受損無(wú)關(guān)。Levelt等[9]研究發(fā)現(xiàn)T2DM病人組的平均心肌灌注儲(chǔ)備指數(shù)比對(duì)照組低24%；但Khan等[16]研究顯示年輕T2DM病人的平均心肌灌注儲(chǔ)備指數(shù)與心肌灌注儲(chǔ)備無(wú)顯著異常。上述研究結(jié)果差異可能是由于心肌微血管功能障礙在T2DM的早期階段開始并隨著疾病持續(xù)時(shí)間的增加而累積所致。

LGE成像技術(shù)是基于膠原纖維代替壞死的心肌而形成瘢痕，其間隙較正常細(xì)胞外間隙擴(kuò)大，導(dǎo)致對(duì)比劑在細(xì)胞外間隙停留時(shí)間延長(zhǎng)，延遲掃描時(shí)纖維瘢痕組織較正常心肌信號(hào)增高，因此可用于評(píng)估局限性纖維化或瘢痕組織的范圍和程度。LGE對(duì)心肌損傷程度及預(yù)后評(píng)估具有重要價(jià)值。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組 （健康對(duì)照組或非糖尿病對(duì)照組）比較，前驅(qū)糖尿病或糖尿病病人心肌局灶性LGE陽(yáng)性率高于對(duì)照組，但各研究間的糖尿病病人心肌LGE陽(yáng)性率差異較大[5，16，20-21]。 Storz 等[5]研究中前驅(qū)糖尿病和糖尿病病人的總體LGE陽(yáng)性率均較低（分別為7%和5%），而Giusca等[21]研究中糖尿病病人的總體LGE陽(yáng)性率高達(dá)41.2%。Bamberg等[20]研究發(fā)現(xiàn)糖尿病病人LGE上大多（65%）表現(xiàn)為心內(nèi)膜下和壁間強(qiáng)化，少數(shù)（18%）為透壁性強(qiáng)化。Storz等[5]與Giusca等[21]研究中LGE陽(yáng)性率明顯不同，可能與研究對(duì)象有關(guān)，后者研究對(duì)象的年齡較大，且未嚴(yán)格排除心血管疾病病人；也可能是病人處于糖尿病不同階段。由此可見前驅(qū)糖尿病、糖尿病病人心肌LGE陽(yáng)性率較正常人有所增加，且LGE主要發(fā)生于心內(nèi)膜下及心肌壁間。研究證實(shí)，LGE能夠診斷糖尿病病人心電圖和常規(guī)CMR無(wú)法識(shí)別的隱匿性心肌梗死（即心內(nèi)膜下LGE），且出現(xiàn)LGE常提示嚴(yán)重預(yù)后不良[22]。Schelbert等[23]研究發(fā)現(xiàn)LGE能檢測(cè)到包括糖尿病病人在內(nèi)的隱匿性心肌梗死，檢出率明顯高于心電圖；且這類病人的心肌梗死死亡風(fēng)險(xiǎn)增加。Acharya等[24]研究還發(fā)現(xiàn)CMR檢測(cè)到合并隱匿性心肌梗死的糖尿病病人，其3、5、10年死亡率逐漸升高，且10年后死亡率與明確心肌梗死病人的死亡率沒有明顯差異。

4 T1mapping技術(shù)與細(xì)胞外容積

基于改良Look-Locker反轉(zhuǎn)恢復(fù)（modified Look-Locker inversion recovery,MOLLI）序列的 T1mapping技術(shù)可以反映CMR中各像素的T1值，通過(guò)分析T1值對(duì)心肌進(jìn)行定量評(píng)價(jià)[25]。T1mapping包括平掃T1mapping及增強(qiáng)T1mapping，可量化DbCM心肌間質(zhì)彌漫性纖維化的程度，并反映DbCM心肌細(xì)胞外基質(zhì)的擴(kuò)張情況[26]。新近出現(xiàn)的釓對(duì)比劑聯(lián)合T1mapping技術(shù)定量分析的細(xì)胞外容積（extracellular volume,ECV）分?jǐn)?shù)可反映細(xì)胞外間質(zhì)容積占整個(gè)心肌組織容積的百分比，在無(wú)水腫、淀粉樣變及其他形式浸潤(rùn)性疾病的情況下，ECV分?jǐn)?shù)可作為反映心肌纖維化的生物學(xué)指標(biāo)[27]。

前驅(qū)糖尿病和糖尿病均可引起病人心肌ECV分?jǐn)?shù)改變。一些研究[25-26,28-30]發(fā)現(xiàn)與健康或非糖尿病病人對(duì)照組比較，前驅(qū)糖尿病和糖尿病病人（T1DM、T2DM）的心肌ECV分?jǐn)?shù)增加，也有的會(huì)出現(xiàn)心肌平掃T1值增大。Shang等[26]研究發(fā)現(xiàn)ECV與糖尿病病程呈正相關(guān)。而Storz等[5]研究發(fā)現(xiàn)與健康對(duì)照ECV分?jǐn)?shù)（24.2%±2.8%）相比，前驅(qū)糖尿病和糖尿病病人ECV 分?jǐn)?shù)（23.1%±2.4%和 22.8%±3.0%）均降低，且ECV分?jǐn)?shù)與糖尿病狀態(tài)呈負(fù)相關(guān)，可能是由于其研究對(duì)象糖尿病狀態(tài)不同。有研究者[31]認(rèn)為糖尿病心肌病早期階段ECV分?jǐn)?shù)下降，而在疾病晚期常出現(xiàn)ECV分?jǐn)?shù)增加及纖維化改變。通過(guò)前驅(qū)糖尿病和糖尿病病人心肌ECV分?jǐn)?shù)及平掃T1值的準(zhǔn)確測(cè)量，可量化病人心臟彌漫性纖維化及纖維化程度，對(duì)DbCM病人心臟功能障礙程度及疾病發(fā)展階段的評(píng)估具有重要價(jià)值。

5 MRS

MRS能夠?qū)μ囟ㄔ雍思盎衔镞M(jìn)行定量分析，具有無(wú)輻射和無(wú)需示蹤劑的優(yōu)點(diǎn)。1H-MRS和31P-MRS常用于識(shí)別心肌代謝的細(xì)微改變。心肌細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)和細(xì)胞外脂質(zhì)在1H-MRS上表現(xiàn)為頻率不同的2個(gè)波峰，共振峰的峰高和峰下面積可反映化合物的濃度，從而可定量分析心肌細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)含量。31P-MRS可通過(guò)檢測(cè)磷酸肌酸（phosphocreatine，PCr）/三磷酸腺苷（adenosine triphosphate,ATP）比值評(píng)估心肌高能磷酸鹽的代謝變化。

脂質(zhì)在肥胖病人和T2DM病人心臟中累積，隨后的代謝失衡和脂毒性可導(dǎo)致與糖尿病相關(guān)的心室功能障礙[32]。因此，評(píng)估DbCM病人的心肌能量代謝及脂肪變性對(duì)疾病的診斷具有重要價(jià)值。DbCM病人心肌細(xì)胞中三酰甘油 （hepatic triglyceride,TG）儲(chǔ)存量增多，且心肌脂肪變性可能是DbCM的早期征兆。PCr/ATP比值是心臟能量?jī)?chǔ)備和代謝效率的重要指標(biāo)，比值增加與舒張和收縮功能障礙有關(guān)[32]。Scheuermann-Freestone等[33]發(fā)現(xiàn)，T2DM 病人 PCr/ATP 比值（1.50±0.11）顯著低于健康志愿者（2.30±0.12）。在對(duì)T2DM病人的心肌脂肪含量研究中，Rijzewijk等[34]發(fā)現(xiàn)，T2DM病人心肌 TG含量顯著高于健康志愿者[分別為（0.96±0.07）%和（0.65±0.05）%]。 Levelt等[9-10，35]的系列研究也發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，糖尿病病人心肌PCr/ATP比值降低，糖尿病病人心肌TG含量明顯增加；在運(yùn)動(dòng)期間PCr/ATP比值進(jìn)一步降低；而TG含量跟T2DM病人有無(wú)肥胖沒有明顯關(guān)系，且心肌TG與收縮應(yīng)變呈負(fù)相關(guān)。上述系列研究表明糖尿病病人心肌PCr/ATP比值降低，TG含量顯著增加。

6 小結(jié)

運(yùn)用CMR多模態(tài)成像可對(duì)DbCM病人心臟結(jié)構(gòu)、功能及代謝等改變做出準(zhǔn)確的診斷及評(píng)估。結(jié)合Miki等[36]整理的DbCM診斷線索，DbCM的CMR特點(diǎn)主要表現(xiàn)可歸納為：①LV存在不同程度同心重塑，隨疾病進(jìn)展LV壁逐漸增厚，晚期可因失代償而變?。辉缙诩纯砂l(fā)生LV舒張功能障礙，且逐漸加重并出現(xiàn)收縮功能障礙。②CMR-FT可發(fā)現(xiàn)LV整體或局部功能障礙，以心基底部功能障礙較常見。③MRMPI可見隨時(shí)間逐漸加重的心肌微血管灌注受損和心肌功能障礙；LGE掃描可觀察到心肌異常高信號(hào)。④T1mapping可發(fā)現(xiàn)疾病早期ECV分?jǐn)?shù)下降，晚期增加，同時(shí)平掃T1值增加。⑤31P-MRS可檢測(cè)到心肌PCr/ATP降低；1H-MRS可檢測(cè)到心肌TG含量升高?？傊?，CMR不僅能觀察DbCM病人心臟的解剖形態(tài)、LV壁異常增厚等改變，對(duì)病人心肌能量代謝、心肌纖維化程度及心肌整體及局部早期功能改變進(jìn)行評(píng)估，還可對(duì)DbCM的危險(xiǎn)因素進(jìn)行分層，從而及早對(duì)病人預(yù)后進(jìn)行評(píng)估及干預(yù)治療。然而，目前對(duì)于DbCM各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)尚缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，還需要結(jié)合臨床資料進(jìn)行綜合判斷。

隨著CMR新技術(shù)在臨床實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用，輔以功能更為強(qiáng)大后期處理工作站及更為先進(jìn)的自動(dòng)化軟件算法等可以更加全面地識(shí)別DbCM心臟結(jié)構(gòu)、功能及代謝異常，CMR有望在DbCM疾病診斷、療效判斷、危險(xiǎn)分層及預(yù)后評(píng)估等方面發(fā)揮更重要作用。