文苗，楊智，蔣小鳳，付兵*

1.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，四川 南充 637002；2.成都市第五人民醫(yī)院放射科，四川 成都 611130； *通信作者 付兵 1125173278@qq.com

糖尿?。╠iabetes mellitus，DM）是一種以高血糖、高胰島素血癥和胰島素抵抗為主要病理表現(xiàn)的慢性代謝性疾病。預(yù)計(jì)2045年全球罹患DM的患者將超過(guò)6.93億[1]。DM患者的糖代謝紊亂會(huì)引起血管內(nèi)膜發(fā)生病理性損傷，并加速血管病變的進(jìn)展[2]；且因其長(zhǎng)期處于高血糖狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致糖尿病腎病、糖尿病足、糖尿病心血管疾病等一系列并發(fā)癥。其中，心血管并發(fā)癥是導(dǎo)致DM患者心力衰竭、心血管疾病死亡的首要原因[3]。2型糖尿?。╰ype 2 Diabetes，T2DM）患者發(fā)生心力衰竭的風(fēng)險(xiǎn)比健康者上升約2倍，且主要表現(xiàn)為保留射血分?jǐn)?shù)的心力衰竭[4]。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明，導(dǎo)致DM患者發(fā)生保留射血分?jǐn)?shù)的心力衰竭的首要原因是高血糖所致的糖尿病心肌?。╠iabetic cardiomyopathy，DCM）。DCM主要病理變化表現(xiàn)為心肌細(xì)胞肥大、微循環(huán)障礙、心肌彌漫性間質(zhì)纖維化以及局灶性替代性纖維化[5]。

DCM患者早期僅表現(xiàn)為心肌能量代謝異常、冠狀動(dòng)脈微循環(huán)損傷及心臟舒張功能障礙，常因無(wú)明顯的心血管相關(guān)臨床癥狀被忽視，但上述心肌損傷若能夠早期發(fā)現(xiàn)，其損傷是可以逆轉(zhuǎn)的。因此，早期及時(shí)識(shí)別DM患者亞臨床期心肌損傷，有助于改善其遠(yuǎn)期預(yù)后[6]。

目前，對(duì)DCM的無(wú)創(chuàng)性檢查方法主要包括超聲心動(dòng)圖、心臟磁共振（cardiac magnetic resonance imaging，CMR）、心血管CT以及核素顯像[7]。其中多參數(shù)CMR能夠“一站式”定性和定量評(píng)估早期心肌病變，是評(píng)估DCM最有希望和前景的技術(shù)。本文對(duì)近年來(lái)采用CMR評(píng)估DCM的文獻(xiàn)進(jìn)行綜述。

1 DM患者心肌能量代謝的改變

1.1 磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS） DM患者不僅存在胰島素的絕對(duì)降低，還存在細(xì)胞對(duì)糖原的利用障礙和心肌能量底物利用效率改變，主要表現(xiàn)為心肌組織葡萄糖氧化降低并伴隨脂肪酸氧化增加、甘油三酯積累[8]。心肌組織中甘油三酯的含量以及心肌磷酸肌酸與三磷酸腺苷濃度比（PCr/ATP）是反映心肌能量狀態(tài)敏感可靠的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)。目前，大量研究證實(shí)MRS，特別是磁共振31P譜可以無(wú)創(chuàng)性測(cè)量T2DM患者心肌甘油三酯的含量及PCr/ATP[9]。

DM患者心肌脂肪變性會(huì)導(dǎo)致心臟亞臨床舒張及收縮功能障礙。有研究提示，心肌甘油三酯含量與左心室應(yīng)力損傷具有獨(dú)立的相關(guān)性，心肌組織中甘油三酯增多，其心室整體應(yīng)變呈下降趨勢(shì)[10-11]。采用MRS定量評(píng)價(jià)心肌組織中甘油三酯的含量變化，進(jìn)一步可用來(lái)評(píng)價(jià)DM患者心肌脂肪變性的嚴(yán)重程度，并可據(jù)此監(jiān)測(cè)T2DM患者藥物治療的效果。Levelt等[12]的研究表明，DM患者PCr/ATP降低伴有心臟舒張功能障礙，且心臟PCr/ATP降低提示心力衰竭的進(jìn)展。既往研究表明，早期使用藥物增加T2DM患者的葡萄糖和脂肪酸氧化的效能，可以增強(qiáng)左心室收縮功能，并有效預(yù)防心力衰竭的發(fā)生[13-14]。因此，MRS通過(guò)檢測(cè)心肌能量代謝輔助診斷早期心肌損害有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。然而，磁共振31P譜需要較長(zhǎng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)足夠的信噪比，并且在低濃度下對(duì)代謝物敏感性較低，在檢查過(guò)程中對(duì)患者配合度要求較高，檢查成本高，因此目前應(yīng)用較受限[15]。

1.2 化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移（chemical exchange saturation transfer，CEST） CEST MRI在無(wú)創(chuàng)性、無(wú)輻射進(jìn)行組織酸堿度成像及代謝物成像方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[9]。與MRS相比，CEST技術(shù)具有更高的空間分辨率和靈敏度，可以檢測(cè)更細(xì)微的細(xì)胞代謝功能改變。但關(guān)于CEST的研究目前尚處于起步階段，還需要更多研究觀察其對(duì)心血管疾病的臨床價(jià)值。

2 DM患者心肌微循環(huán)障礙

DM患者持續(xù)的高血糖狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈微循環(huán)受損，在T2DM早期階段即可出現(xiàn)微血管功能障礙，進(jìn)而發(fā)展至心臟收縮及舒張功能障礙，且損傷程度隨著疾病持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)而加重[16]。心肌微循環(huán)損傷的嚴(yán)重程度與心肌收縮功能降低呈明顯相關(guān)性，同時(shí)，心肌微循環(huán)損傷是T2DM發(fā)生心力衰竭的重要危險(xiǎn)因子[17-18]。冠狀動(dòng)脈微循環(huán)受損導(dǎo)致的亞臨床心肌功能障礙是可逆轉(zhuǎn)的，早期檢測(cè)發(fā)現(xiàn)DM患者心肌損害、及早對(duì)疾病進(jìn)行干預(yù)具有重要意義。張展等[19]的大鼠研究證實(shí)早期胰島素干預(yù)可以逆轉(zhuǎn)微循環(huán)損傷，改善心肌血流灌注。

首過(guò)心肌灌注CMR是一種能夠無(wú)創(chuàng)性檢測(cè)心肌微血管功能障礙的技術(shù)，具有較高的可靠性和可重復(fù)性，通過(guò)“無(wú)輻射”定量評(píng)估心肌微循環(huán)損傷程度，可無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)心肌微血管功能障礙。該技術(shù)通過(guò)首過(guò)灌注和心肌負(fù)荷灌注成像技術(shù)定性評(píng)價(jià)心內(nèi)膜下低灌注，定量和半定量計(jì)算心肌灌注儲(chǔ)備指數(shù)。然而，微循環(huán)損傷與心肌應(yīng)變的相關(guān)性尚存在爭(zhēng)議。Zhou等[20]的研究認(rèn)為，心肌灌注受損與心肌應(yīng)變損傷的關(guān)系尚未明確，但與DM患者的病程相關(guān)，同時(shí)，該研究強(qiáng)調(diào)通過(guò)控制血糖減輕DM患者的心血管負(fù)擔(dān)。Jacobs等[21]提出一種新的全自動(dòng)方法對(duì)CMR成像灌注心肌進(jìn)行節(jié)段性分析，對(duì)冠狀動(dòng)脈疾病具有很強(qiáng)的診斷價(jià)值。在未來(lái)的DCM治療策略中，應(yīng)考慮側(cè)重于保留或增加冠狀動(dòng)脈微血管灌注。

3 DM患者心肌纖維化

3.1 T1 mapping DM患者心肌細(xì)胞能量代謝異常會(huì)導(dǎo)致糖原底物沉積，誘導(dǎo)心肌纖維化和心室重塑，引起心室肌硬度增加，導(dǎo)致心臟舒張功能障礙，最終發(fā)生心力衰竭[22]。CMR T1mapping是用于評(píng)價(jià)心肌彌漫性間質(zhì)纖維化的技術(shù)，能獲得初始T1值、增強(qiáng)T1值和細(xì)胞外容積分?jǐn)?shù)（extracellular volume fraction，ECV）等定量指標(biāo)，其中ECV是評(píng)價(jià)心肌彌漫性纖維化最敏感的指標(biāo)，可更早發(fā)現(xiàn)心肌損傷[23]。張宏凱等[24]基于T2DM小鼠的研究提出，T1 mapping在檢測(cè)DCM彌漫性心肌纖維化方面具有高度特異度和敏感度，并能對(duì)疾病的進(jìn)展進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。此外，ECV值的增加程度與HbA1c及病程均具有相關(guān)性[25]，且DM的持續(xù)時(shí)間是ECV的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。Zeng等[26]基于DM兔的研究同樣證實(shí)了以上結(jié)果，并提出心肌間質(zhì)纖維化與舒張功能障礙密切相關(guān)。因此，CMR T1 mapping在評(píng)估DM患者心肌彌漫性纖維化及疾病的進(jìn)展監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)期的隨訪應(yīng)用中具有較強(qiáng)的臨床價(jià)值，也是早期診斷DCM的強(qiáng)大技術(shù)。CEST在早期診斷缺血性心臟病、評(píng)估心肌纖維化等方面也有一定的優(yōu)勢(shì)，可直接通過(guò)內(nèi)源性或無(wú)腎毒性外源性對(duì)比劑識(shí)別早期心肌間質(zhì)性纖維化。

3.2 CMR晚期釓強(qiáng)化（late gadolinium enhancement magnetic resonance imaging，LGE） DM患者不僅存在彌漫性心肌間質(zhì)纖維化，隨著病程的增加，心肌組織中還會(huì)發(fā)生局灶性替代性心肌纖維化[27]。LGE則在檢測(cè)局灶性心肌纖維化方面具有較高的準(zhǔn)確度和特異度。LGE檢出心肌局灶性替代性纖維化的原理為：心肌壞死后形成瘢痕引起細(xì)胞外間隙擴(kuò)大，釓對(duì)比劑在瘢痕和纖維化區(qū)域沖洗速度較慢，導(dǎo)致LGE局部造影劑滯留濃度升高，從而使瘢痕和纖維化區(qū)域突出顯示。DM患者合并心肌LGE通常伴有心室收縮功能下降，遠(yuǎn)期更易發(fā)生包括心力衰竭及惡性心律失常在內(nèi)的不良心血管事件，且是發(fā)生心血管相關(guān)性死亡和非致死性心肌梗死的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[28-29]。DM患者局灶性替代性纖維化可進(jìn)一步分為缺血性心肌纖維化和非缺血心肌纖維化。DM患者普遍存在的內(nèi)皮功能障礙會(huì)引起冠狀動(dòng)脈硬化、細(xì)小冠狀動(dòng)脈閉塞，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)癥狀性心肌梗死，這種能夠被CMR-LGE發(fā)現(xiàn)的無(wú)癥狀性心肌梗死是DM患者的缺血性LGE，在DM患者中較為普遍，通常不能被常規(guī)心電圖識(shí)別，但使DM患者發(fā)生遠(yuǎn)期心血管不良事件的風(fēng)險(xiǎn)增加8倍[28]。因此，LGE可以用于檢出DM患者是否存在LGE，并據(jù)此指導(dǎo)臨床對(duì)DM患者進(jìn)行危險(xiǎn)分層。

4 DM患者心肌力學(xué)改變

左心室射血分?jǐn)?shù)是臨床上評(píng)估DM患者左心室功能最方便和經(jīng)濟(jì)的檢查指標(biāo)。然而，目前的研究證實(shí)，雖然無(wú)癥狀的DCM患者射血功能得以保留，但常存在心肌力學(xué)損傷[8,30]，會(huì)引起左心室舒張功能不全，可進(jìn)一步進(jìn)展為左心室收縮功能障礙，最終演變?yōu)樾牧λソ遊7]。CMR心肌應(yīng)變分析技術(shù)及超聲三維斑點(diǎn)追蹤成像可對(duì)心肌應(yīng)變進(jìn)行定量分析評(píng)估，但三維斑點(diǎn)追蹤成像存在一定的局限性，無(wú)法完整采集心臟增大患者的圖像而導(dǎo)致圖像采集缺失[31]。CMR組織特征追蹤技術(shù)結(jié)合后處理軟件追蹤心肌節(jié)段的心內(nèi)膜和心外膜邊界的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)局部及整體心肌力學(xué)改變進(jìn)行量化分析，從而早期發(fā)現(xiàn)左心室舒張及收縮功能障礙，是目前評(píng)估心肌形變參數(shù)的首選技術(shù)，在缺血性心肌病及非缺血性心肌病中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用[32]。亞臨床DCM應(yīng)變損傷可通過(guò)CMR組織特征追蹤技術(shù)早期檢出，對(duì)患者的早期診治和預(yù)后指導(dǎo)有很大的幫助。

Shao等[33]的研究發(fā)現(xiàn)，在DCM早期，左心房應(yīng)變損傷可能比左心室應(yīng)變出現(xiàn)的更早，而血壓的控制對(duì)左心房應(yīng)變損傷及DM腎臟損傷均有改善效果。Zhou等[34]的研究證明，DM前期患者發(fā)生縱向舒張期應(yīng)變峰值率顯著降低，且與HbA1c升高水平相關(guān)。此外，Athithan等[35]研究提示舒張功能障礙是DCM中發(fā)生的第一個(gè)功能變化。

5 T2DM患者心肌形態(tài)學(xué)改變

5.1 CMR常規(guī)電影成像 Shang等[36]發(fā)現(xiàn)DCM患者心臟結(jié)構(gòu)的改變主要表現(xiàn)為左心室向心性重塑、左心室質(zhì)量增加，且左心室向心性重塑與遠(yuǎn)期不良心血管事件發(fā)生明顯相關(guān)，是遠(yuǎn)期死亡的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。Chavali等[37]將DCM的結(jié)構(gòu)和功能改變分為3個(gè)階段：早期DCM表現(xiàn)為左心室肌能量代謝變化，且無(wú)明顯收縮及舒張功能障礙；中期DCM表現(xiàn)為左心室存在舒張功能損傷且伴有左心室體積增大；晚期DCM則表現(xiàn)為左心室增大以及心臟射血功能下降。CMR常規(guī)電影成像序列結(jié)合后處理軟件，可以對(duì)心室大小、容積、左心室射血分?jǐn)?shù)、心肌質(zhì)量等常規(guī)心功能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，并通過(guò)左心室質(zhì)量/左心室舒張末期容積表征左心室重塑指數(shù)，評(píng)估DCM患者疾病發(fā)展階段和治療后隨訪。

5.2 四維血流磁共振成像（4D Flow MRI） 4D Flow MRI通過(guò)全容積覆蓋評(píng)估心臟的血流動(dòng)力學(xué)變化，可以獲得一系列血流參數(shù)，并能可視化和量化心臟血流狀態(tài)與變化。4D Flow是基于相差序列的一項(xiàng)技術(shù)，具有沿3個(gè)流動(dòng)方向的速度編碼和三維解剖覆蓋[38]。無(wú)癥狀DCM患者的早期發(fā)現(xiàn)是降低患者發(fā)病率和死亡率的重點(diǎn)。4D Flow通過(guò)評(píng)估動(dòng)能流量參數(shù)，可在心臟發(fā)生器質(zhì)性改變前評(píng)估心房及心室功能的早期改變，也可進(jìn)一步了解心內(nèi)血流對(duì)左心室重塑和整體功能的影響[39]。

6 總結(jié)與展望

多參數(shù)CMR是目前評(píng)估心臟結(jié)構(gòu)及功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”影像學(xué)檢查方法，可通過(guò)多平面、多序列與多方位掃描對(duì)T2DM患者心臟結(jié)構(gòu)、功能、組織特性及心肌活性等進(jìn)行多維度評(píng)價(jià)，能夠檢出DM患者早期心肌能量代謝改變、心肌微循環(huán)障礙、心肌纖維化、心肌力學(xué)及心肌形態(tài)學(xué)改變，在早期發(fā)現(xiàn)心臟病變、指導(dǎo)臨床分級(jí)診治方面具有重要意義。隨著技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)CMR從早期的病理學(xué)診斷轉(zhuǎn)換為病因?qū)W診斷成為可能，在明確發(fā)病機(jī)制、指導(dǎo)臨床精準(zhǔn)治療方面具有越來(lái)越重要的意義。