作者：邓炜，赵韧，李小虎，安徽医科大学第一附属医院医学；张杰，安徽中医药大学神经病学研究所附属医院

肝豆状核变性（Wilson's disease，WD）是一种由ATP7B 基因缺陷引起的常染色体隐性遗传铜代谢紊乱疾病。全球WD 突变基因携带者为1/90，患病率为0.25/10 000~4/10 000。我国尚无全国性流行病学调查资料，基于国内地区性调查推测我国WD 的患病率约为0.587/10 000 或更高。

WD 患者通常伴随心肌损害，但由于心脏症状不明显常被忽略，可能导致疾病不断恶化，严重影响患者预后。因此，及早识别和监测心脏损害对于WD 患者健康至关重要。目前，临床主要通过心电图和超声心动图检测WD 患者的心肌损害，但这两种检测方法对心肌细微结构和功能的变化不够敏感，并且缺乏典型特征，难以准确识别WD 患者早期心脏损害，限制了其临床应用价值。

近年来，心脏磁共振（cardiac magnetic resonance，CMR）已广泛应用于无创识别心脏损害，不仅可全面评估心脏的形态、结构和功能，还能够识别心肌亚临床损害和心肌纤维化等组织学变化。CMR 在诊断和监测WD 患者心脏损害方面具有较高的敏感度和准确度，是一种非常有潜力的工具，有助于提前发现和追踪WD 患者的心脏问题，改善临床管理和治疗策略。本文就CMR 在WD 心肌损害中的研究进展进行综述。

1. WD 心肌损害的病理机制

铜沉积是导致心肌细胞损伤和坏死的主要原因，从而引发心脏结构和功能异常。WD 心肌损害的具体病理机制尚未完全明确，其潜在机制包含以下3 个方面，①铜沉积在WD 患者心肌中可引起复杂的生化变化，其中一个关键过程是游离态铜离子增加。这些游离态铜离子可与细胞内的生物分子相互作用，产生高度活性的自由基，从而引发氧化应激反应。氧化应激是一种细胞内氧化还原不平衡的状态，可导致脂质过氧化、蛋白质氧化和核酸氧化，最终损伤心肌细胞。

这种自由基介导的氧化应激过程可能是WD 心肌损害的重要组成部分之一，详细机制有待更深入研究。②铜沉积可能对心肌细胞的能量代谢产生不利影响。心肌细胞的代谢高度活跃，需要大量能量维持心脏的正常功能。然而，铜沉积可直接影响线粒体的功能和能量代谢过程。线粒体是细胞内能量生产的主要场所，铜异常积累可能导致线粒体功能障碍，进而影响心肌细胞的正常功能。

Kaduk 等提供了尸检报告中心肌铜含量升高和线粒体异常的证据，为进一步研究WD 心肌代谢异常提供依据。③铜在WD 患者体内沉积可能会诱导心脏组织的炎症反应和免疫反应，这也可能是心肌细胞坏死和损伤的重要机制之一。Factor 等在WD 患者尸检中观察到心肌内小血管硬化和炎症细胞浸润的证据，表明免疫炎症过程在WD心肌病理中的作用。然而，铜沉积引发这种免疫炎症反应的机制目前尚未明确，需要进一步开展分子机制研究。总之，WD 心肌损伤可能涉及氧化应激、代谢异常、炎症免疫等多种机制的相互作用，但具体机制有待进一步阐明。深入研究WD 心肌损害的发病机制，将有助于其治疗和预防。

2. CMR 在检测WD 心肌损伤中的应用

2.1 心脏功能成像

2.1.1 心脏电影成像

CMR 电影成像是一种非侵入性的动态成像方法，广泛应用于评估心脏形态、功能和血流动力学，对于心脏疾病的诊断和治疗至关重要。该技术的原理是通过心电门控技术，根据心电图信号精确控制数据采集时间，使其与心跳周期同步。在每个心跳周期内，采集多个时间点的图像并拼接成连续视频，以显示心脏运动的动态过程。最常用的成像序列之一是平衡稳态自由进动序列，具有高分辨率、高信噪比和高对比度的特点，适用于评估左右心室容积、射血分数、室壁运动等心脏参数。

既往研究表明，心肌形态学与心功能的异常改变可能是WD 患者心肌受累的特征之一。Zhang 等基于CMR 平衡稳态自由进动序列对61 例WD 患者与健康志愿者进行成像，结果显示WD 患者的左心室舒张末期容积减少，右心室射血分数下降，同时左心室心肌质量增加。

Quick 等发现WD 患者左心室每搏量、收缩末期容积、三尖瓣环平面收缩期位移及右心室收缩末期容积显著减少，与Buksińska-Lisik 等应用超声心动图发现WD 患者主要表现为左心室轻度肥厚和舒张功能亚临床变化的结果一致。此外，Salatzki 等报道神经型WD 患者右心室射血分数较非神经型患者显著降低。

综上所述，WD 患者的心脏功能受损可能为早期心肌损伤表现。同时，神经型WD 患者或存在更严重的心肌损害，这可能与病程更长、铜暴露时间更长有关。以上发现的临床意义还需进一步长期研究评估。心肌裂隙是指左心室致密心肌中出现的裂缝或空隙。在CMR 电影图像中，心肌裂隙在视觉上可被定义为一种结构异常，表现为在舒张期穿透相邻心肌厚度50%以上的心肌内陷。

Zhang 等发现WD 患者左心室裂隙发生风险较对照组高（12/61 比3/61）。而同一批患者超声心动图检查未发现心肌裂隙，提示CMR 在检测WD 心肌结构异常方面比超声心动图更敏感。目前对于心肌裂隙的临床意义尚未达成共识，仍需进一步研究。

2.1.2 CMR 应变成像

CMR 应变成像是一种无创评估心肌功能的方法，可以定量检测早期心肌功能损伤。其基本原理是追踪心肌在心脏收缩期间的位移和形变，然后通过数学模型计算心肌纤维在长轴和短轴方向上的应变值，主要包括纵向应变、环向应变和径向应变，反映心肌的收缩功能和弹性特性。CMR 应变成像技术主要包括：

①磁共振Tagging 技术，这是最早的心肌应变成像技术，原理是在待测心肌区域产生黑白相间的Tag 线，然后追踪Tag 线在心肌收缩过程中的变形，计算各向心肌应变。该技术具有较好的重复性，但需要较复杂的图像后处理。

②应变编码成像技术，该技术在Tagging 的基础上发展，基本原理是在激发射频脉冲前施加一对互相垂直且频率不同的选择性梯度场，在心肌组织上生成一组正交且呈正弦分布的Tag 线。然后通过对信号进行谐波分析，提取Tag 线的位置和运动形变信息，计算出不同方向的心肌应变。与传统Tagging 技术相比，应变编码成像技术无需进行复杂的后处理即可直接获得编码了应变信息的图像，操作简便。

③特征追踪成像技术，该技术是一种基于平衡稳态自由进动序列的心肌功能分析方法，基本原理是识别和追踪心肌组织上的明显特征点在心脏收缩期间的位移，然后计算这些特征点之间的距离变化，评估心肌在不同方向上的应变水平。

与传统的Tagging 技术相比，特征追踪成像无需另外获取特殊序列，可直接基于电影图像进行分析，操作简便。该技术可以评估不同心脏病变对心肌收缩和弹性功能的影响，已广泛用于临床。

Zhang 等通过特征追踪技术对61 例WD 患者进行应变成像发现，尽管WD 患者无明显心脏症状，但其左心室整体径向应变、右心室整体纵向应变均较正常对照显著降低。Salatzki 等应用应变编码成像技术分别对76 例WD患者及对照组进行应变成像，结果显示WD 患者左心室整体周向应变较对照组显著降低，神经型患者周向应变降低更明显且较非神经型WD 患者更低。

上述结果提示心肌应变成像可检测WD 患者亚临床心肌损伤，在神经型患者中尤为敏感。尽管多数研究表明应变成像可检测出WD 患者存在的亚临床心肌功能损伤，但Efe 等利用斑点追踪超声心动图技术，在30 例WD患者中未发现其心肌应变明显下降，提示应变成像在评估WD 早期心肌受损中，不同成像模式和方法存在一定差异，仍需要大样本研究进一步验证其敏感性和特异性。此外，与其他心功能参数结合进行综合分析可能提高检出早期心肌损伤效能。

2.2 心脏结构成像

2.2.1 CMR延迟增强成像（late gadolinium enhancement，LGE）

CMR LGE 是一种通过造影剂在心肌缺血或纤维化区域沉积的特性显示心肌病变的方法。该技术采用翻转恢复快速小角度激发序列，在延迟10~15 min后进行扫描显示心肌组织特征，可准确识别心肌梗死、心肌纤维化、心肌淀粉样变性等疾病，对于诊断缺血性和非缺血性心肌病具有重要价值。

Quick 等与Salatzki 等研究发现，WD 患者常出现左心室心肌LGE，以右心室插入点和室间隔异常强化最常见。LGE 的出现提示心肌纤维化可能是WD 患者早期心肌损害的特征之一，这与Factor 等在年轻WD 患者尸检中发现心肌纤维化的结果相符。综上所述，CMRLGE可无创评估WD 患者心肌纤维化损伤，以指导临床干预，改善心脏预后。

2.2.2 CMR Mapping

CMR Mapping 是一种无创定量评估心肌组织特征的技术，可以反映心肌代谢状态、水分含量、缺血程度和纤维化等生理和病理状态。其中，T1 Mapping 是一种用于测量组织T1 弛豫时间的技术。T1 弛豫时间反映MRI 中物质从激发状态回到平衡状态的速度，与组织的化学环境和物理性质有关，可用于检测和评估心脏病变，如心肌炎、心肌纤维化等。T2 Mapping 技术是一种基于T2 弛豫时间的CMR 技术。T2 弛豫时间反映MRI 中物质在横向平面上失去相干性的速度，与组织的水分和水分分布有关，可用于检测水肿和炎症。

心肌细胞外容积（extracellular volume fraction，ECV）指心肌细胞外间质占心肌组织容积的比例，反映心肌间质改变的程度。心肌纤维化、水肿、坏死均可导致ECV 增加，可作为评估心肌病变严重程度的重要生物标志物。与组织活检相比，ECV 测量技术具有非侵入性的优势。近年来，基于T1 Mapping 技术开发的ECV Mapping 已广泛应用于心肌病的非侵入性评估。

多项研究采用T1 Mapping 对WD 患者进行评估，发现WD 患者的T1 值与ECV 值较正常对照均升高，提示WD 患者可能普遍存在心肌纤维化。其中，Salatzki 等比较神经型和非神经型WD 患者的ECV 发现，神经型WD 患者的ECV 明显高于非神经型患者，进一步提示神经型WD患者的心肌受损可能更严重。

此外，Deng 等与张杰等的研究发现，WD 患者的T2 值也较对照组升高，表明心肌水肿或炎症反应可能也是WD 心肌损伤的特征之一。综上所述，CMR Mapping 技术可无创定量检测WD 患者心肌损害情况，为WD 的早期诊断及疗效评估提供了有力的影像学依据，显示出极大的临床应用前景和发展潜力。

3. 小结与展望

CMR 为评估WD 心肌损伤提供了无创、全面的方法。CMR 电影成像可检测WD 患者的心肌形态与功能异常；应变成像可识别WD 患者存在的亚临床心肌收缩功能障碍；LGE 可评估WD 患者的心肌纤维化情况；Mapping 技术可定量分析WD 患者心肌水肿、炎症及纤维化程度。目前，CMR 已广泛应用于WD 心肌损伤检测，而在WD 心肌损伤评估中的临床意义及与病程的关系还有待进一步研究。未来应开展大样本量和前瞻性研究进一步明确不同CMR 参数检测WD 心肌损伤的敏感度及特异度。此外，与WD 相关的心肌病变机制有待深入探讨，对指导临床治疗策略具有重要意义。

总之，CMR 是评估WD 心肌病变的有效无创方法，有助于WD 患者心肌受累的早期诊断及病程监测。

来源：邓炜,赵韧,张杰,等.心脏磁共振在肝豆状核变性心肌损害中的研究进展[J].中国医学影像学杂志,2025,33(05):567-570+576.