0 引言

       近年来，我国心肌病导致的负担日益加重^[1]，其中代谢异常相关心肌病因其复杂的病因和异质性临床表现，成为心血管疾病诊疗的重要挑战。这类疾病由遗传性或获得性代谢缺陷导致心肌能量代谢紊乱，进而引发心肌结构和功能异常，涵盖糖原贮积病（如Danon病）、溶酶体贮积病[如法布雷病（Fabry disease, FD）]、内分泌性心肌病[如糖尿病心肌病（diabetic cardiomyopathy, DCM）]、毒性代谢性心肌病[如铁过载性心肌病（iron overload cardiomyopathy, IOC）、心脏淀粉样变性（cardiac amyloidosis, CA）]及肥胖性心肌病（obesity cardiomyopathy, OC）等多种亚型^[2]。由于代谢异常涉及不同分子机制，其心肌损伤模式各异，临床表现和影像学表型差异显著，使得早期诊断和精准分型面临极大困难。更关键的是，这类心肌损害往往在代谢异常早期就已启动，但临床症状却相对滞后^[3]，这一特性为早期干预提供了重要机遇。心脏磁共振（cardiac magnetic resonance, CMR）是分析心脏功能及形态学的“金标准”，凭借其可以提供精确的心脏形态学、功能学、组织特征及心肌损伤信息等优势，在揭示DCM、OC、IOC、CA、FD、Danon病等代谢异常相关心肌病的早期心肌结构和功能变化中发挥重要作用，是推动精准诊疗的关键工具。然而，现有综述多通过代谢成像、心肌灌注成像、参数定量成像及应变分析等技术对特定的代谢性疾病进行综述^{[4, 5]}，CMR在代谢异常相关心肌病中的应用价值缺乏系统性的讨论；同时，现有综述对超极化磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy, MRS）、MRI分子探针、化学交换饱和转移（chemical exchange saturation transfer, CEST）等新兴技术在代谢异常相关心肌病中应用潜力的探讨缺乏系统性，亦未系统阐明CMR参数与心力衰竭进展及心血管死亡预后的关联性。基于此现状，本综述通过对国内外文献的分析，特别聚焦于发病率较高且CMR表现具有特征性的代谢异常相关心肌病亚型，全面阐述其多模态CMR特征，深入分析这些特征与临床预后指标的潜在关联，以期为代谢异常相关心肌病的发病机制、早期诊断、亚型鉴别和预后评估提供新的研究思路，推动心血管医学进入精准预防、早期干预的新阶段。

1 CMR检查技术

       电影序列是评估心脏结构和功能的核心技术。钆对比剂延迟强化（late gadolinium enhancement, LGE）技术可作为探测纤维组织的有力工具。参数定量技术，如T1 mapping、T2 mapping、T2^* mapping和T1ρ mapping，为评估心肌病变提供了可量化的指标。T1 mapping技术参数包括初始T1值、增强后T1值以及细胞外间质容积（extracllular volume, ECV）。T1 mapping和ECV在检测细微的、弥漫性心肌纤维化方面具有卓越的优势^[6]。T2 mapping在代谢异常相关心肌病的常规评估中应用较少。T2^* mapping技术能有效评估心肌铁代谢情况。T1ρ mapping在量化心肌纤维化方面具有显著优势。心脏磁共振特征追踪技术（cardiac magnetic resonance feature tracking, CMR-FT）比其他CMR技术更早检测到亚临床心肌受累^[7]，是目前评估心肌形变参数的首选技术，已成为早期亚临床心肌功能障碍的敏感指标。定量灌注成像通过首过灌注和心肌负荷灌注成像技术定量和半定量计算心肌灌注储备（myocardial perfusion reserve, MPR）和评估病变^[8]。MRS可直接定量评估心肌能量代谢异常和脂质沉积，为代谢异常相关心肌病提供分子层面证据^[9]。超极化MRS能实时监测活细胞内的代谢变化^[10]。MRI分子探针技术实现了对特定代谢产物的分子水平成像^[11]。CEST具有无创检测心肌代谢状态的能力^[12]。

       尽管MRS技术具有独特的代谢检测优势，但其临床应用仍受限于磁场强度不足、磁场均匀性敏感、后处理流程标准化缺失以及非质子代谢物检测设施缺乏等技术瓶颈。MRI分子探针和CEST技术在心脏代谢成像领域的临床应用仍处于探索阶段，其诊断价值和适用范围尚需要更多的循证学证据的支持。

2 CMR在代谢异常相关心肌病中的应用

2.1 DCM

       DCM是在糖尿病（diabetes mellitus, DM）基础上发生的心肌功能障碍，其诊断需排除高血压、冠心病等其他病因。该病早期常因缺乏明显的临床症状和体征而被忽视，但是在可测量的心功能障碍出现之前已出现心肌损伤（约50%）^[3]。因此，早期识别DCM并采取干预措施对减少心血管疾病的发生至关重要。近年来，CMR的进步为DCM的机制研究和临床评估提供重要的工具。

       DCM心脏结构特征主要包括左心室（left ventricle, LV）向心性肥厚、心内膜重构和舒张功能障碍，其中女性患者更容易发生LV向心性重构（28.6%）^[13]。CMR研究揭示了多种DCM相关机制：心外膜脂肪组织增多（epicardial adipose tissue, EAT）可能是DCM早期发病的潜在机制^[14]。T1 mapping和ECV可无创评估心肌纤维化程度^[15]，且ECV值与LV舒张功能、T1ρ、糖化血红蛋白（glycated hemoglobin, HbA1c）及病程均具有相关性^{[16, 17]}。DM患者的ECV和T1ρ值均升高（P<0.001）^[17]。LV整体周向应变和整体纵向应变（global longitudinal strain, GLS）是2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus, T2DM）患者心肌功能障碍的稳定指标，左心房GLS可以补充评估LV功能，且房室和双室相互作用机制已成为最新的研究方向^{[18, 19]}。DM通过心室相互依赖机制导致高血压患者右心室应变异常^[18]，并加剧左心房功能损伤，导致左心房应变降低及左房室耦合指数升高^[19]。TANG等^[20]研究进一步表明，合并DM的代谢功能障碍相关脂肪肝患者LV功能恶化程度较不合并DM患者更显著。上述证据表明，DM与一系列可导致心功能恶化的机制有关，这凸显了对DCM进行早期检测和综合管理的迫切需求。

       在代谢研究方面，磁共振³¹P谱可以无创性检测T2DM患者心肌甘油三酯的含量及磷酸肌酸（phosphocreatine, PCr）/三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）比值^[21]。VALKOVIC等^[22]研究发现T2DM患者的PCr/ATP比值较健康对照组下降（1.70±0.31 vs. 2.07±0.39，P<0.01），并且PCr/ATP比值与舒张功能呈负相关（R²=0.33，P=0.02）。此外，超极化¹³C丙酮酸MRS可动态检测区域性心脏代谢变化^[10]，而新型氧化应激MRI 纳米探针甚至能在结构异常前检测到代谢异常^[11]。另有研究表明，DM患者存在显著的MPR降低，且与心肌纤维化、舒张功能障碍、HbA1c水平及不良预后独立相关，MPR为DCM的早期诊断、风险分层及靶向治疗提供了新依据^{[23, 24]}。

       尽管现有研究在DCM的病理机制、影像学评估及代谢异常方面取得了重要进展，尤其是CMR的应用为早期诊断和病情监测提供了有力工具，然而，T2DM患者常见的心脏结构和功能异常具有显著非特异性，这些改变易与衰老或其他并存疾病（高血压、肥胖、微血管功能障碍）的影响相混淆，CMR难以明确DM本身的独立作用；其次，关于DM对不同心室及心房功能的特异性影响机制仍需深入探索，尤其房室耦合的作用机制。最后，针对无症状期亚临床心脏异常，目前仍缺乏有效的早期风险预测模型，阻碍精准干预。未来研究应结合多模态影像技术与人工智能，建立更精准的DCM早期诊断模型，通过超极化MRS、CEST揭示代谢紊乱与心肌损伤的动态关系，探索出针对心肌纤维化、能量代谢障碍的新型治疗手段，并利用影像学生物标志物评估疗效。最后，需结合基础研究与临床数据，最终实现DCM的个体化精准管理。

2.2 OC

       OC是肥胖直接导致的代谢性心肌病变，需要排除DM、高血压、冠心病等继发因素，其特征为心脏结构重塑与功能进行性受损，最终可发展为收缩性或舒张性心力衰竭。

       CMR技术在OC评估中展现出独特的优势，可重复测量肥胖患者减重手术前后的心脏结构及功能^[25]。蒲倩等^[26]研究发现减重术后，LV容积和质量发生重构逆转，这一发现为肥胖相关心脏损害的潜在可逆性提供了重要证据。EAT作为新型影像学标志物，CMR对其精准量化使其成为评估肥胖患者亚临床舒张功能障碍的优越指标，其预测价值比传统身体质量指数（body mass index, BMI）更高^{[27, 28]}。唐露等^[29]研究进一步揭示了肥胖对心脏的影响，该研究发现单纯性肥胖患者虽然右心室射血分数、左心室射血分数（left ventricular ejection fraction, LVEF）在正常范围内，但已出现了右心室与LV容积增大和心肌质量增加，且右心室、LV结构与功能的改变与BMI和EAT面积相关，表明肥胖可诱导早期心脏重构。LIU等^[30]和ZHAO等^[31]研究探讨了代谢健康肥胖患者的心脏结构改变，发现即使在没有明显代谢异常的情况下，肥胖患者仍可能出现亚临床舒张功能受损，同时，ECV值和T2值升高提示了心肌纤维化和炎症性水肿的存在，BMI增加是心肌纤维化的独立危险因素[OR：6.28（95% CI：3.17~12.47），P<0.001]，这些研究表明肥胖本身即可导致心肌损伤。SOGHOMONIAN等^[32]对肥胖患者进行¹H-MRS成像证明了肥胖患者心肌甘油三酯含量升高与LV功能障碍相关，而LEWIS等^[33]对高脂饮食喂养的肥胖大鼠进行超极化¹³C和³¹P-MRS成像进一步揭示了肥胖状态下的心肌能量代谢障碍（心肌丙酮酸脱氢酶通量降低、PCr/ATP比值下降、心脏ATP水解自由能变化障碍）与舒张功能受损的关联，且在热量限制或利拉鲁肽治疗后可逆转这些异常。YURISTA等^[12]的研究则通过CEST技术证明，减重术后心肌肌酸恢复正常，为OC的代谢机制提供直接证据。

       CMR在精准量化OC患者心脏结构与功能变化、揭示其心肌代谢异常，发现早期组织学改变，明确脂肪分布与心脏重构的关系方面具有不可替代的作用。但目前仍然面对一些重要挑战：首先，在对严重肥胖患者的研究中，常因图象质量受限影响评估的准确性；其次，缺乏标准化诊断标准及长期预后数据；此外，现在样本多来自单中心研究，样本量有限。未来需要开展适用于高BMI的新型成像技术、建立多中心大样本数据库、探索精准代谢干预策略等，建立OC的精准诊疗体系，最终改善肥胖患者的心血管预后。

2.3 IOC

       IOC是继发于各种原因的心肌铁异常沉积引发的心脏功能障碍，是血色素沉着病患者的主要死因，该病早期无任何心脏症状，随着铁沉积的加重可进展至难治性心力衰竭。

       T2^* mapping 技术是目前无创定量心肌铁过载（myocardial iron overload, MIO）的金标准，其数值具有明确临床分层意义：正常心肌T2^*值>20 ms，轻中度铁过载为10~20 ms，重度铁过载<10 ms^[34]。该指标与 LVEF显著相关（R=0.183，P<0.000 1）^[35]，是评估祛铁治疗疗效的核心监测指标。当T2^*值<10 ms时，患者心力衰竭及恶性心律失常风险急剧升高，需紧急干预。通过CMR动态监测心肌铁浓度并指导个体化祛铁治疗，可显著降低心脏相关死亡率。T1值可作为铁过载的补充标记物。SINGH等^[36]研究表明T1值和T2^*值的相关性良好，所有T2^*<20 ms的患者T1值均较低，尚未发现T2值提示MTO，但T1值正常的情况。增强后T1值、ECV和LGE在评估IOC心肌纤维化程度，有较高的预后预测价值^{[37, 38]}。MELONI等^[39]研究发现在MIO检测方面，T2值可以提供关于亚临床整体心肌炎症受累的额外信息，T2^*值和T2值联合使用可以提供地中海贫血患者补充和改进的心肌组织特征。ASADIAN等^[40]研究揭示了心肌铁过载渐进性损伤，LV应变值首先受损，在严重的铁沉积之后，CMR功能性指数才会受到损害。

       T2^* mapping 引领的CMR多参数评估已经使IOC的诊断和管理取得了显著进步。然而，我们仍需要注意：在临床中要综合考虑T2^*值、T1值和功能参数，避免单一指标的局限性；其次，不同医疗中心的T2^*值测量方法存在差异，且不同场强的MRI设备测量结果的可比性研究尚不充分；更重要的是，目前缺乏标准化去铁治疗反应评估体系和疗效检测方案。未来应着重于探索铁代谢相关生物标志物与影像学标志物的关联，开发人工智能辅助的图像分析及定量磁敏感等新型评估手段，建立多模态评估的精准去铁策略。实现更早期的诊断、更精准的干预和更个体化的治疗，最终改善患者的长期预后。

2.4 CA

       CA是以错误折叠的蛋白质在心肌间异常沉积为特征的限制性心肌病，这种沉积会出现心脏形态结构改变、收缩及舒张功能障碍，最终发展为难治性心力衰竭。CA临床上常见的两种类型为免疫球蛋白轻链型淀粉样变性（immunoglobulin light-chain amyloidosis, AL）和甲状腺素转运蛋白型淀粉样变性（transthyretin-related amyloidosis, ATTR）。

       在CMR诊断方面，不同CA亚型患者会出现不同类型的LGE分布模式，最常见表现为透壁型和心内膜下型^[41]。AL型和ATTR型CA心肌初始T1 值均显著升高，初始T1值不仅对诊断CA显示出较高准确度（曲线下面积：0.93）^[42]，还可以对其他左室壁厚度增加的疾病进行鉴别，如IOC和FD，在这些疾病中，初始T1值明显低于CA^[43]。BAGGIANO等^[42]研究发现当初始T1值<1036 ms时，对排除CA具有98%的阴性预测价值，初始T1值>1164 ms时，对确诊CA具有98%的阳性预测价值。ECV定量反映淀粉样物质负荷，其升高程度与预后独立相关，ECV动态下降是AL患者对化学治疗产生的有效反映，表示心肌淀粉样物质清除^[44]。在诊断和预后判断上常优于LGE和初始T1值^[45]。TANG等^[46]研究表明ECV（HR：1.081，95% CI：1.042~1.121，P<0.001）、MPR（HR：0.002，95% CI：0.000~0.018，P<0.001）和LGE均具有独立预测价值，当MPR>1.5且ECV≤53.6%时，患者总生存期显著延长，ECV较高且MPR较低的CMR表型预后较差（P<0.001）。除此之外，T2值同样能对CA患者进行评估。GRAZZINI等^[47]研究显示，CA患者的T2值明显升高，其中AL患者的升高最为明显。CMR-FT技术的应用深化了我们对CA的认识。多项研究^{[5, 48]}表明CA患者存在LV和右心室心肌应变损伤，并且CMR-FT能够区分ATTR和AL这两种常见亚型。左心房应变降低，提示AL患者的预后较差^[49]。ECV和GLS可作为亚临床心肌损伤的生物标志物，为CA早期干预提供窗口，ECV、LGE及应变分析联合克服传统方法对早期病变漏诊，推动精准诊疗^[50]。

       CMR对CA的早期诊断、疾病分型及预后评估有重要价值。但各CMR参数的临界值缺乏统一标准，这影响了诊断的一致性；其次，我们对淀粉样蛋白沉积导致微循环障碍的具体机制知之甚少；最后，随着新型靶向治疗的出现，传统的检测指标可能无法全面评估治疗效果。未来需要制订标准化的影像诊断标准，开展特异性示踪剂，优化治疗检测体系等，这对提高CA患者的早期诊断率，启动靶向治疗和改善预后至关重要。

2.5 FD

       FD是一种X染色体连锁隐性遗传溶酶体贮积病（lysosomal storage disease, LSD），是由GLA基因突变导致α半乳糖苷酶A活性缺失引起，造成代谢底物三己糖酰基鞘（Gb3）及衍生物脱乙酰基Gb3在心肌细胞溶酶体内异常沉积^[51]。FD累及心脏会直接影响患者的预后，而早期诊断及特异性治疗（如酶替代疗法）可以延缓或逆转心脏损害^[52]，改善患者预后，延长患者的生存期。

       FD最常见的CMR表现是向心性左心室肥厚（left ventricular hypertrophy, LVH），通常伴有LV乳头肌质量的增加，CMR可以发现心肌肌小梁增多，这被认为是心脏早期受累的极早期征象，早于心肌T1值降低和LVH的进展^[52]。LI等^[53]研究发现，与肥厚型心肌病（hypertrophic cardiomyopathy, HCM）相比，FD的初始T1值显著较低，这是Gb3在心肌内弥漫性沉积导致脂质含量异常升高的直接反映，是FD区别其他病因LVH的关键标志；同时，该研究也发现在表现为LVH的FD患者中，LV的基底层面心肌初始T1值具有最佳诊断效能（临界值：1216 ms；曲线下面积：0.947；敏感度：91%；特异度：90%）。在疾病晚期，Gb3持续性沉积，T1值进一步显著下降，然而，炎症和纤维化可能会使信号变弱，甚至在广泛LGE的情况下出现逆转^[52]。基底下外侧壁T2值升高与血清肌钙蛋白水平有关，是活动性心肌损伤的敏感标志，可用于监测FD病患者治疗过程中的心肌损伤^{[52, 54]}。LGE出现较晚，主要由于反复水肿，心肌微循环障碍引起。NOJIRI等^[55]研究显示，FD累及心脏典型LCE位置为LV基底段下侧壁肌壁间。WANG等^[56]研究发现在某些情况下，应变成像在MRI完全能够检测到变化之前就能够检测到心肌病的早期证据。室间隔和LV后壁厚度的增加与更大的应变异常相关；基底和中下间隔段应变异常是FD患者发生心肌病的早期征兆。

       尽管FD的CMR研究取得了显著性进展，但仍存在一些待解决的问题：首先，不同研究报道的影像学参数存在一定差异，提示我们需要更大规模的队列研究来验证和标准化这些参数的临床应用；其次，酶替代治疗可逆转心肌Gb3沉积，但目前尚缺乏统一的影像学标准来精准评估治疗效果；此外，现有的研究多依靠单一影像学参数，这在一定程度上限制了诊断的准确性和预后评估的可靠性。未来可建立标准化影像学参数体系，助力于实现FD心肌病的早期诊断、精准化评估和个性化治疗。

2.6 Danon病

       Danon病是一种罕见的X连锁显性遗传LSD，主要由溶酶体膜蛋白酶-2突变引起。心脏受累是Danon病核心表现，且存在显著的性别差异。男性患者均显示HCM，常伴有较早出现且严重的LV功能减低（40%）；而女性患者表型更具异质性，可表现为扩张型心肌病或HCM。最常见的心肌病表型为对称HCM，其次是不对称HCM和扩张型心肌病，LV收缩能力异常也较高（约59%）^{[57, 58, 59]}。HONG等^[59]研究发现基线LVEF<50%和LGE范围>15%是预测心衰恶化/死亡的独立危险因素，且男性患者中这两个指标恶化速度更快。Danon病患者初始T1值和ECV均升高^{[57, 60]}，这直接反映Danon 病患者存在弥漫性心肌纤维化、溶酶体物质贮存。在WEI等^[57]报道的病例系列中，Danon病典型的LGE强化特征包括基底中隔相对保留，而心尖受累明显，并有基底向心尖递增的趋势，其他特征包括游离壁受累和广泛的心内膜下受累。然而，不同研究报道的LGE发生率及范围存在差异，这可能与研究人群的性别构成、年龄及疾病程度相关^[61]，需更大样本的研究验证这些发现。Danon病患者存在静息灌注缺损^[57]，这些灌注异常通常与LGE区域相匹配，提示其更可能代表不可逆纤维化，而非可逆性缺血。除了LGE外，心肌内T2WI高信号和低信号亦可见报道^[57]，可能反映疾病不同阶段的病理改变。

       CMR已成为Danon病诊断和检测的重要工具，但目前仍存在样本量少、标准化不足、性别差异分析不充分等问题。基于这些认识，未来应开展多中心合作研究并扩大样本量，建立CMR诊断标准；通过长期随访明确CMR参数与心衰进展的相关性，为临床风险分层提供更可靠的依据；在新型疗法的临床实验中纳入CMR指标，客观评估治疗对心脏结构及功能的影响。以上这些研究的推进将有助于早期诊断、改善患者预后。

3 小结与展望

       代谢异常相关心肌病患者早期症状隐匿且缺乏特异性，常直至出现心力衰竭表现才被识别。因此，CMR在实现心脏病变的早期检出、指导临床精准分级与个体化干预以及评估患者预后方面，展现出不可替代的核心价值。CMR不仅能清晰呈现心脏解剖结构异常，更能通过多参数成像无创评估心肌能量代谢状态、量化心肌纤维化程度以及精准捕捉心肌整体与局部的早期功能变化，这种多维度的深度评估为风险分层和预后判断提供了依据。

       目前的研究已逐步明确CMR多参数成像在评估代谢异常相关心肌病的发病机制、早期诊断、亚型鉴别和预后评估中的价值，但CMR在代谢异常相关心肌病的应用中仍面临诸多限制，包括扫描时间长、检查费用高、后处理流程复杂、患者个体差异影响图像质量以及缺乏能够直接反映心肌代谢紊乱的特异性影像学生物标志物。未来研究将重点聚焦于技术创新，如超高场强CMR、代谢特异性成像技术及人工智能辅助分析，并结合多模态影像融合优化诊断流程。同时，需建立标准化的CMR诊断体系，开发靶向心肌代谢的新型对比剂，以提升对疾病进展的动态监测能力，辅助危险分层和个体化治疗决策。最终，CMR有望在代谢异常相关心肌病的早期筛查、精准诊断和全程管理中发挥更重要的作用。