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本综述系统总结了肌肉成像（包括MRI、超声、CT、PET等）在运动神经元病（MND），特别是肌萎缩侧索硬化（ALS）中的研究进展与应用价值。文章通过系统回顾73项原创性研究，指出肌肉成像是目前MND/ALS研究中一个被显著忽视但极具潜力的领域。尽管下运动神经元功能障碍严重影响患者的独立性、生存率和生活质量，但定量肌肉成像技术作为一种无创、易于在商业平台上实施的方法，已成功用于捕捉ALS相关的肌肉萎缩、急慢性去神经支配改变（如水肿、脂肪浸润）以及肌束震颤等，并与临床评分（如ALSFRS-r）和功能指标具有相关性。文章呼吁应重视并推进这一领域的临床转化研究，以开发新的生物标志物用于疾病诊断、监测和临床试验评估。
肌肉成像是评估神经肌肉疾病的一扇新窗，而在运动神经元病（MND）特别是肌萎缩侧索硬化（ALS）的宏大研究图景中，这扇窗才刚刚被推开一条缝隙。尽管大脑与脊髓成像研究在ALS领域占据主导，但患者的运动功能障碍、生活质量下降乃至生存期，根本上是由神经源性肌肉改变驱动的。这包括肌肉萎缩、肌力下降以及呼吸和延髓功能受累。令人遗憾的是，与这一临床核心如此相关的肌肉成像，在ALS研究中却是一个被显著忽视的前沿。
肌肉成像在ALS/MND中的价值与机遇
目前，临床迫切需要与ALS相关的生物标志物，以辅助疑似病例的准确诊断、监测疾病进展并评估临床试验中的治疗反应。虽然反义寡核苷酸（ASO）等基因疗法为特定基因型的患者带来了希望，但绝大多数散发性ALS患者治疗选择有限，且临床试验设计保守，仍主要依赖修订版ALS功能评分量表（ALSFRS-r）和生存期等终点。尽管已有大量脑脊液生物标志物（如神经丝轻链NfL）以及脑、脊髓成像标记物被提出，但肌肉成像这一直接反映“终端器官”状态的技术，其潜力远未得到充分探索。尤其考虑到，在原发性侧索硬化（PLS）等下运动神经元受累轻微的类型中，尽管存在显著的脑部改变，但身体残疾相对较轻，这反衬出下运动神经元（LMN）功能障碍在决定临床残疾中的核心作用。因此，作为LMN功能的“镜子”，肌肉成像在学术和临床上都具有高度相关性。
肌肉成像捕获的病理改变全景
一项系统的文献综述筛选并最终纳入了73项原创性研究进行系统评估，其中37项为肌肉MRI研究，36项使用了超声、PET或CT。这些研究成功捕获了ALS相关的肌肉退行性改变，其评估方法涵盖多个维度：肌肉尺寸（厚度/体积，n=34）、‘急性’去神经支配（水含量，n=15）、肌束震颤计数（n=14）、‘慢性’神经源性改变（脂肪含量，n=21）、代谢变化（n=4）、扩散改变（n=8）以及回声强度变化（n=13）。这些成像技术能够非侵入性地量化疾病过程中的不同病理生理阶段。
关键技术方法与研究发现
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肌肉MRI：研究采用了多种MRI技术。T2加权成像和短时反转恢复序列能够检测肌肉水肿，作为急性去神经的指标。Dixon序列和T1加权成像用于量化脂肪分数，反映慢性肌肉萎缩和脂肪替代。扩散加权成像和扩散张量成像提供了关于水分子扩散和组织微观结构的信息。磁共振波谱甚至能评估肌肉代谢状态，例如磷-31磁共振波谱可检测三磷酸腺苷水解吉布斯自由能（ΔGATP）等代谢物的变化。研究发现，ALS患者肌肉的脂肪分数、T2值显著高于健康对照，并与ALSFRS-r评分、肌力等临床指标相关。全身体素分析显示，具有强大直接皮质运动神经元支配的肌肉更易受累。研究也成功利用功能MRI捕捉到了肌束震颤。
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肌肉超声：超声因其便携、实时、无辐射等优势，在临床应用中颇具前景。研究通过测量肌肉厚度、横截面积以及回声强度来评估萎缩和脂肪浸润变化。超声在检测肌束震颤方面显示出高灵敏度，尤其在舌肌检查中，其检出率甚至优于肌电图。在呼吸功能评估方面，超声测量膈肌厚度、移动度等指标，与肺功能测试、膈肌复合肌肉动作电位具有良好相关性，并能早于症状和常规肺功能检测发现呼吸肌受损。
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其他成像技术：计算机断层扫描能通过深度学习模型提取肺容积指数、呼吸肌指数等指标，作为评估呼吸功能和预后的替代标志物。正电子发射断层扫描则可用于评估肌肉代谢活动。
独特的诊断模式：裂手现象
ALS导致一种特征性的、选择性肌肉受累模式，即同一神经根支配的肌肉中，某些肌肉明显受累而另一些相对保留，这被称为“裂手”和“裂腿”现象。这种模式被认为是ALS的诊断线索，通常归因于不同的皮质运动神经元因素，并在神经生理学研究中被特意评估。然而，令人惊讶的是，这种高度特异的现象在肌肉成像研究中却很少被评估，这无疑是一个值得深入探索的方向。
超越ALS：在其它MND中的应用潜力
肌肉成像的价值不仅限于经典ALS，在以下运动神经元受累为主的MND中更具应用前景。例如脊髓性肌萎缩症、脊髓延髓肌萎缩症以及post-polio综合征等。在这些疾病中，残疾主要由神经源性改变和随之而来的肌肉萎缩定义，而大脑受累的报道要么不一致，要么未被其他研究证实。因此，开发和实施基于肌肉的成像技术对这些表型可能特别适用。
总结与展望
尽管在其它神经肌肉疾病中定量肌肉成像已得到广泛应用，但ALS/MND领域的相关研究仍处于起步阶段，存在样本量小、研究设计异质性大、缺乏标准化方案等局限。然而，现有研究已一致证明，多种非侵入性定量肌肉成像技术能够敏感地检测ALS相关的急慢性肌肉改变，且与临床功能障碍相关。这些协议易于在商用MRI和超声平台上实施，最新研究也证明了其易用性和潜在的临床效用。未来，通过大规模、纵向、多模态的研究，建立标准化的图像采集和分析流程，并结合人工智能进行自动分割与特征提取，肌肉成像有望成为ALS/MND诊断、分层、预后预测和治疗监测中不可或缺的强大工具。
