葉芳 張興偉

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射科，上海 200032

CT為肺部病變公認(rèn)的最佳檢出和定性影像學(xué)檢查方法，其優(yōu)勢在于肺部病變與含氣肺組織間存在天然對(duì)比，即使不用造影劑也能輕松分辨。然而，CT的電離輻射是阻礙其大規(guī)模篩檢應(yīng)用的主要原因，包括低劑量CT在內(nèi)的較多研究旨在降低輻射劑量，反復(fù)多次的CT隨訪檢查仍會(huì)引起放射暴露過量，特別是對(duì)于非高危人群而言，CT的肺部篩查弊大于利。

MRI因其軟組織分辨率高、多平面成像、可進(jìn)行動(dòng)態(tài)及功能分析等諸多優(yōu)勢，在人體應(yīng)用十分廣泛，但在肺部病變的檢出與診斷中仍有較多局限，主要原因在于MRI的空間分辨率較低、肺實(shí)質(zhì)的低質(zhì)子密度導(dǎo)致低信噪比、氣體與組織間存在明顯的磁化率偽影、因呼吸及心臟搏動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)偽影、MRI掃描時(shí)間較長等。隨著高性能梯度系統(tǒng)的出現(xiàn)、相控陣接收線圈的進(jìn)步及MRI掃描序列的優(yōu)化，以MR為基礎(chǔ)的肺部影像學(xué)發(fā)展迅猛，包括MRI肺血管造影、MRI通氣/灌注測量、MRI仿真支氣管鏡等。在肺結(jié)節(jié)的篩查方面，也由于MRI可完全避免電離輻射而受到研究者關(guān)注。

放射學(xué)中肺結(jié)節(jié)的定義為：①大致為圓形的、最大徑＜30 mm的肺實(shí)質(zhì)內(nèi)病灶；②不伴肺不張或淋巴結(jié)腫大[1]。肺結(jié)節(jié)有良性及惡性，及時(shí)準(zhǔn)確檢出與診斷惡性肺結(jié)節(jié)有助于肺癌患者得以早期治療而獲得更好的預(yù)后。本文對(duì)MRI在肺結(jié)節(jié)檢出中的價(jià)值及序列選擇作一綜述。

1 T2WI TSE（或 FSE）

快速自旋回波（turbo spin echo,TSE）運(yùn)用了弛豫增強(qiáng)快速采集（rapid acquisition with relaxation enhancement，RARE）技術(shù)減少重復(fù)時(shí)間（repetition time，TR）的重復(fù)次數(shù)，從而加快成像速度。TSE的優(yōu)勢在于成像速度較普通SE序列快、運(yùn)動(dòng)偽影及磁敏感偽影少，空間分辨率高，圖像質(zhì)量好。T2WI-TSE序列為肺部MRI的基礎(chǔ)序列。傳統(tǒng)的T2WI-SE序列需增加層厚從而獲得較理想的信噪比，但增加層厚會(huì)導(dǎo)致部分容積效應(yīng)而降低肺內(nèi)小結(jié)節(jié)的檢出。TSE序列在降低層厚的同時(shí)不影響信噪比，是檢出肺結(jié)節(jié)理想的序列。

Kersjes等[2]運(yùn)用TSE序列研究肺轉(zhuǎn)移灶的檢出率。TSE序列對(duì)肺轉(zhuǎn)移灶的總檢出率為84%（286/340）；其中≤5 mm轉(zhuǎn)移灶的檢出率為36%；＞5～10 mm轉(zhuǎn)移灶的檢出率為83%；＞10～15 mm轉(zhuǎn)移灶的檢出率為92%；＞15 mm轉(zhuǎn)移灶的檢出率為100%。

Bruegel等[3]研究證實(shí)，在所有MRI屏氣序列中，T2WI-TSE對(duì)肺結(jié)節(jié)的檢出率最高（1～5 mm結(jié)節(jié)的靈敏度為38.6%；＞5～10 mm結(jié)節(jié)的靈敏度為83%；＞10 mm結(jié)節(jié)的靈敏度為95.3%）。

Yi等[4]使用3T MRI儀器，行屏氣、3次反轉(zhuǎn)黑血T2WI-TSE序列和三維磁化準(zhǔn)備快速小角度激發(fā)（turbo fast low angle shot，turbo FLASH）序列檢出肺結(jié)節(jié)的研究。對(duì)非原發(fā)性肺癌累及肺葉的非鈣化結(jié)節(jié)檢出研究發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)序列的檢出靈敏度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3次反轉(zhuǎn)黑血T2WI-TSE序列總體結(jié)節(jié)檢出率為57%（106/186），其中3～5 mm結(jié)節(jié)的檢出率為40%，＞5～10 mm結(jié)節(jié)的檢出率為92%，＞10 mm結(jié)節(jié)的檢出率為100%。

2 T2WI STIR TSE

短反轉(zhuǎn)時(shí)間反轉(zhuǎn)恢復(fù)（short inversion time inversion recovery，STIR）TSE序列主要用于T2WI的脂肪抑制，可抑制心包、縱隔、膈肌及胸膜的脂肪成分，使其鄰近肺結(jié)節(jié)顯示更清晰，從而提高檢出率。此外，在STIR TSE成像中，反轉(zhuǎn)時(shí)間（inversion time，TI）值為80～150 ms，此時(shí)所有組織的縱向磁化矢量為零，而施加90°的脈沖，大多數(shù)組織弛豫恢復(fù)才剛開始；在施加第2個(gè)90°的脈沖后，T1和T2的對(duì)比增加。由于多數(shù)病變會(huì)表現(xiàn)為T1和T2延長，STIR使T1、T2的組織對(duì)比均增強(qiáng)。簡言之，STIR序列對(duì)T1和T2時(shí)間的變化非常敏感，非常適用于肺結(jié)節(jié)的檢出。

Koyama等[5]前瞻性研究比較了非對(duì)比增強(qiáng)MRI（心電門控+呼吸觸發(fā)T1WI-SE、心電門控+呼吸門控T2WI-TSE、呼吸門控STIR TSE）與多層螺旋CT（multidetector computed tomography，MDCT）對(duì)肺結(jié)節(jié)的檢出情況。結(jié)果證實(shí)在這3個(gè)MRI序列中， T2WI-STIR TSE 對(duì)肺結(jié)節(jié)的檢出靈敏度最高，雖然其總體檢出率低于MDCT（82.5% vs.97.0%，P<0.05），但在惡性肺結(jié)節(jié)檢出方面與CT差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

Koyama等[6]比較屏氣、多次激發(fā)黑血STIR TSE序列與彌散加權(quán)成像（diffusion-weighted imaging，DWI）對(duì)肺腺癌的檢出情況。DWI對(duì)腺癌的檢出率為85%（28/33），STIR的檢出率為100%（33/33）。DWI的檢出率顯著低于STIR（P<0.05）。

T2WI-STIR TSE分為屏氣和呼吸觸發(fā)兩種，呼吸觸發(fā)STIR較屏氣STIR減少了呼吸運(yùn)動(dòng)的偽影，獲得更高的靈敏度和更少的假陽性結(jié)果，但相應(yīng)數(shù)據(jù)采集時(shí)間也增加了1倍。此外，T2WI-STIR TSE也可與黑血技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，利用血液的流空效應(yīng)壓制血管信號(hào)，避免與其大小相仿的肺結(jié)節(jié)相混淆。

3 HASTE (或SS-FSE)

半傅立葉采集單次激發(fā)快速自旋回波（half-Fourier acquisition single-shot turbo spin-echo,HASTE）序列為TSE的衍生序列。與普通TSE序列相比，其成像速度更快，對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影不敏感，特別適用于有嚴(yán)重肺病或呼吸窘迫不能長時(shí)間屏氣的患者。這與其較短的回波空間（short echo spacing）有關(guān)。HASTE序列對(duì)磁場不均勻較不敏感，但其圖像信噪比有所降低，僅能用于T2WI成像。由于T2濾過效應(yīng)（T2 filtering effect）的存在，HASTE的軟組織分辨率較低，導(dǎo)致圖像模糊偽影顯著，空間分辨率低于容積式內(nèi)插值法屏氣檢查（volumetric interpolated breath-hold examination，VIBE）和T2WI-TSE序列[7]。

Bruegel等[3]研究顯示，由于模糊偽影的存在，屏氣HASTE對(duì)225個(gè)轉(zhuǎn)移瘤的檢出率為47.7%。其中1～5 mm結(jié)節(jié)的檢出率為7.6%，＞5～10 mm結(jié)節(jié)的檢出率為70.0%，>10 mm結(jié)節(jié)的檢出率為100%。

Vogt等[8]運(yùn)用心電觸發(fā)及黑血HASTE技術(shù)進(jìn)行肺轉(zhuǎn)移瘤的檢出研究，顯示總體肺結(jié)節(jié)檢出率為95.6%，其中5～10 mm結(jié)節(jié)的檢出率為94.9%，較Bruegel等的結(jié)果顯著提高。屏氣消除了呼吸偽影，心電觸發(fā)技術(shù)則消除了血液流動(dòng)相關(guān)偽影，提高了圖像質(zhì)量。與HASTE序列相比，T2WI-TSE和turbo STIR序列具有更高的空間分辨率和更佳的對(duì)比噪聲比，但掃描所需時(shí)間較長。而屏氣、心電觸發(fā)HASTE序列兩次屏氣即可獲得全胸覆蓋的層厚為5 mm的圖像，每次屏氣掃描時(shí)間少于20 s。HASTE序列的特點(diǎn)在于富含水組織呈高信號(hào)，因此肺實(shí)質(zhì)病變和血管呈高信號(hào)，周圍充氣肺實(shí)質(zhì)呈低信號(hào)。黑血技術(shù)因流空效應(yīng)使肺血管信號(hào)缺失，從而可與肺小結(jié)節(jié)區(qū)分。在CT中，小結(jié)節(jié)密度常容易與周圍類似大小的肺血管混淆。此外，短回波空間的應(yīng)用加上幾個(gè)再聚焦脈沖降低了磁敏感偽影，不使用造影劑也可獲得良好的對(duì)比度。如果能采用并行采集技術(shù)，則可在不延長掃描時(shí)間的基礎(chǔ)上提高空間分辨率，有望提高對(duì)＜5 mm結(jié)節(jié)的檢出率。

Schroeder等[9]運(yùn)用心電觸發(fā)二維HASTE技術(shù)進(jìn)行肺轉(zhuǎn)移瘤的檢出研究，總體肺結(jié)節(jié)的檢出率為85.4%，其中＜3 mm結(jié)節(jié)的檢出率為73%，3～5 mm結(jié)節(jié)的檢出率為86.3%，6～10 mm結(jié)節(jié)的檢出率為95.7%，＞10 mm結(jié)節(jié)的檢出率為100%。此結(jié)論與以前研究結(jié)果一致，即MRI檢出肺部病灶的靈敏度僅略低于CT。為補(bǔ)償較差的Z軸分辨率，可加掃冠狀位的HASTE。HASTE的缺點(diǎn)在于對(duì)鄰近心包或鄰近肺底部有胸腔積液積聚處的結(jié)節(jié)易漏診或誤診。在HASTE肺部病變篩查中，受檢者一般沒有胸腔積液存在；對(duì)于有胸腔積液的患者，可靠但較費(fèi)時(shí)的解決方法是重新進(jìn)行俯臥位的MRI掃描。

4 GRE

梯度回波（gradient echo，GRE）序列包括二維GRE、turbo FLASH和VIBE等。其共同特點(diǎn)在于采用小角度激發(fā)和梯度場切換采集回波信號(hào)，大大加快了采集速度，而不需心電或呼吸觸發(fā)。GRE序列對(duì)磁場不均勻性較敏感，容易產(chǎn)生磁化率偽影，特別是在氣體與組織的交界面上；此外，在GRE序列中血流常呈高信號(hào)。相比快速二維GRE序列，三維GRE VIBE序列更具優(yōu)勢，對(duì)小病灶其信噪比缺失更少，可提供更高的空間分辨率、更佳的肺解剖及更少的偽影。

Biederer等[10]以豬肺和豬心組織模擬肺結(jié)節(jié)行MRI檢查，比較二維GRE、VIBE、T2WI-TSE與HASTE序列對(duì)肺小結(jié)節(jié)的檢出情況。二維GRE和VIBE序列對(duì)肺小結(jié)節(jié)的檢出率略低于CT（VIBE：1.4 mm結(jié)節(jié)的檢出靈敏度為49%；7 mm結(jié)節(jié)的檢出靈敏度為98%），但明顯高于T2WI-TSE和HASTE序列。但在Bruegel等[3]的在體研究中，VIBE對(duì)肺小結(jié)節(jié)的檢出敏感度低于TSE和STIR，這可能是由于該實(shí)驗(yàn)中VIBE對(duì)肺結(jié)節(jié)的檢出沒有受到運(yùn)動(dòng)偽影和血液流動(dòng)的干擾所致。

此外，Bruegel等[3]研究證實(shí)，對(duì)比增強(qiáng)VIBE較無對(duì)比增強(qiáng)VIBE并不能增加對(duì)肺結(jié)節(jié)的檢出，前者雖然提高了病灶與肺之間的對(duì)比噪聲比，但血管信號(hào)增強(qiáng)反而干擾了肺結(jié)節(jié)的檢出。

5 結(jié)語

T2WI-TSE、T2WI-STIR TSE、HASTE及三維GRE VIBE序列均可用于肺小結(jié)節(jié)的篩檢，各具優(yōu)勢與不足，對(duì)肺內(nèi)結(jié)節(jié)檢出的靈敏度與結(jié)節(jié)大小呈正相關(guān)?？傮w而言，這些序列對(duì)≥5 mm的非鈣化肺結(jié)節(jié)均有較理想的檢出效果。由于＜5 mm的肺結(jié)節(jié)惡性概率較低，所以≥5 mm肺結(jié)節(jié)的檢出更具有臨床意義。從這個(gè)角度而言，MRI能避免電離輻射，從而在肺小結(jié)節(jié)的篩檢中發(fā)揮重要作用。通過屏氣訓(xùn)練、呼吸觸發(fā)、心電門控及黑血技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化MRI序列，可進(jìn)一步提高M(jìn)RI對(duì)肺內(nèi)結(jié)節(jié)檢出的靈敏度，獲得更理想的臨床價(jià)值。

對(duì)近年來逐漸增多的磨玻璃密度結(jié)節(jié)，文獻(xiàn)很少涉及MRI的檢出問題。理論上分析純磨玻璃密度結(jié)節(jié)如原位癌由于密度相當(dāng)?shù)?，MRI難以檢出；亞實(shí)性結(jié)節(jié)當(dāng)實(shí)性成分少時(shí)，如微浸潤腺癌也不易檢出；浸潤性腺癌實(shí)性成分＞5 mm，可檢出。原位癌及微浸潤癌因預(yù)后較好，病灶生長緩慢，可考慮在篩查時(shí)CT與MRI間隔使用，取長補(bǔ)短，發(fā)揮兩者的綜合優(yōu)勢。

[1]HANSELL D M,BANKIER A A,MACMAHON H,et al.Fleischner Society:glossary of terms for thoracic imaging [J].Radiology,2008,246(3):697-722.

[2]KERSJES W,MAYERE,BUCHENROTHM,et al.Diagnosis of pulmonary metastases with turbo-SE MR imaging [J].Eur Radiol,1997,7(8):1190-1194.

[3]BRUEGEL M,GAA J,WOERTLER K,et al.MRI of the lung:value of different turbo spin-echo,single-shot turbo spin-echo,and 3D gradient-echo pulse sequences for the detection of pulmonary metastases [J].JMagn Reson Imaging,2007,25(1):73-81.

[4]YI C A,JEON T Y,LEE K S,et al.3-T MRI:usefulness for evaluating primary lung cancer and small nodules in lobes not containing primary tumors [J].AJR Am J Roentgenol,2007,189(2):386-392.

[5]KOYAMA H,OHNO Y,KONO A,et al.Quantitative and qualitative assessment of non-contrast-enhanced pulmonary MR imaging for management of pulmonary nodules in161 subjects [J].Eur Radiol,2008,18(10):2120-2131.

[6]KOYAMAH,OHNOY,AOYAMAN,etal.Comparison of STIR turbo SE imaging and diffusionweighted imaging of the lung:capability for detection and subtype classification of pulmonary adenocarcinomas [J].Eur Radiol,2010,20(4):790-800.

[7]BOTH M,SCHULTZE J,REUTER M,et al.Fast T1-and T2-weighted pulmonary MR-imaging in patients with bronchial carcinoma [J].Eur J Radiol,2005,53(3):478-488.

[8]VOGT FM,HERBORN C U,HUNOLD P,et al.HASTE MRI versus chest radiography in the detection of pulmonary nodules:comparison with MDCT [J].AJR Am J Roentgenol,2004,183(1):71-78.

[9]SCHROEDER T,RUEHM S G,DEBATIN J F,et al.Detection of pulmonary nodules using a 2DHASTE MR sequence:comparison with MDCT [J].AJR Am J Roentgenol,2005,185(4):979-984.

[10]BIEDERER J,SCHOENE A,FREITAG S,et al.Simulated pulmonary nodules implanted in a dedicated porcine chest phantom:sensitivity of MR imaging for detection [J].Radiology,2003,227(2):475-483.