江建芹，崔磊，胡春洪，周笑，李真真，徐高峰

CT是目前臨床肺癌篩查及肺結節(jié)隨診最主要檢查方法。其簡便、快捷、分辨率高，臨床應用越來越普遍。但由此導致輻射帶來的癌癥風險在增加。文獻報道[1]如果對50～70歲吸煙或曾經(jīng)吸煙的人群每年用LDCT進行篩查，醫(yī)學輻射誘發(fā)惡性腫瘤的比率將達到篩查人群的0.5%～5.5%。此外，增強CT對比劑毒副作用及屏氣檢查方法使其在對比劑過敏、腎功能不全及兒童、老年等屏氣不能配合的患者中應用受限。

MR檢查具有良好軟組織分辨率且無電離輻射，還可提供組織的功能學信息。以往由于肺組織質子密度低且受氣體-肺實質界面高磁敏感效應以及呼吸、心跳等運動偽影影響，胸部MR檢查空間分辨率低、檢查時間長。近年來，隨著磁共振設備升級，呼吸觸發(fā)、心電門控及并行采集等掃描技術發(fā)展，使胸部MR臨床應用越來越廣泛。MR能否替代CT用于肺癌篩查及肺結節(jié)無輻射隨診越來越受關注。越來越多臨床研究[2-4]表明胸部MR在肺結節(jié)的檢出、早期診斷及隨診中存在潛在價值。本文就MR在肺癌篩查及肺結節(jié)隨診中的應用和研究進展做一綜述。

掃描序列

1.形態(tài)學序列

T1WI:3D T1-梯度回波(GRE)序列為肺部磁共振掃描的常規(guī)序列。不同的設備序列名稱不同。其掃描速度快、層厚較薄、分辨率高，為屏氣檢查序列。平衡穩(wěn)態(tài)自由進動(balanced steady-state free precession，b-SSFP)也是GRE序列的一種，但其既不屬于T1也不屬于T2，圖像信號強度取決于組織的T2/T1比值，常應用于1.5T MR的冠狀位掃描[4]。Star-VIBE序列和超短回波時間(ultrashort echo time，UTE)序列近年來提出的自由呼吸3D-T1成像在MR肺部成像中具有較高的臨床應用前景[5]。

T2WI:快速自選回波序列(fast spin echo，F(xiàn)SE)或(turbo spin echo，TSE)為肺部磁共振掃描的基礎序列。其成像速度較快、圖像對比度高，對磁場的不均勻性不敏感。半傅立葉采集單次激發(fā)快速自旋回波(half-Fouriersingle-shot turbo spin-echo，HASTE)序列為FSE的衍生序列，屏氣掃描，采集速度更快，對呼吸運動不敏感，但軟組織的對比度相對較差。短反轉時間反轉恢復(short inversion time inversion recovery，STIR)序列為壓脂F(xiàn)SE序列，增加了圖像組織對比且適用于所有場強，但其信噪比相對較低。螺旋槳技術(periodically rotated overlappingparallel lines with enhanced reconstruction，Propeller，GE公司)和刀鋒技術(Blade，西門子公司)是將K空間放射狀填充技術與FSE或快速反轉恢復序列相結合，能改善運動偽影和磁敏感偽影且對比度好，但增加了掃描時間。

2.功能學序列

磁共振功能學序列主要用于檢出肺結節(jié)的定性。目前應用最多的序列為磁共振擴散加權成像(diffusion-weighted imaging，DWI)，通過檢測病灶內水分子的擴散運動特性來評估其良惡性，無需注射對比劑，臨床應用廣泛。近年來提出的DWI的雙指數(shù)模型即體素內不相干運動模型，不使用外源性對比劑即可獲得組織的純擴散參數(shù)D、灌注相關參數(shù)(D*)和灌注分數(shù)(f)，更具前景性，但其掃描時間偏長且需行圖像后處理，廣泛運用受限。其它用于肺結節(jié)評估的功能學序列，包括擴散峰度成像(diffusion kurtosis imaging，DKI)、動態(tài)增強MRI(dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging，DCE-MRI)等，雖在肺結節(jié)診斷方面表現(xiàn)出了潛在價值，但均存在掃描時間較長，圖像后處理較復雜，DCE-MRI還需注射對比劑等缺點，在肺結節(jié)的篩查中及隨訪中應用受限，目前也鮮有報道。

表2 MR常規(guī)序列對肺結節(jié)檢出的結果

MR檢出肺結節(jié)的能力:MR用于肺癌篩查的首要任務就是檢出肺結節(jié)。正常的肺實質為低信號，肺結節(jié)T1WI呈等或低信號，T2WI呈高或稍高信號。研究[6-11]結果顯示MR形態(tài)學序列對4～6 mm實性肺結節(jié)的檢出敏感度60%～75%，對6～8 mm的實性肺結節(jié)檢出敏感度80%～99%，而對于直徑>8 mm的實性肺結節(jié)檢出敏感性達100%。據(jù)Lung-RADS[12]，≥6 mm的實性結節(jié)屬于3級及以上，是需要短期隨診或進一步臨床處理的，而<6 mm的實性肺結節(jié)屬于1～2級，惡性概率<1%，只需繼續(xù)年度低劑量CT篩查。MRI對≥6 mm的實性肺結節(jié)即Lung-RADS分級3級及以上結節(jié)表現(xiàn)出了良好的敏感度和特異度[9]。因此，有學者[2,9,13]認為MRI具有與CT相當?shù)拿舾行院洼^低的假陽性率，是一種潛在、有效的肺癌篩查工具。

4～6 mm被認為是MR檢測肺結節(jié)的閾值，MR常規(guī)序列對<6 mm的肺結節(jié)檢出率較低，總體檢出率30%～70%，不同的研究納入的結節(jié)大小不一樣，結果存在差異[6,11,14,15]。其原因可能為結節(jié)越小，可用于成像的氫質子含量越少，再加上MR常規(guī)序列的層厚較厚(約3～6 mm)，因此對<6 mm的肺結節(jié)顯示率較低。亞實性結節(jié)由于實性成分偏少，而且磁場不均勻，其信號強度明顯低于實性結節(jié)，MR對亞實性結節(jié)的檢出率低于實性肺結節(jié)。文獻報道[7,8]對于≥6 mm的亞實性結節(jié)的檢出敏感度在73%～88%。因此，有研究[6,11]認為MR目前尚不能替代CT用于肺結節(jié)的篩查，但是可選擇性用于肺結節(jié)的無輻射隨診中，特別是兒童、年輕人及孕婦等。

計算機輔助檢測系統(tǒng)(computer-aideddetection，CAD)已被推薦用于肺結節(jié)篩查中[16]?；贛R的CAD篩查試驗尚未進行。但是健康肺實質的低信號背景有助于高信號結節(jié)的檢出，閱讀MR可能比CT更快、更高效，因此，有學者認為CAD在MR中的運用并不是非常必要的[2]。

用于檢出肺結節(jié)MR序列:目前，不同的序列對肺結節(jié)的檢出率不同，文獻報道結果也存在差異。有研究[6,11]認為3D T1W GRE(VIBE、THRIVE)對結節(jié)檢出率較高，有研究[3,7,9,13,17]認為T2-STIR或T2-HASTE的結節(jié)檢出率較高。目前研究結果不一致的原因可能為不同的研究采用了不同的掃描設備及參數(shù)且納入了不同的肺結節(jié)樣本。3D T1W GRE為屏氣序列，屏氣配合好時，呼吸偽影小，因此圖像質量較好，信噪比高。而認為T2-STIR或T2-HASTE檢出率較高的研究則大多包含了轉移結節(jié)或磨玻璃結節(jié)[3,7,9,17]。轉移瘤在T2WI通常表現(xiàn)為低信號的肺實質背景中明顯高信號的結節(jié)，因此在T2WI檢出率較高[9]。磨玻璃結節(jié)在T2WI的顯示也優(yōu)于T1WI，檢出率也較高[3,7,17]。此外，鈣化結節(jié)由于鈣化在MR多表現(xiàn)為低信號而較難發(fā)現(xiàn)，但其中T1-VIBE序列對鈣化結節(jié)的敏感性最高，且多數(shù)表現(xiàn)為低信號或中間低信號，周圍稍高信號，而T2WI對鈣化結節(jié)的顯示率較低[7,9,14]。因此，在基于MRI的肺癌篩查項目中應推薦使用多序列MR成像，以盡量減少假陰性的產(chǎn)生。研究[2,4]建議應至少包含1個3D T1-GRE序列以及T2FSE序列。

圖1 右肺下葉約11mm的實性肺結節(jié)(箭)。結節(jié)在所有MR序列上均顯示清晰。a)CT; b)T1 VIBE；c)T1反相；d)T2 TSE；e)T2 HASTE；f)T2 SPIR；g)T2 STIR[6]。

Star-VIBE是使用放射狀填充k空間，在自由呼吸狀態(tài)下獲得薄層、高分辨率的各向同性圖像。研究[15,18]顯示Star-VIBE序列對肺結節(jié)檢出率(94%)顯著高于常規(guī)3D-VIBE序列(64.3%)，對FDG攝取結節(jié)的敏感度(80.0%)明顯高于無攝取結節(jié)(29.2%)。超短回波時間(UTE)序列體素更小，回波時間更短，可在無任何呼吸觸發(fā)措施、完全自由呼吸狀態(tài)下清晰地顯示支氣管及肺實質病變并進行定量分析[5]。研究[19,20]顯示UTE對4～8 mm肺結節(jié)的顯示率顯著升高，且明顯提高了FDG無攝取結節(jié)的顯示率，明顯優(yōu)于3D-GRE序列，并且和CT的檢測能力相當。此外，研究還發(fā)現(xiàn)UTE還可以準確分辨出亞實性結節(jié)，敏感度95%，特異度70%[20,21]。因此，Star-VIBE序列和UTE序列有望成為今后肺部MR成像的新方式。

惡性肺結節(jié)具有高灌注及明顯強化的特點。理論上靜脈注射對比劑可進一步提高肺結節(jié)的對比度，有助于病灶的顯示。Heye等[11]研究證實增強T1可將≥5 mm結節(jié)的檢測率從59%提升至65%，并且建議在疑似惡性肺結節(jié)的掃描方案中加入增強序列。但在一項基于11000名志愿者的MR篩查試驗中盡管增強后T1檢出了更多的肺結節(jié)，但對惡性肺結節(jié)的檢出率無明顯變化[22]。而且靜脈注射對比劑潛在增加了患者、社會負擔及釓劑殘留的可能性，因此，增強檢查在MRI肺結節(jié)篩查中的應用有待商榷。

圖2 右肺上葉11mm大小的部分實性結節(jié)。a)CT軟組織窗；b)CT肺窗；c)T2-STIR; d)T2; e)bSSFP；f)T1-GRE。結節(jié)在3D T1-GRE上顯示不清，bSSFP僅顯示為稍高信號，但T2-STIR、T2顯示較清楚[7]。

3.MR測量病灶大小的準確性

肺結節(jié)惡性的可能性和肺結節(jié)的大小密切相關，準確測量肺結節(jié)的大小有助于臨床選擇正確的治療方式，也是MR能否成為肺癌篩查和肺結節(jié)隨訪可替代檢查方法的關鍵。目前大多數(shù)研究[6,7,11,23]認為MR測量肺結節(jié)大小獲得了很好的可重復性，且和CT保持了很好的一致性。文獻報道MR和CT測量肺結節(jié)最大徑的誤差范圍在1～4 mm之間，但這種差異是沒有統(tǒng)計學意義的[6,11,23]。其中，不同的序列測量誤差略有不同，T1-VIBE及增強T1-VIBE的測量誤差小于T2WI序列[11]。但張寧等[17](T1-VIBE、StarVIBE及T2-TSE)、Burris等[19](UTE)及Mark等[21](UTE)研究中發(fā)現(xiàn)和CT相比MR會低估病灶的大小約1～2 mm且差異具有統(tǒng)計學意義，認為可能是MR的部分容積效應、呼吸運動偽影及磁場不均勻性導致的結節(jié)邊緣模糊以及亞實性結節(jié)周圍的磨玻璃成分顯示為低信號造成的。但Zhang等[23]研究也提出CT及MR測量肺結節(jié)均存在著重復測量的變異，所以兩者之間的實際測量差異要更小?？傊琈R在評估肺結節(jié)大小方面已表現(xiàn)出一定臨床價值，提示MR有可能成為評估肺結節(jié)倍增時間、區(qū)分肺結節(jié)良惡性的無輻射、可替代隨診方法。未來有待大樣本多中心研究，并結合病理進一步評估，以準確測量病灶的大小并對其進行風險分級。

4.MR對CT所示肺癌形態(tài)學征象的顯示能力

肺結節(jié)的形態(tài)學特征和良惡性密切相關，CT空間分辨率高，是最常用的影像學檢查方法。MR由于空間分辨率低于CT，觀察肺結節(jié)形態(tài)學征象存在一定的局限性，因此研究較少。研究[24]報道MR對肺癌內部結構的顯示與CT相當，而對邊緣特征如分葉征、毛刺征、暈征的顯示不如CT的顯示不如CT。Star-VIBE序列薄層掃描可達到與CT相同的層厚且可以3D重建，在顯示肺結節(jié)形態(tài)學方面具有一定優(yōu)勢[25,26]。Yan等[14]對肺結核及肺癌的研究中發(fā)現(xiàn)聯(lián)合Star-VIBE及T2-fBLADE在顯示實變、非鈣化結節(jié)(≥5 mm)、樹芽征、空洞等征象與CT相當，在顯示液化壞死、空腔、淋巴結增大及少量胸腔積液等方面比CT更具優(yōu)勢。UTE可實現(xiàn)肺部的高分辨率掃描，研究[21]顯示UTE在顯示病灶邊緣特征(分葉、毛刺、胸膜牽拉)以及內部特征(空泡、空洞)方面具有高敏感度(60%～87%)、特異度(均>90%)。因此，MR多序列掃描在評估肺病灶的形態(tài)學征象方面有望成為CT的有效補充。

5.MR對檢出肺結節(jié)的診斷價值

MR對惡性肺結節(jié)的敏感度明顯高于良性肺結節(jié)，惡性肺結節(jié)在T2WI上的信號強度比值明顯高于良性肺結節(jié)[3,13]。研究[3,17]還認為浸潤性肺腺癌的T2信號強度高于浸潤前病變。其原因可能是由于癌細胞代謝旺盛，導致病灶內微壞死增加，造成T2弛豫時間延長。但由于常規(guī)T1WI、T2WI序列對肺結節(jié)形態(tài)學征象的顯示有限且無法量化，使用形態(tài)學征象來鑒別肺結節(jié)良惡性的研究不多。目前大多數(shù)研究[27]選擇的是功能學成像來鑒別肺結節(jié)良惡性，最常用的為單、雙指數(shù)DWI。Mata分析[28]已證實DWI在良惡性肺結節(jié)鑒別診斷中的價值。惡性肺結節(jié)的表觀擴散系數(shù)(apparent diffusion coefficient，ADC)、純擴散參數(shù)D值顯著低于良性肺結節(jié)，而IVIM灌注參數(shù)D*及f值對肺結節(jié)的診斷價值尚存在爭議，其中，ADC值的診斷界值1.0～1.52×10-3mm2/s，D值的界值0.8～1.4×10-3mm2/s[28-30]。但由于受到運動偽影及磁敏感偽影的影響，DWI對小肺結節(jié)的敏感性較低、可重復性較差，故一般研究納入病灶的最大徑是>1 cm或1.5 cm[27,30,31]。因此，對于<1 cm肺結節(jié)，DWI的必要性是值得懷疑的，而對于>1 cm的肺結節(jié)，則有必要將DWI加入到掃描方案中。

縱向弛豫時間成像(T1-mapping)是一種新型MR成像技術，可直接測量組織的縱向弛豫時間(T1)，是肺部疾病潛在的影像學生物標志物。不同病變或同一病變在不同階段由于含水量的不同，T1弛豫時間也不同。Yang等[32]研究納入了一組1～7.8 cm大小的病例，結果顯示惡性肺病灶的T1值顯著低于良性非結核病變?？赡艿脑蚴橇夹圆∽內缪装Y，病灶內含水量增加，T1弛豫時間延長。此外，在腎臟[33]中的研究結果顯示增強前后T1值的變化可以反映病灶內的微循環(huán)，也可作為病變診斷的重要生物學標志物之一。

影像組學是于2012年提出，將影像學數(shù)據(jù)轉化為高分辨率的可挖掘數(shù)據(jù)空間，是目前影像領域的研究熱點之一[34]。肺腫瘤影像組學的研究主要集中在CT。MR僅見于Wang等[35]研究報道了MRI的影像組學特征在肺部良惡性病變的鑒別診斷價值，為今后MR評估肺結節(jié)提供了新方向。

總 結

MR在肺結節(jié)檢出、隨診及診斷方面已顯示出其潛在臨床價值，但MR能否替代CT還尚無定論。基于目前的研究結果，肺部MRI具有和CT相當?shù)拿舾行院洼^低的假陽性率，是一種潛在、有效的篩查工具。但基于MR對<6 mm、亞實性及鈣化的肺結節(jié)敏感性較低，不建議對高風險人群進行僅MR的首輪篩查。而對于需要長期隨訪的患者，尤其是兒童、年輕女性和孕婦等，無輻射MRI是一種理想的可替代檢查方法。掃描方案建議采用多序列MR成像即一個T1-GRE或UTE序列與一個壓脂T2-FSE序列組合而成[2,4]；Star-VIBE及UTE有望替代傳統(tǒng)3D-GRE成為肺結節(jié)掃描的常規(guī)掃描序列；對于>1 cm的肺結節(jié)，應加入DWI序列。且最新的基于CT與MR的篩查試驗[36]證實MRI提供了和低劑量CT相似的成本效益和預期壽命。未來有待優(yōu)化及規(guī)范掃描序列，縮短檢查時間，使MR成為CT的無輻射替代成為可能。