探討3.0T磁共振UTE序列對肺結節的顯示能力：與CT圖像對比

王福南，朱柳紅，周建軍

隨著肺癌的發病率和死亡率逐漸升高，國際肺癌篩查協會(National Lung Screening Trial，NLST)[1]出臺了肺癌篩查的指導方案，隨著CT肺部篩查的推廣，肺結節的發現逐漸增多，但因CT具有輻射，其造成的誘導癌變也越來越受到人們的重視[2]，不利于長期隨訪檢查。MR具有軟組織分辨力高，無輻射等特點，擁有較明顯的優勢，但是MRI在肺部的應用一直受到質子密度低、T2信號衰減迅速等因素影響，其臨床應用較為局限。隨著MR技術發展，尤其是掃描序列的改進，已有不少學者探討過MR檢查肺部相關疾病的圖像質量及診斷研究[3-4]。尤其是超短回波時間(ultrashort echo time，UTE)技術的發展，其特點為回波時間可以縮短到微秒級別(32 μs)，在質子的磁共振信號剛剛衰減初期即采集信號，特別適用于質子含量低、磁場不均勻的器官(如肺組織)的磁共振成像[5-7]。因此，本研究主要通過3.0T MR 的UTE成像與常規劑量CT 平掃進行對比，探討UTE-MRI對肺結節顯示的能力，分析其在肺結節的臨床應用價值。

材料與方法

1.研究對象

搜集本院2019年4月- 11月行胸部CT檢查發現肺結節的患者的影像資料，對所有所有符合納入標準的患者行MR檢查，所有MR掃描均采用橫軸面UTE序列。根據既往研究，UTE在4 mm以上結節敏感性較高，且臨床意義較高[8-11]，故此次研究未將4 mm以下結節納入其中。患者入選標準：①肺部CT掃描發現單發或多發4～30 mm肺結節；②能夠很好配合掃描方案完成掃描，圖像質量優良(配合不佳的患者不予考慮)；③無其它肺部基礎疾病如肺氣腫等；④CT與MRI檢查時間間隔<3天。最終納入31例患者，男20 例，女11 例，年齡29～70 歲，平均(59.20±9.95)歲。所有患者檢查前均簽署了知情同意書，本研究獲得本院倫理委員會批準。

2.檢查方法

CT檢查：采用聯影uCT 64層螺旋CT 掃描儀。所有患者掃描前行平靜呼吸訓練，均采取仰臥位，足先進，雙上肢上舉，掃描范圍自肺尖至肺底。掃描參數：層厚5.0 mm，層間距5.0 mm，重建2 mm層厚，螺距1.375，管電壓120 kV，自動管電流技術。

MRI檢查 ：采用GE Healthcare HD 7503.0T MR 掃描儀(Waukesha，USA)，患者均取仰臥位，足先進，采用體表線圈，掃描前行平靜規律呼吸訓練，以CT發現肺結節病灶區進行掃描，掃描序列：橫軸面呼吸門控雙回波UTE，TR 70 ms，TE 0.032 ms，回波鏈長度(echo train length，ETL)16，層厚2.0 mm，層間隔1.0 mm，矩陣512 × 512，掃描層數約20層，掃描時間約3 min 54 s。

3.圖像解讀及后處理

由2名具有10年以上肺結節診斷經驗的放射科醫師讀片，先對MR成像進行雙盲法分析，1周后再分別觀察CT上病灶征象并記錄，對征象分析觀察結果不一致時，通過協商討論。

在磁共振UTE序列和CT圖像上分別記錄肺結節的檢出數目，然后分別觀察其影像征象，主要觀察征象包括：分葉征、毛刺征、胸膜牽拉征、內部結構特征。在肺窗上觀察病灶的數量、分葉征、毛刺征及胸膜牽拉征，在縱隔窗上觀察病灶內特征。MRI 圖像觀察均在適當調整窗寬的UTE序列上觀察。“分葉征”[12]為結節整體見多個弧狀凸起，相間為凹入而形成分葉狀。“毛刺征”[13-15]是指肺窗顯示的結節邊緣不一致的棘狀或毛刺樣突起。“胸膜凹陷征”[16]為肺結節與胸膜之間的線狀影，可伴有相鄰臟層胸膜三角形或喇叭狀突起。

4.統計學分析

采用SPSS 21.0軟件進行統計學分析，計數資料采用χ2檢驗，以P<0.05為差異具有統計學意義。

結 果

1.CT及UTE顯示的病灶數量

31例患者中，CT發現肺結節41枚，其中實性結節為30枚(占總數73%)，亞實性結節6枚，磨玻璃結節5枚，UTE顯示結節數量為40枚(圖1)，其中實性結節為30枚，亞實性結節6枚，磨玻璃結節4枚。以CT為金標準，肺結節在UTE的檢出率為97.5%，接近CT。

2.CT及UTE對分葉、毛刺、內部結構、鄰近胸膜凹陷的顯示

UTE對分葉征的檢出率為96.5%，幾乎接近金標準CT圖像(圖2)，兩者之間差異無統計學意義(P=1)。UTE對病灶中心不均質性改變顯示率高于CT，差異具有統計學意義(P=0.004)，UTE提示病灶中心結構信號不均，而CT平掃僅顯示均勻密度(圖3)。UTE顯示毛刺征數量低于CT，差異無統計學意義(P=0.063)，UTE對于5例較細毛刺顯示欠清，而對15 例較粗大毛刺顯示與CT相似(圖4a、b)。UTE顯示胸膜牽拉數量高于CT，差異無統計學意義(P=0.500)，見表1。2 例UTE圖像發現相鄰胸膜下線樣高信號(圖4)。

討 論

近年來，隨著3.0T MRI技術的逐漸成熟與廣泛應用，其在圖像的信噪比、組織對比度、化學位移分辨率及磁敏感度等方面均有較明顯的提升，能夠更加清晰顯示正常解剖結構，更好地檢出病變組織。同時，為了減少呼吸動脈及心跳運動偽影，呼吸門控與心電觸發技術的使用，使得肺部MRI的應用日益增多。肺組織主要含有較多氣體，T2時間非常短，信號采集受限，常規MR序列采集不清甚至采集不到短T2組織的圖像。為了采集短T2成分，近些年來UTE序列得到了較快發展，該序列主要用于采集短T2成分，原理上是利用其超短的TE值(32 μs)在物質短T2成分的MR 信號快速衰減至零前迅速采集，這是傳統MR無法做到的，因此采用UTE序列可以取得較好的成像效果，這是醫學影像領域的一個重大突破，其廣泛應用具有重要的臨床意義和廣闊的前景。如，Ohno等[17]研究UTE 序列在肺結節的檢出率，與薄層常規劑量CT相比，常規CT檢出率為92.0%，而UTE 序列檢出率為91.5%，兩者差異無統計學意義。有研究表明，MRI對于直徑>8 mm肺結節的敏感度高達100% ，且取得與CT相似的結果[18]，但其研究僅限于8 mm以上，且其廣泛臨床應用尚未得到驗證。

圖1 左肺上葉小結節。a)CT圖像示左肺上葉小結節(箭)，長徑約5 mm；b)UTE圖像示左肺上葉小結節與CT上相似(箭)。 圖2 左肺上葉肺癌。a)CT示腫塊呈深分葉(箭)；b)UTE亦可清晰顯示深分葉征(箭)。 圖3 左肺上葉肺癌。a)CT顯示病灶中央實性成分低密度影；b)UTE圖像顯示信號高低不一致。 圖4 右肺下葉肺癌。a)CT顯示病灶邊緣毛刺征(箭)；b)UTE圖像亦可顯示毛刺征(箭)，另病灶鄰近胸膜見線樣高信號(箭頭)，胸膜受累可能；c)CT縱隔窗鄰近胸膜未見異常密度(箭)。

表1 CT及UTE對肺結節形態特征的檢出數 (個)

本研究結果顯示，與CT對比，磁共振UTE序列對于肺內4 mm以上結節的顯示率達97.5%，高于相關文獻(95.7%)[19]。在分葉征的顯示方面，UTE序列(28枚)與CT(29枚)幾乎一致，檢出率約達96.6%，這與既往研究一致[20]，而毛刺征的顯示方面，CT(20枚)卻高于UTE(15枚)，但差異不具有統計學意義，分析其主要的原因：其一與病灶較小且邊緣密度較低，容易受呼吸運動偽影干擾有關；其二可能由于患者在進行兩種檢查時呼吸狀態不同，CT圖像為吸氣末成像，而UTE成像為自由呼氣末成像，既往研究證實，對比CT圖像在呼吸末及吸氣末采集將影響結節細微結構，尤其是對于磨玻璃結節影響高于實性結節，故兩者顯示可能存在不一致，但因UTE-MRI使用呼吸門控，故對于無法憋氣患者或嬰兒等有較便利應用[21-22]。

UTE圖像結節內部信號較混雜有19枚，而在CT 上僅10枚，余均表現常為較均一的等密度或稍低密度，差異具有統計學意義。主要由于磁共振UTE成像具有較高軟組織分辨率，對病灶內如出現出血、壞死、粘液變性或纖維成分敏感性高于CT，這有利于結節性質的精準判定，也為今后腫瘤早期治療療效評價提供一種可能。

既往研究發現[23]，胸膜牽拉征形成的主要基礎是腫瘤內瘢痕，進而還與腫瘤所引起肺部節段性不張導致臟層胸膜凹陷有關。本研究中UTE和CT在胸膜牽拉方面，差異不具有統計學意義，但是UTE顯示(11個)稍高于CT(9個)，主要原因分析為UTE對水的信號顯示較CT 敏感，肖湘生等[24]研究證實胸膜凹陷區的成分為水，故輕度胸膜凹陷在CT上顯示欠佳。

綜上，通過此次研究發現，3.0T MRI-UTE序列圖像在肺結節檢出及影像特征的顯示能力，已接近于金標準的常規胸部CT檢查，為今后無輻射肺結節篩查及隨訪提供了廣闊的前景。但該研究仍存在一定限制：第一，肺腫瘤性質部分未得到病理結果，今后將增加確診腫瘤的例數來進行病灶各種征象顯示的研究；第二，未進行UTE全肺掃描，因需要較多時間，今后將通過優化參數，減少掃描時間，得到全肺掃描UTE圖像；第三，因此次研究磨玻璃結節數量偏少，未對其單獨分類研究，今后增加磨玻璃結節病例采集；第四，直徑小于4 mm的結節未納入本次研究，今后將擴大研究范圍，納入更多結節。