間質(zhì)性肺炎MRI診斷研究進(jìn)展*

陳鑫輝,周智鵬

桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科(廣西桂林 541001)

目前高分辨率CT(high resolution CT，HRCT)已成為診斷間質(zhì)性肺炎(interstitial pneumonia，IP)的標(biāo)準(zhǔn)成像方法，并且常通過臨床-影像-病理多學(xué)科會(huì)議討論對(duì)IP作出診斷[1]。在病情急性加重期，CT的短期復(fù)查受到了限制，并且廣泛的治療會(huì)增加死亡的風(fēng)險(xiǎn)[2]。隨著磁共振技術(shù)愈發(fā)成熟，利用磁共振多參數(shù)功能成像及超短回波序列等進(jìn)行肺部檢查逐漸走進(jìn)人們的視野，并且圖像可與HRCT媲美[3]。而且在正常的肺結(jié)構(gòu)為黑色的背景下，病灶高信號(hào)的特點(diǎn)則更為突出，這對(duì)病灶結(jié)構(gòu)信號(hào)的分析更為容易。另外，由于磁共振無輻射的特點(diǎn)，孕婦及兒童更為迫切地需要磁共振進(jìn)行肺部檢查，使得肺部磁共振檢查為研究的熱點(diǎn)。

1 T1WI及T2WI成像

隨著磁共振技術(shù)的不斷發(fā)展，各項(xiàng)序列掃描速度變得更快，這使得磁共振檢查肺部需要患者配合屏氣時(shí)間大大縮短，如超短回波時(shí)間成像。若部分中晚期間質(zhì)性肺炎患者屏氣欠佳，需要某些技術(shù)延長屏氣時(shí)間，如使用鼻導(dǎo)管供氧等。有學(xué)者運(yùn)用了3-TMRI對(duì)具有免疫缺陷病毒陽性的兒童肺部影像學(xué)的診斷準(zhǔn)確性，使用T2WI、SSFP序列發(fā)現(xiàn)肺部結(jié)節(jié)(>4 mm)、胸腔積液、腫大淋巴結(jié)表現(xiàn)出100%的特異性，對(duì)于磨玻璃影的敏感度和特異度為75%和94.1%，對(duì)于支氣管擴(kuò)張的敏感度和特異度為75%和100%，即使由于患者呼吸困難產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng)偽影，但是CT和MRI圖像的一致性達(dá)到了100%[3-4]。但目前為止，T1WI在間質(zhì)性肺炎中所突出的作用尚較少，也有學(xué)者曾研究出纖維化的肺實(shí)質(zhì)T1值明顯長于肺氣腫患者，但目前T1WI序列尚主要用于增強(qiáng)序列上。

正常肺實(shí)質(zhì)由于在T2WI圖像上為深黑色的背景，在患者屏氣狀態(tài)下，病灶在T2WI上信號(hào)為高信號(hào)，則更突出病灶的顯示。目前常使用HASTE序列去檢查肺部疾病，在間質(zhì)性肺炎肺部病灶中由于肺泡和間質(zhì)存在炎癥，而炎癥與組織內(nèi)的代謝水分含量有關(guān)，而顯示出不同的信號(hào)強(qiáng)度；另一方面，由于在HRCT上炎癥和纖維化可能具有相似的表現(xiàn)(磨玻璃影)，這樣限制了CT檢測(cè)活動(dòng)性炎癥的區(qū)域[4]。因此需要識(shí)別這類區(qū)域而制定不同的用藥方案，從而個(gè)性化治療[5-6]。Buzan等[7]研究了磨玻璃影、網(wǎng)狀影、蜂窩影的T2 mapping值，他們發(fā)現(xiàn)這3種征象T2弛豫中位時(shí)間具有顯著不同，分別為66.5、74.3和79.5 ms，其原因?yàn)槭抢w維化組織中富含水分的組織和大分子數(shù)的增加。他還發(fā)現(xiàn)T2弛豫時(shí)間與質(zhì)子密度之間存在很強(qiáng)的正相關(guān)，而在UIP患者中的纖維化病灶中相關(guān)性則較弱，對(duì)此提出活動(dòng)性炎癥的病灶的T2弛豫時(shí)間增加，而此高信號(hào)強(qiáng)度病變的存在被認(rèn)為治療反應(yīng)和預(yù)后的有用指標(biāo)[8]。已有文獻(xiàn)報(bào)道，T2WI序列不僅對(duì)診斷間質(zhì)性肺疾病(interstitial lung disease，ILD)具有良好的診斷效能而且對(duì)肺部其他疾病也具有同樣的良效[9]。另發(fā)現(xiàn)3D-USV序列采集圖像優(yōu)于PETRA，在無需外部設(shè)備來補(bǔ)償呼吸運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的偽影情況下，就能進(jìn)行肺部的高分辨率成像，但在氣道的顯示方面其與PETRA序列相當(dāng)，但3D-USV成像清晰度與HRCT相當(dāng)[10]。

2 擴(kuò)散加權(quán)成像

擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging，DWI)是一種用于測(cè)量活組織內(nèi)水?dāng)U散運(yùn)動(dòng)的非侵入性技術(shù)，并且可反映出組織的生理和形態(tài)特征。DWI已用于肺癌、腎臟等分析[11-12]。近年來，已有學(xué)者使用DWI去評(píng)估囊性纖維化患者，DWI使用半定量評(píng)分系統(tǒng)評(píng)分，發(fā)現(xiàn)DWI信號(hào)強(qiáng)度與肺部囊性纖維化評(píng)分成正比，DWI的信號(hào)強(qiáng)度的高低與局部炎癥的嚴(yán)重程度成正比，據(jù)此作者具有兩種解釋，第一是檢查結(jié)構(gòu)的細(xì)胞差異性以及質(zhì)子運(yùn)動(dòng)受限的差異所致，第二是DWI信號(hào)強(qiáng)度的增加取決于炎癥內(nèi)毛細(xì)血管灌注的增加[13]。DWI對(duì)檢測(cè)ILD的活動(dòng)性病灶具有重要意義，具有監(jiān)測(cè)疾病和治療反饋的作用。

3 對(duì)比增強(qiáng)技術(shù)

對(duì)比增強(qiáng)技術(shù)在HRCT上使用于ILD的患者很少，因?yàn)榈鈱?duì)比劑不僅不會(huì)增加診斷ILD的敏感性和特異性，反而會(huì)增加患者所接受的輻射[14]。磁共振增強(qiáng)技術(shù)一般使用動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描(dynamic contrast-enhanced MR imaging，DCE-MRI)，該方法對(duì)腫瘤的血供特點(diǎn)可以準(zhǔn)確反映，診斷過程主要是取得毛細(xì)血管通透性、血流、重要生理學(xué)參數(shù)等信息。同理，此功能亦可應(yīng)用于間質(zhì)性肺炎患者。Yi等[15]研究了3.0T MRI使用對(duì)比增強(qiáng)技術(shù)在區(qū)分普通型間質(zhì)性肺炎和非特異性間質(zhì)性肺炎中炎癥和纖維化為主要病變的實(shí)用性，對(duì)增強(qiáng)模式前瞻性提出了三類改變：(1)“快進(jìn)快出”模式，在1～3 min時(shí)明顯強(qiáng)化，強(qiáng)化后迅速降低。(2)在整個(gè)動(dòng)態(tài)掃描中表現(xiàn)為輕微強(qiáng)化或無強(qiáng)化。(3)病灶呈延遲強(qiáng)化模式，在5～10 min內(nèi)出現(xiàn)明顯強(qiáng)化。他的研究表明：82%肺內(nèi)炎癥病灶表現(xiàn)為模式1，94%肺內(nèi)纖維化病灶表現(xiàn)為模式2或模式3。Lavelle等[16]也提出，肺纖維化病灶于晚期增強(qiáng)相比正常肺結(jié)構(gòu)強(qiáng)化信號(hào)明顯增高，信號(hào)增強(qiáng)了204.8%。另Mirsadraee等[17]研究了IPF和健康志愿者在注入軋對(duì)比劑后的T1信號(hào)特征，不僅發(fā)現(xiàn)了肺纖維化病灶的對(duì)比劑吸收延遲，而且IPF患者在平掃時(shí)的肺部結(jié)構(gòu)及相應(yīng)T1值表現(xiàn)為正常的時(shí)候，在通過增強(qiáng)后也可以發(fā)現(xiàn)吸收延遲，這表明間質(zhì)性肺炎患者的肺部病灶在形態(tài)學(xué)改變之前可以檢測(cè)到早期的灌注改變。Gaeta等[18]研究了25例慢性浸潤性肺疾病患者軋劑MRI增強(qiáng)在疾病活動(dòng)中的評(píng)估作用，他們認(rèn)為軋劑增強(qiáng)可能與疾病的活動(dòng)性相關(guān)，對(duì)此的解釋是肺纖維化損壞了毛細(xì)血管導(dǎo)致對(duì)比劑滲入肺間質(zhì)和肺泡間隙；還有解釋為釓分子可以通過毛細(xì)血管內(nèi)皮自由擴(kuò)散到肺間質(zhì)的血管外間隙，然后再進(jìn)入血管內(nèi)間隙，而炎癥為主的病變表現(xiàn)為血管外間質(zhì)增加、血管生成增加；而纖維化為主的病變可能是由于纖維化破壞了肺間質(zhì)微血管的結(jié)果[15]。

4 氣體增強(qiáng)技術(shù)

Young等[19]首先研究應(yīng)用氧氣作順磁性對(duì)比劑。氧氣作為一種弱的順磁性物質(zhì)，它產(chǎn)生的局部磁場能縮短鄰近血液內(nèi)氫核的馳豫時(shí)間，能明顯縮短T1值，吸入純氧也可以延長T2值[20]。據(jù)此，可使用氧增強(qiáng)MRI評(píng)估肺部區(qū)域內(nèi)肺泡-毛細(xì)血管的氣體交換能力以及擴(kuò)散能力，且局部結(jié)構(gòu)缺氧常是預(yù)后不良的因素[21]。Molinari等[22]研究肺部MRI的氧氣增強(qiáng)在ILD肺功能的定量評(píng)估中可能存在潛在的作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)氧增強(qiáng)MRI與肺功能檢查(pulmonary function test，PFT)之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Ohno等[23]發(fā)現(xiàn)氧氣增強(qiáng)MRI圖像可確定結(jié)締組織相關(guān)性間質(zhì)性肺疾病肺功能降低、疾病嚴(yán)重程度與HRCT圖像差異不大。氧氣增強(qiáng)MRI是一種廉價(jià)且安全的技術(shù)，但它掃描時(shí)間長、信噪比較差，且對(duì)部分患者可能存在不穩(wěn)定的有害因素，目前僅在少數(shù)患者上研究進(jìn)行[24-25]。目前最有研究潛力的是使用超極化氣體[如氦氣(He)或氙氣(Xe)]，使用它成像可以較為清晰觀察肺通氣情況及肺部細(xì)微結(jié)構(gòu)，主要是由于這些氣體的超極化會(huì)增加磁化強(qiáng)度，從而使它們可用作氣態(tài)對(duì)比劑對(duì)氣道及肺實(shí)質(zhì)成像[26]。已有MRI使用氦氣去診斷慢性阻塞性肺疾病、哮喘和囊性纖維化等疾病，但氦氣成本高，使人們難以接受。在另一方面，已有研究證明使用MRI的129Xe增強(qiáng)是一種掃描迅速且患者能較好的耐受技術(shù)，可以評(píng)估肺部細(xì)微結(jié)構(gòu)氣體交換情況，且成像質(zhì)量較高[27]。129Xe在肺部擴(kuò)散每個(gè)組織(如間質(zhì)組織、毛細(xì)血管內(nèi)皮等)呈現(xiàn)出不同的共振頻率，可以通過MR光譜法進(jìn)行測(cè)量。目前，已有學(xué)者利用這些特性，使用129XeMRI對(duì)IPF進(jìn)行評(píng)估，這提供了肺纖維化區(qū)域的氣體交換受限的信息[28]。在Wang等[29]研究中，他們發(fā)現(xiàn)特發(fā)性肺纖維化患者相比健康人通過肺泡上皮屏障和肺血管內(nèi)皮屏障的氣體RBC中的129Xe吸收信號(hào)顯著降低，這反映了纖維化患者肺間質(zhì)增厚和氣體交換降低。Weatherley等[30]通過12個(gè)月隨訪IPF患者，發(fā)現(xiàn)129Xe MR光譜可能對(duì)診斷和監(jiān)測(cè)IPF疾病進(jìn)展的作用。

5 相位對(duì)比磁共振成像

相位對(duì)比磁共振成像(phase-contrast magnetic resonatnce imaging，PC-MRI)可以在無對(duì)比劑的情況下無創(chuàng)地評(píng)估血流動(dòng)力學(xué)，并早已被使用于評(píng)估肺動(dòng)脈高壓[31]。間質(zhì)性肺炎患者可能由于低氧血癥、肺血管收縮等多種機(jī)制會(huì)引起肺動(dòng)脈高壓，而肺動(dòng)脈高壓又會(huì)使病情復(fù)雜化[32]。通常，只有在肺有效血管流量在在減少1/3后，肺動(dòng)脈壓才開始升高。而肺動(dòng)脈高壓會(huì)增加ILD患者病死率。在ILD中，肺體積隨著肺纖維化的進(jìn)展而逐漸減少，肺活量的減少與疾病嚴(yán)重程度和預(yù)后相關(guān)。Tsuchiya等[33]學(xué)者將ILD患者進(jìn)行了PC-MRI檢測(cè)，將檢測(cè)到的肺血流減少與肺容量的減少和通過薄層CT得出的肺纖維化相關(guān)聯(lián)，研究表明，無論有無肺動(dòng)脈高壓，肺纖維化的進(jìn)展與ILD患者的肺血流量減少有關(guān)，據(jù)推測(cè)，此種現(xiàn)象主要是由于肺小動(dòng)脈阻力增加。他還發(fā)現(xiàn)通過PC-MRI的檢測(cè)，ILD的病死率與右心輸出量的減少、肺動(dòng)脈相對(duì)面積的減少有關(guān)[34]。

6 磁共振彈性成像

磁共振彈性成像(magnetic resonance elastography，MRE)是用來定量測(cè)量組織力學(xué)特性的非創(chuàng)傷性的一種成像方法，它被稱為“影像觸診”。肺部的彈性力與ILD患者的肺纖維化的有關(guān)，在呼吸時(shí)，胸部肌肉擴(kuò)張胸廓時(shí)的工作量增加，會(huì)導(dǎo)致肺部容積降低。另纖維化的ILD患者膈肌功能理應(yīng)降低。該信息可用于監(jiān)測(cè)ILD患者的肺功能，并可用作肺移植預(yù)后和適應(yīng)證的指標(biāo)。而早在2002年已有Iwasawa等[35]使用MRI檢測(cè)肺氣腫患者與膈肌的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在深呼吸時(shí)與膈肌的正常運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了矛盾。另膈肌功能在神經(jīng)肌肉疾病也顯得十分重要，在神經(jīng)肌肉疾病中使用MRE監(jiān)測(cè)膈肌功能以評(píng)估治療效果[36]。但目前為止，使用MRE對(duì)ILD患者的檢測(cè)尚較為少見。Marinelli等[37]研究了MRE成像在定量評(píng)估肺纖維化中的作用，他使用了MRE評(píng)估了15例ILD患者和11例健康志愿者的肺切變剛度學(xué)差異。在進(jìn)行掃描前均進(jìn)行肺活量的測(cè)定。他這項(xiàng)研究表明，通過MRE測(cè)量的ILD患者的肺部抗剪切剛度與健康人存在明顯差異，ILD患者的肺部硬度比健康人要高，肺的硬度隨著肺內(nèi)壓的增高而增高。

7 展望

HRCT目前仍是診斷ILD的主要手段，但在評(píng)估ILD疾病的進(jìn)展及治療效果缺乏敏銳的監(jiān)測(cè)能力。盡管目前ILD患者的MRI圖像空間分辨率不及HRCT圖像，但是MRI通過多序列檢測(cè)IP患者肺內(nèi)的病灶，從而顯示不同的信號(hào)能更具體地提供給放射科醫(yī)師進(jìn)行診斷。在未來，我們使用MRI不僅能對(duì)IP患者作出診斷，還可作出更為全面的補(bǔ)充診斷，如目前間質(zhì)性肺炎處于活動(dòng)性或靜止性、分辨在HRCT上顯示為磨玻璃的組織為纖維灶或炎性病灶、通過功能成像直觀地顯示病灶供血情況以及敏銳地監(jiān)測(cè)藥物療效等。這些假設(shè)均需要我們進(jìn)一步研究加以確定。