肺癌MRI的應(yīng)用進(jìn)展

劉 偉，嵇 鳴

(復(fù)旦大學(xué)附屬華東醫(yī)院，上海200040)

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，肺臟缺乏氫質(zhì)子，其MRI圖像信噪比較低，加之空氣—組織界面產(chǎn)生的磁敏感偽影與呼吸、心臟搏動偽影，不適合行MRI檢查。肺部疾病的診斷首選X線與CT檢查。隨著MRI技術(shù)的進(jìn)步，迄今已有許多關(guān)于肺臟MRI的研究報(bào)道。本文就MRI在肺癌的應(yīng)用展開綜述。

1 肺臟MRI成像的發(fā)展

早期肺臟MRI成像研究磁共振掃描儀場強(qiáng)較低(0.5T以下)，信號采集速度較慢，圖像信噪比較低，掃描方式多以平掃為主。研究僅局限于形態(tài)學(xué)改變，觀察病灶的信號強(qiáng)度，明確液化、壞死程度［1］。中央型肺癌MRI尚能區(qū)分腫塊與肺不張、阻塞性炎癥［2］。周圍型肺癌MRI顯示病灶形態(tài)學(xué)征象遠(yuǎn)不及CT清晰。故早期肺癌MRI處于輔助地位，僅為CT提供額外的診斷信息。在CT明確診斷的基礎(chǔ)上，判定肺癌對縱隔、大血管的侵犯情況［3］。其后隨著技術(shù)的進(jìn)步，特別是快速掃描序列的應(yīng)用，使得MRI檢測肺臟病變的能力提高。有研究報(bào)道［4］，半傅立葉采集單次激勵快速自旋回波成像(HASTE)檢查直徑小于3 mm的肺結(jié)節(jié)敏感性為73%、3～5 mm 為86.3%、6 ～10 mm 為 95.7%、＞10 mm的結(jié)節(jié)敏感性為100%，HASTE能有效檢測5 mm以上的肺結(jié)節(jié)。該序列信號采集速度快，受呼吸及心臟搏動影響小。近年來高場強(qiáng)MRI投入臨床使用，圖像質(zhì)量與成像速度均顯著提高。有研究報(bào)道，3.0T MRI對顯示周圍型肺癌病灶部位、形態(tài)、大小、腫瘤內(nèi)部結(jié)構(gòu)及鄰近胸膜改變的顯示能力與CT比較無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，3.0T MRI可較好地顯示周圍型肺癌的大部分征象［5］。注入對比劑，采用二維或三維的梯度回波序列進(jìn)行增強(qiáng)掃描，可顯示肺癌的強(qiáng)化特征，提供更多、更重要的信息。多期動態(tài)增強(qiáng)掃描則可對病變進(jìn)行灌注成像，觀察腫瘤微血管情況，評估腫瘤血管的生成狀態(tài)［6］。此外，近年來已有肺臟功能磁共振成像(DWI、MRS)研究的相關(guān)報(bào)道。綜上，成像技術(shù)的發(fā)展已使MRI逐步應(yīng)用于肺癌的診斷。

2 肺癌MRI的診斷

肺臟缺乏氫質(zhì)子，T1WI、T2WI信號缺失，故不能以肺組織本身作為判定肺癌信號強(qiáng)度高低的參照物。通常以胸壁脂肪、肌肉或同層的椎體作為標(biāo)準(zhǔn)參照物。有文獻(xiàn)認(rèn)為以脂肪為背景可能將肺癌信號統(tǒng)計(jì)偏低;以肌肉為背景則可能使信號統(tǒng)計(jì)偏高;以同層椎體為背景，椎體信號介于脂肪與肌肉之間，且信號強(qiáng)度相對穩(wěn)定，可將肺癌的信號分出更多的層次。故該文獻(xiàn)推薦將胸椎椎體作為參照物［7］。僅憑信號強(qiáng)度無法鑒別病變的良惡性，但在某種程度上信號強(qiáng)度能反映肺癌的病理組織學(xué)特征，鑒別實(shí)質(zhì)性腫塊與壞死、纖維組織和阻塞性病變。鱗癌易發(fā)生壞死液化，在T2WI上表現(xiàn)為稍高信號中有更高信號。腺癌腺腔相對集中或黏液分泌較多的區(qū)域，在T2WI上表現(xiàn)為“小簇狀”高信號或不均勻稍高信號。瘤內(nèi)有纖維分隔，則表現(xiàn)為稍高信號中有線條狀低信號［8］。良惡性病變增強(qiáng)后的強(qiáng)化表現(xiàn)是不同的。球形肺不張呈均勻明顯強(qiáng)化;結(jié)核病灶呈現(xiàn)環(huán)形強(qiáng)化，中央?yún)^(qū)域無強(qiáng)化;肺癌除邊緣出現(xiàn)環(huán)形強(qiáng)化外，中央?yún)^(qū)域亦有強(qiáng)化［9］。

3 肺癌動態(tài)增強(qiáng)掃描(DCE-MRI)

應(yīng)用快速梯度回波序列(FLASH、SPGR、VIBE、LAVA)可實(shí)現(xiàn)肺癌的多期動態(tài)增強(qiáng)掃描，評估腫瘤微血管生成狀況。有研究對48例肺癌行動態(tài)增強(qiáng)掃描，發(fā)現(xiàn)最大增強(qiáng)線性斜率(SS)、增強(qiáng)峰值(PH)及增強(qiáng)后第1、2、4 min時(shí)信號強(qiáng)度改變率(E1、E2、E4)等各項(xiàng)參數(shù)與肺癌的微血管密度(MVD)呈明顯正相關(guān)，表明肺癌MRI動態(tài)增強(qiáng)模式與腫瘤血管生成有良好的相關(guān)性［6］。由于良惡性病變微血管改變是不同的，故動態(tài)增強(qiáng)掃描可用于肺癌的診斷與鑒別診斷。有研究報(bào)道［10］，肺癌的最大強(qiáng)化率與增強(qiáng)斜率大于結(jié)核及錯構(gòu)瘤，小于機(jī)化性肺炎。以最大強(qiáng)化率110%為閾值，診斷敏感性、特異性分別為63%、74%;以增強(qiáng)斜率13.5%為閾值，敏感性、特異性分別為94%、96%。對51例肺部病例(良性24例、惡性27例)行動態(tài)增強(qiáng)掃描，并將時(shí)間—信號強(qiáng)度曲線分為4型:A型(速升—下降型)、B型(速升—平臺型)、C型(速升—緩升型)和D型(持續(xù)低平型)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)A型僅見于惡性病變，良性病變則以C、D型為主。惡性病變強(qiáng)化顯著，早期即達(dá)峰值，隨后對比劑流出，信號強(qiáng)度下降;良性病變信號強(qiáng)度呈緩慢持續(xù)增加，無明顯峰值形成［11］。良惡性病變動態(tài)增強(qiáng)表現(xiàn)是不同的，結(jié)合形態(tài)學(xué)征象與動態(tài)增強(qiáng)表現(xiàn)則可進(jìn)一步提高診斷準(zhǔn)確率。

此外，動態(tài)增強(qiáng)成像可以用于肺癌治療后療效的評估。對于肺癌術(shù)后病例，MRI能較好地區(qū)分腫瘤復(fù)發(fā)與術(shù)后纖維化改變。通常纖維化改變呈低信號，增強(qiáng)后無強(qiáng)化。保守治療的病例中，常規(guī)方法為觀察病灶的形態(tài)學(xué)改變(主要為治療前后病灶體積的變化)，DCE-MRI可以從微血管層面揭示病灶治療前后的變化，其變化要早于形態(tài)學(xué)改變。有研究顯示［12］，肺癌治療后與治療前相比，強(qiáng)化峰值減低，最大強(qiáng)化率減小，強(qiáng)化方式亦產(chǎn)生變化。部分病灶治療前為快進(jìn)快出型的強(qiáng)化方式，治療后則為持續(xù)強(qiáng)化型。MRI可通過治療前后各項(xiàng)強(qiáng)化參數(shù)的變化來評估肺癌的治療效果。

4 肺癌彌散加權(quán)成像(DWI)

彌散加權(quán)成像作為一種功能成像，通過觀測水分子在微觀狀態(tài)下的運(yùn)動狀況揭示病變，已在腦、肝臟、前列腺、乳腺等許多臟器中應(yīng)用。迄今亦有關(guān)于肺臟DWI的研究報(bào)道。DWI信號強(qiáng)度的判斷以胸壁肌肉或胸椎為參照物。胸椎體積較小，DWI變形較嚴(yán)重，高b值時(shí)易造成信號缺失，信號強(qiáng)度測量不準(zhǔn);而胸壁肌肉面積較大，可以選取較大的感興趣區(qū)進(jìn)行測量。故以胸壁肌肉作為參照物更為實(shí)用［13］。DWI肺癌腫塊表現(xiàn)為高信號腫塊，伴壞死時(shí)信號不均勻，壞死區(qū)呈低信號，遠(yuǎn)端阻塞性炎癥或不張可呈稍高、等信號，以此鑒別病變的不同構(gòu)成。有文獻(xiàn)報(bào)道［14］，DWI鑒別肺癌與肺不張的能力優(yōu)于增強(qiáng)CT，兩者 ADC值分別為(1.48±0.56)×10－3mm2/s、(2.91±0.66)×10－3mm2/s，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。部分病例T2WI無法鑒別在DWI能夠鑒別。DWI鑒別病變良惡性的報(bào)道在其他臟器已有許多。DWI亦可鑒別肺臟良惡性病變。有研究報(bào)道［15］，62例肺內(nèi)惡性腫瘤和實(shí)性良性病變(共66個病灶)行DWI檢查，b值為0、500 s/mm2。惡性病變和良性病變 ADC 值分別為(1.256±0.320)×10－3mm2/s、(1.648 ±0.416)×10－3mm2/s，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以ADC值1.400×10－3mm2/s作為閾值，敏感性和特異性分別為83.3%和74.1%。該文獻(xiàn)同時(shí)報(bào)道，小細(xì)胞肺癌 ADC值為(1.064±0.196)×10－3mm2/s，低于非小細(xì)胞肺癌的 ADC值(1.321±0.335)× 10－3mm2/s。另有報(bào)道［16］30 例肺癌(鱗癌13例、腺癌11例、大細(xì)胞癌3例、小細(xì)胞癌3例)，鱗癌 (1.63 ±0.50)×10－3mm2/s，腺癌(2.12±0.60)× 10－3mm2/s，大細(xì)胞癌(1.30 ± 0.40)×10－3mm2/s，小細(xì)胞癌(2.09 ±0.30)×10－3mm2/s。上述文獻(xiàn)不同病理類型肺癌的ADC值雖不盡相同，但均認(rèn)為ADC值與腫瘤細(xì)胞的密集程度及分化程度有關(guān)。細(xì)胞密集程度越高，ADC值越大。細(xì)胞分化越好，ADC值越大。但目前肺臟DWI成像存在一定限度，因其受磁敏感偽影影響更加顯著，加之圖像自身易變形、失真，不利于病灶特別是小病灶的顯示。文獻(xiàn)報(bào)道［17］，與 CT對照，DWI發(fā)現(xiàn)6～9 mm小結(jié)節(jié)的檢出率為86.4%，10 mm以上的結(jié)節(jié)為97%，而5 mm以下的小結(jié)節(jié)僅為43.8%。故肺臟DWI在提高圖像質(zhì)量優(yōu)化成像參數(shù)方面尚需要繼續(xù)深入研究。

5 肺癌波譜成像(MRS)

磁共振波譜成像是活體情況下檢測物質(zhì)代謝及生化物質(zhì)含量的無創(chuàng)性檢查技術(shù)，已應(yīng)用于腦、前列腺等臟器。肺臟波譜成像的報(bào)道較少。曾有文獻(xiàn)［18］對69例肺結(jié)節(jié)(肺癌44例、炎性結(jié)節(jié)8例、結(jié)核球10例、錯構(gòu)瘤7例)行MRS檢查，對其中10例病變的術(shù)后標(biāo)本另行MRS檢查，統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn)，膽堿(Cho)含量惡性結(jié)節(jié)組明顯高于炎性結(jié)節(jié)、結(jié)核球及錯構(gòu)瘤組。膽堿與肌酸比值(Cho/Cr)惡性結(jié)節(jié)組亦明顯高于良性組結(jié)節(jié)。Cho升高、Cho/Cr增加可作為惡性結(jié)節(jié)的波譜特征，有助于鑒別良惡性肺結(jié)節(jié)。10例手術(shù)標(biāo)本MRS檢測結(jié)果與術(shù)前MRS檢測結(jié)果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。作者認(rèn)為活體肺結(jié)節(jié)MRS檢測結(jié)果可靠，具有可行性。但該研究病例普遍存在MRS基線波動相對較大、干擾波相對較多的現(xiàn)象，作者認(rèn)為仍需開發(fā)MRS檢查新技術(shù)以消除呼吸、心臟搏動的影響。

目前為止，CT仍為診斷胸部疾病的首要檢查方法，肺臟MRI可補(bǔ)充診斷信息，肺癌MRI有自身優(yōu)勢［19］:MRI可明確區(qū)分肺癌腫塊與阻塞性肺炎、肺不張，檢測微量胸腔積液，它較CT能更準(zhǔn)確的判定腫塊對胸膜、胸壁的侵犯。MRI無輻射性，對于碘過敏不能行CT增強(qiáng)的患者，MRI無需造影劑即可區(qū)分血管與淋巴結(jié)，充分顯示肺門、縱隔的解剖結(jié)構(gòu)，判定肺門或縱隔是否有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和周圍結(jié)構(gòu)侵犯。

肺臟MRI尚處于研究階段，隨著技術(shù)的發(fā)展，有望引入磁化率的氙氣，使含氣肺組織產(chǎn)生較大的靜磁化，產(chǎn)生高信號的肺造影圖像，解決肺組織質(zhì)子密度不足的問題［20］。此外，肺臟MRI技術(shù)亦日趨成熟，肺癌MRI的臨床應(yīng)用價(jià)值會日益顯現(xiàn)。

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