肺癌MRI的应用进展

刘 伟，嵇 鸣

(复旦大学附属华东医院，上海200040)

传统观点认为，肺脏缺乏氢质子，其MRI图像信噪比较低，加之空气—组织界面产生的磁敏感伪影与呼吸、心脏搏动伪影，不适合行MRI检查。肺部疾病的诊断首选X线与CT检查。随着MRI技术的进步，迄今已有许多关于肺脏MRI的研究报道。本文就MRI在肺癌的应用展开综述。

1 肺脏MRI成像的发展

早期肺脏MRI成像研究磁共振扫描仪场强较低(0.5T以下)，信号采集速度较慢，图像信噪比较低，扫描方式多以平扫为主。研究仅局限于形态学改变，观察病灶的信号强度，明确液化、坏死程度［1］。中央型肺癌MRI尚能区分肿块与肺不张、阻塞性炎症［2］。周围型肺癌MRI显示病灶形态学征象远不及CT清晰。故早期肺癌MRI处于辅助地位，仅为CT提供额外的诊断信息。在CT明确诊断的基础上，判定肺癌对纵隔、大血管的侵犯情况［3］。其后随着技术的进步，特别是快速扫描序列的应用，使得MRI检测肺脏病变的能力提高。有研究报道［4］，半傅立叶采集单次激励快速自旋回波成像(HASTE)检查直径小于3 mm的肺结节敏感性为73%、3～5 mm 为86.3%、6 ～10 mm 为 95.7%、＞10 mm的结节敏感性为100%，HASTE能有效检测5 mm以上的肺结节。该序列信号采集速度快，受呼吸及心脏搏动影响小。近年来高场强MRI投入临床使用，图像质量与成像速度均显著提高。有研究报道，3.0T MRI对显示周围型肺癌病灶部位、形态、大小、肿瘤内部结构及邻近胸膜改变的显示能力与CT比较无明显统计学差异，3.0T MRI可较好地显示周围型肺癌的大部分征象［5］。注入对比剂，采用二维或三维的梯度回波序列进行增强扫描，可显示肺癌的强化特征，提供更多、更重要的信息。多期动态增强扫描则可对病变进行灌注成像，观察肿瘤微血管情况，评估肿瘤血管的生成状态［6］。此外，近年来已有肺脏功能磁共振成像(DWI、MRS)研究的相关报道。综上，成像技术的发展已使MRI逐步应用于肺癌的诊断。

2 肺癌MRI的诊断

肺脏缺乏氢质子，T1WI、T2WI信号缺失，故不能以肺组织本身作为判定肺癌信号强度高低的参照物。通常以胸壁脂肪、肌肉或同层的椎体作为标准参照物。有文献认为以脂肪为背景可能将肺癌信号统计偏低;以肌肉为背景则可能使信号统计偏高;以同层椎体为背景，椎体信号介于脂肪与肌肉之间，且信号强度相对稳定，可将肺癌的信号分出更多的层次。故该文献推荐将胸椎椎体作为参照物［7］。仅凭信号强度无法鉴别病变的良恶性，但在某种程度上信号强度能反映肺癌的病理组织学特征，鉴别实质性肿块与坏死、纤维组织和阻塞性病变。鳞癌易发生坏死液化，在T2WI上表现为稍高信号中有更高信号。腺癌腺腔相对集中或黏液分泌较多的区域，在T2WI上表现为“小簇状”高信号或不均匀稍高信号。瘤内有纤维分隔，则表现为稍高信号中有线条状低信号［8］。良恶性病变增强后的强化表现是不同的。球形肺不张呈均匀明显强化;结核病灶呈现环形强化，中央区域无强化;肺癌除边缘出现环形强化外，中央区域亦有强化［9］。

3 肺癌动态增强扫描(DCE-MRI)

应用快速梯度回波序列(FLASH、SPGR、VIBE、LAVA)可实现肺癌的多期动态增强扫描，评估肿瘤微血管生成状况。有研究对48例肺癌行动态增强扫描，发现最大增强线性斜率(SS)、增强峰值(PH)及增强后第1、2、4 min时信号强度改变率(E1、E2、E4)等各项参数与肺癌的微血管密度(MVD)呈明显正相关，表明肺癌MRI动态增强模式与肿瘤血管生成有良好的相关性［6］。由于良恶性病变微血管改变是不同的，故动态增强扫描可用于肺癌的诊断与鉴别诊断。有研究报道［10］，肺癌的最大强化率与增强斜率大于结核及错构瘤，小于机化性肺炎。以最大强化率110%为阈值，诊断敏感性、特异性分别为63%、74%;以增强斜率13.5%为阈值，敏感性、特异性分别为94%、96%。对51例肺部病例(良性24例、恶性27例)行动态增强扫描，并将时间—信号强度曲线分为4型:A型(速升—下降型)、B型(速升—平台型)、C型(速升—缓升型)和D型(持续低平型)。结果发现A型仅见于恶性病变，良性病变则以C、D型为主。恶性病变强化显著，早期即达峰值，随后对比剂流出，信号强度下降;良性病变信号强度呈缓慢持续增加，无明显峰值形成［11］。良恶性病变动态增强表现是不同的，结合形态学征象与动态增强表现则可进一步提高诊断准确率。

此外，动态增强成像可以用于肺癌治疗后疗效的评估。对于肺癌术后病例，MRI能较好地区分肿瘤复发与术后纤维化改变。通常纤维化改变呈低信号，增强后无强化。保守治疗的病例中，常规方法为观察病灶的形态学改变(主要为治疗前后病灶体积的变化)，DCE-MRI可以从微血管层面揭示病灶治疗前后的变化，其变化要早于形态学改变。有研究显示［12］，肺癌治疗后与治疗前相比，强化峰值减低，最大强化率减小，强化方式亦产生变化。部分病灶治疗前为快进快出型的强化方式，治疗后则为持续强化型。MRI可通过治疗前后各项强化参数的变化来评估肺癌的治疗效果。

4 肺癌弥散加权成像(DWI)

弥散加权成像作为一种功能成像，通过观测水分子在微观状态下的运动状况揭示病变，已在脑、肝脏、前列腺、乳腺等许多脏器中应用。迄今亦有关于肺脏DWI的研究报道。DWI信号强度的判断以胸壁肌肉或胸椎为参照物。胸椎体积较小，DWI变形较严重，高b值时易造成信号缺失，信号强度测量不准;而胸壁肌肉面积较大，可以选取较大的感兴趣区进行测量。故以胸壁肌肉作为参照物更为实用［13］。DWI肺癌肿块表现为高信号肿块，伴坏死时信号不均匀，坏死区呈低信号，远端阻塞性炎症或不张可呈稍高、等信号，以此鉴别病变的不同构成。有文献报道［14］，DWI鉴别肺癌与肺不张的能力优于增强CT，两者 ADC值分别为(1.48±0.56)×10－3mm2/s、(2.91±0.66)×10－3mm2/s，差异有统计学意义。部分病例T2WI无法鉴别在DWI能够鉴别。DWI鉴别病变良恶性的报道在其他脏器已有许多。DWI亦可鉴别肺脏良恶性病变。有研究报道［15］，62例肺内恶性肿瘤和实性良性病变(共66个病灶)行DWI检查，b值为0、500 s/mm2。恶性病变和良性病变 ADC 值分别为(1.256±0.320)×10－3mm2/s、(1.648 ±0.416)×10－3mm2/s，两者差异有统计学意义。以ADC值1.400×10－3mm2/s作为阈值，敏感性和特异性分别为83.3%和74.1%。该文献同时报道，小细胞肺癌 ADC值为(1.064±0.196)×10－3mm2/s，低于非小细胞肺癌的 ADC值(1.321±0.335)× 10－3mm2/s。另有报道［16］30 例肺癌(鳞癌13例、腺癌11例、大细胞癌3例、小细胞癌3例)，鳞癌 (1.63 ±0.50)×10－3mm2/s，腺癌(2.12±0.60)× 10－3mm2/s，大细胞癌(1.30 ± 0.40)×10－3mm2/s，小细胞癌(2.09 ±0.30)×10－3mm2/s。上述文献不同病理类型肺癌的ADC值虽不尽相同，但均认为ADC值与肿瘤细胞的密集程度及分化程度有关。细胞密集程度越高，ADC值越大。细胞分化越好，ADC值越大。但目前肺脏DWI成像存在一定限度，因其受磁敏感伪影影响更加显著，加之图像自身易变形、失真，不利于病灶特别是小病灶的显示。文献报道［17］，与 CT对照，DWI发现6～9 mm小结节的检出率为86.4%，10 mm以上的结节为97%，而5 mm以下的小结节仅为43.8%。故肺脏DWI在提高图像质量优化成像参数方面尚需要继续深入研究。

5 肺癌波谱成像(MRS)

磁共振波谱成像是活体情况下检测物质代谢及生化物质含量的无创性检查技术，已应用于脑、前列腺等脏器。肺脏波谱成像的报道较少。曾有文献［18］对69例肺结节(肺癌44例、炎性结节8例、结核球10例、错构瘤7例)行MRS检查，对其中10例病变的术后标本另行MRS检查，统计分析后发现，胆碱(Cho)含量恶性结节组明显高于炎性结节、结核球及错构瘤组。胆碱与肌酸比值(Cho/Cr)恶性结节组亦明显高于良性组结节。Cho升高、Cho/Cr增加可作为恶性结节的波谱特征，有助于鉴别良恶性肺结节。10例手术标本MRS检测结果与术前MRS检测结果差异无统计学意义。作者认为活体肺结节MRS检测结果可靠，具有可行性。但该研究病例普遍存在MRS基线波动相对较大、干扰波相对较多的现象，作者认为仍需开发MRS检查新技术以消除呼吸、心脏搏动的影响。

目前为止，CT仍为诊断胸部疾病的首要检查方法，肺脏MRI可补充诊断信息，肺癌MRI有自身优势［19］:MRI可明确区分肺癌肿块与阻塞性肺炎、肺不张，检测微量胸腔积液，它较CT能更准确的判定肿块对胸膜、胸壁的侵犯。MRI无辐射性，对于碘过敏不能行CT增强的患者，MRI无需造影剂即可区分血管与淋巴结，充分显示肺门、纵隔的解剖结构，判定肺门或纵隔是否有淋巴结转移和周围结构侵犯。

肺脏MRI尚处于研究阶段，随着技术的发展，有望引入磁化率的氙气，使含气肺组织产生较大的静磁化，产生高信号的肺造影图像，解决肺组织质子密度不足的问题［20］。此外，肺脏MRI技术亦日趋成熟，肺癌MRI的临床应用价值会日益显现。

［1］蒋瑾，周瀚，付凯，等.肺癌类型及分化程度与癌性空洞表现的关系［J］.中国医学影像学杂志，2000，8(2):95-97.

［2］孔繁之，黄文起，孔凡武，等.CT、MRI对中央型肺癌的诊断评价(附36 例病例分析)［J］.实用放射学杂志，1999，15(5):301-302.

［3］张玉忠，周丽娟，杨本强，等.MRI在肺癌手术计划中的作用［J］.中华胸心血管外科杂志，1999，15(3):157-159.

［4］Schroeder T，Ruehm SG，Debatin JF，et al.Detection of pulmonary nodules using a 2D HASTE MR sequence:comparison with MDCT［J］.AJR Am J Roentgenol，2005，185(4):979-984.

［5］吴华伟，程杰军，许建荣，等.3.0T MRI评价周围型肺癌征象—与常规 CT 对照［J］.中国医学影像，2008，24(7):1033-1035.

［6］邹煜，张敏鸣，王丽君，等.肺癌MRI动态增强模式与肿瘤血管生成的相关性研究［J］.中华放射学杂志，2003，37(12):1150-1155.

［7］Shiotanl S，Sugimura K，Sugihara M，et al.Diagnosis of chest wall invasion by 1ung cancer useful criteria for exclusion of the possibility of chest wall invasion with MR imaging［J］.Radiat Mod，2007，18(3):1283-1290.

［8］邱乾德，许加俊，刘绪明，等.MRI对肺癌诊断的临床价值(附30例报告)［J］.医学影像杂志，2007，17(12):1315-1317.

［9］Donmez FY，Yekeler E，Saeidi V，et al.Dynamic contrast enhancement patterns of solitary pulmonary nodules on 3D gradient-recalled echo MRI［J］.AJR Am J Roentgenol，2007，189(6):1380-1386.

［10］Kono R，Fujimoto K，Terasaki H，et al.Dynamic MRI of solitary pulmonary nodules:comparison of enhancement patterns of malignant and benign small peripheral lung lesions［J］.AJR Am J Roentgenol，2007，188(1):26-36.

［11］Schaefer JF，Vollmar J，Schick F.Solitary pulmonary nodules:dynamic contrast-enhanced MR imaging-perfusion differences in malignant and benign lesions ［J］.Radiology，2004，232(2):544-553.

［12］Li SJ，Zhu F，Cui XF，et al.Preliminary assessing no-surgical treatment response in bronchogenic carcinoma with three-phase contrast material-enhanced MRI［J］.Chinese-German J Clin Oncol，2010，9(8):444-447.

［13］陈爱萍，李惠民，刘士远，等.扩散加权成像区分肺良恶性病变的价值［J］.中国医学计算机成像杂志，2010，16(3):206-210.

［14］齐丽萍，张晓鹏，唐磊，等.扩散加权成像用于中央型肺癌与肺不张鉴别的初步研究［J］.中国医学影像技术，2007，23(10):1486-1490.

［15］刘海东，于铁链，刘颖，等.扩散加权成像鉴别肺恶性肿瘤与实性良性病变的初步研究［J］.临床放射学杂志，2010，29(2):179-182.

［16］Matoba M，Tonami H，Kondou T，et al.Lung carcinoma:diffusion weighted MR imaging-preliminary evaluation with apparent diffusion coefficient［J］.Radiology，2007，243(2):570-577.

［17］Regier M，Schwarz D，Henes FO，et al.Diffusion-weighted MR-imaging for the detection of pulmonary nodules at 1.5 Tesla:intraindividual comparison with multidetector computed tomography［J］.J Med Imaging Radiat Oncol，2011，55(3):266-274.

［18］杨春山，肖湘生，李惠民，等.孤立性肺结节质子MR波谱的初步研究［J］.中华放射学杂志，2005，39(1):19-21.

［19］陈志仁，梁妍，方昊，等.肺癌的 CT、MRI诊断评价［J］.中国老年学杂志，2001，11(21):469-470.

［20］王立侠，叶兆祥.肺癌的MRI诊断技术［J］.中国肿瘤影像学，2009，2(2):104-107.