13 周学军 肺部功能磁共振成像技术及其进展.docx

肺部功能磁共振成像技术及其进展南通大学附属医院影像科周学军(226001)肺部MR1特别是扩散加权磁共振成像(DWI)、动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)和磁共振TIW灌注成像(PW1)等功能磁共振成像技术在肺部MR诊断等方面的应用，明显提高了其诊断的准确性。本文在介绍常规肺部MR1的基础上，阐述功能磁共振成像技术及其进展。1 .肺部影像检查概述X线胸片仍是肺部影像检查最常用、最基本的方法。螺旋CT是肺部影像学诊断中的一个里程碑式的进步。其可发现直径V5mm的病灶；对I期肺癌的发现率达71%-100%oCT扫描最关键技术是薄层、增强，加用靶向高分辨CT(HRCT)或局部靶重建。低放射剂量SCT(1DSeT)是迄今最佳的肺癌筛查方法。PET-CT是一种新的分子影像学技术，是迄今最敏感获得肿瘤代谢信息、判断肺部病灶良恶性最可靠的无创检查方法。PET-CT能显示病灶和周围组织结构的关系，并准确定位示踪剂异常浓集的部位，其诊断肺癌的敏感性、特异性及准确性均可达85%左右。开展多种示踪剂联合应用、双时相显像及结合临床资料综合分析，有助于提高PET-CT诊断率。2 .肺部常规MRI序列肺部常规检查序列包括SSFSE-T2WI序列、FSE-T2WI序列、SE-T1WI序列及3DSPGR-T1WI序列等。2.1 SSFSE-T2WI序列该序列可冻结肺部运动、减少其呼吸运动伪影。因此，有学者采用薄层该序列成像代替1DSCT作为肺癌的筛查方法，以了解患者肺部大体情况，为进一步检查获得第一手资料。2.2 FSE-T2WI序列以上序列所得图像边缘模糊，且其信噪比及空间分辨率都较低，选择FSE-T2WI序列作为T2WI序列，同时使用采用呼吸触发技术。2.3 SE或FSE-T1WI序列SE或FSE-T1WI序列是肺部MRI最常用的序列。通过调整TR和TE可获得反映T1特性的TIW1。它用来显示肺部MR解剖结构及其信号特征。SE序列与FSE序列所得图像相比，前者图像更具几何清晰性，但扫描时间会很长。因其成像时间较长，无法做到屏气扫描,常产生呼吸伪影。2.4 3DSPGR-T1WI序列它能在比SE-T1WI序列更短的扫描时间内得到TIW1,但会在空气/组织和骨/组织界面产生非常严重的磁敏感伪影。因扫描时间显著缩短，为了进一步减少其运动伪影，一般要求患者屏气的情况下完成扫描。3 .功能磁共振成像的技术原理肺部的MR功能成像包括水分子扩散加权成像和磁共振T1W灌注成像等。3.1 肺部扩散加权成像(DWI)DW1采用单次激发SE-EP1的序列，随EP1技术采集信号。扩散加权的方法是在180°脉冲的两侧对称地加上一对运动敏感梯度，调整其场强、持续时间和间隔时间可调整扩散敏感度(即b值)。组织信号降低的程度与b值及组织内的水分子热运动的自由度有关。根据不同b值获得图像所侧得的信号值可以计算组织的扩散系数(DC)。但在体内这个复杂的内环境中，不同b值DW1上的组织信号变化受多种因素影响，因而人们把它称为表观扩散系数(ADC)。肺部不同的病变有不同的组织结构特点，因而DWI能从微观水平为病变的鉴别诊断提供信息。3.2 磁共振T1W灌注成像MR灌注成像是一种可以用来评价组织的微血管分布以及血流灌注情况，反映组织的活力与功能的无创性的影像学检查方法。根据其原理可分为对比剂首过灌注成像、动脉自旋标记及血氧水平依赖对比增强技术。其中，对比剂首过灌注成像是目前最常应用于肺部MR灌注的方法。其基本原理是：当团注的顺磁性或超顺磁性造影剂通过毛细血管床时，血管内磁敏感性增加，局部磁场变化，进而引起邻近氢质子共振频率改变，后者导致质子自旋去相位，T1、T2值缩短(弛豫率效应)或者T2*值缩短(磁化率效应)。弛豫率和磁化率效应可同时发生，其大小取决于具体应用的脉冲序列和对比剂类型。随着4D硬件设备的更新、灌注软件的改进及研究的进一步深入，肺部4D灌注成像将凭借其在空间和时间分辨率、无X线辐射影响等方面的优势，将成为肺部血流动力学的极有前途的一种检测手段。现在，已有学者运用TWI序列作为肺部灌注分析序列，并取得了良好的效果。4 .肺部功能MR1的进展肺部功能MR1的进展主要集中在动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)、肺部体素内不相干运动扩散加权成像(IV1M)及肺部MR通气功能成像技术(包括超极化惰性气体成像、氧气增强质子成像及氟化气体成像等)O4.1 动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)DCE-MRI是在磁共振对比剂注入后，采用3DSPGR序列，结合脂肪抑制技术，多时相重复对肺部进行扫描的成像技术。所得数据可以送到工作站应用相应软件进行处理得到动态增强的时间-信号强度曲线，能反映病变的血流动力学特征。对于较小病变，应以提高空间分辨率为中心，显示增强病变的形态特征；对于较大病变，应以提高时间分辨率为中心，显示病变的血流特点。4.2 肺部体素内不相干运动扩散加权成像(IVIM)传统DWI技术基于单指数模型计算得出ADC值忽略了组织中血液微循环灌注对其影响。低b值DWI受微循环的灌注影响更大，高b值才能反应分子扩散的变化。随着磁共振软硬件技术、快速成像序列的发展，IVIMDWI技术不断完善及成熟。该模型可获得的主要参数包括：D为真实扩散系数，代表体素内单纯的分子扩散效应；D*为灌注相关扩散系数，代表体索内微循环灌注相关扩散效应;f为灌注分数，表示灌注因素在扩散信号中占的比例。最新研究表明周围型肺癌的f值明显低于感染性病变。