肺部由于肺实质质子密度低、磁敏感性不均匀及呼吸、心脏搏动伪影的影响，磁共振在肺部的应用受到极大的限制。近年来随着磁共振软硬件技术的发展，高场强MRI有了更高的信噪比和空间、时间分辨率及较少的运动伪影，其在肺部的应用越来越多，肺部MR检查显示了其自身的独特优势，成为CT检查的一个很好补充，但目前关于3.0 T MR在肺部扫描序列选择及评价的研究较少。本文通过对病理证实的43例肺癌患者进行多序列的MR图像的分析，探讨西门子3.0 T磁共振TSE-BLADE、VIBE-DIXON、HASTE及平面回波成像（echo planar imaging，EPI）序列在肺癌检查中的成像质量及临床应用价值。

1　材料与方法

1.1　临床资料

       对2015年9月至2016年5月期间在解放军第307医院取得病理结果且未经治疗的43例肺癌患者进行胸部MRI检查，所有患者MRI检查前一周内进行了CT检查。其中，男24例，女19例，年龄42~77岁，平均年龄60岁。周围型肺癌27例，病灶最大径范围为20~93 mm；纵膈型2例，中央型14例。病理类型：腺癌25例，鳞癌9例，腺鳞癌2例，小细胞癌7例。所有患者在MR检查前均了解检查内容，并签署知情同意书。

1.2　序列和参数

       使用Siemens Skyra 3.0 T磁共振扫描仪进行扫描，扫描前对患者进行均匀呼吸和屏气训练，并告知完整检查过程及时间。患者仰卧位，双上肢举起置于头顶，头先进。扫描序列包括横轴位T2W/TSE-BLADE、DWI/EPI、T1W/VIBE-DIXON，冠状位、轴位TW2/HASTE-bh。T2W/TSE-BLADE序列采用了呼吸心电门控技术，DWI/EPI中b值为0、600 s/mm²。各序列具体参数见表1。

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表1  各扫描序列参数
Tab.1  Technical parameters of MR imaging sequences

1.3　图像分析

       两位高年资MRI影像医生共同观察、测量、分析所有扫描序列图像，并取得一致性意见。观察、评价指标包括：图像运动伪影、支气管显示情况、肿块与继发性阻塞性改变鉴别情况。两位医师经过讨论，拟定的评价标准如下：(1)运动伪影情况：1级：无或轻微伪影；2级：中度伪影，不影响观察病变；3级：重度伪影，影响观察病变。（2）支气管及分支显示：1级：可显示叶、段及部分细支气管，管壁平滑；2级：可显示叶、段支气管，部分管壁模糊；3级：管壁变形，或仅显示叶支气管、小部分段支气管，或支气管不显示。（3）合并阻塞性肺炎或肺不张，评价肿块与阻塞病变显示情况：1级：肿块与阻塞病变可以分辨；2级：不能区分两者。

1.4　统计分析

       采用SAS 9.3统计分析软件进行分析。Kruskal-Wallis H秩和检验分析比较各序列图像运动伪影；Fisher精确检验分析病灶和继发阻塞性病变显示情况；通过Bonferroni法校正两两比较结果的P值。统计结果采用双侧α=0.05，P<0.05、Pj<0.05表示差异有显著性统计学意义。

2　结果

       43例患者均进行了T1W/VIBE、T2W/TSE-BLADE、TW2/HASTE、DWI/EPI扫描，11例伴阻塞性肺不张或肺炎。

2.1　图像病变运动伪影评价

       4个序列图像的运动伪影差异有显著统计学意义(χ² =25.4906 ，P=0.0001)。4组扫描序列所得图像伪影轻重不一，HASTE-T2组图像伪影最少，97.7%（42/43）的图像伪影评价为1级，TSE-BLADE-T2组图像中度运动伪影图像占44.2%(19/43) ，EPI-DWI中度运动伪影图像占11.6%(5/43)，无法诊断的重度伪影仅VIBE-T1序列出现1例。TSE-BLADE-T2与HASTE-T2、EPI-DWI组差异有显著统计学意义(Z=4.5618，P<0.0001，Pj<0.0001；Z=3.3405，P=0.0008，Pj=0.005)；HASTE-T2、VIBE-T1组差异有显著统计学意义(Z=-3.0912，P=0.0019，Pj=0.012)。见表2。

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表2  43例患者图像运动伪影评价
Tab.2  Analysis of imaging motion artifacts in 43 patients

2.2　支气管显示评价

       支气管各序列显示情况见表3。各序列扫描支气管显示效果差异较大，其中，TSE-BLADE-T2组中支气管显示情况最好，大部分可显示至细支气管，且管壁光滑，图像支气管显示1级率达100%；但其他序列图像管壁显示模糊，甚至完全不显示支气管（图2）。

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图1  女，62岁，腺癌。A~E：T2W/TSE-BLADE、TW2/HASTE-bh、T1W/VIBE-DIXON、DWI/EPI、ADC图，箭头指向肺不张，箭指向肺癌
图2  女，61岁，腺癌。A~D: T2W/TSE-BLADE、TW2/HASTE-bh、T1W/VIBE、DWI/EPI图
Fig. 1  Female，62 years, adenocarcinoma. A—E: T2W/TSE-BLADE, TW2/HASTE-bh, T1W/VIBE-DIXON, DWI/EPI, ADC map, arrow heads indicate atelectasis, arrows indicate lung cancer.
Fig. 2  Female, 61 years, adenocarcinoma. A-D: T2W/TSE-BLADE, TW2/HASTE-bh, T1W/VIBE, DWI/EPI map.

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表3  43例患者支气管显示情况评价
Tab.3  Analysis of imaging bronchus in 43 patients

2.3　肿块与阻塞性病灶区分情况

       本研究11例肺癌中TSE-BLADE-T2、HASTE-T2和EPI-DWI区分肿块和继发性肺不张的区分率分别为72.7%(8/11)、81.8%(9/11)、81.8%(9/11)，这3组两两之间比较差异无统计学意义，VIBE-T1序列未能区分中心型肺癌病灶和继发性肺不张（图1）。

3　讨论

3.1　磁共振各序列原理及特点

       TSE序列是目前临床应用最广泛的快速自旋回波序列之一。BLADE序列即螺旋桨序列，采集数据的方式与TSE序列相似，与TSE不同点在于每次数据采集时，TSE总在笛卡尔坐标上进行频率和相位编码。BLADE序列每次激发后采集多行K空间中心数据，相邻两次数据采集旋转一定角度，旋转中心为K空间中心，这样采集的相位编码方向随着旋转角度的变化而变化，K空间填充采用平行填充与放射填充相结合，平行填充是K空间周边在较短的采集时间内有较高的信号密集度，保证了图像的空间分辨力，放射填充则使中心区域有较多的信号重叠，提高了图像信噪比，且减少了运动伪影。

       HASTE序列（半傅里叶采集单次激发快速自旋回波序列）是TSE序列衍生的新序列，由于K空间只需填充一半多一点，信号采集时间进一步缩短，超快速采集甚至可冻结呼吸及其他生理性运动，因此该序列多用于有生理性运动器官的T2加权成像^[1]，但信噪比有所下降。

       容积内插屏气检查（volumetric interpolated breath hold examination，VIBE）序列为三维容积内插快速扰相GRE T1WI序列，VIBE采用超短的TR、TE和较小角度的射频脉冲，血管和软组织结构皆能显示，虽然空间分辨率高于扰相GRE二维，但软组织对比低于扰相GRE二维T1WI成像；信噪比较高，没有层间距，有利于显示小病灶，在单次屏气下完成全肺扫描，屏气好的前提下少有运动伪影，胸部多用于动态增强扫描中。

       EPI由梯度回波发展而来，采集到的信号也属于梯度回波。EPI在一次射频脉冲激发后，读出梯度场的连续正反向切换，每次切换产生一个梯度回波，最终产生多个梯度回波组成的回波链。EPI对微观扩散运动敏感，在肺部、心脏、血管搏动及呼吸都会造成相位编码线定位错误，从而引起伪影，同时胸部EPI序列还容易产生磁敏感伪影。

3.2　图像质量分析

       Lutterbey等^[2]利用3.0 T磁共振扫描仪TSE序列评价弥漫性肺部病变，认为MRI在评价弥漫性肺部病变具有高敏感性（93%），肺部图像伪影分为3个等级，15组图像皆有伪影，中度伪影7例(47%)，8例（53%）重度伪影，本组BLADE-TSE-T2伪影率（44%）低于文献，应该和施加了刀锋技术有关。上腹部及女性盆腔多个部位的研究亦认为BLADE-TSE-T2序列对运动伪影敏感性低于TSE序列^[3,4]。本组4个序列中，BLADE-TSE-T2序列的图像伪影最多，虽然没有出现重度伪影，但中度伪影达到44%，这可能和入组的患者年龄大、肺功能差有关，本组患者平均年龄为60岁，肺癌分期几乎全在Ⅲ、Ⅳ期，大部分患者肺功能较差，而心电呼吸门控的BLADE-TSE-T2序列对呼吸节律有要求，当呼吸节律不稳，容易出现运动伪影，且BLADE原理上只能矫正层面内的运动伪影，胸部呼吸运动对于横轴位扫描为跨层运动，因此矫正效果有限。本组分期为Ⅰ、Ⅱ期且相对年轻的所有例患者中，未见明显呼吸、血管搏动伪影。

       Hekimoglu等^[5]认为HASTE序列在显示肺内肿块对纵膈、胸壁结构的侵犯优于CT，而发现肺内微结节的敏感性和特异性和CT相仿。但Heye等^[6]主张直径>1 cm的结节，MRI和CT敏感性无差异，直径<6 mm的结节，CT更有优势。但在图像质量评价方面，本组HASTE序列的伪影最少，仅1例有中度伪影；空间分辨率及细节，如支气管显示方面不如TSE-BLADE。伪影少，这和超快速扫描有关，本组患者憋气约12~16 s，除了个别肺功能差的患者，一般患者都能坚持屏气，该序列对于呼吸节律差者尤为适用。

       Lin等^[7]认为VIBE序列和HASTE序列的信噪比无明显差异，同一肿块VIBE显示的肿瘤最大径小于HASTE序列。本组VIBE序列结合Dixon技术同时进行正反相位、水相、脂相成像，43例中重度伪影1例，23%（10/43）为中度伪影，这和患者扫描过程中未能很好屏气有关，3D-VIBE为容积采集，屏气扫描过程，若未能完全屏气，则会导致整个图像都是伪影，这和2D扰相GRE不同，2D扰相GRE只在未屏气点出现运动伪影。支气管显示情况43例皆为3级，仅显示叶支气管、小部分段支气管，或支气管不显示，这可能和3D-VIBE的软组织对比差有关。但血管显示清晰，能很好显示中央型肺癌、纵隔型肺癌有无侵犯纵隔和血管。

       本文DWI用的是施加了扩散敏感梯度场的单次激发SE-EPI序列，准备脉冲SE填充在K空间中心，EPI回波链填充在其他区域，这样得到的图像能够反映组织的T2弛豫特性，由于成像速度特别快，即使不屏气，也没有明显的呼吸运动伪影，本组中43例中有38例（88.4%）图像为无或轻微伪影。本组的磁敏感伪影多在颈胸结合处出现，对于肺内病变无明显影响。目前EPI-DWI为功能成像序列，在肺癌的诊断、鉴别诊断、分期、疗效评价中应用广泛^[8,9,10]，最近的研究认为，ADC值与非小细胞肺癌的内部特征存在一定的相关性，可以较好地反映非小细胞肺癌的组织病理学特征^[11]。

3.3　磁共振在肺癌肿块与继发性阻塞性病变鉴别中的应用

       肺癌病灶引起支气管狭窄或闭塞时可导致阻塞性炎症和肺不张，MRI有助于区分癌灶与阻塞远端的继发改变。以往研究^[12,13,14]显示磁共振T2WI对鉴别肺癌与肺不张有重要价值，约70%～80%的病灶在T2WI上可以鉴别开。Nakayama等^[14]认为运用T1WI、T2WI成像，能将大多数肺癌与肺不张区分开(78 % ，15/18)。齐丽萍等^[15]研究后发现T1WI图像上肿瘤与肺不张／炎症多数都为等信号，难以区别；T2WI图像上多数肺不张信号高于肿瘤，鉴别率为64%；DWI上多数为可鉴别的病例，肺不张信号不均，信号强度低于肿瘤，ADC值高于肿瘤，鉴别率为79%；DWI与T2WI联合，对肺癌与肺不张的鉴别能力达到85%。本组TW2、DWI上鉴别率分别为72.7%(8/11)、81.8%(9/11)，在可以区分肿块与肺不张的序列中，TSE-BLADE-T2、HASTE-T2图像上肺不张信号高于肿瘤；EPI-DWI上肺不张信号不均，信号强度低于肿瘤，ADC值高于肿瘤，和文献基本相符。VIBE-T1肿块与肺不张皆为等信号，但皆不能区分，这与文献不一致，可能和样本数少有关。

       随着磁共振软、硬件的提高，磁共振成像在胸部成像质量越来越好，尽管空间分辨率低于CT，但其多参数成像、无放射线损伤、多序列的联合及功能成像让胸部MRI发挥了CT所没有的优势。