0 引言

       结缔组织病相关间质性肺病（connective tissue disease-interstitial lung disease, CTD-ILD）是系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus, SLE）、类风湿关节炎（rheumatoid arthritis, RA）、系统性硬化症（systemic sclerosis, SSc）等结缔组织病（connective tissue disease, CTD）的严重并发症，其准确诊断和及时治疗有利于提高患者生存率和改善预后^{[1, 2, 3]}。研究显示，CTD-ILD患者的死亡率较高，某些特定类型的CTD-ILD如系统性硬化病相关间质性肺病（systemic sclerosis-associated interstitial lung disease, SSc-ILD）的10年死亡率高达40%，同时间质性肺病（interstitial lung disease, ILD）也成为RA的主要死亡原因^{[4, 5, 6]}。尽管高分辨率计算机断层扫描（high-resolution computed tomography, HRCT）是评估ILD的重要手段^[7]，但其辐射暴露问题限制了对患者进行频繁和长期监测的可行性^[8]。磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）作为一种无辐射的成像技术，已逐渐被应用于CTD-ILD的评估^[9]，其能够提供关于肺部结构和功能的详细信息，包括通气和灌注情况、肺组织硬度及生物力学特性^[10]。目前，已有部分文章对MRI在ILD中的应用进行了初步探讨^{[11, 12]}，但仅涉及部分序列在ILD结构评价中的应用，在功能评价总结层面也有所欠缺，同时对MRI技术的局限性及未来发展方向的探讨不足，且未能全面覆盖MRI技术在CTD-ILD诊断、分型及疗效评估中的潜力。因此，本文通过系统分析多种MRI技术的优势与不足，并进一步指出未来的研究方向，旨在填补现有综述的空白，以期为CTD-ILD的诊断、疗效评估、病情监测、预后评估提供新的方法，促进MRI的临床应用。

1 MRI形态学评估技术在CTD-ILD中的应用现状

       MRI作为一种无辐射成像技术，在评估CTD-ILD中具有潜力。尽管面临呼吸运动伪影、肺实质质子密度较低以及空气与实质界面磁敏感性差异等挑战，导致成像信号快速衰减，但通过采用专门的MRI 扫描协议和设计新型脉冲序列，这些限制已部分被克服。

1.1 超短回波时间序列

       超短回波时间（ultrashort echo time, UTE）序列在肺部和肺部疾病成像中的价值已经得到证实^[13]，为ILD结构评价提供了更多可能性。UTE序列技术显示SSc-ILD患者在吸气到呼气过程中体素大小的变化较小，表明受影响肺组织的扩张性降低，这可以作为检测纤维化区域的一个替代指标^[14]。其次，LANDINI等^[15]对51名SSc-ILD患者研究发现，UTE序列在ILD范围和磨玻璃影（ground-glass opacity, GGO）程度评估中的结果与HRCT一致。一致性相关系数（concordance correlation coefficient, CCC）分别为0.95和0.93，以及0.89和0.88。但在评估细网状影（reticulation, RET）时CCC仅为0.22和0.18，这表明其在识别和量化纤维化区域时的可靠性不足。

       LANDINI等^[16]利用T2放射状涡轮自旋回波序列（T2 radial turbo spin echo, T2 radial TSE）和自由呼吸质子密度超短回波时间成像（proton density ultrashort echo time imaging, PD UTE）序列评估29名SSc-ILD患者的ILD范围和严重性，结果发现，MRI能够对肺部异常进行量化和分层，T2 radial TSE和PD UTE评估的ILD范围分别为11%和10%，与HRCT的结果（11%）高度一致。并且在识别扩展疾病方面，T2 radial TSE和PD UTE显示出高敏感度与特异度（100%与95.2%），阳性预测值（positive predictive value, PPV）、阴性预测值（negative predictive value, NPV）和准确率（96.6%和93.1%）与HRCT结果高度一致。此外，HRCT、T2 radial TSE和PD UTE评估的ILD程度与预计的用力肺活量百分比[forced vital capacity (% predicted), FVC%]和预计的肺对一氧化碳的扩散能力百分比[diffusion capacity of the lungs for carbon monoxide (% predicted), DLCO%]具有显著相关性（P值均<0.01）^[17]。

       综上，在评估SSc-ILD的累及范围及严重程度方面，UTE序列的评估结果与肺功能测试（pulmonary function test, PFT）和HRCT相近，但在识别和量化纤维化区域方面的可靠性有待提升。未来研究方向可聚焦于结合人工智能图像分析技术，比如使用深度学习算法对UTE图像进行特征提取和分析，更精准地识别肺部纤维化的细微结构变化，以提升UTE序列对早期纤维化及RET的识别效能。

1.2 半傅里叶单次激发快速自旋回波序列

       半傅里叶单次激发快速自旋回波（half-fourier single-shot turbo spin echo, HASTE）序列是MRI中首个用于成像ILD患者肺实质异常的序列，用于评估ILD的形态学细节^[18]。该序列在SSc-ILD方面具有96%的曲线下面积（area under the curve, AUC），93%的敏感度和100%的特异度，能够检测到受影响范围超过0.5%的ILD患者^[19]，显示了与薄层多层螺旋计算机断层扫描（multidetector computed tomography, MDCT）相似的诊断性能（P=0.03）。这些结果表明HASTE序列在早期发现CTD-ILD患者肺部的异常改变方面有重要价值。但在一项对比研究^[18]中，3D UTE-MRI在检测蜂窝肺、网状影和牵拉性支气管扩张等特征方面优于HASTE序列（P均<0.001），表明HASTE序列在检测早期炎症和纤维化方面可能不如3D UTE-MRI和HRCT。

       综上，HASTE序列在CTD-ILD患者的早期诊断方面显示出潜力，但在检测肺部细微结构变化方面的不足限制了其在疾病精准诊断和病情评估方面的应用。未来可考虑融合动态对比增强MRI（dynamic contrast-enhanced MRI, DCE-MRI）技术来提升对早期炎症和纤维化的检测及区分能力。此外，弥散加权成像可反映肺组织微观结构变化，与HASTE结合可提供更全面的病变信息。

1.3 短时间反转恢复序列

       短时间反转恢复序列（short tau inversion recovery, STIR）通过抑制脂肪信号，能够增强水分子相关病变的显示^[20]，对ILD中伴随的炎症、水肿等病理改变具有较高敏感性，在SSc-ILD的早期检测中展现出价值^[21]。GARGANI等^[22]对32名SSc患者进行心脏MRI和胸部HRCT检查，发现STIR和T1值在正常、依赖区和病理性区域之间差异具有统计学意义（P<0.001）。此外，STIR值与DLco、HRCT评分显著相关（P<0.01），且STIR序列能够揭示HRCT未能检测到的SSc-ILD患者的异常信号，这提示其对早期炎症或水肿性病变的敏感性可能优于HRCT。同时，STIR值还被证明是预测肺部受累恶化的独立因素，特别是STIR值>90 ms的患者，其肺部受累恶化风险更高（P<0.007），这对于早期识别可能从免疫调节治疗中受益的患者具有重要意义。

       总体而言，STIR序列在SSc-ILD的早期检测和预后评估中具有重要潜力，但STIR异常信号的特异性有待验证。未来可聚焦于多模态MRI联合分析，融合STIR序列与T1、T2加权成像等其他成像技术的优势，进一步提升诊断的特异性。

1.4 零回波时间序列

       零回波时间（zero echo time, ZTE）的脉冲序列对肺部的纤维化和炎症具有较高的敏感性，同时在肺部成像中具有较高的信噪比，能更好地检测ILD患者中的肺实质改变^[23]，在ILD的诊断和评估方面具有潜在价值。首先，有研究^[24]对3名有自身免疫性特征的ILD患者进行初步临床视觉评估，让患者同时接受ZTE成像和HRCT检查。结果显示，ZTE成像能够较好地显示ILD的影像学特征，如实变、蜂窝肺、RET和GGO，与HRCT的成像模式相当。此外，UFUK等^[25]对65名SSc患者进行3D-ZTE MRI、MDCT以及PFT，结果显示，MDCT检测到45例ILD患者，而3D-ZTE MRI识别出41例，显示出较高的敏感性和特异性。在ILD亚型分布，即非特异性间质性肺炎（nonspecific interstitial pneumonia, NSIP）、寻常性间质性肺炎（usual interstitial pneumonia, UIP）、机化性肺炎（organizing pneumonia, OP）的识别上，3D-ZTE MRI序列与MDCT识别结果高度一致。同时，3D-ZTE MRI在评估ILD程度方面与PFT结果，尤其是FVC存在显著的负相关性（r=-0.387，P=0.003）。此外，3D-ZTE MRI在识别总纤维化和GGO方面与MDCT具有极高的相关性（总纤维化r=0.986，P<0.001；GGO r=0.945，P<0.001），但3D-ZTE MRI在检测非GGO纤维化程度评分显著低于MDCT（P=0.003）。

       以上结果说明3D-ZTE MRI对ILD检测具有较高敏感性，在识别总纤维化和GGO方面与MDCT高度相关，可作为CTD-ILD诊断和疗效评估的一种有效替代方法，尤其适用于不宜接受过多辐射的患者，并且在监测SSc-ILD病情进展方面与PFT相互补充。然而，在检测非GGO纤维化程度时，评分显著低于MDCT。未来需要进一步优化3D-ZTE MRI的成像参数和序列以提升分辨率，从而更准确地评估CTD-ILD的严重程度和进展。

2 MRI功能成像技术在CTD-ILD中的应用现状

2.1 磁共振弹性成像

       磁共振弹性成像（magnetic resonance elastography, MRE）通过量化肺组织硬度反映纤维化程度。此前，MRE已成功应用于慢性肝病的评估^{[26, 27]}，现也逐渐应用于ILD领域^[28]，动物模型研究证实，MRE可检测肺纤维化区域的硬度显著增加^[29]，在临床研究中，MARINELLI等^[30]发现ILD患者肺部剪切弹性中位值显著高于健康对照组（1.54 kPa vs. 0.93 kPa, P=0.001），且与FVC呈显著负相关（r=-0.45）。此外，BENSAMOUN等^[31]发现MRE可区分健康人与长新冠患者的肺部硬度，进一步支持MRE在评估肺部功能中的应用。相较于HRCT，MRE无需电离辐射即可提供力学参数，但受限于设备成本和呼吸运动伪影。

       综合来看，MRE能敏锐识别早期肺弹性异常，动态监测纤维化进展。然而，目前的研究多为初步探索，样本量小且集中于IPF，对CTD-ILD亚型（如SSc-ILD）证据有限。未来应深入开展多中心大样本的临床研究，优化呼吸门控技术以提高信噪比，并探索MRE与血清生物标志物的联合应用，填补MRE在CTD-ILD早期诊断和疗效评估的空白。

2.2 DCE-MRI

       3.0 T DCE-MRI在评估特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis, IPF）患者时，发现纤维化组织在注射对比剂10 min后达到强化高峰，相较于正常肺组织更明显。研究进一步显示炎症病灶和纤维化病灶分别呈现早期强化和延迟强化模式^[32]。因此在抗炎治疗过程中，可借助DCE-MRI的动态监测，观察炎症区域强化程度的改变，进行疗效评估。此外，陈鑫辉等^[33]的研究发现UIP在DCE-MRI上主要表现为缓慢且持续的增强模式，而NSIP则呈现快进快出的强化特征，而UIP和NSIP均是CTD-ILD的常见类型，为CTD-ILD的亚型鉴别提供了影像学依据。

       综合来看，DCE-MRI能通过对比剂动力学区分炎症与纤维化，为CTD-ILD诊断、亚型鉴别及疗效评估提供关键依据。但该技术因设备要求高、流程烦琐、成像耗时久等局限性，限制了临床应用，且针对CTD-ILD各亚型的深入研究较少。未来应开发快速成像序列，降低成本与复杂度，同时开展多中心大样本研究，以更好发挥其在CTD-ILD诊疗与监测中的作用。

2.3 超极化129Xe MRI

       超极化¹²⁹Xe MRI（hyperpolarized ¹²⁹Xe MRI, HP ¹²⁹Xe MRI）可通过评估肺泡-毛细血管屏障气体摄取和红细胞转运功能，为肺部疾病微结构损伤提供定量及区域性信息^{[34, 35, 36]}。该技术可同步检测肺部通气分布、血气交换效率及微观结构改变，为HRCT的补充性诊断手段。在IPF研究中，WANG等^[37]发现，IPF患者肺泡-毛细血管屏障摄取值较健康对照组显著升高（P<0.01），而红细胞转运能力及红细胞与组织质子比（red blood cell to total protein, RBC∶TP）显著降低（P<0.01），其中RBC∶TP比值与DLCO呈现强相关性（r=0.94），提示该比值可敏感反映肺间质增厚导致的气体交换功能障碍^{[38, 39, 40]}。并且该技术显示IPF患者的红细胞转运障碍在下肺叶及外周肺带尤为显著，这与IPF的病理分布特征高度吻合^[41]。此外，NSIP作为CTD-ILD常见的病理类型之一，其患者的红细胞转运缺陷在基底部和外周带呈特征性分布，与CTD-ILD的典型病理改变一致。针对NSIP，MUMMY等^[42]对36名患者的研究揭示了更广泛的微循环异常：相较于健康志愿者，NSIP患者不仅表现出更高的屏障摄取（P=0.003）和更严重的红细胞转运缺陷（P<0.001），其RBC∶TP比值及红细胞腔室化学位移均明显下降（P<0.001，P=0.001）。

       以上结果表明，RBC∶TP比值具有高度敏感性，有助于识别局灶性通气缺陷，甚至在HRCT尚未显示明显异常时识别ILD患者，这使得HP ¹²⁹Xe MRI在CTD-ILD早期诊断中显示出潜在价值。但该技术主要集中研究IPF，对CTD-ILD关注较少，且部分患者对对比剂有不良反应。未来需开展多中心大样本研究，同时研发更安全有效的对比剂。

2.4 氧增强MRI

       氧增强MRI（oxygen-enhanced magnetic resonance imaging, OE-MRI）是利用吸入氧气作为T1对比剂来评估肺部功能和疾病严重程度的技术。OHNO等^[43]的研究纳入了36名CTD-ILD患者和9名无ILD的CTD患者，结果发现，CTD-ILD患者的平均相对增强比（mean relative enhancement ratio, MRER）显著低于无ILD的CTD患者（P=0.001 1），且与薄层CT评估的疾病严重程度之间差异具有统计学意义（P<0.000 1）。此外，MRER与肺功能参数（如%FEV1）以及血清肺克雷伯氏症相关抗原6（krebs von den lungen-6, KL-6）水平显著相关（0.60≤r≤0.79；r=0.64）。这表明OE-MRI能有效区分CTD-ILD患者与健康个体，在评估肺功能损失和疾病严重程度方面与薄层CT作用相似。TIBILETTI等^[44]对41名ILD患者[包括14名IPF、11名过敏性肺炎（hypersensitivity pneumonitis, HP）、11名药物诱导的ILD（drug-induced interstitial lung disease, DI-ILD）、5名CTD-ILD患者）]和10名健康志愿者，进行OE-MRI与超极化¹²⁹Xe MRI和PFT对比。结果显示，OE-MRI及¹²⁹Xe MRI均显示CTD-ILD患者的通气体积百分比（ventilation volume fraction, VVF）显著低于健康志愿者（P=0.017，P=0.017），并且DI-ILD和IPF患者的通气异质性指数（ventilation heterogeneity index, VHI）均显著高于健康志愿者（P<0.001，P<0.001），表明DI-ILD和IPF患者的肺部通气功能不均匀可能与疾病严重程度相关。但在纵向变化监测方面，OE-MRI的相关指标（VVF、VHI）与PFT变化无显著相关性（P>0.05），且OE-MRI和¹²⁹Xe MRI均未能有效区分不同ILD亚型。

       综上所述，尽管OE-MRI和¹²⁹Xe MRI在监测纵向变化方面表现不佳，但OE-MRI在评估CTD-ILD的肺功能损失和疾病严重程度方面与薄层CT有相似性，并且在评估疾病进展中的通气功能变化方面具有潜力。但研究样本量较小且该技术对患者配合度要求较高，未来可以开展多中心协作与长期随访，扩大样本量，同时努力推动与其他分子影像技术的融合。

2.5 相位对比MRI

       相位对比MRI（phase contrast magnetic resonance imaging, PC-MRI）作为一种无创血流动力学评估工具，在CTD-ILD的早期诊断和预后预测中展现出重要潜力。研究表明，PC-MRI可通过量化肺组织血流灌注异常^[45]，揭示肺纤维化进展中肺小动脉阻力增加的病理机制^[46]。TSUCHIYA等^[47]纳入27例IPF及纤维化性ILD患者，发现PC-MRI测得的右心输出量降低与肺动脉相对面积变化率减少，与患者死亡风险显著相关（P<0.05），且二者为独立死亡预测因子。

       以上研究表明，PC-MRI参数可作为CTD-ILD患者风险分层的重要影像学生物标志物，尤其对于合并肺动脉高压（pulmonary hypertension, PH）等并发症的亚组，其定量评估肺血流量及肺动脉血流动力学的能力，可弥补PFT在微循环障碍检测中的局限性。然而，目前研究多聚焦于IPF，CTD-ILD亚型（如RA-ILD）的血流动力学特征尚缺乏大规模验证。未来研究可通过多中心队列验证PC-MRI在不同CTD-ILD亚型中的普适性。

3 MRI分子成像与定量技术在CTD-ILD中的探索性应用

3.1 MRI分子成像

       MRI分子成像通过监测分子探针与特定靶点的特异性结合，实现了对肺纤维化的可视化及量化评估，精准区分活动性纤维化与陈旧瘢痕^[48]。IBHAGUI等^[49]报道了一种针对胶原蛋白的MRI蛋白对比剂hProCA32.collagen，该对比剂在IPF小鼠模型中对早期及晚期肺纤维化检测展现出高敏感度和特异度。MA等^[50]报道了三种基于Mn（Ⅱ）的小分子MRI探针，它们能够在体内靶向赖氨酸，实现对组织纤维化的准确诊断。还有研究使用白蛋白结合钆螯合物gadofosveset增强的MRI技术在肺纤维化患者（包括SSc-ILD和特发性肺纤维化）中检测到肺白蛋白外渗，提示血管渗漏可作为疾病活动性标志物^[51]。此外，分子成像技术还能检测对SSc-ILD治疗的早期反应，有助于个性化治疗计划的制订和药物开发^[52]。

       这些成果表明，MRI分子成像技术在肺纤维化评估，尤其在CTD-ILD等病症中具有应用前景，但目前尚处于研究探索阶段。未来可以优化分子探针，提升其靶向特异性、敏感性与安全性。同时加强该技术与传统影像学、生物标志物检测联用，开发综合评估模型，提高分子成像技术在肺纤维化及CTD-ILD临床应用中的准确性。

3.2 基于T2加权的定量技术

       随着影像学技术的不断发展，基于MRI的定量检测技术显示出潜在价值。BENLALA等^[53]提出T2加权成像间质信号强度体积（T2-weighted imaging interstitial signal intensity volume, T2-ISIV）这一定量指标，该技术通过三维容积分析对肺间质异常信号进行全肺定量评估。在IPF队列中，结果显示，T2-ISIV与已知的IPF严重程度生物标志物综合生理指数（composite physiologic index, CPI）呈正相关（r=0.48），与FVC呈负相关（r=-0.50），且IPF患者的T2-ISIV值显著高于健康对照组（P<0.05）。这些结果表明，T2-ISIV不仅能可靠量化肺间质异常信号的分布范围，还可作为无创性影像生物标志物反映纤维化负荷与疾病严重程度。此外，还有研究发现对比剂首过灌注的半高全宽有可能作为IPF中肺血管疾病进展的定量生物标志物^[54]，二者结合可综合评估肺血管病变与纤维化进展。

       进行性肺纤维化与肺功能下降是CTD-ILD的核心病理特征，而肺间质内炎性渗出、纤维母细胞灶等病变均可引起T2信号特征改变。尽管目前T2-ISIV研究主要集中于IPF，但其对间质异常信号的空间定量能力可能同样适用于CTD-ILD的病情监测。未来可以增加样本量，开展多中心研究，深入探讨不同呼吸控制技术对肺灌注测量的影响，并优化屏气技术，减少呼吸周期和体位对结果的干扰。

4 小结与展望

       MRI通过多序列、多功能成像为CTD-ILD的精准诊疗提供了新视角，尤其在早期纤维化检测、亚型鉴别及疗效监测中展现出独特价值。但当前仍面临挑战：（1）成像技术局限，现有MRI序列检测肺部细微病变不足，且成像时间长，患者配合度要求高；（2）定量分析复杂，MRI定量信息（如肺组织硬度、通气和灌注参数）在不同研究中差异较大，缺乏统一标准，限制在疾病监测中的应用；（3）临床应用受限，部分患者对DCE-MRI对比剂有不良反应，且多为单中心、小样本研究，缺乏大规模多中心验证，基层设备普及度低。未来可优化成像参数和功能评价技术，研究对比剂替代方案，结合人工智能及多模态成像，并开发新的成像生物标志物，以推动MRI技术在CTD-ILD评估中的临床应用。