0 引言

       全球疾病负担研究最新数据显示，慢性呼吸系统疾病仍是全球重大公共卫生负担，慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease, COPD）是该类疾病中导致死亡和伤残调整生命年损失的首要原因^[1]；预测至2050年全球COPD患者人数将接近6亿^[2]。肺癌是全球癌症相关死亡的首要原因^[3]，荟萃分析显示COPD患者中肺癌患病率高达5.08%，二者共患进一步增加了临床管理难度^[4]。COPD以进行性气流受限和肺实质破坏为特征，常伴区域性通气-灌注失衡；肺癌患者常合并COPD，术前区域肺功能评估直接影响手术方案的制定。上述疾病的共同特征在于，其病理改变往往起始于局部区域，而全肺整体指标难以捕捉早期异质性变化。因此，早期精准评估区域通气与灌注功能对诊疗决策具有重要意义。然而，现有评估手段各有局限。传统肺功能检查（pulmonary function test, PFT）仅能提供全肺整体指标，无法反映区域性功能异常^{[5, 6]}；通气/灌注单光子发射计算机体层成像（ventilation/perfusion single-photon emission computed tomography, V/Q SPECT）可评估区域通气灌注，但存在电离辐射暴露及空间分辨率有限等不足^[7]；超极化¹²⁹Xe MRI（hyperpolarized ¹²⁹Xe MRI）评估能力较强，但设备昂贵、气体制备复杂，临床推广受限^[8]；定量CT（quantitative CT, QCT）可量化肺气肿及气道壁增厚等结构改变^[9]，但难以直接反映通气与灌注功能状态。肺MRI作为无电离辐射的功能影像手段，已被认为是评估肺部疾病的重要工具^[10]。相位分辨功能肺MRI（phase-resolved functional lung MRI, PREFUL-MRI）是傅里叶分解MRI（Fourier decomposition MRI, FD-MRI）^[11]基础上发展而来的功能成像技术，通过在自由呼吸状态下连续采集肺部时间序列图像，利用相位分辨分析同时获取区域通气与灌注信息^[12]。该技术无需对比剂注射与屏气配合，且无电离辐射，已在COPD、慢性血栓栓塞性肺动脉高压（chronic thromboembolic pulmonary hypertension, CTEPH）及囊性纤维化（cystic fibrosis, CF）等肺部疾病中展现出良好的应用前景^[11]。关于PREFUL-MRI的技术原理及参数特性，杨浩宇等^[13]已进行了综述。然而，该综述主要聚焦于成像方法与后处理技术，对PREFUL-MRI在多种肺部疾病中的临床应用证据尚未进行系统整合与批判性评价。随着近年来临床研究的快速积累，亟需从应用角度对现有证据进行系统梳理。本文旨在从临床应用角度，综述PREFUL-MRI在COPD、CTEPH、限制性通气功能障碍、支气管哮喘、CF、肺移植及新型冠状病毒感染后遗症（post-COVID-19 condition）等疾病中的研究进展，并分析其在肺癌领域的潜在应用方向，同时指出目前研究的局限性，并提出未来的研究方向，以期为该技术的临床转化提供参考。

1 文献检索策略

       本综述在PubMed、Web of Science和中国知网（CNKI）数据库中进行系统检索，检索时间为建库至2026年4月。文献检索采用主题词与自由词相结合的方式，英文检索式主要为：（“phase-resolved functional lung MRI” OR “PREFUL MRI” OR “PREFUL-MRI” OR “Fourier decomposition MRI” OR “FD-MRI”）AND（“ventilation” OR “perfusion” OR “lung function”）AND（“COPD” OR “chronic obstructive pulmonary disease” OR “pulmonary embolism” OR “chronic thromboembolic pulmonary hypertension” OR “asthma” OR “cystic fibrosis” OR “lung transplant” OR “lung cancer” OR “COVID-19” OR “interstitial lung disease”）；中文检索式主要为：（“相位分辨功能肺MRI”OR“相位分辨功能肺磁共振”OR“傅里叶分解MRI”）AND（“通气”OR“灌注”OR“肺功能”）AND（“慢性阻塞性肺疾病”OR“肺栓塞”OR“哮喘”OR“囊性纤维化”OR“肺移植”OR“肺癌”OR“新型冠状病毒”）。纳入标准：（1）以PREFUL-MRI或FD-MRI为主要研究技术的原著论文、技术验证研究及系统综述；（2）语言为英文或中文；（3）与肺部疾病临床应用相关。排除标准：（1）仅涉及动物实验而无人体研究数据者；（2）无法获取全文者；（3）重复发表的文献。此外，通过纳入文献的参考文献列表进行手工补充检索。最终纳入文献73篇。

2 PREFUL-MRI技术概述

2.1 基本原理

       PREFUL-MRI是在FD-MRI^[11]基础上发展而来的功能肺成像技术^[12]。该技术采用2D扰相梯度回波序列，在自由呼吸状态下对同一冠状面进行连续采集，经非刚性配准后，对每个像素的时间信号序列进行频谱分析，根据心脏搏动频率（约1 Hz）与呼吸运动频率（约0.2~0.3 Hz）在频域中的差异，将灌注相关信号与通气相关信号分离^[12]。在上述基本原理框架下，后续研究进一步从采集维度和后处理算法两方面推动了技术发展。该技术已在1.5 T和3.0 T场强下得到验证，近年来3D全肺覆盖序列亦已开发并与动态氟-19（¹⁹F）通气MRI进行了对比^{[14, 15]}。与原始FD-MRI仅利用信号幅度的频谱峰值进行通气灌注分离不同，PREFUL-MRI引入了相位分辨分析，通过提取呼吸和心脏周期的相位信息，实现对通气与灌注信号在时间域上的精细解耦，从而显著提升了功能参数的定量精度与空间分辨能力。关于该技术的详细后处理流程与参数优化策略，杨浩宇等^[13] 已进行了系统阐述。KLIMEŠ等^[16]进一步评估了不同图像配准算法对3D PREFUL-MRI通气定量精度的影响；VOSKREBENZEV等^[17]利用合成肺模型验证了信号法与形变场法通气测量的差异；此后该团队利用3D FLORETUTE序列实现了空间与动态肺异常的量化^[18]，并对比了多种通气评估方法^[19]。

2.2 主要功能参数

       PREFUL-MRI可提供多种功能参数。通气方面，KLIMEŠ等^[20]提出了区域通气量（regional ventilation, RVent）的定量方法；通气缺损百分比（ventilation defect percentage, VDP）定义为通气缺损区域占全肺的百分比^[12]。灌注方面，KJØRSTAD等^[21]提出了区域灌注量（perfusion quantification, QQuantified）的定量方法；灌注缺损百分比（perfusion defect percentage, QDP）定义为灌注缺损区域占全肺的百分比^[12]。此外，通气-灌注匹配百分比（ventilation-perfusion match percentage, VQM）及区域流量-容积环（regional flow-volume loop, RFVL）等参数可反映通气与灌注的空间匹配状态^{[12, 22, 23]}。上述功能参数的计算依赖于准确的肺区域分割，ASTLEY等^[24]开发了基于深度学习的PREFUL-MRI肺自动分割方法，有效提升了后处理效率与标准化程度。

2.3 可重复性与验证

       PÖHLER等^[25]对28例COPD患者和57名健康志愿者进行了PREFUL-MRI重复性评估，两次扫描间各参数均无显著差异（P>0.05），变异系数为2.26%~19.31%，组内相关系数为0.60~0.93。BEHRENDT等^[26]在双中心研究中以动态对比增强MRI（dynamic contrast-enhanced MRI, DCE-MRI）为参照验证了灌注参数的准确性，结果显示PREFUL与DCE值呈中度至强相关（r=0.69，P<0.01），空间重叠度达79.4%。GLANDORF等^[27]进一步探讨了钆对比剂、场强及序列类型对灌注定量值的影响，结果显示使用钆对比剂后定量灌注值显著增加（P<0.01），1.5 T与3 T场强间无显著差异，但平衡稳态自由进动序列的定量灌注值较扰相梯度回波序列显著降低（P<0.01）。HAHN等^[28]对扰相梯度回波与平衡稳态自由进动序列进行了系统比较，结果显示两者在通气缺损评估中具有良好的一致性（r>0.7，P<0.01）。上述研究为PREFUL-MRI的方法学可靠性提供了初步证据；MOHER ALSADY等^[29]进一步优化了通气相关系数并验证了其高重复性。

3 PREFUL-MRI在肺部疾病中的临床应用

       随着PREFUL-MRI技术的成熟，其临床应用已从早期以COPD为主的概念验证研究，逐步拓展至多种肺部疾病领域。该技术通过自由呼吸状态下的相位分辨重建，同步获取肺通气与灌注功能图像，在无需对比剂及放射性示踪剂的前提下实现多维度功能评估，在一定程度上满足了临床对无创区域功能成像的需求^[11]。目前，PREFUL-MRI已在COPD、肺血栓栓塞症（pulmonary thromboembolism, PTE）与CTEPH、限制性通气功能障碍与间质性肺疾病、支气管哮喘、CF、肺移植以及新型冠状病毒感染后遗症等多个病种中开展了系统性研究，初步显示出反映疾病严重程度、监测治疗反应及预测预后的临床潜力。此外，本文还分析了PREFUL-MRI在肺癌领域的潜在应用前景。

3.1 COPD

       COPD以不完全可逆的气流受限和肺实质破坏为特征，常伴随区域性通气-灌注失衡。传统的PFT虽然是诊断COPD的金标准，但由于仅能反映全肺整体的通气功能，无法揭示病变早期的区域性功能异质性，也难以精准捕捉局部气道与血管的病理生理改变^[5]。因此，临床亟需一种能够无创、定量评估COPD区域通气与灌注损害的影像学工具。

3.1.1 通气评估的准确性验证

       PREFUL-MRI在COPD功能评估中显示出较好的准确性与可靠性。KLIMEŠ等^[14]对14例COPD患者及其他受试者进行了3D PREFUL-MRI与¹⁹F气体MRI的比较研究，结果显示，PREFUL-MRI衍生的通气缺损百分比（ventilation defect percentage, VDP）与作为参考标准的¹⁹F气体MRI测得的VDP呈中等正相关（r=0.59~0.70），初步验证了无气体质子MRI在COPD通气评估中的准确性^[30]。在可重复性方面，PÖHLER等^[25]对28例COPD患者和57名健康志愿者进行了两次独立的扫描评估，发现PREFUL-MRI的区域通气量（regional ventilation, RVent）、VDP及灌注缺损百分比（perfusion defect percentage, QDP）等参数在两次扫描间均无显著差异，组内相关系数（intra-class correlation coefficient, ICC）为0.60~0.93，表明该技术具有中等至良好的临床监测稳定性。

3.1.2 疗效监测

       在临床疗效监测方面，PREFUL-MRI能够灵敏地捕捉支气管扩张剂治疗后的区域功能改善。VOSKREBENZEV等^[31]在一项纳入50例伴有肺过度充气的COPD患者的随机对照交叉试验中，利用PREFUL-MRI评估了患者接受双重支气管扩张剂（茚达特罗-格隆溴铵）治疗14天前后的肺功能变化。研究发现，与安慰剂组相比，治疗组的动态通气参数（如流量-容积环相关图）显著改善，区域通气异质性显著降低（P<0.000 1）；同时，治疗组的区域血流灌注及VQM指标亦获得显著提升。该研究团队在另一项前瞻性试验中进一步验证了PREFUL-MRI对支气管扩张剂即刻和持续疗效的监测能力^[32]，纳入32例中重度COPD患者评估噻托溴铵/奥达特罗单次给药和持续给药的效果，结果显示单次给药后流量-容积环相关指标改善4.1个百分点（95% CI：1.0~7.3），归一化灌注增加0.4个百分点（95% CI：0.2~0.6），通气和灌注缺损百分比均降低（P<0.05）；持续给药后肺动脉脉搏波速度降低0.87 m/s（95% CI：-1.26~-0.48），且参数变化与残气量降低及超极化¹²⁹Xe MRI参数显著相关。上述研究表明，PREFUL-MRI能够检测到支气管扩张剂治疗后的即刻和持续性区域功能变化，未来可作为心肺临床试验中疗效评估的探索性影像学终点加以进一步验证。

3.1.3 肺血管评估

       除了气道病变，PREFUL-MRI在评估COPD相关的肺血管改变方面亦进行了初步探索。COPD患者由于长期缺氧引起的低氧性肺血管收缩和血管重塑，常并发肺动脉高压及右心功能不全。WERNZ等^[33]利用PREFUL-MRI推导出的肺动脉脉搏波速度（pulse wave velocity, PWV）对COPD患者的肺血管顺应性进行了量化研究，结果显示PREFUL-MRI不仅能评估通气受损，还能无创监测COPD早期的肺血管僵硬度变化，且与肺功能指标存在显著相关性。PÖHLER等^[34]进一步验证了PREFUL-MRI所测PWV与超声心动图的良好一致性。这为COPD心肺共患病的早期预警提供了新的无创评估手段^[35]。

       综上所述，PREFUL-MRI能够多维度地量化COPD患者的区域通气缺损、灌注异常及血管顺应性改变，在疗效监测中显示出良好的应用价值。然而，该技术在不同COPD表型（如肺气肿优势型与气道病变优势型）鉴别中的敏感性尚未明确。未来研究应进一步探索PREFUL-MRI与QCT的联合应用，整合区域通气灌注信息与肺气肿、小气道重塑等解剖结构指标，推动COPD的结构-功能联合评估，为个体化治疗决策提供影像学依据。

3.2 PTE与CTEPH

       PTE及CTEPH以肺动脉血栓机化阻塞导致的区域性灌注缺损为核心病理改变，准确评估灌注缺损范围对诊断确立、手术适应证评估及疗效监测均具有重要意义。然而传统核素显像存在电离辐射，CT肺动脉造影需注射含碘对比剂，均不利于长期随访。

       在技术验证方面，VOSKREBENZEV等^[36]系统发表了PREFUL-MRI肺通气灌注（V/Q）评估的标准化操作方法，展示了该技术从图像采集、配准到功能参数计算的完整流程，为临床规范化应用提供了重要的方法学参考。BEHRENDT等^[37]纳入包括21例CTEPH在内的55例患者，以灌注SPECT为参考标准、DCE-MRI为参照，验证了PREFUL-MRI的QDP与SPECT灌注缺损高度一致，且与DCE-MRI肺血流显著相关。在临床诊断效能方面，DUAN等^[38]对52例慢性肺栓塞患者的研究结果显示，灌注加权PREFUL-MRI对慢性PTE的诊断敏感度为97%、特异度为95%，段水平敏感度和特异度分别为96%和95%，展现出较高的诊断效能，但该结果来源于单中心研究，尚需多中心验证^[39]。在手术疗效监测方面，PÖHLER等^[40]对30例CTEPH患者分别于肺动脉内膜剥脱术术前及术后进行PREFUL-MRI评估，结果显示术后肺动脉脉搏波传导时间较术前显著缩短（139 ms vs. 193 ms，P=0.000 2），定量灌注值及通气-灌注匹配均显著改善，且术后灌注变化率与6分钟步行距离变化率显著相关（r=0.61），提示PREFUL-MRI可预测患者功能预后。MOHER ALSADY等^[41]进一步在多中心研究中证实了PREFUL-MRI采集与分析流程的跨中心标准化可行性。

       综上所述，PREFUL-MRI在PTE/CTEPH的诊断与术后监测中已取得重要进展，包括标准化操作流程的建立、较高的诊断效能（敏感度97%、特异度95%）以及对术后疗效的敏感监测能力。然而，该技术在急性与慢性血栓鉴别方面的价值尚未充分探讨，PREFUL-MRI参数与有创血流动力学指标的定量对应关系亦不明确，在手术适应证评估中的应用尚属空白。未来应探索其在球囊肺动脉成形术及抗凝/靶向药物疗效监测中的应用价值。凭借其无辐射、无对比剂的优势，PREFUL-MRI尤其适合需要长期随访的PTE/CTEPH患者。

3.3 限制性通气功能障碍与间质性肺疾病

       限制性通气功能障碍（restrictive ventilatory dysfunction, RVD）以肺总量减少、用力肺活量降低为特征，可由间质性肺疾病、胸廓畸形及神经肌肉疾病等多种原因引起^[42]；传统PFT仅能提供整体功能指标，无法揭示区域性通气灌注损害的空间分布。

       欧阳涛等^[43]对37例RVD患者及49名健康对照者进行了PREFUL-MRI研究，结果显示RVD组的QQuantified显著低于对照组，QDP及RVent升高，差异具有统计学意义（P<0.05）；中重度RVD亚组的上述参数较轻度亚组进一步恶化，提示PREFUL-MRI参数可定量反映RVD严重程度的梯度变化。相关性分析显示，FEV1%pred和FVC%pred与QQuantified呈正相关、与QDP呈负相关（P<0.05）。多因素logistic回归分析证实QDP为RVD的独立预测因子（OR=1.23，P=0.003），联合模型AUC达0.823^[43]。

       间质性肺疾病（interstitial lung disease, ILD）是结缔组织病（connective tissue disease, CTD）最常见的肺部并发症之一，其病程个体差异大，目前缺乏可靠的早期进展预测指标。OUYANG等^[44]对86例CTD-ILD患者及86名健康对照者进行了前瞻性PREFUL-MRI研究并随访1年，结果显示进展组（26例）基线QDP显著高于稳定组（26.5% vs. 14.7%，P<0.001），通气-灌注匹配百分比显著降低（62.1% vs. 75.6%，P=0.001）；联合QDP与V/Q匹配缺损的多参数模型预测疾病进展AUC达0.87，显著优于单独DLco%pred（AUC=0.60，P=0.004）。MUECKE等^[45]在0.55 T低场平台上对31例CTD-ILD患者验证了PREFUL-MRI的可行性，发现其参数与FEV₁/FVC等肺功能指标存在相关性，但与CT形态学Warrick评分无显著相关，提示功能与结构评估具有互补性。在职业性肺纤维化方面，OUYANG等^[46]对30例矽肺患者的前瞻性研究显示，基线QDP预测全局疾病进展的AUC高达0.97（95% CI：0.92~1.00），提示灌注缺损参数可能是纤维化性肺病进展的敏感预测指标。上述研究表明PREFUL-MRI在ILD进展预测中展现出较好的应用前景，但样本量有限且以单中心为主，有待进一步验证。

       综上所述，PREFUL-MRI在RVD及ILD领域已取得重要进展：其定量灌注参数能够反映RVD严重程度的梯度变化，且对ILD疾病进展具有较高的预测价值（AUC达0.87~0.97），优于传统肺功能指标。然而，PREFUL-MRI参数在不同病因所致RVD中的鉴别价值尚未探讨，ILD进展预测的最佳参数阈值亦未确立。未来应探索该技术在抗纤维化疗效的动态监测中的应用价值，并在不同ILD亚型间验证其预测效能的一致性。

3.4 支气管哮喘

       支气管哮喘以可逆性气道痉挛与气道炎症为特征，其通气缺损具有空间异质性和动态可变性；传统PFT仅能评估全肺整体气流受限，无法揭示小气道病变的区域性分布，制约了对哮喘控制水平的精准评估^[5]。

       在方法学验证方面，MATHESON等^[47]系统综述了哮喘胸部影像新前沿，指出自由呼吸质子MRI和超极化气体MRI等功能影像技术可无创量化哮喘患者的区域通气缺损，弥补了传统PFT无法揭示空间异质性的不足。FRIEDLANDER等^[48]对41例重度哮喘患者及7名健康对照者进行了PREFUL-MRI研究，结果显示哮喘组支气管扩张剂使用前VDP（19.1%）高于健康对照（7.5%，P=0.000 2）；在19例完成支气管扩张剂试验的患者中，吸入支气管扩张剂后VDP由21.9%显著降至16.9%（P=0.005 3），且PREFUL-MRI的VDP与FEV₁%pred（r=-0.46）、¹²⁹Xe MRI的VDP（r=0.39）及CT小气道功能障碍参数均呈显著相关^[48]。上述结果表明PREFUL-MRI衍生的VDP能够检测到支气管扩张剂的治疗效应，并与气流受限及小气道功能障碍指标具有一定的生理相关性^[49]。

       为进一步建立VDP的临床解释标准，MCINTOSH等^[50]在27名健康志愿者及55例哮喘患者中确立了¹²⁹Xe MRI通气缺损百分比的正常上限（2.0%）及最小临床重要差异（anchor法1.75%，distribution法2.25%），为功能肺MRI参数的临床意义评判提供了重要参考依据，亦为后续PREFUL-MRI参数阈值的制定提供了方法学借鉴^[50]。

       然而，FRIEDLANDER等研究中同一组健康对照者（年龄64±10岁）的PREFUL-MRI VDP中位数为7.5%，而其¹²⁹Xe MRI VDP仅为3.4%^[48]，后者亦与MCINTOSH等确定的同年龄段¹²⁹Xe MRI正常上限（60~79岁为3.8%）基本吻合^[50]。同一人群中两种方法约2倍的系统性差异，主要源于对比机制（直接气体成像vs.间接质子信号推导）和采集状态（屏气vs.自由呼吸）的根本不同，后者信噪比较低且更易受呼吸运动配准误差影响^[48]。上述差异提示，PREFUL-MRI与¹²⁹Xe MRI的VDP不能直接等同或互换使用，PREFUL-MRI亟需建立自身独立的正常参考范围与异常判定阈值。

       综上，PREFUL-MRI能够无创、定量地捕捉哮喘患者的区域通气缺损及其对支气管扩张剂治疗的动态响应，在哮喘控制水平评估和疗效监测中展现出初步的临床应用潜力；然而，现有研究仅纳入了重度哮喘患者，尚缺乏在不同哮喘表型人群中的验证；且PREFUL-MRI的VDP与¹²⁹Xe MRI存在系统性差异，其自身独立的正常参考范围与异常判定阈值尚未建立。未来应建立PREFUL-MRI自身的VDP正常参考范围，并探索其在哮喘长期管理及靶向治疗疗效监测中的应用潜力。

3.5 CF

       CF以气道黏液栓塞导致的区域性通气障碍和继发性灌注异常为主要病理特征，患者需终身随访，临床亟需一种无创、可重复且无辐射的区域肺功能评估手段^[12]。

       在可行性与方法学验证方面，MUNIDASA等^[51]对儿科CF患者进行了PREFUL-MRI与超极化¹²⁹Xe MRI的系统对比研究，结果显示两种技术在通气缺损评估中具有良好的一致性，且均与FEV₁及肺廓清指数（lung clearance index, LCI）显著相关^[52]，证实PREFUL-MRI在儿科CF中的可行性。在可重复性方面，MUNIDASA等^[53]对15例稳定期儿科CF患者的研究显示，PREFUL-MRI各通气参数访次内和访次间均无显著偏差（P>0.05），VDP访次内重复系数为2.90%~3.38%，与¹²⁹Xe MRI相当，表明其可作为儿科CF纵向功能监测的可靠工具。

       在疗效监测方面，KLIMEŠ等^[54]对23例CF患者分别于囊性纤维化跨膜传导调节因子（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator, CFTR）调节剂三联疗法治疗前及治疗后8~16周进行了3D PREFUL-MRI检查，结果显示治疗后所有通气参数均显著改善（P<0.005 6），改善通气容积与黏液栓塞评分变化显著相关（|r|>0.48），治疗后VDP与FEV1%pred、LCI及MRI形态学评分均显著相关，证实3D PREFUL-MRI对CFTR调节剂诱导的区域通气变化具有良好的检测敏感性^{[51, 55]}。

       综上，PREFUL-MRI在CF区域通气评估中已显示出良好的可行性和可重复性，且能够敏感地检测CFTR调节剂治疗后的区域通气改善。其无辐射、无需特殊气体设备的优势尤为适合儿科CF患者的长期随访。然而，现有研究以短期疗效观察为主，缺乏长期纵向随访数据；此外，该技术对肺部急性加重事件的早期预警价值以及在不同年龄段CF患者中参数的生理性变化规律均尚未探索。未来应评估PREFUL-MRI在CF急性加重预测及CFTR调节剂长期治疗管理中的应用价值。

3.6 肺移植术后评估

       肺移植术后慢性肺同种异体移植物功能障碍（chronic lung allograft dysfunction, CLAD）是影响受者长期生存的主要原因，其临床表型涵盖阻塞型（闭塞性细支气管炎综合征）和限制型（限制性同种异体移植综合征）等多种形式^[56]；现有临床诊断主要依赖肺功能检查（FEV₁下降≥20%），往往在肺功能已明显受损的晚期才能确诊，错失早期干预窗口^{[57, 58]}。

       VOGEL-CLAUSSEN等^[59]开展了一项前瞻性纵向单中心研究，纳入132例临床稳定的双肺移植受者，分别于移植后6~12个月及约2.5年后进行PREFUL-MRI评估，随访期中位数为5.6年，共24例发生CLAD相关移植物丢失。结果显示，基线PREFUL-MRI衍生的区域流量-容积环通气容积可预测未来移植物丢失（截断值92.3%，HR=2.5，P=0.02），而基线肺功能检查对生存差异无预测价值（P=0.33）；在纵向随访分析中，RFVL均值变化百分比（HR=7.7）、通气-灌注缺损变化（HR=6.6）及FEV1变化（HR=7.9）均为移植物丢失的显著预测因子，提示PREFUL-MRI的动态功能参数可能较单次肺功能检测提供额外的早期预警信息。

       上述研究表明，PREFUL-MRI通气-灌注匹配参数能够在肺功能尚处于稳定阶段时预测未来CLAD相关移植物丢失，预测价值优于单次肺功能检查。然而，目前研究仅纳入双肺移植受者，在单肺移植患者中的适用性尚不明确；且不同CLAD表型（阻塞型与限制型）是否具有特征性PREFUL-MRI表现亦未深入探讨。未来研究应纳入单肺移植患者验证其普适性，明确最佳监测时间窗及随访频率，并探索PREFUL-MRI在CLAD早期表型鉴别中的应用价值。

3.7 肺癌领域的潜在应用方向

       肺癌是全球癌症相关死亡的首要原因，外科手术切除是早期非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）的首选治疗方式；由于肺癌患者常合并COPD等基础肺疾病，术前区域肺功能评估及术后残余肺功能预测（predicted postoperative FEV1，ppoFEV1）对手术适应证的判定至关重要^[60]。目前，术前区域功能评估主要依赖核素V/Q显像、QCT及双能CT等方法^{[61, 62]}，但各有局限。需要指出的是，截至目前尚无直接用PREFUL-MRI技术进行肺癌相关研究的文献报道，本节所述证据均来源于其前身技术或原理相近的成像方法，旨在分析PREFUL-MRI在该领域的潜在应用前景。在术前功能评估方面，SOMMER等^[63]利用FD-MRI（PREFUL-MRI的技术基础）对NSCLC患者进行了无对比剂FD-MRI术前肺灌注评估，初步显示FD-MRI可有效识别肺癌患者的区域灌注异常。在放射治疗功能保护方面，KLAAR等^[64]在0.35 T 磁共振引导直线加速器（magnetic resonance linear accelerator, MR-Linac）上验证了自由呼吸通气灌注MRI的可行性与可重复性，该团队^[65]进一步利用MRI通气灌注成像预测肺癌患者放射性肺炎的发生。BI等^[66]系统综述了CT功能影像在胸部放疗中的研究进展；NEUPANE等^[67]利用4DCT通气灌注成像预测肺癌患者放射性肺炎的发生，为功能引导的肺癌放疗规划提供了循证支持。上述研究虽基于与PREFUL-MRI原理相关但并非完全等同的技术（FD-MRI为2D单时间点傅里叶分解，MR-Linac成像采用不同场强与平台），其结果不能直接外推为PREFUL-MRI的临床证据。

       综上所述，虽然PREFUL-MRI尚未在肺癌领域直接应用，但其前身技术FD-MRI及原理相近的MR-Linac通气灌注成像已在术前区域功能评估和放疗功能保护规划中展现出初步可行性。鉴于PREFUL-MRI在COPD等疾病中已表现出优于FD-MRI的定量精度与可重复性，且肺癌患者常合并COPD需进行区域肺功能评估，未来有必要开展PREFUL-MRI在以下方向的前瞻性研究：（1）术前肺叶/肺段区域功能定量以预测术后残余肺功能；（2）放疗计划中功能肺区域的识别与保护；（3）联合QCT结构参数实现肺癌合并COPD患者的结构-功能综合术前评估。

3.8 新型冠状病毒感染后遗症

       Post-COVID患者常主诉持续性呼吸困难，但常规肺功能检查和CT往往难以解释其症状，提示存在亚临床水平的区域性肺功能异常。PREFUL-MRI凭借其同步评估通气与灌注的能力，为揭示这一症状检查分离现象提供了新的视角。

       在成人研究中，WANG等^[68]和LÉVY等^[69]分别在1.5 T和0.55 T场强下发现COVID-19康复者存在常规检查无法检出的区域性通气异常，提示PREFUL-MRI可检出常规肺功能检查未能发现的区域性异常，且该技术在低场环境下同样可行。OUYANG等^[70]的横断面研究进一步揭示了Post-COVID灌注缺损模式在不同性别和临床亚型间存在显著异质性，该团队的一年纵向随访则显示部分患者灌注缺损可逐步改善，但仍有相当比例的患者存在持续性功能异常，提示Post-COVID肺损伤的恢复具有个体差异性^[71]。值得注意的是，儿童Post-COVID的功能损害模式与成人有所不同。PÖHLER等^[72]发现儿童Post-COVID呈现以灌注缺损为主而通气相对保留的独特表型，有别于成人以通气-灌注双重受累为主的模式，提示儿童Post-COVID可能以肺微血管损伤为主要病理基础。KRAUS等^[73]的纵向随访进一步验证了PREFUL-MRI在监测儿童肺功能恢复轨迹中的可靠性。

       总体而言，PREFUL-MRI能够检测Post-COVID患者常规检查无法发现的亚临床功能异常，并区分通气与灌注的不同受累模式。然而，儿童以灌注缺损为主而成人以通气-灌注双重受累为主的表型差异，其背后的病理生理机制尚不清楚。未来研究应开展长期纵向随访以明确肺功能异常的自然转归，并探索PREFUL-MRI对持续性功能障碍的早期识别价值，其无辐射优势尤其适合需长期随访的Post-COVID人群。

4 小结与展望

       PREFUL-MRI作为一种无需对比剂、自由呼吸采集的功能肺MRI技术，已在COPD、PTE/CTEPH、RVD、支气管哮喘、CF、肺移植及Post-COVID等多种肺部疾病中展现出良好的临床应用价值，并在肺癌领域具有潜在应用前景。各疾病的主要应用场景、关键参数及临床价值总结见表1。该技术可同时提供通气与灌注的区域定量信息，所获参数（VDP、QDP、VQM、RVent等）与PFT指标存在一定相关性，并在疗效监测、预后预测等方面均有所体现，弥补了传统PFT仅能反映全肺整体功能、结构影像无法直接评估功能状态的不足，为肺部疾病的区域功能评估提供了新的无创影像学手段。

       然而，PREFUL-MRI目前仍面临若干局限性。其一，现有技术以2D单层面采集为主，实现全肺覆盖需多层面分次扫描，采集效率有待提高；其二，各研究中心在图像后处理流程和参数阈值定义上尚未完全统一，影响跨中心结果的可比性；其三，现有临床研究多为小样本、单中心研究，尚缺乏大规模多中心前瞻性验证；在国内研究层面，虽然已有团队在RVD、CTEPH及Post-COVID等领域积累了初步经验，但整体临床数据仍较有限，未来有必要依托现有基础开展多中心合作，建立中国人群PREFUL-MRI功能参数的正常参考范围，并在COPD、哮喘等国内高发病种中进行前瞻性验证。

       此外，PREFUL-MRI技术本身存在若干固有局限。该技术依赖肺组织质子信号的周期性变化推导功能信息，在肺尖（组织含量低）及肺底（膈肌运动伪影）等低信号区域，参数可信度可能下降；对于严重肺气肿等肺实质严重破坏的病例，残余质子信号不足以支撑有效的功能分析，提示该技术存在适用性边界。同时，通气与灌注信号的频域分离依赖于呼吸频率与心率的充分间隔，当患者呼吸急促致两者频率接近时，可能出现信号交叉污染。另外，PREFUL-MRI提供的是半定量功能参数，VDP等指标高度依赖阈值选取，不同标准可导致结果间的显著差异。上述局限界定了该技术当前的适用范围，亦为未来优化指明了方向。

       未来多个方向有望推动PREFUL-MRI的临床转化。3D全肺PREFUL序列与压缩感知、并行采集等加速技术的发展，有望突破现有覆盖范围的限制；深度学习辅助的自动化后处理有望提高参数计算的一致性与效率，推动技术标准化与临床推广；纵向随访研究的深入开展将进一步明确PREFUL-MRI参数作为疗效评估和预后预测生物标志物的临床价值。

       尤其值得关注的是，PREFUL-MRI与QCT的联合应用有望推动肺部疾病“结构-功能”一体化评估。QCT可通过参数响应图量化功能性小气道病变及肺气肿的空间分布，而PREFUL-MRI的VDP、QDP等功能参数可在肺叶或肺段水平与上述结构指标进行空间对应分析，揭示结构改变与功能异常的匹配或分离模式，识别“结构正常但功能异常”的早期病变区域。然而，两种模态在空间分辨率（毫米级vs.厘米级）、肺充气状态（屏气vs.自由呼吸）及成像维度（3D vs. 2D）上存在显著差异，体素级图像配准面临较大挑战。未来可探索基于肺叶/肺段的区域对应策略规避这一困难，或借助3D全肺PREFUL序列缩小空间分辨率差距。

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表1  PREFUL-MRI在肺部疾病中的临床应用
Tab. 1  Clinical applications of PREFUL-MRI in pulmonary diseases