1、肺功能的MRI檢查【摘要】肺功能檢查是呼吸系統(tǒng)疾病的必要檢查之一，目前多是應(yīng)用肺功能儀對肺功能進(jìn)行檢查。但隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，肺功能的影像學(xué)研究也取得 了顯著的進(jìn)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域也日見擴(kuò)大。本項(xiàng)目擬通過胸部磁共振掃描， 探討 肺功能MRI檢查的價(jià)值?！娟P(guān)鍵詞】肺功能；磁共振成像隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，肺功能的影像學(xué)研究也取得了顯著的進(jìn)展， 它的應(yīng)用領(lǐng)域也日見擴(kuò)大。對肺功能進(jìn)行影像學(xué)研究，將有助于進(jìn)一步揭示呼吸 生理機(jī)制及部分肺部疾病的病理生理機(jī)制 ；在臨床上，可有助于某些疾病的早 期診斷、指導(dǎo)治療、估計(jì)嚴(yán)重程度和判斷預(yù)后20本文擬通過磁共振掃描，探討 肺功能MRI檢查的價(jià)值。1肺功

2、能簡介肺功能檢查是呼吸系統(tǒng)疾病的必要檢查之一，對于早期檢出肺、氣道病變， 評估疾病的病情嚴(yán)重程度及預(yù)后，評定藥物或其它治療方法的療效，鑒別呼吸困 難的原因，診斷病變部位、評估肺功能對手術(shù)的耐受力或勞動(dòng)強(qiáng)度耐受力及對危 重病人的監(jiān)護(hù)等方面有重要的指導(dǎo)意義。 其內(nèi)容包括通氣功能、換氣功能、呼吸 調(diào)節(jié)功能及肺循環(huán)功能等網(wǎng)。目前主要用肺量計(jì)、氣體分析儀及壓力計(jì)等儀器檢查肺功能 4，但只能顯示 肺臟生理與病理生理的改變，而不能提示病原性診斷與病變發(fā)生的部位， 只能顯 示相當(dāng)廣泛病變的病理生理改變，而不能對輕微的局限性病灶提示功能上的改 變。從影像學(xué)角度研究肺功能，可以同時(shí)提示病變部位和功能性的變化， 可

3、對肺 功能有一個(gè)綜合性的評價(jià)。2試驗(yàn)方法肺容積測定隨著高場強(qiáng)磁共振掃描儀的使用及快速成像序列的不斷開發(fā)，很大程度克服 了以往成像速度慢、空間分辨力低的缺點(diǎn)?？赏ㄟ^快速梯度回波序列，進(jìn)行呼、 吸兩相全肺掃描，然后用自動(dòng)化評估軟件勾畫肺輪廓，測算肺容積。MRI肺容積測定的肺活量、肺總量、殘氣量與肺通氣功能測定值顯著相關(guān) , 其測量標(biāo)準(zhǔn)誤比CT測算肺容積時(shí)標(biāo)準(zhǔn)誤小，而且利用三維重建技術(shù)可同時(shí)獲 得心臟大血管容積及其它們在呼吸過程中的容積變化。MRI肺容積的測定不僅可以反映肺通氣功能，結(jié)合心臟大血管容積變化 ，對通氣機(jī)制與血液動(dòng)力學(xué)的研 究也有著潛在的意義。動(dòng)態(tài)MRI對呼吸運(yùn)動(dòng)的研究運(yùn)用單次激發(fā)快速自

4、旋回波（SSTSE將列，結(jié)合SENSES術(shù)7,對呼吸運(yùn)動(dòng) 進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描。利用時(shí)間距離曲線描述膈肌的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)， 并對膈肌的動(dòng)度與肺功 能的相關(guān)性進(jìn)行比較。記錄各研究對象深慢呼吸時(shí)膈肌的運(yùn)動(dòng)情況，測量不同年齡的研究對象的 胸壁上下徑在深慢呼吸過程中最大（吸氣時(shí)）和最?。ê魵鈺r(shí)）徑線，進(jìn)而計(jì)算出膈 肌的運(yùn)動(dòng)幅度（膈肌的動(dòng)度=吸氣時(shí)胸壁的上下徑-呼氣時(shí)胸壁的上下徑）。測量不 同年齡研究對象肺功能的情況，計(jì)算肺功能的指標(biāo)與膈肌在呼吸運(yùn)動(dòng)中動(dòng)度之 問的相關(guān)性，并描述膈肌運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)網(wǎng)。為了更好地顯示呼吸運(yùn)動(dòng)，還可采用MRI融合顯示技術(shù)，將同一層面的深吸 氣相與呼氣相圖像重疊到一起，并結(jié)合透明技術(shù)，能更客觀地顯

5、示呼吸運(yùn)動(dòng)的幅 度。動(dòng)態(tài)MRI對呼吸運(yùn)動(dòng)的研究，可以揭示肺通氣與呼吸運(yùn)動(dòng)的關(guān)系， 尤其是病 理狀態(tài)下兩者間的相互影響及其作用機(jī)制。肺血管成像由于存在心臟和呼吸的運(yùn)動(dòng)偽影、肺泡空氣 /組織界面間的磁化率偽影、肺 部血管的復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的血流模式， 以及技術(shù)條件等多因素的限制，使傳 統(tǒng)的時(shí)間飛躍效應(yīng)和相位對比技術(shù)在肺動(dòng)脈成像上都受到很大的限制。但是，隨著磁共振分辨力、采集速度的迅速提高和對比增強(qiáng)磁共振血管成像（ MRA技術(shù) 的應(yīng)用，肺部MRA5經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)可行的方法，并得到了廣泛應(yīng)用。根據(jù)是否使用對比劑，MR腋像方法分為2類：一類是最早出現(xiàn)的不用對比 劑的常規(guī)方法：時(shí)間飛越法 MRA（TOF-M

6、RA和相位對比法 MRA（PC-MRA;另一 類是使用對比劑的增強(qiáng) MRA（CE-MRA、時(shí)間依賴性磁共振血管成像（TR-MRA 及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)MRA（DCE-MRA常規(guī)MR腋像方法TOF-MR信號作用依賴于血流的流速和狀態(tài)，盡管對流動(dòng)敏感，但空間分 辨力低，對慢血流不敏感，并且有許多原因引起的偽影，包括背景抑制較差，磁 場不均勻，運(yùn)動(dòng)偽影及磁飽和效應(yīng)9,故TOF-MRAE肺血管成像上受到很大的限 制。PC-MRA一種不僅能顯示血管解剖結(jié)構(gòu)，而且能夠提供血流方向、血流速 度和流量等血流動(dòng)力學(xué)信息的磁共振檢查技術(shù)， 是目前測定肺動(dòng)脈瞬時(shí)血流速度 的較好方法10。Gd類對比劑增強(qiáng) MRA （1）CE-

7、MRA是近年應(yīng)用最為廣泛的一種 MRRT法。其產(chǎn)生對比的機(jī)制是：當(dāng)用極短重復(fù) 時(shí)間（TR）和回波時(shí)間（TE） （TRC5m6 TE2 m段序列成像時(shí)，各種組織均進(jìn) 入磁飽和狀態(tài)，這時(shí)通過靜脈注射 Gd類順磁性對比劑，縮短血液的T1,使之較 周圍組織的T1更短，從而呈現(xiàn)高信號而達(dá)到血管成像的目的。對比劑的應(yīng)用減 少了對血流速度的依賴，采集時(shí)間很短，有效地減少了運(yùn)動(dòng)偽影。（2）TR-MRATR-MRA-股指應(yīng)用改進(jìn)的3D梯度回波序列完成的高速成像，連續(xù)獲得同一 感興趣區(qū)血管的四維影像。這種方法按時(shí)間順序快速獲取數(shù)據(jù)，縮短了采集時(shí)間， 但降低了空間分辨率。最近幾年，快速脈沖序列、多相位表面線圈、并行

8、成像技 術(shù)以及高效高場強(qiáng)磁共振系統(tǒng)的應(yīng)用，使 TR-MRA的臨床應(yīng)用大大擴(kuò)展11。在保 證較高時(shí)間分辨率的情況下盡可能地減少空間分辨率的損失，使MRAtg夠像DSA那樣“實(shí)時(shí)”顯示肺血流，從而可以評價(jià)整個(gè)或局部肺灌注情況。（3）DCE-MRADCE-MRAb在靜脈注射對比劑的同時(shí)啟動(dòng)掃描， 在較短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行多期相的重復(fù)掃描，可以動(dòng)態(tài)觀察整個(gè)血液循環(huán)過程，所得影像經(jīng)減影可得到血管 動(dòng)脈期、靜脈期和平衡期的影像。同時(shí)，可以在肺血管成像中運(yùn)用血氧水平依賴功能磁共振成像(BOLD技術(shù)12,觀察血管內(nèi)血氧之間的關(guān)系。3技術(shù)路線4創(chuàng)新性分析不同于以往應(yīng)用肺功能儀和電子計(jì)算機(jī)檢查肺功能， 本項(xiàng)目擬用磁

9、共振掃描 的方法對肺功能進(jìn)行檢查，通過測定肺容積、動(dòng)態(tài)研究呼吸運(yùn)動(dòng)、肺血管成像， 從影像學(xué)角度研究肺功能。克服傳統(tǒng)肺功能檢查不能提示病原性診斷與病變發(fā)生 的部位，只能顯示相當(dāng)廣泛病變的病理生理改變，不能對輕微的局限性病灶提示 功能上改變的不足，同時(shí)提示病變部位和功能性的變化，對肺功能進(jìn)行一個(gè)綜合 性的評價(jià)。5可行性分析第一，本課題針對傳統(tǒng)肺功能檢查不能定位及無法提示微小病灶的不足，采用磁共振掃描的手段，并從整體、血管、動(dòng)態(tài)三個(gè)角度進(jìn)行檢查，可以克服掉這 些不足。第二，磁共振掃描無電離輻射，能夠相對無創(chuàng)地檢查，并且磁共振影像有著 較高的分辨率，可以更為直觀地進(jìn)行觀察。第三，肺容積測定可得到肺活量

10、、肺總量、殘氣量；動(dòng)態(tài) MRI可了解呼吸調(diào) 節(jié)功能；肺血管成像可研究出肺循環(huán)功能，可以較為完整地評估肺功能。第四，研究依托的四川大學(xué)華西醫(yī)院具有豐富的臨床病例資源，磁共振研究中心擁有成熟的研究平臺，可以保障本課題順利進(jìn)行。綜合以上分析，本項(xiàng)臨床研究有這些條件的支撐，有較高的可行性。6臨床使用價(jià)值肺功能檢查是呼吸系統(tǒng)疾病的必要檢查之一，對于早期檢出肺部及氣道病 變，評估疾病的病情嚴(yán)重程度及預(yù)后， 評定藥物或其它治療方法的療效， 鑒別呼 吸困難的原因，診斷病變部位、評估肺功能對手術(shù)的耐受力或勞動(dòng)強(qiáng)度耐受力及 對危重患者的監(jiān)護(hù)等方面有重要的指導(dǎo)意義。MRI用于肺功能研究，可以將形態(tài)學(xué)改變及功能性研究

11、相結(jié)合、定位診斷及 定量分析相結(jié)合。而且由于可進(jìn)行任意切面掃描，可以對呼吸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究， 同時(shí)對胸廓、膈肌運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，并可以結(jié)合心臟大血管的容積變化， 對通氣機(jī) 制及血液動(dòng)力學(xué)的研究有著潛在意義。7可能存在的問題對肺實(shí)質(zhì)的成像較差，空間分辨率較低，可能會(huì)影響圖像的觀察。磁共振的 掃描時(shí)間較長，禁忌癥也較多，不利于全部人檢查。此研究目前還處于初級階段， 在以后還需進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)Nakano Y, Sakai H, Muro S, Hirai T, Oku Y , Nishimura K, et al. Comparison of low attenuation areas on co

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